Скважинный сейсмический зонд

 

Изобретение относится к скважинной аппаратуре для излучения сейсмических волновых полей во внутренних точках среды, в частности к скважинной сейсморазведке в ее поляризационной модификации, и предназначено для работы в обсаженных скважинах. Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности работы. Прибор снабжен дополнительно индукционными катушками 7, расположенными в верхней и нижней частях прибора, а также постоянными магнитами 5 с полюсными наконечниками 6. За счет изменения направленности и соотношения напряженности магнитных полей постоянного магнита и индукционной катушки осуществляется регулировка силы прижима прибора к обсадной колонне в процессе скважинных исследований. 3 ил.

союз советсних социалистичесних

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

7

Е б

Фиг.2

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетениям и 07КРытиям пРи Гннт сссР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4337473/31-25 (22) 07.12.87 (46) 30.11.90. Ьюл, h 44 (71) Институт физики Земли им, О.Ю. Шмидта (72) Л.Л. Худзинский (53). 550.83(088.8) (56) Каплунов А.И. Аппаратура для сейсморазведочных работ в скважинах, М,: Недра, 1980, с, 124-126.

Авторское свидетельство СССР

М 561918, кл. G 01 V 1/40, 1971. (54) СКВАЖИННЬЙ СЕЙСМИЧЕСКЙЙ ЗОНД (57) Изобретение относится к скважинной аппаратуре для изучения сейсмических волновых полей во внутренних

„„Я0„„1610448 А 1

2 точках среды, в частности к скважинной сейсморазведке в ее поляризационной модификации, и предназначено. для работы в обсаженных скважинах. Цель изобретения — повышение точности измерений и надежности работы. Прибор снабжен дополнительно индукционными катушками 7, расположенными в верхней и нижней частях прибора, а также пос" тоянными магнитами 5 с полюсными наконечниками 6. За счет изменения направленности и соотношения напряженности магнитных полей постоянного магнита и индукционной катушки осуществляется регулировка силы прижима прибора к обсадной колонне в процессе а скважинных исследований. 3 ил, е

1610448

Изобретение относится к скважинной аппаратуре для изучения сейсмических волновых полей во внутренних точках среды, в частности к скважин5 ной сейсморазведке в ее поляризационной модификации, и предназначено для работы в обсаженных скважинах, Целью изобретения является повышение точности измерений и надежности работы.

На фиг, 1 схематически показан зонд, продольный разрез; на фиг, 2— то же, поперечный разрез; на фиг,3— электрическая схема зонда, f5

Скважинный сейсмический зонд состоит из соединенных каротажным кабелем приборов, каждый из которых состоит из герметичного охранного кожуха

1 с укрепленными в ней сейсмоприемни- 20 ками 2 и электронными схемами 3, двух головок 4 (верхней и нижней) для соединения приборов с каротажным кабелем. Каждый прибор снабжен двумя электромагнитами, укрепленными, например,>5 на верхней и нижней головках. Электромагнит содержит постоянный магнит

5, два полюсных наконечника 6 и индукционнуо катушку 7. Внутри кожуха установлен коммутирующий диод 8. Оси электромагнитов направлены горизонтально, поэтому снаряд притягивается к стенке скважины 9 четырьмя площадками полюсных наконечников, расположенных в вершинах прямоугольника, Обмот- 3 ки верхней и нижней катушек соединены последевательно, начало первой катушки соединено с жилой питания каротажного кабеля, конец последней катушки соединен с шиной питания электронных 40 схем 3 (см. фиг, 3) и параллельно через диод соедииен с общей шиной через переключатель полярности напряжения.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

При перемещении зонда вверх или вниз по стволу скважины по питающей жиле кабеля подается постоянный ток такой полярности, что магнитные поля постоянных магнитов и индукционных катушек направлены противоположно, .и поле магнита компенсируется на

60-90/. Диод шунтирует при этом цепи питания электронных схем, предохраняя их от повреждения. В результате прибор прижимается с незначительной силой, достаточной лишь для того, чтобы он не оторвался от обсадной колонны. Это обеспечивает малую .стираемость полюсных наконечников и длительный ресурс работы зонда. Во время остановки зонда ток выключается и зонд остается прижатым неограниченное время за счет постоянных магнитов.

В процессе регистрации колебаний по."лярность питающего напряжения меняется на обратную, магнитные поля складываются и приборы прижимаются к колонне с силой, обеспечивающей регистрацию волнового поля без искажений.

Это связано с тем, что в зонде ликвидируются все подвижные элементы, имеющие механические резонансы в рабочем диапазоне частот. Отсутствие взаимного механического влияния между регистрируемыми компонентами волнового поля ооеспечивается горизонтальным расположением осей двух электромагнитов, установленных на концах корпуса, при котором прибор опирается на стенку скважины четырьмя площадками полюсных наконечников, это исключает появление резонансов в плоскости прижимного устройства и в ортогональной к нему плоскости, не совпадающих между собой, и поэтому позволяет избежать ошибочной интерпретации, Кроме того, отмечается высокая надежность при длительной эксплуатации, поскольку сила прижима при перемещении зонда по скважине значительно меньше, чем при регистрации волнового поля, Прибор испытывался на специально изготовленной трехкомпонентной вибрационной платформе. Платформа имитировала участок обсадной колонны и представляла отрезок стальной трубы длиной 1000 мм, внутренним диаметром

105 мм и толщиной стенок 5 мм, вывешенной на мягкой пружинной подвеске так, что период собственных колебаний составлял около 2 с. Для возбуждения колебаний по трем компонентам использовались сейсмоприемники, работающие в обращенном режиме и укрепленные на трубе так, чтобы обеспечивалось чистое воздействие по любой из трех осей Х, Ъ, Е без крутящих моментов.

Исследования проводились в стационарном режиме в диапазоне частот от

10 Гц до 300 Гц. В полученные результаты вводились поправки, учитывающие частотные характеристики сейсмоприеиников и используемых усилителей, а также неидентичность трех каналов, 16104

В результате испытаний быпо установлено, что суммарное магнитное поле обеспечивает силу прижима, равную

2-3 веса прибора. Это достаточно при его опоре на стенку четырьмя площадка«5 ми. В прижимном устройстве электромагнитного типа такая сила обеспечивает отсутствие паразитных резонансов и взаимного механического влияния меж- „10 ду компонентами в диапазоне частот до 120 Гц. При напряженности поля катушки более 0,9 прибор может отойти от стенки и его повторное притягивание будет затруднено. При поле, меньшем

0,6 от поля магнита, компенсация оказывается недостаточной, что приводит к ускорению. износа полюсных наконечников. Таким образом, при обеспечении напряженности поля индукционной 20 катушки 0,6-0 9 от напряженности поля постоянного магнита обеспечивается легкое скольжение передвижения зонда, что приводит к увеличению надежности устройства, снижению износа корпуса 25 и прижимных элементов, 48 6

Формула изобретения

Скважинный сейсмический зонд, содержащий герметичный охранный кожух с укрепленными в нем сейсмоприемниками и электронными схемами с общей шиной и прижимное устройство с индукци" онной катушкой в нижней части зонда, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и надежности работы, прибор дополнительно снабжен второй индукционной катушкой в противоположной верхней части зонда, двумя постоянными магнитами с полюсными наконечниками иобщнми магнитопроводами с индукционными катушками, переключателем полярности напряжения и диодом, причем обмотки катушек соединены последовательно, начало первой катушки соединено с жилой питания каротажного кабеля, конец последней катушки соединен с шиной питания электронных схем и параллельно через диод соединен с общей шиной. через переключатель полярности напряжений.

1610448

+ 1108 -О Пцгп. 05щ,шина

-958 — — — -о

Ф08. 3

Составитель Н. Захарченко

Техред Л. Сердокова Корректор Т. Малец

Редактор M. Бандура

Заказ 3737 Тираж 415 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101