Скважинный сейсмический прибор

 

СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРИБОР , содержащий герметичный корпус, электромеханический привод, ходовой винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от внешнего давления камерах, и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком, отлич ающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем увеличения надежности механического контакта прибора со стенкой скважины, в нем установлены дополнительный прижимной рычаг и коромысло , причем оси вращения обоих прижимных рычагов расположены на корпусе скважинного прибора под углом в одной плоскости, перпендикулярной g оси скважинного прибора, а короткие (Л плечи рычагов связаны с концами коромысла , шарнирно прикрепленного к силовому штоку.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 01 V 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3496828/18-25 (22) 05 . 10 .82 (46) 15. 02. 84, Бюл. Р 6 (72) Г,A,Шехтман, В.И.Коробов и М.И.Курасов (71) Нарофоминское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (53) 550.83(088.8) (56) 1. Воронин 10,А,, Жадин В.В, О частотных искажениях сейсмического сигнала при регистрации трехкомпонентным скважинным сейсмоприемником. — Геология и геофизика, 1964, Р 3, с, 154-156, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 254803, кл, 0 01 v 1/16, 1967 (прототип), (54) (57) СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ IIPHБОР, содержащий герметичный корпус, электромеханический привод, ходовой винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от внешнего давления камерах, и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком,о тли чающий с ятем, что, с целью повышения точности измерений путем увеличения надежности механического контакта прибора со стенкой скважины, в нем установлены дополнительный прижимной рычаг и коромысло, причем оси вращения обоих прижимных рычагов расположены на корпусе скважинного прибора под углом 2 в одной плоскости, перпендикулярной со оси скважинного прибора, а короткие плечи рычагов связаны с концами коромысла, шарнирно прикрепленного к силовому штоку.

Йэобретение относится к скважинной сейсморазведке, и может быть использовано в промысловой геофизике при разработке скнажинных приборон, содержащих прижимные устройства, предназначенные для обеспечения контакта приборов со стенкой скважины на время измерений.

При проведении в буровых скважинах работ методом вертикального сейсмического профилирования (ВСП), а также методом обращенíorо годографа (МОГ) одним иэ основных условий получения качественных результатов является надежный.,механический контакт скважинного прибора со стенкой скна- 15 жины, при котором исключается искажающее влияние на сейсмическую запись таких помех, как кабельные волны и резонансные механические колебания, При нежестком контакте.сква- 2П жинного прибора со стенкой скважины могут иметь место проскальзывания прибора относительно стенки скважины в процессе гриема упругих колебаний, а также нращательные колебания относительно линии касания корпуса прибора со стенкой скнажины. Когца .недостаточно велика жесткость прижимного устройства, могут наблюдаться одновременно как проскальзывание, так и паразитные резонансные проддльные и вращательные колебания, причем последние наиболее ощутимы на записях горизонтальных сейсмоприемникон при трехкомпонентных наблюдениях.

Известен скважинный сейсмический прибор, содержащий прижимной элемент. нежесткого типа, а также дне жестко прикрепленные к прибору опоры, через которые он прижат к стенке скважины, Наличие в приборе двух опор, разнесенных по окружности зонда, устраняет резонансный характер искажений сейсмической записи, вызванных вращательными колебаниями скважинного прибора н горизонтальной плоско- 45 сти fl) .

Основным недостатком известного прибора является нерациональное увеличение его диаметра за счет жестко прикрепленных к нему наружных опор,, затрудняющих прохождение прибора в скнажинах малого диаметра, Кроме того, нежесткий контакт со средой н известном устройстве не избавляет от помех, связанных с паразитныки pe" зонансными колебаниями прибора н вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом неуправляемость в приборе прижимного устройства приводит к излишним спуска-подъемным операциям на скважине.

6О

Наиболее близким к изобретению является скважинный сейсмический прибор, содержащий герметичный корпус, электромеханический привод, xo 65 доной винт, силовой шток, оба конца которого находятся в герметизированных от ннешнего давления камерах, и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком. B этом устройстве крутящий момент от электродвигателя передается через редуктор ходовому винту, который, вращаясь, внинчивается в силовой шток или вывинчинается из него. Силовой шток зафиксирован от вращательного движения коротким плечом прижимного рычага. Вращение винта преобразуется в поступательное движение силового штока, а движение штока — в отклоняющее перемещение длинного плеча рычага. Путем р=;;"ерсирования электродвигателя можно н процессе обработки скнажины прижимать прибор к стенке скважины или освобождать его 12) .

Недостатком данного скнажинного прибора является его незащищенность от паразитных вращательных колебаний, нызванных недостаточно большой величиной трения качения на контакте прибора со стенкой скважины, а недостаточно высокая надежность механического контакта прибора со стенкой скважины приводит к искажению сейсмической записи, особенно ощутимому при трехкомпонентных наблюдениях, Цель изобретения — повышение точности измерений путем увеличения надежности механического контакта прибора со стенкой скважины.

Поставленная цель достигается тем,. что н скнажинном сейсмическом приборе, соцержащем герметичный корпус, электромеханический привод, ходоной винт, силовой шток, оба конца которого находятся н герметизированных от внешнего давления камерах,и прижимной рычаг, связанный с силовым штоком, установлены дополнительный прижимной рычаг и коромысло, причем оси вращения обоих прижимных рычагов расположены íà корпусе скважинного прибора под углом в одной плоскости, перпендикулярной оси скважинного прибора, а короткие глечи рычагов связаны с концами коромысла, шарнирно прикрепленного к силовому штоку.

Угол между осями вращения прижимных рычагов предлагается быть равным 120, хотя возможны и иные углы, О обеспечивающие несколько менее надежный контакт скважинн ого прибора со стенками скважины.

На чертеже схематически показан предлагаемый скважинный сейсмический прибор.

Прибор содержит корпус 1, коромысло 2, прижимные рычаги Э, ходовой винт 4, подшипники 5, редуктор б, электродвигатель 7, герметизиронанные от внешнего давления камеры 8

1073725 и 9, силовой шток 10, ось 11 вращени я коромысла, ось 1 2 вращени я прижимного рычага (вторая ось на чертеже не показана), уплотнительные резиновые кольца 13, контейнер 14 с сейсмоприемниками.

Прибор работает следующим образом.

Крутящий момент от электродвигателя 7 передается через редуктор 6 ходовому винту 4, который при своем вращении внинчивается в силовой шток

10 либо (при реверсировании электродвигателя 7) нывинчивается из него.

Силовой шток 10 зафиксирован от вращательного днижения коромыслом 2 и прижимными рычагами 3. Таким обра- 1 5 зом, крутящий момент ходового винта

4 преобразуется в поступательное движение силового штока 10, кинематически связанного с прижимными рычагами 3 ° Вследствие этого прижимные ры- 20

Чаги 3 или прижимают прибор к стенке скважины, или при реверсе электродвигателя 7 освобождают прибор, Концевые участки силового штока 10 находятся в герметизированных от 25 внешнего давления камерах 8 и 9, поэтому внешнее гидростатическое давление, воздействуя в одинаковой степени на уплотнительные резиновые кольца 13, находящиеся на обоих концах силового штока 10, уравновешивается и не оказывает никакого ноздействия на другие связанные с силовым штоком 10 элементы управляемой прижимной системы сейсмического прибора. Герметизированные от внешнего давления камеры 8 и 9 могут сообщаться одна с другой, т.е, являться единой камерой. При этом по соединяющему эти камеры каналу, проходящему, внутри корпуса 1, пропускают 40 электрические провода к электродвигателю 7 и сейсмоприемникам, находящимся в контейнере 14.

Радиально-упорные подшипники 5 служат для жесткого фиксирования хо- 45 дового винта 4, прецохраняя его от осевого перемещения, так что хддовой винт 4 может сонершать лишь вращательные движения. Коромысло 2 проходит насквозь через силовой 50 шток 10 ннутри выполненного в нем паза и крепится к силовому штоку при помощи оси 11. Относительно оси 11 вращения коромысло способно совер-. шать колебательные движения, за счет чего и достигается возможность дифференциальной работы каждого из прижимных рычагов 3. Оси 12 вращения прижимных рычагов 3 закреплены под углом 120, поэтому прижимные рычаги 3 развернуты по азимуту под таким же углом, При движении силового штока 10 вниз коромысло 2 давит вниз на короткие пле и прижимных рычагов 3, заставляя концы их длинных плеч отклоняться в стороны. Движение силового штока 10 вниз продолжается до тех пор, пока концы прижимных рычагов 3 не обеспечат жесткий прижим скважинного прибора к стенке скважины. Если стенка скважины не янляется круговым цилиндром, что чаще всего наблюдается н необсаженной скважине, то вначале прижмется к стенке скважины один из прижимных рычагов 3, а затем — другой прижимный рычаг, так к ак наличие коромысла 2 поз вол яет силовому штоку после прижатия одного из рычагов продолжить движение вниз, обеспечив тем, самым выдвижение конца другого рычага на большее удаление от скважинного прибора. Таким образом, жесткий прижим скнажинного сейсмического прибора к стенке скважины всегда обеспечивается минимум в трех точках: две точки дают концы длинных плеч прижимных рычагов 3, и третью — образующая наружной поверхности корпуса 1, находящаяся между прижимными рычагами 3 на диаметрально противоположной стороне, При этом угол 120 между прижимными рычагами

О

3 обеспечивает наибольшую устойчивость системы в горизонтальной плоскОсти, чтО и препятствует нОзникнОвению паразитных вращательных колебаний данной механической системы, Оси 12 вращения прижимных рычагов 3 целесообразно расположить на уровне центра тяжести прибора, так как при этом момент сил тяжести, действующий на корпус скважинного прибора, снодится к нулю. Если технически это окажется осуществить трудно, то следует Оси 12 вращения расположить вьпце центра тяжести прибора.

За счет расположения осей вращения прижимных рычагов 3 выше центра тяжести скважинного прибора дос*игает— ся положение устойчиного равновесия

1 прибора. Тем самым до минимума сноится опасность собственных колебаний скнажинного прибора в тех случаях, когда из-за неровностей стенки скнажины плотный контакт е го корпус а со стенкой скважины не достигается.

Контейнер 14 может содержат ь к ак вертикально ориентированные, так и многокомпонентные сейсмоприемники.

Скнажинный сейсмический прибор. может быть одним из приборов многоточечного зонда, хотя на чертеже с цельн упрощения показан Одноточечный зонд.

Применение предлагаемого скнажинного сейсмического прибора позволяет получать надежные результаты при проведении работ по высокоразрешающей скважинной сейсморазведке, осо-бенно при трехкомпонентныМ наблюдениях на различных классах волн.

Корректор О.Билак

Редактор М.Келемеш Техред Т.Маточка

Заказ 324/45 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðoä. ул.Проектная, 4