Трехкомпонентное сейсмокаротажное устройство

 

ТРЕХКОМПОНЕНТНОЕ СЕЙСМОКАРОТАЖНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее охранный корпус с размещенными в нем взаимно перпендикулярными горизонтальными сейсмоприемниками, оси чувствительности которых ориентированы в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что с целью повыщения точности ориентации сейсмоприемников и упрощения конструкции устройства, охранный корпус содержит несколько пар сейсмоприемников и компас , оси чувствительности сейсмоприемников расположены по окружности через равные промежутки, обмотки катущек сейсмоприемников подключены к контактам на лимбе компаса, а стрелка компаса снабжена контактами на концах. (Л оо 00 сд to

„SU 1133572 А

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(59 G 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВтОЕСКоММ СвиЩтильСтвУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2702062/18-25 (22) 25.12.78 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) А. Н. Мозженко (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550.83 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 376739, кл. G 01 V 1/40, 1973.

2. Виноградов Ф. В., Юдина P. И.

Об отчетно-методических работах по трехкомпонентному сейсмокаротажу в Херсонской области. «Информационно-технический отчет сейсмической партии № 143/65. Фонды ВНИИгеофизики, M., 1967, с. 18 (прототип). (54) (57) ТРЕХКОМПОНЕНТНОЕ СЕР1СМОКАРОТАЖНОЕ УСТРОИСТВО, содержащее охранный корпус с размещенными в нем взаимно перпендикулярными горизонтальными сейсмоприемниками, оси чувствительности которых ориентированы в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что с целью повышения точности ориентации сейсмоприемников и упрощения конструкции устройства, охранный корпус содержит несколько пар сейсмоприемников и компас, оси чувствительности сейсмоприемников расположены по окружности через равные промежутки, обмотки катушек сейсмоприемников подключены к контактам на лимбе компаса, а стрелка компаса снабжена контактами на концах.

1133572

Изобретение относится к геофизической аппаратуре, применяемой при сейсмическом каротаже необсаженных буровых скважин трехкомпонентными установками сейсмоприемников, и может использоваться для трехкомпонентной регистрации сейсмических сигналов: продольных, поперечных и обменных волн с учетом их азимута подхода к точке наблюдения.

Основной технической задачей в проведении трехкомпонентного сейсмокаротажа является сохранение первоначально заданного азимута осей чувствительности двух взаимно перпендикулярных горизонтальных сейсмоприемников. Как правило, сейсмоприемники с осью максимальной чувствительности, совпадающей с направлением север-юг называют Х-компонентной, с направлением запад-восток — У-компонентной. Сейсмоприемник с вертикально расположенной осью максимальной чувствительности называют Z-компонентной.

Известен ряд устройств, позволяющих получить трехкомпонентную сейсмическую запись в скважине как без сохранения, так и с сохранением направлений ориентации осей максимальных чувствительностей сейсмоп рием ни ков.

В известном устройстве для ориентации сейсмоприемников в скважине применен компас инклинометра, с помощью которого на поверхность выдается азимут расположения осей Х- и У-компонент. При каждом передвижении по стволу скважин горизонтальные приборы занимают новый произвольный азимут (1).

Недостатком данного устройства является то, что полученные сейсмические материалы в нужный азимут пересчитываются теоретически.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором сейсмоприемники размещены во вращающемся стакане, жестко связанном с гироскопом. Гироскоп и стакан соединены с OxpBHHbIM кожухом через подшипники. Перед спуском в сква>кину гироскоп раскручивается и его центростремительные силы удерживают стакан с горизонтальными сейсмоприемниками в заданном на поверхности направлении. После спуска до заданной глубины прижимное устройство прикрепляет охранный кожух к стенке скважины, а стакан с сейсмоприемником и гироскопом притормаживается к охра нному кожуху. После этой операции гироскоп выключается. Перед следующим передвижением прибора запускается гироскоп, отключается тормоз стакана и прижим охранного кожуха. Начинается следующий цикл перемещения глубинного прибора (2).

Недостатками известного устройства являются сложность его конструкции, большой диаметр (100 и более мм) и возмож45

5

f0

40 ные сдвиги закрепленного прижимом прибора ввиду большого числа остановок и пусков устройства. Кроме того, натяжное и провисание кабеля длиной до 5 и более

5 км могут сдвигать устройство в момент его остановки. Новый запуск будет проведен в другом азимуте, причем погрешность в азимуте невозможно исправить до подъема прибора наверх.

Цель изобретения — повышение точности ориентации сейсмоприемников за счет сохранения постоянства ориентации осей чувствительности горизонтальных сейсмоприемников в трехкомпонентном каротажном приборе и упрощение его конструкции.

Для достижения цели охранный корпус содержит несколько пар сейсмоприемников и компас,оси чувствительности сейсмоприемников расположены по окружности через равные промежутки, обмотки катушек сейсмоприемников подключены к контактам на лимбе компаса, а стрелка компаса снабжена контактами на концах.

В связи с тем, что горизонтальные сейсмоприемники обеспечивают прием сигналов с двух противоположных направлений, отличак>щихся только полярностью сигнала выходного напряжения, в устройстве применены лишь половина горизонтальных сейсмоприемников, включаемых в цепь каротажного кабеля стрелкой магнитного компаса.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема глубинной и наземной частей предлагаемого устройства; на фиг. 2 — компас глубинного прибора; на фиг. 3 — глубинный снаряд.

Глубинная часть содержит стрелку 1 компаса с закрепленными на ней контактами 2 и 3, диодом 4, сопротивлением 5, которая расположена над платой 6 с контактами 7, размещенными через десять градусов.

К каждому контакту 7 припаяны выводы соответствующих обмоток сейсмоприемников 8 — 25. Обмотка реле 26 включена на жилы 27 и 28 кабеля. Обмотка вертикального сейсмоприемника 29 включена на жилы 28 и 30. На жилы 31 — 34 кабеля включены дугообразные контакты 35 — 38.

В наземной части содержатся переключатели 39 — 43. С плат 39 и 40 снимается сигнал глубинного сейсмоприемника Х-компоненты, с плат 41 и 42 — сигнал У-компоненты. Обмотка сейсмоприемника Z-компоненты включается на вход Z без переключений. Переключатель 44 переключает высокочастотный сигнал 1000 — 1500 Гц, снимаемый с обмотки трансформатора 45, и подводит напряжение к прибору 46 постоянного тока. Кнопка 47 соединяет цепь в мо мент контроля.

1133572

Магнитная стрелка 1 (фиг. 2) вращается на конусе стержня 48 реле 26, острый конец которого упирается в агатовый подшипник 49. Якорь 50 реле 26 опускается силой магнитного поля реле 26, а возврат системы в первоначальное положение проводится с помощью пружины 5!.

Пружина 52 создает надежную цепь массы компаса. Основание 53 держит контактную плату 6 и является корпусом электромагнита. Основание 54 стрелки 1 дает возможность стержню прижать стрелку к контактам платы.

Компас размещен в отсеке 55, в отсеке

56 размещены сейсмоприем ники. Охранный кожух 57 содержит прижимное устройство 58 любого типа.

Устройство работает следующим образом.

После остановки и закрепления глубинного прибора проводится включение схемы глубинной части прибора. В момент включения реле 26 стрелка компаса 1 мгновенно прижимается к контактной плате 6, что вызывает замыкание диаметрально противоположных контактов 7 на соответствующие контактные дуги 35 — 38. В этом случае включаются цепи двух горизонтальных сейсмоприемников, оси чувствительности которых направлены под углом 90 одна к другой.

Направление одной из этих осей соответствует направлению магнитной стрелки 1 С-IO.

Таким образом сейсмоприемник, совпадающий с направлением С-Ю, будет называться прибором Х-компоненты, а другой, ось которого направлена на 90 (В-3) от оси

X-компоненты, прибором У-компоненты.

Сейсмоприемник Z-компоненты 29 включен без коммутации.

Следующим этапом проводится определение полярности включения сейсмоприемников Х- и У-компонент к входам Х и У усилителя. Ввиду вращения глубинных приборов в момент спуско-подъемных операций практически любой прибор из восемнадцати может выполнять роль регистратора

X- и У-компонент, а в связи с тем, что число приборов в два раза меньше, то необходимо определить не только принадлежность сейcмоприемника к той или иной компоненте, но и правильность подключения его полярности. Для этой цели на контакте-замыкателе 2 северного конца стрелки устанавливают кремниевый диод с сопротивлением

5, подключаемые t12pHë„ teëüío к обмотке сейсмоприем ника. Определение точки подключения сейсмоприемника Х-компоненты провсдится поочередной подачей через переключатель 44 и кнопку 47 в цепь кабеля переменного тока, снимаемого с трансформатора 45. В этом случае, когда в одной пз четырех жил 31 — 34 появится постоянный ток, отмечаемый прибором 46 постоянного тока, можно быть уверенным в том, что найдена жила кабеля с подключенным прибором Х-компоненты. Появление постоянного тока обязано работе диода 4, включенного в эту цепь. При отпускании кнопки 47 переменный ток прерывается. Правильное подкгпочение полярности сейсмоприемников, Х- и У-компонент на входы усилителей установлено автоматически.

Комп ас- переключатель работает следующим образом (фиг. 2)

B момент включения реле 26 якорь 50, преодолевая силу пружины 51, захватывает стержнем 48 основание 54 и прижимает стрелку 1 компаса к плате 6. Пружинные контакты 2 и 3, прикрепленные к стрелке 1, одновременно замыкают контакты 7 — 36 и 7 — 38 или 7--35 и 7 — 37. В момент прижима якорь 50 замыкается на корпус пружиной 52, что создает надежный контакт стрелки 1 с жилой 27 кабеля. Стрелка 1 в момент выключения реле 26 свободно вращается на конусе стержня 48 и агато35 вого по шипника 49.

Основным преимуществом устройства является отсутствие гиромоторов. Допустимая ошибка в азимуте . где 5 — число

Л градусов между двумя приборами. Ошибка может быть исправлена путем повторного выключения реле 26 и более точного нахождения азимута стрелкой 1. Учитывая, что глубина скважин 8 — 10 км и диаметр их глубинной части не превышает 75 — 80 мм, устройства предл агаемой конструкции создадут условия для их изучения.

1133572

4 40 1 Я

ВНИИПИ Заказ 9833/39

Тираж 748 Подписное

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4