Скважинный излучатель упругих колебаний

 

Изобретение относится к сейсмоакустическим методам и может быть использовано при поисках скрытых рудных тел и других литолого-физических неоднородностей в межскважинном и околоскважинном пространстве путем возбуждения упругих колебаний в скважинах, пройденных с дневной поверхности, а также из горных выработок. Цель изобретения - увеличение дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых колебаний, упрощение конструкции излучателя, исключение износа элементов излучателя и стенок скважины. Скважинный излучатель упругих колебаний содержит элементы возбуждения, выполненные в виде цилиндров, оснащенных по образующей твердосплавными вставками с притупленной рабочей поверхностью. Корпус излучателя выполнен эксцентричным относительно оси вращения и снабжен стабилизатором-удлинителем, жестко связанным с корпусом и расположенным соосно с бурильной колонной, а элементы возбуждения колебаний установлены с возможностью вращения вокруг своей оси. Возбуждение колебаний в окружающих скважину скальных породах осуществляется при вращении бурильной колонны, с которой жестко соединен излучатель. При этом эксцентричная часть корпуса излучателя прижимается к стенке скважины и элементы возбуждения, перекатываясь по ее поверхности, возбуждают упругие колебания. По затуханию волн, измеряемому в другой скважине или горной выработке, судят о наличии в исследуемом массиве рудных тел, карста, трещиноватых зон. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИИ (51)5 С 01 V 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° еь

° °

° В

ФФ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОБРЕТЕНИЯМ И CYHPHTHRM

ПРИ ПЮТ СССР (21 ) 4322380/23-25 (22) 02,11.87 (46) 15,03. 90. Бюл. .;9 10 (71 ) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, спепиальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) С.Я.Пята, А.Д.Диброва, Е.И.Гнидин, А,П.11афо ростов и В П.1 озговой (53) 550. 834 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 405093, кл. G 01 V 1/40, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 441539, кл. G 01 V 1/40, 1973. (54) CKBAN(HHHbfl ИЗЛУЧАТРЛЬ УПРУГИХ

КОЛЕБАНИЙ о (57) Изобретение относится; к сейсмоакустическим методам и может быть использовано при поисках скрытых рудных тел и других литолого-физических неоднородностей в межскважинном и околоскважинном пространстве путем возбуждения упругих колебаний в скважинах, пройденных с дневной поверхности, а также из горных выработок. Пель изобретения — увеличение -дальности прозвучивания за счет повышения мощИзобретение относится к сейсмо- -. акустическим методам и может быть использовано при поисках скрытых рудных тел и других литологофизических неоднородностей в межскважинном и околоскважинном пространстве путем..SUÄÄ 1550454 А1

2 ности возбуждаемых колебаний, упрощение конструквии излучателя, исключение износа элементов излучателя и стенок скважины. Скважинный излучатель упругих колебаний содержит элементы возбуждения, выполненные в виде цилиндров, оснащенных по образующей тзердосплавньми вставками с притупленной рабочей поверхностью. Корпус излучателя выполнен экспентричным относительно оси вращения и снабжен стабилизатором-удлинителем, жестко связанньи с корпусом и расположенным соосно с бурильной колонной, а элементы возбуждения колебаний установлены с возможностью вращения вокруг своей оси. Возбуждение колебаний в окружающих скважину скальных породах осуществляется при вращении бурипьной колонны, с которой жестко соединен излучатель. При этом экспентричная часть корпуса излучателя прижимается к стенке скважины и элементы возбуждения, перекатываясь по ее поверхности, возбуждают упругие колеба-, ния. По затуханию волн, измеряемому в другой скважине или горной выработ.ке, судят о наличии в исследуемом массиве рудных тел, карста, трещиноватых зон. 3 з.п. ф-лы, 4 ип.

1 возбуждения упругих колебаний в скважинах, пройденных с поверхности, а также из горных выработок.

Белью изобретения является увеличение дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых коле1550454

Ланий, упрощение конструкции излучателя, исключения износа элементов из— лучения и стенок скважины, На фиг,! схематично показан: излучатель, размещенный в скважине, на

5 фиг,2 — вид А на фиг,1 на фиг,3 элемент возбуждения колебаний; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг,3.

Излучатель состоит из цельнометал- . 0 лического пустотелого корпуса 1, например, цилиндрической формы, в окнах

2 которого закреплены в сменных вкладышах 3.1 -3.2 элементы 4 возбуждения колебаний, (фиг,2 и 3) выполненные в виде цилиндров, армированных твердосплавными вставками 5 (фиг.3 и 4), - расположенньми по образующим в шахматном порядке по отношению друг к другу (фиг,3) . С помощью резьб 6.1 и

6.2, корпус 1 (фиг. 1) жестко соединен вверху с Лурипьной колонной 7 и внизу со стабилизатором-удлинителем 8, иоторые расположены между собой соосно. Сменные вкладыши 3 заходят в кор- Q5 пус 1 и закреплены в корпусе 1 штиЬтами 9.

Элементы 4 возбуждения размещены равномерно (при минимальном количестве, равном трем, под углом 120 в плане, фиг.2) относительно оси 10 корпуса и разнесены между собой в осевом направлении по его образующей.

Для исключения всплывания при работе излучателя, внутренняя полость корпуса 1 соединена с внешней средой

35 с помощью отверстий 11. Корпус 1 установлен относительно бурипьной колонны 7 эксцентрично с центриситетом, равным расстоянию между осями буриль,40 ной колонны 7 и стабилизатора-удлинителя 8 с одной стороны и оси 1 0 корпуса 1 с другой (фиг.1 и 2), Повышение скорости вращения излу- 45 чателя сопровождается ростом амплитуды проходящих волн, что позволяет регулировать, в зависимости от расстояний между скважинами, интенсив— ность возбуждаемых колебаний.

Скважинный излучатель упругих колебаний работает следующими образом.

На дневной поверхности ипи в горной выработке (при подземном бурении) корпус 1 соединяют с бурильной колонной 7 и, путем ее наращивания, излу55

I чатель спускают в скважину на требуемую глубину залегания исследуемых пород (фиг.1) .

Возбуждение упругих колебаний в горных породах, окружающих скважину, осуществляют вращением бурильной колонны 7 буровым станком (не показано) с заданной угловой скоростью. При этом, эксцентричная часть ко рпуса 1 прижимается к стенке скважины. Твердосплавные вставки 5 элемента 4 возбуждения упругих колебаний, перекатываясь по стенке скважины, создают повторяющиеся динамические удары, интенсивность которых при постоянных конструктивных параметрах излучателя определяется скоростью его вращения.

Прием проходящих через массив упругих волн осуществляется на разных глубинах другой скважины ипи горной выработки, что позволяет судить о наличии рудных залежей, карста и других неоднородностей, При этом максимальное воздействие на стенки скважины будет происходить со стороны элемента 4, эксцентриситет которого относительно оси бурипьной колонны 7 и стабилизатора 8 максимален, однако за счет небольшой жесткости бурильной колонны 7 и невертикальности стенок реальной скважины со стенками скважины будут взаимо= действовать и остальные элементы 4 возбуждения колебаний, посредством твердосплавных вставок 5, каждый на своей высоте по образующей корпуса 1, сводя тем самым до минимума разрушение стенок скважины и препятствуя повреждению корпуса 1 скважинного излучателя.

Фо рмула из об ретен ия

1, Скважинный излучатель упругих колебаний, содержащий привод с валом и состоящий из наземной части и скважинкой части, включающей корпус, в котором на оси параллельной оси привода установлен с воэможностью выхода за пределы корпуса и вращения относительно оси по крайней мере один

1 элемент возбуждения,, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения дальности прозвучивания за счет повышения мощности возбуждаемых колебаний и упрощения конструкции излучателя, привод размещен в наземной его части и через вал кинематически связан с корпусом, а корпус выполнен в виде пилиндра, при этом ось корпуса эксцентрична оси вала и параллельна ей, а элемент возбуждения, выполненный в виде пилиндра, снабжен жестко

15504 связанными с ним и размещенными по его образующим твердосплавными вставками и расположен в окне .на выступающей части корпуса.

2. Излучатель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что в нижней своей. части корпус жестко скреплен со стабилизатором-удлинителем, соосный с валом. 10

3. Излучатель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения мощности излучаемых колебаний и исключения износа корпуса и стенок скважины, он снабжен по край54 6 ней мере двумя дополнительными элементами возбуждения, которые вместе с основным элементом возбуждения равномерно размещены по окружности, являющейся сечением корпуса, и вдоль его образующей.

4. Излучатель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения нестабильности возбуждаемых колебаний за счет уменьшения абразивного износа стенок. скважины и элементов во збуждения, твердосплавные вставки на образующей расположены в шахматном порядке.

1550454

Составитель О.Комаров

Редактор Fl.Ñåðåäà Техред М.Пидык

Корректор М,Кучерявая

Заказ 27 О Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101