Способ и устройство для установки электронного оборудования под мягким поверхностным слоем земли

 

Использование: при разведке и наблюдениях за разработкой месторождений полезных ископаемых. Сущность: постоянно устанавливают геофон в буровой скважине, генерируют первую серию сейсмических волн, записывают первую серию сейсмических данных. Генерируют вторую серию сейсмических волн по прохождении достаточно большого промежутка времени для изменения состояния месторождения с момента генерирования первой серии сейсмических волн. Записывают вторую серию сейсмических данных. При установке приборов под поверхностью земли бурят скважины с помощью бурового оборудования, вводят прибор в буровую скважину и постоянно закрепляют прибор в буровой скважине. Прибор для приема сейсмических данных включает элемент геофона, который работает в X-направлении, элемент геофона, который работает в Y-направлении, элемент геофона, который работает в Z-направлении, и корпус для элементов геофона, который постоянно закреплен в буровой скважине. Комплекс средств для сбора сейсмической информации включает источник сигнала, приемник сигнала, постоянно закрепленный в буровой скважине, блок управления, который посылает и получает информацию к указанному источнику сигнала и указанному приемнику сигнала и от них, а также средства передачи данных между указанным блоком управления и указанными приемником сигнала и источником сигнала. Комплекс средств для установки приборов под поверхностью земли включает буровое оборудование для бурения скважины, средства введения прибора в буровую скважину и средства для постоянного закрепления прибора в буровой скважине. Технический результат - повышение точности и достоверности. 6 c.п. ф-лы, 9 ил.

Область техники Данное изобретение относится к способам и устройствам сбора вертикальной геологической информации с целью разведки и наблюдения за разработкой месторождений полезных ископаемых.

Уровень техники Так как ценность полезных ископаемых, в т.ч. нефти и газа, продолжает расти, возрастает интерес к способам для эффективного поиска всех полезных ископаемых в известных залежах полезных ископаемых и обнаружения новых месторождений. Информация о степени истощения и распределении полезных ископаемых в месторождении позволяет при эксплуатации применять наиболее эффективные технологии в конкретных условиях месторождения. Точный контроль за истощением месторождения данного полезного ископаемого требует возобновления точных обследований в течение длительного периода времени. Учитывая также, что по разному расположенные и соединенные сейсмические приемники дают отличающиеся результаты, сейсмические приемники необходимо размещать и соединять одинаково для обследований, проводимых в разное время.

Известны способы сейсмических исследований, включающие развертывание сейсмических приемников, например геофонов, в различных местах на поверхности земли и проведение замеров (см., например, АС СССР N 811163, G 01 V 1/00. 1979 г., патент Великобритании N 2090406, G 01 V 1/00, 1981 г., а также кн. Сейсморазведка. Справочник геофизика, М.: Недра, 1981 г.). По завершении обследования приемники возвращают для последующего использования в другой программе обследования. При проведении обследования в океане вода и слой ила обычно гасят волны разрежения, так что они не распространяются в иле или воде, где они могли бы быть приняты расположенным там сейсмическим прибором. Это также справедливо для мягкого слоя земной поверхности при наземных обследованиях. Таким образом данные, полученные на поверхности, не так точны, как данные, полученные с глубины внутри буровой скважины. Если предстоит получить данные обследования в более позднее время, то приемники должны быть заново развернуты на поверхности, при этом маловероятно, что они будут размещены и соединены так же, как и в первом обследовании.

Поэтому, чтобы обеспечить точные обследования месторождений с течением времени, необходима повторимость расположения сейсмических приемников и прием сигналов как волн разрежения, так и сжатия.

Известен также способ наблюдения за разрабатываемым месторождением, включающий бурение промышленной буровой скважины, введение трехмерного геофона для сбора данных и удаление прибора из буровой скважины после окончания измерений для добычи полезного ископаемого (см., например, патент США N 4969130 от 06.11.1990, МПК G 01 V 1/28). Трехмерный геофон способен регистрировать волны сжатия и волны разрежения. Это позволяет получать информацию о литографии, пористости, типе жидкости в порах, виде пор, глубине залегания уплотнений, анизотропных изменениях давления и анизотропных изменениях температуры. Однако, если предстоит осуществить последующие замеры, добыча должна быть прекращена, а прибор снова введен в буровую скважину. Положение и соединение приемника геофона не будет тем же, что и прежде, и поэтому даст искаженные данные по сравнению с первоначально полученными. Таким образом, даже если этот способ регистрирует волны и разрежения и сжатия, трудно сравнить результаты последующих обследований из-за различного положения и соединения геофона.

Известно также устройство для приема сейсмических данных, включающее в себя корпус, устанавливаемый на наружной поверхности обсадной трубы скважины, и размещенные в этом корпусе датчики, например геофоны (см. патент США N 4986350, E 21 В 47/00, E 21 В 47/12, G 01 V 1/00, 1991). Недостатком известного устройства является невысокая точность измерений, поскольку воздействия, воспринимаемые датчиками (геофонами), поступают сразу с нескольких направлений, что затрудняет идентификацию информации о сигналах по отдельным конкретным направлениям.

Известен также способ установки приборов под поверхностью земли, включающий бурение скважины с помощью бурового оборудования и установку приборов в этой скважине (см. , например, патент США N 4969130, МПК G 01 V 1/28, 1990).

Недостатком известного способа является невозможность получения точной и достоверной информации от установленного прибора при наблюдениях в течение длительного времени, поскольку при каждой новой установке прибора вносятся искажения в его местоположение.

Известен комплекс средств для установки приборов под поверхностью земли, включающий в себя средства для бурения скважины, сейсмические датчики и средства для установки сейсмических датчиков в скважине, а также комплекс средств для сбора сейсмической информации, включающий в себя источник сигнала, приемники сигнала, средства связи и блок управления (см., например, патент США N 4969130, G 01 V 1/28, 1990). Однако эти комплексы не позволяют получить достаточно точную геологическую информацию об изменениях, происходящих в месторождениях полезных ископаемых в течение длительного периода времени при их разработке, поскольку они рассчитаны на проведение предварительной разведки и оценки месторождений.

Сущность изобретения Задачей изобретения является создание способов и устройств, позволяющих получить точную и достоверную геологическую картину месторождения полезного ископаемого с учетом динамики изменений, происходящих в процессе разработки месторождения.

Для решения поставленной задачи предложен способ наблюдения за промышленными месторождениями полезных ископаемых. Один вариант этого способа включает следующие операции: постоянную установку геофона в буровой скважине, генерирование первой серии сейсмических волн, прием геофонами первой серии сейсмических данных, запись первой серии данных указанного приема первой серии сейсмических данных, генерирование второй серии сейсмических волн по прохождении достаточно большого промежутка времени для изменения состояния месторождения с момента генерирования первой серии сейсмических волн, получение второй серии сейсмических данных геофоном и запись второй серии сейсмических данных указанного приема второй серии сейсмических данных.

В качестве сейсмических приборов могут быть использованы, например, геофоны, гидрофоны, приборы для измерения давления или электромагнитные измерительные приборы. Указанная операция постоянной установки прибора может включать в себя бурение скважины с помощью бурового оборудования, введение прибора в буровую скважину и постоянное закрепление сейсмического прибора в буровой скважине.

Другой вариант способа наблюдения за промышленным месторождением полезных ископаемых включает в себя следующие операции: бурение непромышленной скважины ниже мягкого слоя земной поверхности с помощью буровой установки с гибкой буровой трубой, установку в пробуренной скважине трубы, заполнение цементом пространства между внешней поверхностью установленной трубы и внутренней поверхностью буровой скважины, опускание в первый раз электронного прибора в установленную трубу, получение первой серии данных с помощью электронного прибора и удаление электронного прибора из трубы, а по прошествии достаточно большого промежутка времени для изменения состояния месторождения, с момента указанного опускания в первый раз, во второй раз осуществляют опускание электронного прибора в установленную трубу и получают вторую серию данных с помощью электронного прибора.

Заполнение указанного пространства цементом может быть выполнено путем закачивания цемента вниз по трубе, так что цемент выходит из трубы снизу и поднимается вверх вдоль стенок скважины. Для того, чтобы обеспечить доступ к верхней части трубы, цемент может проталкиваться вниз с помощью пробки. В качестве электронного прибора может быть использован, например, геофон, прибор измерения температуры, прибор измерения давления, гидрофон, прибор измерения гравиметрического сопротивления, прибор измерения удельного сопротивления, электромагнитный измерительный прибор и радиационный дозиметр.

Согласно изобретению предложен также способ установки приборов под поверхностью земли. Способ включает в себя следующие операции: бурение буровой скважины буровым оборудованием, введение прибора в буровую скважину и постоянное закрепление прибора в буровой скважине. Операцию бурения выполняют, предпочтительно, с помощью буровой установки с гибкой буровой трубой. Бурение может быть также выполнено с помощью форсунки высокого давления, или с помощью буровой головки, приводимой в движение от забойного мотора или от буровой колонны. Операция бурения может также включать в себя бурение неглубокой скважины большого диаметра, введение в неглубокую скважину большого диаметра обсадной трубы большого диаметра, заполнение цементом пространства между внешней поверхностью обсадной трубы большого диаметра и внутренней поверхностью скважины большого диаметра и бурение глубокой скважины малого диаметра изнутри и ниже неглубокой скважины большого диаметра. Прибор может прикрепляться к буровой трубе или к специально опускаемой в скважину трубе, а закрепление прибора в скважине может выполнятся путем заполнения буровой скважины цементом. В этом случае цемент закачивают вниз по трубе, так что цемент выходит снизу трубы и заполняет пространство между трубой и буровой скважиной от нижней части трубы по направлению к верху трубы. Закрепление прибора в скважине может быть осуществлено также за счет оседания стенок скважины. Буровое оборудование может быть оставлено в скважине или удалено из нее, например, через внутреннюю часть трубы. Прибор для указанной операции введения выбирают из группы, включающей геофон, прибор измерения температуры, прибор измерения давления, гидрофон, прибор измерения гравиметрического сопротивления, прибор измерения удельного сопротивления, электромагнитный измерительный прибор и радиационный дозиметр.

Согласно изобретению предложен также прибор для приема сейсмических данных. Это устройство содержит элемент геофона, который работает в X-направлении, элемент геофона, который работает в Y-направлении, элемент геофона, который работает в Z-направлении, а также корпус для составных частей геофона, который постоянно закреплен в буровой скважине. Корпус прибора может быть герметизирован, предпочтительно, эпоксидной смолой или стеклом и прикреплен к трубе снаружи или изнутри.

Согласно изобретению предложен также комплекс средств для сбора сейсмической информации. Комплекс включает источник сигнала, приемник сигнала, блок управления, который посылает и принимает информацию к источнику сигнала и приемнику сигнала и от них, и средства передачи данных между блоком управления и приемником сигнала и источником сигнала, причем указанный приемник сигнала постоянно закреплен в буровой скважине. Приемник сигнала может содержать элемент геофона, который работает в X-направлении, элемент геофона, который работает в Y-направлении, элемент геофона, который работает в Z-направлении и корпус для указанных элементов геофона, причем корпус может быть выполнен герметизированным, например эпоксидной смолой или стеклом. Указанные средства передачи данных могут быть выполнены в виде кабеля, проходящего от указанного корпуса к поверхности земли, или в виде передатчика информации к поверхности земли, причем указанные средства передачи данных, предпочтительно, выполнены герметизированными.

Согласно изобретению предложен также комплекс средств для установки приборов под поверхностью земли, включающий буровое оборудование для бурения скважины, средства введения прибора в буровую скважину и средства закрепления прибора в буровой скважине, причем указанные средства закрепления прибора в буровой скважине включают в себя средства для постоянного закрепления прибора в скважине. Буровое оборудование, предпочтительно, включает в себя буровую установку с гибкой буровой трубой и буровой модуль около буровой головки, которая проходит от нижнего конца трубы, причем буровой модуль приводит в движение буровую головку. Указанное буровое оборудование может также содержать средства для вращения колонны труб, соединенной с буровой головкой и вращающей буровую головку. Буровая головка может быть заменена на форсунку. Средства введения и закрепления прибора в буровой скважине могут включать трубу, к которой прикрепляется прибор и через которую закачивается цемент для заполнения буровой скважины цементом, или включать трубу указанной буровой установки с гибкой буровой трубой. Указанная буровая установка, указанные средства введения и закрепления прибора в буровой скважине могут содержать трубу, которая имеет буровую головку у нижней части и к которой прикрепляется прибор, и через которую закачивается цемент для заполнения буровой скважины цементом. Указанный прибор может включать в себя элемент геофона в X-направлении, элемент геофона в Y-направлении и элемент геофона в Z-направлении и корпусную конструкцию для указанных элементов геофона. Указанный прибор может также дополнительно содержать соединительные средства, которые передают информацию, полученную указанными элементами геофона.

Перечень фигур чертежей Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведено описание примеров выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, где подобные части в каждом из нескольких чертежей обозначены теми же номерами позиций и на которых: фиг. 1 изображает в поперечном разрезе вид прибора в вертикальной буровой скважине; фиг. 2 изображает основные положения способа установки прибора в вертикальной буровой скважине; фиг. 3 изображает в поперечном разрезе вид бурового оборудования с гибкой буровой трубой; фиг. 4a - 4d изображают в поперечном разрезе вид сейсмического прибора для использования в вертикальной буровой скважине; фиг. 4e изображает в поперечном разрезе вид по оси Z прибора на X-геофон;
фиг. 4f изображает в поперечном разрезе вид по оси Z прибора на Y-геофон;
фиг. 4g изображает в поперечном разрезе вид по оси Z прибора на Z-геофон;
фиг. 5 изображает схему варианта прикрепления прибора к трубе для введения в буровую скважину;
фиг. 6 изображает схему варианта прикрепления прибора к трубе для введения в буровую скважину;
фиг. 7 изображает основные положения способа наблюдения за промышленным месторождением:
фиг. 8 изображает схему варианта изобретения с прибором, прикрепленным снаружи трубы, и с прибором, прикрепленным изнутри трубы; и
фиг. 9 изображает вариант изобретения, в котором верхняя частью трубы удалена.

Следует отметить, однако, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только типичные варианты выполнения изобретения и поэтому не могут рассматриваться в качестве ограничений содержания изобретения, которое включает другие равно эффективные варианты выполнения.

Примеры конкретного осуществления изобретения
На фиг. 1 и 2 показан в поперечном разрезе вид скважины (1) для сейсмического прибора и основные положения способа установки прибора. Способ включает бурение первого участка (2) скважины на глубину около 15 м. Этот первый участок (2) относительно шире, чем более глубокий второй участок (3) скважины, который также должен быть пробурен. На этом первом участке (2) устанавливают обсадную трубу (10) большего диаметра (например, 89 - 114 мм). Пространство между обсадной трубой (10) и грунтом заполняют цементом для постоянного закрепления обсадной трубы (10) на месте. Затем бурят участок (3) меньшего диаметра (например, около 61 мм) ниже обсадной трубы (10) большего диаметра на глубину около 210 - 300 м (эта глубина может быть значительно больше при условии определенной окружающей среды вокруг буровой скважины). Затем к трубе (30) прикрепляют сейсмический прибор (40), а трубу вставляют в скважину (1). Конец трубы (30) проходит почти до дна скважины (1), а прибор прикреплен к трубе (30) на глубине приблизительно 90 - 120 м (эта глубина может быть изменена в соответствии с желаемым исполнением прибора). Затем в трубу (30) закачивают цемент, так что он стекает вниз по трубе (30) и выходит из отверстия (31) внизу. Сначала бетон заполняет пространство между трубой (30) и участком (3) меньшего диаметра и окружает приборы (40), а затем бетон заполняет пространство между трубой (30) и обсадной трубой (10) большего диаметра. Когда бетон застывает, прибор (40) закрепляется в скважине (1) постоянно. Таким способом приборы могут быть установлены как на суше, так и в открытом море.

В некоторых грунтах приборы могут быть закреплены в буровой скважине путем допущения оседания стенок буровой скважины на прибор. Со временем это обеспечит превосходное соединение прибора с окружающей породой вследствие однородности материала вокруг прибора.

Так как стоимость бурового оборудования имеет тенденцию к снижению, то более целесообразно будет прикреплять сейсмический прибор непосредственно к гибкой буровой трубе. Затем гибкую буровую трубу оставляют в буровой скважине, в то время как приборы постоянно закрепляют в буровой скважине. Бетон закачивают в буровую скважину через гибкую буровую трубу, так что он течет вверх и вокруг приборов, как в предыдущем варианте. Так же, как и приборы, буровую головку и двигатель затем постоянно закрепляют в буровой скважине. Этот способ предпочтительнее, когда дешевле оставить буровое оборудование в буровой скважине, чем вытаскивать его наружу. Форсунка для подачи воды под высоким давлением является одним из типов бурового оборудования, которое может со временем стать достаточно недорогим, чтобы его можно было оставить в буровой скважине.

На фиг. 3 показано буровое оборудование с гибкой буровой трубой. Буровая 5 головка (301) приводится в движение забойным двигателем (302). Забойный двигатель (302) работает от давления грязевого насоса, которое создается насосом на поверхности. Гибкая буровая труба (305) соединяет насос (304) с забойным двигателем (302). По мере того как буровую скважину (306) пробуривают глубже, гибкую буровую трубу (305) сматывают с барабана (307) через колесо (308). Колесо 3 (308) размещено над буровой скважиной (306) так, чтобы гибкая буровая труба могла спускаться с колеса (308) вниз в буровую скважину (306).

Одним примером бурового оборудования (310) с гибкой буровой трубой является "Fleet Model 40-20 Coild Tubing Unit", выпускаемое фирмой "Vita International, Inc." Эта установка имеет следующие характеристики:
Производительность инжекторной головки: до 18160 кг.

Привод: планетарный редуктор и цепная конечная передача с гидростатическим приводом.

Скорость: 66 м макс.

Тормозная система: основной тормоз - безотказный мокрого типа, вспомогательный тормоз - пневматический ленточного типа.

Разматыватель: ручная/гидравлическая система.

Система сцепки: пазы Лебуса с многозаходными зажимными роликами.

Диапазон размеров: до 89 мм.

Возможность установки на грузовике, прицепе, салазках.

Гидравлическая система выравнивания и центрирования.

Мачта: до 9 м до устья скважины с возможностью самоустановки/съема накопительного/рабочего барабана.

Дополнительное оборудование: лебедки, насосы и т.д. по требованию заказчика.

Силовое оборудование: дизель до 200 л.с.

Гидравлика: инжектор и накопительные/рабочие барабаны - гидростатическая система "Sunstrand", максимальное давление - 352 кг/см².

Выравнивание, подъем, наматывание и боковое позиционирование: обычный насос шестеренного типа с максимальным давлением 21 1 кг/см².

Накопительный/рабочий барабан
Диаметр фланца: 3048 мм
Внешний диаметр труб: 60,3 мм; 50,8 мм; 44,5 мм; 38,1 мм; 31,8 мм; 25,4 мм;
Диаметр сердечника соответственно: 2438 мм; 2032 мм; 1829 мм; 1829 мм; 1829 мм; 1829 мм;
Емкость соответственно: 900 м; 2135 м; 2928 м; 4270 м; 5795 м; 9150 м.

Опора барабана для труб: боковые рамы с возможностью открывания гидроприводом для обеспечения легкой замены барабанов.

Управление:
А. Электроуправление гидросистемой инжекторного барабана, накопительного барабана и поворота (наматывания).

В. Обычное для подъема, выравнивания, центрирования, лебедок и т.п.

Устанавливается в кабине управления грузовика или прицепа. Возможно дистанционное управление системой А на расстоянии 15 м.

На фиг. 4а изображен на виде вдоль оси Y сейсмический прибор (401) для постоянного закрепления в буровой скважине. Этот прибор содержит три геофона: X-геофон (402), расположенный с возможностью приема волн вдоль оси X, Y-геофон (403), расположенный с возможностью приема волн вдоль оси Y, Z-геофон, расположенный с возможностью приема волн вдоль оси Z. Через прибор (401) проходит кабель (405) для передачи данных, полученных геофонами. Прибор (401) также имеет корпус (406) водонепроницаемой конструкции, который герметизирует кабель (405) и находящиеся в нем геофоны (402), (403) и (404). Сам кабель (405) герметизирован на участках, которые выходят из корпуса (406). Участки кабеля (405) внутри корпуса (406) находятся у соединительных точек, которые соединяются с геофонами. Таким образом, чтобы обеспечить водонепроницаемый барьер для всего прибора (401), там, где кабель (405) входит в корпус (406) у обоих концов, между кабелем (405) и корпусом (406) выполняют уплотнения (407). Внутренние уплотнения также образуют водонепроницаемый барьер между корпусом (406) и кабелем (405). Кабель (405) и корпус (406) могут быть уплотнены стеклом, эпоксидной смолой либо уплотнительными кольцами, в зависимости от конкретного применения.

Возможны также другие типы приборов. Они включают: прибор измерения температуры, прибор измерения давления, гидрофон, прибор измерения гравиметрического сопротивления, прибор измерения удельного сопротивления, электромагнитный измерительный прибор и радиационный дозиметр.

На фиг. 4b на виде вдоль оси X изображены корпус (405) и геофоны (402), (403) и (404). На фиг. 4c на виде вдоль оси Y показаны корпус (405) и геофоны (402), (403) и (404). На фиг. 4d на виде вдоль оси Z изображены корпус (405) и геофоны (402), (403) и (404). На фиг. 4e на виде вдоль оси Z показан поперечный разрез Х-геофона. На фиг. 4f на виде вдоль оси Z показан Y-геофон. На фиг. 4g на виде вдоль оси Z показан Z- геофон. На фиг. 4e - 4g показаны также отверстия (411), (412) и (413) в корпусе (406). Кабель (405) проходит насквозь и соединяется с каждым геофоном в этих отверстиях.

На фиг. 5 показан вариант прикрепления прибора к трубе. В этом варианте на трубе (502) закреплено центрирующее приспособление (501), которое используют для введения прибора. Центрирующее приспособление содержит верхнее и нижнее кольца (504) и дуги (505), которые проходят между обручами и соединяют их. Дуги (505) обладают некоторой гибкостью, а их внешний диаметр больше, чем у колец (504), так что они могут изгибаться под действием стенок буровой скважины для предотвращения контакта трубы и стенок буровой скважины. От обоих концов прибора (503) отходит кабель (506), который прикреплен к трубе (502) с помощью верхнего и нижнего колец (504). Прибор (503) может быть дополнительно прикреплен к трубе (502) путем обматывания водонепроницаемой ленты вокруг прибора (503) и трубы (502).

На фиг. 6 показан другой вариант прикрепления прибора к трубе. В этом варианте два центрирующих приспособления (601) и (604) прикрепляют кабель (606) к трубе (602). Здесь нет центрирующего приспособления вокруг прибора, но одно центрирующее приспособление находится выше (601), а другое ниже (604). Прибор (603) также может быть прикреплен к трубе (602) путем обматывания водонепроницаемой ленты вокруг прибора (603) и трубы (602).

Следует учесть, что многочисленные приборы могут быть прикреплены к одной трубе в различных местах. Многочисленные центрирующие приспособления также могут быть прикреплены в различных местах, чтобы предохранить трубу от контакта со стенками буровой скважины. Центрирующие приспособления следует прикреплять через каждые 3 м даже там, где нет приборов.

На фиг. 7 изображена пооперационная блок-схема способа наблюдения за разрабатываемым месторождением полезного ископаемого. Способ заключается в постоянной установке сейсмического прибора в нижних слоях около исследуемого месторождения. Это осуществляют путем бурения скважины с помощью бурового оборудования. Затем в буровую скважину вставляют сейсмический прибор, такой как трехмерный геофон. Потом прибор постоянно закрепляют в буровой скважине путем заполнения буровой скважины бетоном. Это не только фиксирует прибор в одном положении, но и соединяет прибор с нижними слоями. Соединение позволяет воспринимать сейсмические волны, идущие через толщу пород, потому что прибор действительно прикреплен к нижним слоям. Следующим этапом способа является генерирование первой серии сейсмических волн. Эти волны отражаются в слоях и принимаются прибором. Данные записываются, так что разработчики полезных ископаемых получают сведения о состоянии месторождения вовремя. Позднее генерируют вторую серию сейсмических волн. Эту вторую серию данных также записывают для сравнения с первой серией данных.

В этом способе сейсмический источник также может быть помещен в буровой скважине, примыкающей к буровой скважине для приемных приборов. Это позволяет сейсмическим волнам проходить от сейсмического источника вниз в нижние слои, отражаться обратно вверх к источнику и приниматься приемными приборами без прохождения через гасящий волны разрежения мягкий поверхностный слой земли.

На фиг. 8 показан вариант размещения приборов внутри буровой скважины. В этом варианте выполнения прибор (40) прикрепляют снаружи трубы (30), Трубу (30) вставляют в буровую скважину, так что прибор (40) находится примерно посередине буровой скважины. Трубу (30) постоянно закрепляют в буровой скважине путем закачивания бетона ниже центра трубы (30), так чтобы бетон выходил из отверстия (31) в нижней части трубы (30). Затем бетон поднимается в буровой скважине (3) между трубой (30) и стенками буровой скважины, так что он окружает прибор (40). Затем используют пробку (60), чтобы протолкнуть бетон вниз по трубе, так чтобы внутренняя часть трубы над пробкой (60) не была заполнена бетоном. Затем внутрь трубы помещают второй прибор (50) для проведения замеров. Этот прибор (50) может быть возвращен и снова вставлен всякий раз, когда необходимо проведение замеров.

Похожим вариантом выполнения изобретения является установка трубы без прикрепления снаружи трубы (30) прибора (40). Цемент все же удаляют изнутри трубы (30) пробкой (60). В этом варианте выполнения приборы не закрепляют в буровой скважине постоянно. Наоборот, приборы опускают в трубу для проведения замеров. После замеров прибор удаляют для использования в другом месте. Всякий раз при необходимости проведения замеров приборы просто опускают обратно в трубу.

На фиг. 9 показана схема варианта установки приборов ниже мягкого поверхностного слоя земли. В этом варианте прибор (40) прикрепляют снаружи трубы (30), а пространство между трубой (30) и стенками буровой скважины заполняют бетоном, так же как и внутреннюю часть трубы (30). Особенностью этого варианта выполнения является отделение верхней части трубы (30). Труба (30) и буровая скважина (3) сверху покрыты землей. Это предохраняет верх трубы (30) от работы в качестве антенны путем изоляции прибора от вибраций, генерируемых на и над поверхностью земли. Эти вибрации ведут к созданию помех для сейсмических замеров, получаемых приборами.

Необходимо отметить, что описанные выше варианты выполнения иллюстрируют только типичные варианты выполнения изобретения и поэтому не могут рассматриваться в качестве ограничений содержания изобретения, которое включает другие равно эффективные варианты выполнения.

Формула изобретения

1. Способ наблюдения за разрабатываемым месторождением полезного ископаемого, включающий установку сейсмического прибора в непромышленной буровой скважине, генерирование первой серии сейсмических волн, получение первой серии сейсмических данных с помощью сейсмического прибора и запись первой серии данных указанного приема первой серии сейсмических данных, по прошествии достаточно большого промежутка времени для изменения состояния месторождения после указанного генерирования первой серии сейсмических волн генерирование второй серии сейсмических волн, получение второй серии сейсмических данных с помощью сейсмического прибора и запись второй серии данных указанного приема второй серии сейсмических данных, отличающийся тем, что сейсмический прибор устанавливают в указанной непромышленной буровой скважине постоянно и используют для получения первой и второй из указанных серий сейсмических данных.

2. Способ установки приборов под поверхностью земли, включающий операции бурения с помощью бурового оборудования непромышленной скважины и введения прибора в буровую скважину, отличающийся тем, что скважину бурят на глубину ниже мягкого слоя земной поверхности и выше нижних слоев, сигнал от которых должен приниматься указанным прибором, причем после введения указанного прибора в буровую скважину его закрепляют в скважине постоянно.

3. Прибор для приема сейсмических данных, включающий постоянно закрепленный в буровой скважине корпус, в котором размещен геофон, содержащий элемент геофона, который работает в Х-направлении, элемент геофона, который работает в Y-направлении, и элемент геофона, который работает в Z-направлении, отличающийся тем, что указанный корпус закреплен в непромышленной буровой скважине, пробуренной на глубину ниже мягкого слоя земной поверхности и выше нижних слоев, сигнал от которых должен приниматься указанным прибором.

4. Комплекс средств для сбора сейсмической информации, включающий источник сигнала, приемник сигнала, установленный в непромышленной буровой скважине, блок управления, который посылает и получает информацию к указанному источнику сигнала и указанному приемнику сигнала и получает информацию от них, а также средства передачи данных между указанным блоком управления и указанным приемником сигнала и источником сигнала, отличающийся тем, что указанный приемник сигнала закреплен в непромышленной буровой скважине постоянно, причем указанная скважина пробурена на глубину ниже мягкого слоя земной поверхности и выше нижних слоев, сигнал от которых должен приниматься указанным приемником.

5. Комплекс средств для установки приборов под поверхностью земли, включающий буровое оборудование для бурения непромышленной буровой скважины, средства введения прибора в указанную буровую скважину и средства закрепления прибора в указанной буровой скважине, отличающийся тем, что указанное буровое оборудование выполнено с возможностью бурения указанной непромышленной буровой скважины на глубину ниже мягкого слоя земной поверхности и выше нижних слоев, сигнал от которых должен приниматься указанным приемником, а указанные средства закрепления прибора в буровой скважине включают в себя средства для постоянного закрепления прибора в скважине.

6. Способ наблюдения за разрабатываемыми месторождениями полезных ископаемых, включающий операции бурения непромышленной скважины, установки трубы в буровую скважину, заполнения пространства между внешней поверхностью указанной установленной трубы и внутренней поверхностью буровой скважины цементом, опускания первый раз электронного прибора в указанную установленную трубу, получения первой серии данных с помощью электронного прибора и удаления электронного прибора из указанной установленной трубы, по прошествии достаточно большого промежутка времени для изменения состояния месторождения с момента указанного опускания в первый раз опускания второй раз электронного прибора в указанную установленную трубу и получения второй серии данных с помощью электронного прибора, отличающийся тем, что бурение осуществляют с помощью буровой установки с гибкой буровой трубой, а указанную непромышленную скважину бурят на глубину ниже мягкого слоя земной поверхности и выше нижних слоев, сигнал от которых должен приниматься указанным прибором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11