Автономный импульсный источник сейсмических сигналов

 

Использование: возбуждение импульсов в жидкой среде в геофизике для разведки и доразведки полезных ископаемых. Цель: уменьшение затрат времени на выработку одинаковых импульсов в жидкой среде и регулирование мощности импульса. Сущность: устройство содержит гидравлическую камеру, выполненную в виде упругой оболочки, и жесткую пневматическую камеру, разделенные поршнем, который снабжен фиксирующим устройством. Фиксирующее устройство поршня выполнено в виде упругой цанги, опирающейся лепестками на буртик запорного кольца, опорная поверхность которого выполнена конической. Источник позволяет уменьшить время на выработку следующего импульса в жидкой среде, например в жидконаполненной скважине, за счет того, что нет необходимости выводить источник на поверхность и производить зарядку. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для возбуждения импульсов в жидкой среде и может быть использовано в прикладной геофизике для разведки и доразведки полезных ископаемых.

Известно устройство для генерации акустического сигнала [1], которое содержит удлиненный цилиндрический корпус, имеющий поперечно расположенные отверстия для выброса воды.

В корпусе перемещается поршень и нажимное поршневое кольцо, являющееся фиксирующим устройством образуя с одной стороны пневматическую камеру, являющуюся пневматической пружиной, а с другой стороны жидкостную камеру. В начальном положении поршень и поршневое кольцо перемещены в сторону торца пневматической пружины, где он фиксируется с возможностью освобождения специальным пневматическим устройством. В пневматической пружине при этом будет давление Pн, соответствующее сжатию газа. При опускании источника в жидкую среду на глубину имеющую давление меньше Pн и срабатывании специального пневматического устройства поршень и поршневое кольцо перемещаются относительно корпуса и выбрасывают воду через отверстие в корпусе в окружающую среду, тем самым вырабатывается импульсный сигнал.

Основной недостаток источника в больших затратах времени на подготовку и выработку следующего импульса, связанного с подъемом поршня и поршневого кольца в исходное фиксированное положение.

Наиболее близким техническим решением является пневматическая пушка с поршнем, который совершает возвратнопоступательное движение в корпусе и резко выпускает сжатый газ, в результате чего вырабатывается кратковременный импульс [2]. Поршень разделяет корпус на пусковую и возвратную камеры и фиксируется в начальном положении пусковым сальником. Газ выходит из пусковой камеры при перемещении поршня в возвратную камеру. При этом открывается разрядное окно, закрытое в начальный момент поршнем.

Недостатком устройства являются большие затраты времени, необходимые на регулировку формы и мощности импульсов.

Задача изобретения - уменьшение затрат времени на выработку одинаковых импульсов в жидкой среде и регулирования мощности импульса.

Поставленная задача достигается тем, что в автономном импульсном источнике сейсмических сигналов, содержащем гидравлическую камеру, выполненную в виде упругой оболочки, и жесткую пневматическую камеру, разделенные поршнем, снабженным фиксирующим устройством, фиксирующее устройство поршня выполнено в виде цанги, опирающейся в исходном положении на буртик запорного кольца, опорная поверхность которого выполнена конической.

На фиг. 1 представлен предлагаемый автономный импульсный источник, на фиг. 2 - разрез по А-А жидкостной камеры, а на фиг. 3 - устройство фиксации.

Автономный импульсный источник содержит жидкостную камеру 1 и газовую камеру 2, являющуюся пневматической пружиной, расположенной в корпусе 3. Жидкостная камера 1 разделена с окружающей средой оболочкой 4, а с пневматической пружиной поршнем 5 с закрепленной на нем лепестковой цангой 6.

Лепестковая цанга 6 укреплена на поршне гайкой 7, а лепестки в исходный момент зафиксированы на запорном кольце 8.

В жидкостной камере 1 установлен датчик 9, а пневматическая пружина имеет зарядное устройство 10. Весь источник опускается в жидкостную среду на каротажном кабеле 11.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы пневматическая пружина заряжается газом с давлением P2, которое должно быть меньше давления в жидкой среде, а значит, и глубины, на которой необходимо вырабатывать импульс.

Поршень 5 находится в верхнем положении и лепестки цанги 6 фиксированы на буртике запорного кольца. В жидкостную камеру 1 наливают рабочую жидкость.

При опускании источника в жидкостную среду давление в жидкостной камере соответствует давлению окружающей среды, передаваемому через упругую оболочку. Когда источник достигает глубину с давлением, соответствующим давлению газа в пневматической камере, поршень удерживается цангой на запорном кольце. При дальнейшем опускании источника жидкость давит на поршень до тех пор, пока давление не превысит давления в пневматической пружине на величину, необходимую для срабатывания или расфиксирования цанги.

Поршень резко перемещается и сжимает газ в пневматической пружине, а жидкость под действием давления окружающей среды поступает в корпус пневматической пружины, возникает импульс в окружающей среде из-за резкого изменения объема жидкостной камеры, так как упругая оболочка изменяет форму (фиг. 1 Б-Б). Объем жидкости в упругой оболочке меньше объема газа в пневматической пружине, что позволяет избежать ударов поршня о корпус.

При возникновении импульса датчик через каротажный кабель передает информацию на регистрирующую аппаратуру, с целью корреляции с сигналами, принятыми поверхностными сейсмоприемниками.

Величина превышения давления в жидкостной камере P над давлением газа в пневматической пружине, определяется углом на буртике запорного кольца (фиг. 1) и внутренним его диаметром d Чем меньше угол , тем больше превышение P, тем мощнее импульс.

В исходное положение поршень устанавливается при подъеме источника, на глубину, соответствующую давлению окружающей жидкостной среды, меньше давления P2 зарядки пневматической пружины. Газ выдавливает поршень, а последний рабочую жидкость перемещает в жидкостную камеру и упругая оболочка восстанавливает свой первоначальный вид. В конце хода поршня, лепестки цанги скользят по запорному кольцу и фиксируются на буртике. Таким образом, источник готов для выработки следующего импульса.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить время на выработку следующего импульса в жидкой среде, например, в жидконаполненной скважине, за счет того, что нет необходимости выводить источник на поверхность и производить зарядку. Зарядка предлагаемого источника осуществляется путем перемещения его из области высокого давления окружающей жидкости среды в область низкого давления соответствующего давлению газа в пневматической пружине.

Формула изобретения

Автономный импульсный источник сейсмических сигналов, содержащий гидравлическую камеру и жесткую пневматическую камеру, разделенные поршнем, отличающийся тем, что гидравлическая камера выполнена в виде упругой оболочки, а поршень снабжен фиксирующим устройством, выполненным в виде цанги, опирающейся в исходном положении на буртик запорного кольца, опорная поверхность которого выполнена конической.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к невзрывным источникам сейсмических импульсов

Изобретение относится к геофизике, а именно к скважинным источникам сейсмических колебаний

Изобретение относится к невзрывным источникам сейсмических сигналов и предназначено для возбуждения продольных волн в грунте

Изобретение относится к сейсмической разведке, в частности к электродинамическим источникам сейсмических колебаний

Изобретение относится к сейсморазведке, а именно к невзрывным средствам возбуждения сейсмических сигналов с поверхности земли

Изобретение относится к сейсморазведочной технике и предназначено для возбуждения сейсмических волн

Изобретение относится к сейсмической разведке, а именно к способам возбуждения продольных и поперечных волн при помощи импульсных источников

Изобретение относится к геофизической технике, а именно к вибрационным источникам сейсмических колебаний, погружаемым в скважину или другую выработку в геологической среде

Изобретение относится к способам и устройствам для возбуждения импульсов в жидкозаполненных скважинах и может быть использовано в прикладной геофизике для разведки и доразведки полезных ископаемых и очистки призабойной зоны

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе сейсмической разведки полезных ископаемых

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при сейсмической разведке месторождений полезных ископаемых

Использование: для создания импульса ударной волны на больших глубинах моря и в скважинах. Источник в скважинах в процессе их бурения во время перерывов используется для выделения объектов в области, расположенной впереди и вокруг бурящегося ствола скважины при прогнозном обращенном ВСП или при межскважинном просвечивании. Устройство содержит: полый корпус, во внутренней двухступенчатой проточке которого с возможностью возвратно-поступательного движения установлен с уплотнениями поршень привода со штоком поршня зачистки имплозивной камеры. К верхнему концу штока поршня привода жестко крепится груз возврата поршня зачистки. На наружной двухступенчатой проточке с возможностью возвратно-поступательного движения установлена с уплотнениями подвижная гильза с поршнем. Внутренняя полость под гильзой заполнена маслом и в верхней своей части через отверстия и проточки связана с подпоршневой полостью поршня привода поршня зачистки. В нижней уменьшенного диаметра части корпуса выполнены продольные окна. Снизу к корпусу на герметичной резьбе жестко крепится гильза камеры, которая снизу закрыта муфтой, соединенной с гильзой на герметичной резьбе. В осевое отверстие муфты установлен обратный клапан, препятствующий попаданию жидкости в камеру. К муфте снизу жестко крепится нижний груз, по форме обеспечивающий вертикальное положение оси камеры. Подвижная гильза сверху жестко крепится к отсеку с сейсмическим приемником. Отсек через кабельный наконечник крепится к грузонесущему кабелю. Поршень зачистки с возможностью возвратно-поступательного движения уплотнен в гильзе камеры и сверху жестко закреплен с уплотнением к полому ползуну, который свободно вставлен и уплотнен в отверстии хвостовика, жестко закрепленного и уплотненного на штоке и ограниченого в осевом перемещении нижним буртом хвостовика. Внутри камеры под поршнем зачистки свободно с большим радиальным зазором установлен боек, который выполнен с внутренней проточкой в осевом отверстии, которая имеет возможность взаимодействовать с несколькими пружинными зацепами, жестко закрепленными в нижней части поршня зачистки. Окна камеры находятся в открытом положении, когда поршень зачистки находится в крайнем верхнем положении. Рабочие площади поршня привода поршня зачистки и подвижной гильзы с поршнем подобраны так, что давление в масляной полости при натяжении кабеля создает усилие на поршне зачистки, превышающее усилие на нем от гидростатического давления. По этой причине при натяжении кабеля при помощи лебедки в первый момент происходит зачистка камеры, потом открытие окон и гидравлический удар жидкости и бойка по дну муфты и только потом подъем устройства над забоем. При постановке устройства на забой и появлении слабины в кабеле поршень зачистки под действием груза возврата опускается в крайнее нижнее положение, где пружинными захватами соединяется с бойком. В отсеке установлен сейсмический приемник, который по первому полученному максимальному сигналу управляет пускам сейсмостанции и передает в дальнейшем на станцию полученные им параметры отраженных волны. Технический результат: достижение многократного повторения сейсмического импульса при строительстве скважин во время перерывов в бурении для проведения прогнозного обращенного ВСП или для межскважинного просвечивания, при которых производятся выделения объектов в области, расположенной впереди и вокруг бурящегося ствола скважины. Это все достигается без дополнительных работ по подъему и спуску колонны с использованием только каротажной лебедки. Для работы источник не требует подачи на него ни электрической энергии, ни гидравлической жидкости. 1 ил.

Настоящее изобретение относится к устройствам для генерации упругих волн для сейсморазведки в морской среде и содержит цилиндр, определяющий ось, в котором расположены ударный и насосный поршни, каждый из которых имеет две соответствующие противоположные стороны по отношению к указанной оси, из которых сторона ударного поршня, расположенная перед насосным поршнем, является первой ударной стороной, а сторона насосного поршня перед ударным поршнем является второй ударной стороной, насосный и ударный поршни скользят в цилиндре в направлении, параллельном оси, и соударяются друг с другом посредством первой и второй ударных сторон, ударный поршень приводится активационным средством, давящим на сторону, противоположную его собственной ударной стороне, при этом цилиндр содержит на одном из его концов камеру, имеющую диаметр, больший, меньший или равный части цилиндра, в которой расположен ударный поршень, при этом в указанной камере может скользить часть насосного поршня, коммуникационные каналы которого соединяют камеру с водой подводной среды. Технический результат заключается в возможности использования устройства на борту автономных подводных аппаратов. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх