Способ генерации вибросейсмического сигнала в скважине и устройство для его осуществления

 

Использование: возбуждение вибрационного сигнала в наполненных скважинах или жидкостной среде при поисках нефти и газа, а также геофизические исследования среды. Сущность изобретения: генерация сейсмического сигнала заключается в накоплении энергии в гидропневмоаккумуляторе при опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давления с последующей генерацией в область низкого давления через гидродвигатель и объемный пульсатор на упругом излучателе 2 с и 1 з. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 Y 1/133, 1/40

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4873040/25 (22) 15.10.90 (46) 07.01.93. Бюл. И 1 (71) Томский политехнический институт им.

С.М.Кирова (72) П.Я.Крауиньш, С,А,Смайлов, А.Н.Гаврилин, С.H.Àòàëüÿíö и А.В.Иоппа (73) ПЯ.Крауиньш (56) 1. Заявка GВ N 22119999666611, кл. G 01 V 1/40, 1989.

2. Патент США 3718205, кл. G 01 V 1/14, 1973. (54) СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ, ВИБРОСЕЙСМИЧЕСКОГО СИГНАЛА В СКВАЖИНЕ И

Изобретение относится к геофизической технике и может использоваться для возбуждения сейсмических колебаний в скважине.

Для возбуждейия сейсмических колебаний в скважине известны различные способы и устройства, в которых используются различные виды энергии, преобразованные в сейсмический сигнал.

Известна система для передачи энергии к устройству, опускаемому в скважину для передачи к нему энергии. Система содержит ойределенную конструкцию, фиксируемую в скважине; подвижный элемент, который соединен с устройством у устья скважины, линейное смещение которого относительно фиксируемой конструкции в скважине вызывает возбуждение. энергии, а также приспособление для аккумулирования энергии.

Основным недостатком данного способа и устройства для передачи энергии к сейсмическим источникам в скважинах является

5U 1787277 А3

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: возбуждение вибрационного сигнала в наполненных скважинах или жидкостной среде при поисках нефти и газа,. а также геофизические исследования среды. Сущность изобретения: генерация сейсмического сигнала заключается в накоплении энергии в гидропневмоаккумуляторе при опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давления с последующей генерацией в область низкого давления через гидродвигатель и объемный пульсатор на упругом излучателе

2 с и 1 з, ф-лы, 3 ил.

1л конструкция для д иксирования в скважине, которой необходима энергия для фиксации.

Аккумулирование энергии происходит за счет подвижного элемента, перемещающегося в скважине относительно неподвижной; 4 конструкции, что приводит к дополнитель-, QQ ным нагрузкам на каротажный кабель и повышению энергетических затрат у источника, расположенного у устья скважины.

Известен скважинный сейсмический источник, состоящий из рабочей камеры, которая воздействует на стенки скважины. ()

Рабочая камера приводится в движение от источника гидравлической энергии, расположенного у устья скважины. Источник сое- динен управляемым клапаном с рабочей камерой и средствами прижима ее к стенкам скважины.

Основными недостатками являются искажение возбуждаемого сигнала. формируемого источником у устья скважины, при

1787277 прохождении его через соединительные каналы большой длины, а также большие потери энергии в соединительных магистралях.

Цель изобретения — увеличение мощности сейсмического сигнала в скважине.

Цель достигается тем, что энергию излучения накапливают гидропневмоаккумулятором "йф "опускании снаряда из области низкого давления в область высокого давле нйя с последующим йодъемом и генерированием вибросейсмического сигнала через гидродвигатель и обьемный пульсатор на упругом излучателе в области низкого давления, а также тем, что сейсмический источник содержит гидропневмоаккумулятор, соединенный с двигателем и через электромагнитный кран с упругим излучателем. Упругий излучатель через электромагнитный кран и обратный клапан соединен с гидро пневмоаккумулятором. Вал гидродвигателя соединен с объемным пульсатором, который связан с упругим излучателем, а на магистрали соединения установлен датчик опорного сигнала, все элементы, кроме упругого излучателя, размещены в корпусе герметично.

Электроэнергия, подводимая по каротажному кабелю, необходима только на переключение электромагнитного крана и для питания датчика опорного сигнала, На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 — схема способа зарядки; на фиг. 3 — возможные типы упругих излучателей.

Устройство выполнено в виде снаряда

1, в котором размещен гидропневоаккумулятор 2, соединенный с гидродвигателем 3, а также через обратный клапан 4, электромагнитный кран 5 с упругим излучателем 6.

На валу гидродвигателя размещен гидрообъемный пульсатор 7, который также соединен с упругим излучателем. На магистрали связи пульсатора с излучателем установлен датчик 8 опорного сигнала. Все составные элементы устройства, кроме из-. лучателя, соединенного с корпусом 9, размещены в последнем герметично.

Устройство (фиг. 2) соединено с каротажной лебедкой 10 с помощью каротажного кабеля

11, Способ работы устройства следующий.

Гидропйевмоаккумулятор предварительно заряжается на величину давления .

Ро, соответствующего гидростатическому давлению на горизонте Н (фиг. 2). При этом электромагнитный кран 5 открыт и соединяет излучатель 6 с гидропневмоаккумулятором 2 через обратный клапан 4. В качестве излучателя использована герметичная упру20

30

Предлагаемый способ и устройство для

40 генерации сейсмического сигнала в скважи45

55

15 гая оболочка или может быть другое устройство, изменяющее свой объем под действием давления среды. При опускании снаряда на горизонт Н давление среды, воздействующее на него, будет Рг. Излучатель на этом горизонте деформируется и вытесняет часть жидкости в гидропневмоаккумулятор и в нем будет давление Рг. Подается сигнал на электромагнитный кран, который разъединяет полость гидропневмоаккумулятор— гидродвигател ь с излучателем.

После подъема на горизонт Н> в гидропневмоаккумуляторе будет давление Pz, а в излучателе — Po, соответствующее горизонту Н>, Соединением гидропневмоаккумулятора через гидродвигатель с излучателем и открыванием электромагнитного крана приводится во вращение гидропульсатор, Гидрообъемный пульсатор подает переменный объем жидкости в излучатель. Последний излучает колебания через свои стенки в среду с частотой, соответствующей вращению вала гидродвигателя.

Опорный датчик дает информацию о начале и протекании процесса излучения колебаний. Необходимо отметить, что процесс излучения после зарядки на горизонте Hz может быть выполнен на любом горизонте, меньшем Н2, При этом меняется только длительность протекания процесса излучения.

Длительность сеанса излучения зависит от переменного объема излучателя и объема зарядки гидропневмоаккумулятора для одного и того же горизонта, а также от давления зарядки Р, которое определяет объем протекания жидкости из излучателя в гидропневмоаккумулятор. не позволяет увеличить мощность сейсмического сигнала и снизить до минимума энергетический канал связи с источником энергии у устья скважины, а также позволяет работать на глубинах в скважинах более

200 м и не требует устройства компенсации гидростатического давления в скважине.

Формула изобретения

1. Способ генерации вибросейсмического сигнала в скважине, включающий накапливание гидравлической энергии и генерирование с ее помощью сейсмического сигнала излучателем при перемещении снаряда вдоль ствола скважины, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения мощности сейсмического сигнала на больших глубинах за счет использования r идростатического давления в скважине, гидравлическую энергию накапливают при опускании снаряда из области низкого давления в об1787277 ласть высокого давления, а сейсмический сигнал генерируют после подъема снаряда из области высокого давления в область низкого давления, 2. Устройство для генерации вибросейсмического сигнала в скважине, содержащее наземную часть, соединенную каротажным кабелем со скважинным снарядом, в корпусе которого размещены элементы гидропневмосистемы, а на корпусе закреплен упругий излучатель, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения мощности сейсмического сигнала на больших глубинах за счет использования гидростатического давления в скважине, в герметичном корпусе размещены гидропневмоаккумулятор, соединенный с гидродвигателем и через электромагнитный кран с упругим излучателем, который через электромагнит5 ный кран и обратный клапан соединен с гидропневмоаккумулятором, вал гидродвигателя соединен с объемным пульсатором, который связан с упругим излучателем.

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е е10 с я тем, что, с целью контроля возбуждаемого сигнала, между объемным пульсатором и уп ругим излучателем установлен датчик давления ° соединенный с каротажным кабелем.

1787277

Составитель С.Смайлов

Редактор Техред М.Моргентал Корректор С..Шекмар

Заказ 273 . Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Рауаская наб., 4/5

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