Широкополосный сейсмоприемник

 

1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК , содержащий корпус жидкостную инерционную массу и преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью повьше-г 1СЕСОЮ35 АЙ 1 «t 5 . ,.VI :; ::-и« 3 Б:;:1.. НИН чувствительности и расширения частотного диапазона при работе в скважине, корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качестве жидкостной инерционной массы использован буровой раствор, а преобразователь давления размещен на забое скважины. 2. Сейсмоприемник по п. 1, о т л и чающийся тем, что., с целью повышения точности измерений, длина корпуса выбрана не большей четверти длины волны звука в буровом растворе для ма-ксимальной рабочей частоты. СЛ С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Su„„» 17552 А

3Ш) G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV CHEAP ETEJlbCTHV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3632038/18-25 (22) 13. 06.83 (46) 07. 10.84. Бюл. У 37 (72) А.Е. Блюм (53) 550 ° 834(088.8) (Se) 1. Авторское свидетельство СССР

У 642659, кл. G 01 Ч 1/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 898365, кл. G 01 V t/16, 1980 (прототип). (54)(57) 1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и преобразователь давления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше-. ния чувствительности и расширения частотного диапазона при работе в скважине, корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качест ве жидкостной инерционной массы использован буровой раствор, а преобразователь давления размещен на забое скважины.

2. Сейсмоприемник по и. 1, о т— л и ч а ю шийся тем, что с целью повышения точности измерений, длина корпуса выбрана не большей четверти длины волны звука в буровом растворе для максимальной рабочей частоты. f 1 i 7552

Изобретение относится к технике сейсмических наблюдений и предназначено для регистрации сейсмических сигналов при проведении сейсморазведочных работ и сейсмологических исследований с использованием ди-намических характеристик сейсмических сигналов.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус в виде полого устано- 10 вочного штыря, в котором размещена жидкостная инерционная масса и сильфонный термокомпенсатор, а также пьезопреобразователь давления в виде пьезопластины (1) .

Недостатками данного устройства являются ограниченная чувствительн>>сть, определяемая массой жидкости и техническими сложностями изготовления таких сейсмоприемников 20 большой длины и трудоемкость провеJ дения измерений. Наличие свободной деформируемой полости (сильфон) и . пьеэодисков (преобразователь) создает возможности для колебания жидкости 25 относительно корпуса, что вносит искажения в частотную характеристику устройства (собственный резонанс).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является широкополосный сейсмоприемник, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и преобразователь давления )2) .

Недостатком известно- о устройства является ограниченная чувствительность, причиной которой являются технические трудности создания и эксплуатации корпуса акселерометра больших размеров, без чего нельзя,>0 существенно увеличить массу жидкости> т.е. инерционную массу.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства и расшире- 45 ние частотного диапазона при работе в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что в широкополосном сейсмоприемнике, содержащем корпус, жид- 50 ко> тную инерционную массу и преобразователь давления, корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качестве жидкостной инерционной массы использован буровой раствор, а преобразователь давления размещен на забое скважины.

Кроме того, с целью повышения точности измерений длина корпуса выбирается не большей четверти длины волны звука в буровом растворе для максимальной рабочей частоты.

На чертеже изображен сейсмоприемник.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде обсадной колонны (трубы), скважины, заполненной буровой жидкостью 2, выполняющей роль инерционной массы.

На забое скважины установлен преоб. разователь 3 давления, например пьезокерамический, а в ее устье ниже уровня жидкости — пробка 4 с отверстием

5, образующая из верхней части скважины компенсационную камеру 6.

При этом рабочая длина скважины (или обсадной колонны, являющейся корпусом) не превышает четверти длины волны, соответствующей верхней частоте рабочего диапазона частот, т.е. четверти наименьшей длины волны.

Рабочей является часть скважины от забоя до пробки 4.

Устройство работает следующим образом.

Сейсмическая волна, распространяясь в грунте, воздействует на корпус 1, перемещая его в вертикальном направлении, вместе с ним перемещается и жидкая инерционная масса 2, не претерпевающая разрыва с забоем (дном) скважины вследствие своего веса (в пределах ускорения, равного g), а также вследствие наличия пробки 4.

Поскольку жидкость, заполняющая корпус 1, несжимаема и текуча, при перемещении корпуса в ней возникает динамическое давления

F ma

Р

Б S где F — сила, S — площадь поперечного сечения столба жидкости;

m — масса жидкости; а — измеряемое ускорение перемещения корпуса.

Поскольку собственно инерционная масса-жидкость 2 не имеет упругого подвеса, то кк резонансные свойства ограничиваются собственным резонансом полости корпуса и вследствие этого система имеет весьма малую добротность и не вносит существенных

Составитель М. Спасский

Редактор Л. Коссей Техред З.Палий Корректор И. Муска

Заказ 7213/29 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1117 искажений в общую частотную характеристику устройства. Кроме того, шероховатость стенок и вязкость (или наличие неоднородных включений в жидкости) также позволяют снизить

5 добротность резонатора-корпуса. Все это позволяет добиться равномерности частотной характеристики устройства и получить равномерную горизонтальную частотную характеристику в ра- !О бочем диапазоне частот.

Пробка 4 с отверстием 5 отделяет собственно рабочую часть — корпус

У образуя из остальной его части компенсационную камеру б, в которую переме- щается часть жидкости 2 при увеличении ее объема вследствие разогрева, сохраняя рабочую длину инерционной массы неизменной, что позволяет сохранять постоянную чувствительность 2п устройства в широком диапазоне температур.

Диаметр отверстия 5 выбирается таким, чтобы его гидравлическое сопротивление на нижней граничной частоте 25

552 ф рабочего диапазона частот было велико. Поскольку чувствительность устройства зависит от массы жидкости 2, то длина столба жидкости (или корпуса 1) выбирается максимальной, но при этом она не должна быть больше h s /4 (h — длина волны на верхней частоте диапазона), чтобы избежать неоднозначности измерений.

Эффективность устройства заключается в повышении чувствительности расширения частотного диапазона, сни-. жении искажений динамики волны (за счет равномерности частотной характеристики) и в уменьшении трудоемкости проведения измерений, так как для проведения измерений используются отработанные готовые скважины и не требуется их специального создания.

Кроме того, в значительной степени снижается искажающее влияние зоны малых скоростей, так как забой скважины, как правило, расположен ниже ее уровня.