Скважинный источник вибрационных колебаний
Изобретение относится к сейсмической разведке и предназначено для вибросейсмических исследований в скважинах. Цель изобретения - повышение сейсмической эффективности источника за счет улучшения условий передачи колебаний от вибродвигателя к стенкам скважины. Для этого устройство прижима к стенкам скважины выполнено в виде установленного на внешней поверхности корпуса цангового прижима. Привод ходового винта устройства прижима подсоединен через редуктор и центробежную муфту к валу дебалансного вибродвигателя. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 сЗ V (21) 4635038/25 (22) 09.01.89 (46) 23.04,92. Бюл, N 15 (71) Институт геологии и геофизики СО АН СССР и Всесоюзный научно-исследовательский институт. разведочной геофизики Научно-производственного объединения "Рудгеофизика" (72) В,Ф,Кулаков, А.В.Игнатьев, В,И.Кантемиров и В.Б.Попов (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N1160343,,кл. G 01 V 1/40, 1987. Кулаков В.Ф. и др. Исследование работы скважинного вибратора поперечных волн, — Сб. Методы расширения частотного диапазона вибросейсмических колебаний. ИГИГ СО АНСССР, Новосибирск, 1987, с.58 и 59. Изобретение относится к устройствам для вибросейсмических исследований в скважинах. Известен скважинный источник, содержащий электромагнитный силовозбудитель, встроенный в корпус и упорные башмаки, которые через рычажные звенья передают колебания от силовозбудителя на стенки скважины. Источник описан как ударный, если питать его импульсным напряжением, а при подаче постоянного и частотно-модулированного напряжения излучающие башмаки поджаты силовозбудителем к стенкам скважины постоянным усилием, на фоне которого возбуждаются свип-колебания. Однако в импульсном и вибрационном режимах передающие усилие рычажные звенья с неиз„„SU „„1728817А1 (54) СКВАЖИННЫЙ ИСТОЧНИК ВИБРАЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к сейсмической разведке и предназначено для вибросейсмических исследований в скважинах. Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности источника за счет улучшения условий передачи колебаний от вибродвигателя к стенкам скважины. Для этого устройство прижима к стенкам скважины выполнено в виде установленного на внешней поверхности корпуса цангового прижима, Привод ходового винта устройства прижима подсоединен через редуктор и центробежную муфту к валу дебалансного вибродвигателя. 1 ил. бежными люфтами в шарнирах демпфируют и искажают спектр излучения в особенности на высоких частотах. Ф Наиболее близким к предлагаемому является скважинный сейсмический вибратор, предназначенный для излучения сейсмических волн из грунтовых скважин и состоящий из центробежного вибродвигателя, размещенного в корпусной трубе, на которой выполнены накладки, формирующие коническую ребристую поверхность для сопряжения со стенками скважины. Электропитание к вибродвигателю подается через герметизированный кабельный электроввод. Поскольку грунты допускаютограниченныедавления, то практически вся боковая поверхность источника 1728817 15 25 40 50 используется для передачи вибрационных усилий на стенки скважины. Кроме того, излучающие поверхности источника поджаты к грунту довольно большим постоянным расклинивающим усилием, которое возникает за счет веса источника при малом угле конусности. Вследствие пластических деформаций в грунте источник постепенно осаживается по стволу направляющей скважины, но, расклиниваясь, сохраняет плотный контакт со стенками и передает в окружающую среду без искажений все частотные составляющие колебаний, Недостаток такого конструктивного решения с естественным распором в том, что его затруднительно использовать в скважинах с прочными малодеформируемыми породами и в обсаженных скважинах. Невозможность управления прижимным устройством виброисточника ограничивает его область применения. Цель изобретения — повышение сейсмической эффективности источника за счет улучшения условий передачи колебаний от корпуса вибродвигателя к стенкам скважины. Указанная цель достигается сочетанием новых элементов прижимного устройства и возбудителя колебаний. Источник выполнен в виде установленного на внешней поверхности корпуса цангового при>кима с конусными направляющими, привод ходового винта которого подсоединен через редуктор и центробежную расцепляющую муфту к валу дебалансного вибродвигателя, На чертеже показан скважинный источник вибрационных колебаний, общий вид. В корпусе источника на валу двигателя 1 размещены дебалансный вибровозбудитель 2 и центробежная расцепляющая муфта, ведущи и конус 3 которой, установленный на шлицгх с возможностью осевого перемещения, поджат пружиной 4 к ведомому конусу 5. Шарнирно скрепленные рычаги 6 и 7 сочленяют вал с ведущим конусом сцепления. Ведомый вал является входом редуктора 8, предназначенного для усиления крутящего момента на ходовом винте 9, Ходовой винт служит для перемещения вдоль оси гайки 10, скрепленной с клиньями 11 цангового зажима, которые скользят вдоль наклонных направляющих 12 и прижимают источник к стенкам скважины. Корпус аварийного расклинивания может быть выдвинут из-под клиньев. цангового за>кима и снаряд освобожден в скважине, если тянуть за трос 13 с гарантированным натягом. Источник работает следующим образом. Скважинный источник опускается в скважину на каротажном кабеле и при остановках на заданных интервалах глубин прижимается к стенкам скважин и излучает в околоскважинное пространство частотно..модулированные колебания, которые принимаются поверхностными или скважинными приемными устройствами. При остановке на заданной глубине частотно-управляемый электродвигатель 1 получает питание от преобразователя частоты через каротажный кабель 13 и вращает дебалансный вибровозбудитель 2 и находящийся на одном валу ведущий конус 3 муфты сцепления, поджатый пружиной 4 на ведомый конус 5. Операция прижима выполняется на частоте вращения, задаваемой управляемым преобразователем частоты на уровне 1/4 — 1/5 от максимальной, Вращение от ведомого конуса 5 фрикционной муфты через редуктор 8 передается на ходовой винт 9, который перемещает гайку 10 с клиновыми лепестками 11 цангового зажима вверх, Лепестки 11, скользя по конусным направляющим 12, отгибаются и заклинивают, прижимают корпус источника к стенкам скважины (как показано слева пунктиром). В конце операции прижима нагрузка возрастает и фрикционная муфта начинает пробуксовывать, Затем осуществляется сеанс вибрационного зондирования, при котором частота вращения двигателя и вибровозбудителя возрастает в течение нескольких секунд или десятков секунд. Двигатель питается через каротажный кабель от электрического преобразователя частоты управляемого программным сигналом с линейной разверткой частоты, При возрастании частоты центробе>кные силы, действующие на рычаги 6 и 7, выводят ведущую муфту из зацепления, сжимая пружину 4. Привод на прижимное устройство разъединяется и во время сеанса зондирования энергия двигателя 1 расходуется только вибровозбудителем 2. Вибровозбудитель генерирует круговое поле поперечных волн (суперпозицию SH- u SV-волн, сдвинутых во времени на четверть периода). По достижении максимальной частоты двигатель через преобразователь частоты останавливают и реверсируют на малую 1/4 — 1/5 скорость вращения, При этом центробежная фрикционная муфта 3 и 4 вновь включена, поэтому при обратном вращении ходового винта 9 лепестки 11 клинового зажима освобождают корпус снаряда. Далее с помощью каротажной лебедки снаряд опускают на кабеле на следующий интервал 1728817 20 30 yg 11 40 50 Составитель В. Кулаков Техред М,Моргентал Корректор M. Максимишинец Редактор А, Козориз Заказ 1407 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагаоина, 101 глубины и повторяют операции прижима, частотного зондирования и отжима на pesepce двигателя. Управление работой дви- гателя производится с поверхности через каротажный кабель от электрического пре- образователя частоты, регулируемого за- 5 датчиком программы. Формула изобретения Скважинный источник вибрационных колебаний, содержащий дебалансный вибродвигатель, размещенный в корпусе, ка- 10 бельный злектроввод и устройство прижима 1 к стенкам скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения сейсмической эффективности источника за счет улучшения условий передачи колебаний от вибродвигателя к стенкам скважины, прижимное устройство Bûïолнено в виде установленного на внешней поверхности корпуса цангового прижима с конусными направляющими, привод ходового винта которого подсоединен через редуктор и центробежную расцепляющую муфту к валу дебалансного вибродвигателя.
