Устройство для азимутальной ориентации сейсмоприемников в скважине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЗИМУТАЛЬНОЙ ОРИЕНТАЦИИ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ В СКВАЖИНЕ/ содержащее корпус и размещенные в нем гироскоп, сейсмоприемники, t/ блок коммутации, датчики вертикального и азимутального углов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентации и надежности работы устройства, оно снабжено электромагнитной муфтой, оснащенной концентрическирш электрическими контактами, причем подвижная часть муфты соединена с корпусом и ее электрические контакты связаны с блоком коммутации, а неподвижная часть муфты, на которой закреплены сейсмоприемники, установлена на оси гироскопа, а ее электрические контакты связаны с сейсмоприемниками, / СП О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЮ

РЕСПУБЛИН

Ьав 01 Ч 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3ввв

211 3284896/18-25

22) 28.04.81 (46) 23.03.83 ° .Бюл, В 11 (72) Л.В.Гордо, Ю.А.Новосельский и С.Б.Анохин (93 ) 550. 83 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 474619, кл. Е 21 С .39/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 864218, кл. Q 01 V 1/40, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЗИМУТАЛЬНОИ) ОРИЕНТАЦИИ СЕЙСМОНРИЕМНИКОВ В СКВАЖИНЕ, содержащее корпус и размещенные в нем гироскоп, сейсмоприемники, „„SU„„1007056 A блок коммутации, датчики вертйкального и аэнмутального углов, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности ориентации и надежности работы устройства, оно снабжено электромагнитной муфтой, оснащенной концентрическими электрическими контактами, причем подвижная часть муфты соединена с корпусом и ее электрические контакты связаны с блоком коммутации, а неподвижная часть муфты, на которой закреплены сейсмоприемники, установлена на оси гироскопа, а ее электрические контакты связаны с сейсмоприемниками ° 1007056

Изобретение относится к области геофизических исследований и предназ начено для азимутальной ориентации сейсмоприемников (геофонов} в скважинах.

Известно устройство азимутальной 5 ориентации сейсмоприемников в вертикальных скважинах с использованием магнитного поля Земли (компаса)(1).

Однако это устройство не применимо в скважинах, обсаженных металличес- 1О кими трубами, или при наличии ферромагнитных материалов в горной породе, так как металлические трубы зкранируют устройство от магнитного поля земли, в результате чего оно не может выполнять свои .функции. Наличие ферромагнитных материалов в горной породе искажает магнитное поле, в результате чего погрешность азимутальной ориентации возрастает. 2О

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для азимутальной ориентации сейсмоприемников в вертикальных скважинах с помощью гироскопа, содержащее корпус и размещенные в нем гироскоп, сейсмоприемники, блок коммутации, датчики вертикального и азимутального углов P3 .

Однако известному устройству присущи следующие недостатки, сужающие область его применения, а именно: при отклонении корпуса верхней части устройства, в котором установлен гироскоп, от вертикального положения из-за наклона скважины или неровностей ее стенок, внешняя ось гироскопа прецессирует, электродвигатель нижней части устройства отрабатывает сигнал рассогласования и, тем самым, создает ошибку азимуталь-, ной ориентации. 4О вращающиеся части гироскопа и электродвигателя во время измерения создают дополнительные помехи, снижающие чувствительность сейсмодатчиков по параметру сигнал/шум> ограниченный ресурс работы гироскопа, необходимость его периодической проверки (например, в авиационной технике гироскоп проверяют через

25 ч работы) не позволяет использовать устройство для длительного (до . нескольких лет) непрерывного контроля напряженного состояния горного массива; постоянная необходимость в специальных источниках питания электродвигателя гироскопа, электрической лампочки и схемы в полевых условиях наличие помех из-за одновременной передачи по длинным кабельным линиям электрического питания и сигналов, принятых сейсмоприемниками.

Целью изобретения является повышение точности ориентации и надежности работы устройства. 65

Поставленная цель достигается тем, что устройство для азимутальной ориентации сейсмоприемников в скважине, содержащее корпус и размещенные в нем гироскоп, сейсмоприемники, блок коммутации, датчики вертикального и азимутального углов, снабжено электромагнитной муфтой, оснащенной концентрическими электрическими контактами, причем подвижная часть муфты соединена с корпусом и ее электрические контакты связаны с блоком коммутации, а неподвижная часть муфты, на которой закреплены сейсмоприемники, установлена на оси .гироскопа, а ее электрические контакты связаны с сейсмоприемниками.

Конструктивное выполнение устройства позволяет фиксировать корпус сейсмоприемника относительно скважины, а сейсмоприемники относительно корпуса и тем самым обеспечивать более точную азимутальную ориентацию устройства на длительный период работы в скважине.

На фиг. 1 показано схематично устройство, общий вид. на фиг. 2 разрез A-A на фиг. Цконцентрические злектроконтакты

Устройство для азимутальной ори-ентации сейсмоприемников содержит корпус 1, в нижней части которого установлен балластный груз 2 для обеспечения устойчивого вертикального положения сейсмоприемникон в скважине, гироскоп 3, предназначенный для стабилизации в азммутальной плоскости положения сейсмоприемников 4, например пьезопластин.

На внешней оси 5 гироскопа 3 закреплена неподвижная часть б электро магнитной муфты с концентрическими электрическими контактами 7.

На неподвижной части б закреплены сейсмоприемники 4, которые злектриче ки соединены с концентрическими контактами 7. На внешней оси 5 гироскопа 3 закреплен ползунок 8 датчика 9 азимутального угла, предназначенного для контроля положения сейсмоприемников 4 относительно корпуса 1.

В средней части корпуса 1 устано ж.н электромагнит10, состоящий из подвижной части 11 электромагнитной муфты, пружины 12 и катушки 13.

Подвижная часть 11 в нижней части имеет концентрически расположенные контакты 14, электрически соединенные с блоком 15 коммутации. Подвижная часть 11 совместно .с пружино .

12 и катушкой 13 предназначена для механического соединения сейсмоприемников 4 с корпусом 1 и электрически с блоком 15 коммутации при любом

1007056

Составитель: . Журавлева

Редактор Г. Волкова Техред Т.Фанта Корректор Е. Рошко

Заказ 2133/70 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 в азнмутальной плоскости положении корпуса 1.

В верхней:части корпуса 1 расположены блок 15 коммутации, датчики

16 вертикали и фигурные ребра 17.

Блок 15 коммутации предназначен для уплотнения управляющих и измерительных сигналов, поступахицих от сейсмоприемников, в целях уменьшения количества проводов в кабеле 18. Датчик

16 вертикали релейного типа реализует функцию "да-нет" и предназначен для контроля вертикального полокения сейсмоприемников 4 в целях обеспечения нормального режима работы, фигурные ребра 17 совместно с балластным грузом 2 предназначены для фиксирования корпуса 1 в случаях применения устройства в наклонных скважинах, при наличии микронеровнос. тей на стенках скважин в целях обеспечения устойчивого вертикального положения сейсмоприемннков.

Устройство для азимутальной ориентации сейсмоприемника работает следующим образом.

В исходном положении, когда сейсмоприемники обесточены, .подвижная часть 11 электромагнитной муфты под действием пружины 12 жестко сцеплена с неподвижной частью 6, тем самым сейсмоприемники 4 механически соединены с корпусом 1. Перед спуском в скважину сейсмопр.".емники подвешиваются в вертикальном положении, которое контролируется датчиком 16 вертикали, и по показаниям датчика

9 азимутального угла ориентируются в азимутальной плоскости. После чего запускается гироскоп 3 и при .выходе его на номинальный режим включается электромагнит 10. Подвижная

5 часть 11 отходит ет неподвижной части 6 электромагнитной муфты, тем самым механически разъединяет сейсмоприемники 4 от корпуса 1 и отключает их от блока 15 коммутации.

g0 Сейсмоприемники 4 стабилизируются гироскопом 3 в выбранном аэимутальном направлении вне зависимости от возможного. вращения корпуса 1 вокруг своей продольной оси и при нед5 больших отклонениях ее от вертикаль" ного положения. На требуемой глубине сейсмоприемники фиксируются фигурными ребрами 17 относительно стенки скважины. После чего отклюО чается электромагнит 10, подвижная часть 11 соединяется с неподвижной частью 6, образуя жесткую механическую систему, повышающую чувствительность сейсмоприемников, и электричес. ки соединяет сейсмоприемники 4 с бло. ком 15 коммутации. Отключается гироскоп 3 в целях снятия помех, наводимых вращающимся ротором гироскопа, а также исключается потребность в источнике питания гироскопа.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить точность ориентации сейсмоприемнИка в рква" дюжине по сравнению с известным и, тем самым, повысить точность проводных исследований и измерений.