Скважинный сейсмический зонд "спан-7"

Изобретение относится к скважинным устройствам для регистрации сейсмических колебаний и может быть использовано в процессе сейсмического каротажа как обсаженных, так и необсаженных скважин. Сущность: в корпусе зонда установлены электропривод, датчики для регистрации колебаний, нагнетательный поршень, верхний и нижний исполнительные поршни, в верхнем из которых размещен компенсирующий поршень. Пространства между нагнетательным и верхним исполнительным поршнем, а также между верхним и нижним исполнительными поршнями заполнены несжимаемой жидкостью. Корпус зонда оснащен прижимными рычагами, разнесенными по его длине. Технический результат: упрощение конструкции зонда, повышение безопасности скважинных работ. 1 ил.

 

Изобретение относится к области знаний о колебательном движении и может быть использовано для регистрации в скважинах сейсмических колебаний, распространяющихся в горных породах при проведении работ методами вертикального сейсмического профилирования (ВСП) или непродольного вертикального сейсмического профилирования (НВСП). При ВСП возбуждение колебаний производится в близких от устья скважины пунктах, а при НВСП - в удаленных.

Для регистрации колебаний в скважинах известен скважинный сейсмический прибор (а.с. 1073725, кл. G01V 1/52, 30.01.86), состоящий из корпуса, в котором размещены электропривод, включающий электродвигатель и редуктор, винтопара и два прижимных рычага, посредством которых прибор жестко закрепляется в скважине, прижимаясь к ее стенке. Наличие двух прижимных рычагов, жестко прижимающих прибор к стенке скважины с двух направлений, существенно повышает устойчивость его при приеме колебаний. Однако смещение прибора от оси скважины к стенке приводит к асимметричному положению его относительно оси скважины, что порождает анизотропию чувствительности, т.е. зависимость чувствительности от направления подхода волны. Анизотропия чувствительности приводит к искажению динамических параметров регистрируемых волн (амплитуды, частоты и др.) Т.е. контакт прибора со средой, выполняемый таким прижимом, имеет круговую диаграмму чувствительности, не совпадающую с окружностью. Кроме этого, из-за неровности стенок скважины цилиндрический корпус прибора прижимается к стенке скважины не всей образующей цилиндра. Вследствие чего часто возникает ситуация, когда один из концов прибора или оба конца остаются свободными, т.е. не прижатыми к стенке скважины. В этом случае они будут являться источниками резонансных помех, которые возникнут при регистрации возбуждаемых колебаний.

Известен патент RU №2305299 МПК G01V 1/52 на изобретение «Скважинный сейсмический зонд «СПАН-6», принятый за прототип, который содержит не менее двух модулей, один из которых силовой, а другие - приемные. Силовой и приемные модули размещаются в отдельных корпусах. Корпуса должны соединяться между собой прочным гибким тросом, линией электрической связи и шлангом высокого давления. В корпусе силового модуля должны размещаться электропривод, винтопара и нагнетательный поршень, а также электронный блок.

В корпусе приемного модуля должны размещаться датчики, регистрирующие колебания зонда вместе с окружающей породой, и механизм прижима зонда к стенке скважины, обеспечивающий жесткий контакт корпуса приемного модуля с окружающими породами.

Недостатком данного зонда является необходимость использования шланга высокого давления, соединяющего силовой модуль с приемным модулем, вместо стандартного каротажного кабеля, что усложняет конструкцию зонда, снижает уровень безопасности ведения работ ввиду возможных разрушений шланга при транспортировке зонда в скважине.

Целью предлагаемого изобретения является:

- упрощение конструкции зонда за счет исключения применения шлангов высокого давления:

- повышение уровня безопасного ведения работ на скважине.

Для достижения этой цели необходимо размещать в одном корпусе электропривод, винтопару, шток который соединен с нагнетательным поршнем, датчики, нагнетательный и исполнительный поршни, к которым закрепляются прижимные рычаги, а также приемники сейсмических колебаний.

Заявителю не известны технические решения, отличающие заявляемое решение от прототипа, поэтому можно сделать вывод о соответствии его критерию "Новизна" и "Изобретательский уровень.

Схематичное изображение скважинного сейсмического зонда, предлагаемого Антипиным С.Ю. и Антипиным Г.С. (и поэтому названного как «Скважинный прибор Антипиных - СПАН-7») для случая, когда силовой модуль расположен между прижимными рычагами, приведено на фиг.1.

Зонд содержит корпус 1, в котором размещаются нагнетательный поршень 2, верхний 4 и нижний 10 исполнительные поршни, которые подвижно соединяются с прижимными рычагами верхней группы 5 и нижней группы 11 соответственно, в каждой группе по три прижимных рычага, шарнирно связанных с корпусом зонда, электропривод 8 с винтопарой 6 и блок электроники 9, пространство 3 между нагнетательным поршнем 2 и верхнем исполнительным поршнем 4. а также пространство 7 между исполнительными поршнями 4 и 10 заполнено несжимаемой жидкостью, в торце нижнего корпуса размещается вспомогательный поршень 12, торец которого сообщается с внешней средой, а в верхнем исполнительном поршне размещаются один или несколько компенсирующих поршней 13.

Устройство работает следующим образом. Перед спуском прибора в скважину нагнетательный поршень 2 должен занимать крайнее верхнее положение. При этом в пространствах 3 и 7 будет создаваться разрежение и давление жидкости под нижней плоскостью нагнетательного поршня 2 в пространстве 3 и соответственно в пространстве 7 будет понижено. При этом прижимные рычаги 5 и 11 в каждой группе расположатся вдоль корпуса прибора.

Затем прибор опускается на заданную глубину исследуемой скважины. На этой глубине подается электропитание на электропривод 8 и через винтопару 6 нагнетательный поршень будет перемещаться к центру зонда. Под действием возникающего давления в пространстве 3 поршень 4 будет перемещаться к нижнему концу зонда, раскрывая при этом прижимные рычаги 5 и создавая давление в пространстве 7, которое вызовет перемещение поршня 10, в результате которого будут раскрываться прижимные рычаги 11. Равенство усилий прижима рычагов в верхней и нижней группах достигается с помощью компенсирующего поршня 13, который работает следующим образом. Возможны два варианта процесса прижатия рычагов к стенке скважины. В одном случае верхняя группа рычагов уже достигла стенки скважины, а нижняя еще не достигла. Тогда прекратится перемещение исполнительного поршня 4 и он не будет создавать давление в полости 7 и создаваемое давление нагнетательным поршнем приведет в движение компенсирующий поршень, который будет выравнивать давление в полостях 3 и 7. Равенство давлений в полостях 3 и 7 будет обеспечивать и равенство усилий прижима на верхнем и нижнем уровне.

В другом случае стенок скважины вначале достигает нижняя группа рычагов. Тогда исполнительный поршень 10 не будет перемещаться и нагнетательный поршень, создавая давление в полости 3, будет перемещать только исполнительный поршень 4 до тех пор, пока рычаги верхней группы не достигнут стенок скважины.

После прижатия рычагов в верхней 7 и нижней 11 группах к стенке скважины с задаваемым усилием, которое определяется по величине потребляемого тока, электропривод отключается, и производятся возбуждение и регистрация колебаний датчиками, расположенными в контейнере 9.

По окончании измерений включается электропривод для перемещения нагнетательного поршня вверх. В результате создается разрежение в полости 3, исполнительный поршень будет перемещаться вверх, ослабляя прижим рычагов верхней группы к стенке скважины и создавая разрежение в полости 7. При этом исполнительный поршень 10 будет также перемещаться вверх, ослабляя прижим к стенке скважины рычагов нижней группы. Дополнительное усилие для перемещения верхнего и нижнего исполнительных поршней создает вспомогательный поршень 12, воспринимающий давление скважинной жидкости.

Перемещение исполнительных поршней 4 и 10 приводит к складыванию прижимных рычагов 5 и 11 вдоль корпуса прибора и они не будут препятствовать перемещению прибора в скважине. После этого зонд на кабеле поднимается вверх на новую точку приема колебаний и цикл работ повторяется.

Скважинный сейсмический зонд, содержащий корпус, электропривод с подвижным штоком и две группы прижимных рычагов, разнесенных по длине прибора, отличающийся тем, что в одном корпусе зонда размещается электропривод, винтопара, шток которой соединен с нагнетательным поршнем, датчики и два исполнительных поршня, в одном из них размещается компенсирующий поршень, пространство между нагнетательным и одним из исполнительных поршней, а также между исполнительными поршнями заполнено несжимаемой жидкостью.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при геофизических исследованиях в скважинах. Скважинная геофизическая аппаратура содержит геофизический кабель с кабельным наконечником и герметичный корпус с находящимися внутри него датчиками для регистрации параметров геофизического поля, например сейсмоприемниками.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при регистрации волновых процессов в скважинах при вертикальном сейсмическом профилировании.

Изобретение относится к области сейсмического каротажа и может быть использовано для проведения работ вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и его поляризационной модификации (ВСП ПМ) в обсаженных скважинах при геофизической разведке нефтяных, газовых и других месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к исследованию подземных формаций с использованием акустических измерений, производимых в скважине. .

Изобретение относится к устройствам для возбуждения упругих волн в скважинах, применяется для межскважинного сейсмопросвечивания горных пород на нефтяных и газовых месторождениях, также для декольматации фильтров нефтяных и водозаборных скважин.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения свойств горных пород в процессе акустического каротажа. Акустическое каротажное устройство содержит по меньшей мере один излучатель и по меньшей мере два приемника, причем приемники расположены в точках с разными азимутальными координатами и выполнены с возможностью проведения измерений волнового поля в точках, расположенных на разных расстояниях от вертикальной оси устройства. Приемники могут быть установлены с возможностью изменения их азимутального или радиального положения в процессе измерений, а также с возможностью изменения их положения по осевой координате. Технический результат - повышение точности данных каротажа за счет обеспечения возможности пространственного измерения распределения поля давлений или других компонент волнового поля по всем трем координатам, включая измерения на разных радиусах. 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

Использование: относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. Зонд состоит из модулей, в которых размещаются поршни, пространство над которыми сообщается с внешней по отношению к корпусу модуля средой. Под действием давления скважинной жидкости поршни перемещаются, раскрывая прижимные рычаги, обеспечивая жесткий контакт прибора со стенкой скважины. Технический результат - повышение качества регистрируемой информации и безопасности работ при регистрации сейсмических колебаний в обсаженных и не обсаженных скважинах. 1 ил.

Устройство относится к измерительной технике, представляет собой акустический преобразователь и предназначено для геофизических исследований скважин, в частности в аппаратуре акустического каротажа. Устройство содержит корпус, в котором выделен отсек с акустически прозрачным кожухом, заполненный диэлектрической жидкостью. В отсеке находится сердечник с обмоткой возбуждения. Сердечник выполнен в виде двух пластин «серповидной» формы из магнитострикционного материала, установленных в корпусе параллельно друг другу с зазором. Концы пластин соединены между собой и жестко закреплены в корпусе, а обмотка возбуждения расположена в «серповидной» области сердечника. Между пластинами в «серповидной» области сердечника установлен как минимум один распорный элемент. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и технологичности конструкции акустического преобразователя и расширение его функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе акустического каротажа в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Заявлен изолятор прибора акустического каротажа в процессе бурения, который содержит несущую трубу из стеклопластика со стальными окончаниями, размещенную между блоками излучателя и приемной антенны. В полости несущей трубы размещен охранный кожух с образованием кольцевого канала для бурового раствора, а внутри охранного кожуха размещены транзитные провода. Окончания кожуха выполнены с выступающими частями для фиксации в стальных окончаниях несущей трубы и содержат электрические соединители. Стальные окончания выполнены с коническими метрическими либо замковыми резьбами. Охранный кожух выполнен из стеклопластика со стальными окончаниями, в котором размещена тонкостенная пластиковая трубка для транзитных проводов, выполненная с акустической развязкой от охранного кожуха, в кольцевой полости которого находится поглотитель упругих колебаний. Поглотитель упругих колебаний выполнен заливкой силиконовой резиной с порошком тяжелого металла либо составлен из чередующихся металлических шайб и шайб из силиконовой резины с порошком тяжелых металлов и металлическими шариками либо роликами. Шайбы из силиконовой резины с порошком тяжелых металлов реализованы четвертьволновой длины для основной частоты монопольного излучения, а электрические соединители выполнены вращательного либо беспроводного типа. Технический результат - повышение прочностных свойств акустического изолятора и существенная фильтрация упругих колебаний прохождения по корпусу. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному предложению предложен изолятор автономного прибора акустического каротажа, содержащий наружный несущий корпус, выполненный из стеклопластиковой трубы со стальными окончаниями, а также поглотитель упругих колебаний, состоящий из чередующихся элементов с контрастным волновым сопротивлением в виде резиновых и металлических шайб. Причем резиновые шайбы содержат мелкозернистый порошок тяжелых металлов и включают крупные шарики либо ролики из тяжелого металла, расположенные равномерно по окружности в каждой шайбе. Дополнительно введена внутренняя стальная труба, отверстие которой служит сквозным каналом для промывочной жидкости, а в герметизированном от внешней среды кольцевом пространстве между наружной и внутренней трубами, заполненном кремнийорганической жидкостью, размещен поглотитель упругих колебаний из резиновых и металлических шайб. Узлы стыковки выполнены в виде переходных головок, которые акустически развязаны от внутренней трубы и реализованы с возможностью продольного перемещения без вращения. Причем установлен компенсатор наружного давления и температурного изменения объема кремнийорганической жидкости. Кроме того, поглотитель упругих колебаний из резиновых и металлических шайб поджимается и фиксируется с обеих сторон с помощью металлических втулок для создания необходимого контакта резиновых шайб с наружной и внутренней трубами. Резиновые шайбы выполнены толщиной, равной четверти длины волны для основной частоты монопольного излучения либо равной четверти длины волны для набора частот, соответствующего диапазону частот монопольного излучения, кроме того, резиновые шайбы выполнены с заданным волновым сопротивлением из силиконовой резины малой вязкости. На наружной поверхности внутренней трубы выполнены продольные пазы для транзитных проводов, которые закрыты тонкостенной защитной гильзой для предотвращения деформации резиновых шайб в пазы при поджатии поглотителя и защиты транзитных проводов. В переходных головках установлены один или несколько гермовводов с необходимым количеством контактов, обеспечивающих герметизацию полости изолятора и электрическое соединение, как внутри изолятора с транзитными проводами, так и со стыкуемыми блоками, а также дополнительно размещены электрические соединители негерметичного типа для стыковки с блоками излучателей и приемной антенны. Компенсатор наружного давления и температурного изменения объема кремнийорганической жидкости реализован с упругой мембраной либо поршнем. Технический результат - повышение акустической эффективности изолятора при высокой прочности конструкции за счет разгрузки несущей трубы посредством заполнения внутренней полости кремнийорганической жидкостью. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к скважинным устройствам для регистрации сейсмических колебаний и может быть использовано в процессе сейсмического каротажа как обсаженных, так и необсаженных скважин. Сущность: в корпусе зонда установлены электропривод, датчики для регистрации колебаний, нагнетательный поршень, верхний и нижний исполнительные поршни, в верхнем из которых размещен компенсирующий поршень. Пространства между нагнетательным и верхним исполнительным поршнем, а также между верхним и нижним исполнительными поршнями заполнены несжимаемой жидкостью. Корпус зонда оснащен прижимными рычагами, разнесенными по его длине. Технический результат: упрощение конструкции зонда, повышение безопасности скважинных работ. 1 ил.

Наверх