CN101833108B - 多级三分量检波器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级三分量检波器装置，其设有若干个检波器单元和推送杆，每个检波器单元设有一筒状主体，三分量检波器安装在筒状主体内，检波器单元之间通过钢丝绳连接，所说检波器单元筒状主体外侧设有一弹性支撑臂，依靠弹性支撑臂弹力实现与井壁的贴壁耦合，推送杆由若干节连接杆组合联接而成，每节连接杆上设有一叉槽，叉槽与安装在弹性支撑臂上的支臂销轴配合，实现向下定向推送检波器单元。本发明构造紧凑、连接方便可靠，操作、使用简便，具有直径尺寸小，小孔径适应性强，连接拆卸方便的特点，并且可定向施工和接收，大大降低了勘测成本。适用于石油地震勘探、地矿地质以及建筑工程等的测井检波。

Description

多级三分量检波器装置

技术领域

 本发明涉及一种用于石油勘探的地震检波器装置，具体地说是一种适用于小井径、可定向探测的多级三分量检波器装置。

背景技术

目前，我们在石油、煤炭行业进行地质勘测时，传统的多级三分量检波器都存在定向较为困难，或者体积较大，不方便运输，使用成本较高的问题；特别是对于在小口径勘测井作业以及使用多级定向检波器过程中，存在每只检波器间的方向性难以控制、检波器与井壁间的耦合性能不好，以及检波器的外形尺寸偏大等问题；特别是当井底下有泥浆等情况时，普通三分量检波器难以推送到预定检测位置。国外有大型的测井设备，其特点是直径粗、重量大、施工操作和维护复杂，对施工井的要求非常严格和苛刻，需要施工井的井径较大。

本申请人中国专利2008200205800 公布了一种测井检波器装置，其一种气控式的单级测井检波器装置，该装置结构简单，操作灵活，适宜在野外进行快速、方便地单点测井使用。随着对微测井垂直地震剖面，这一地震观测方法的深入研究和实践，该类装置仍存在如下使用局限性：（1）单级测井检波器主体，决定了在使用过程中只能将该主体按一定规律进行逐点的单点采集，并重复推靠、重复激发震源、重复接受信号，然而重复激发的震源信号能量不尽相同，所包含的各频率也不尽相同，因此对于多次单点激发单点接收的地震信号无法很好的反映该区域地质的客观情况；（2）由于采用软提绳结构，不能控制横波分量检波器在井中的方向，无法确保横波分量始终能与震源方向保持一特定夹角关系。因此，最终处理的地震资料将不能完全反映实际的地质构造，也就无法准确地分析相应波场的传播和衰减规律。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种构造简单、合理，检波器定位准确，信号抗干扰能力强，数据传输的可靠性和准确性高，具有良好的定向性，以及与井壁间良好的耦合性的多级三分量检波器装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种多级三分量检波器装置，其设有若干个检波器单元和推送杆，每个检波器单元设有一筒状主体，三分量检波器安装在筒状主体内，检波器单元之间通过钢丝绳连接，通过钢丝绳实现检波器的提拉和收回，其特征是：所说检波器单元筒状主体外侧设有一弹性支撑臂，依靠弹性支撑臂弹力实现与井壁的贴壁耦合，推送杆由若干节连接杆组合联接而成，每节连接杆上设有一叉槽，叉槽与安装在弹性支撑臂上的支臂销轴配合，实现向下定向推送检波器单元。

本发明所说的筒状主体内还内置安装有模数转换器。三分量检波器分别在X、Y、Z三个分量上拾取相应的震动信号，通过各自独立的传输通道以模拟量信号输出，模拟信号分别经过模数转换器转换为数字信号，再经多路控制电路进行串行输出。数字量的信号输出，避免了模拟量信号在长距离传输时的信号衰减和外界电、磁的干扰。

本发明所说的多级三分量检波器通过模数转换器串行输出的数字信号由防水插头与一根多芯电缆相连接，将信号传输给地面的地震仪器。多芯电缆既是电路电源线、也是数字信号输出线。所说多芯电缆最好为20芯电缆。所说防水插头相应地最好为20芯公插头和20芯母插头。

本发明所说的每级检波器单元筒状主体中均安装有呈笛卡尔坐标系分布的三分量检波器机芯，其中一横波分量与弹性支撑臂伸出方向一致。

本发明可将模拟信号转换成数字信号，提高三分量的抗干扰能力，同时所用线缆数量也大为减少，将噪声减少到最低，保证了数据传输的可靠性和准确性。通过防水插头的连接，大大提高了使用效率，同时对于维修检测也提供了方便条件。检波器单元筒状主体依靠弹性支撑臂弹力实现与井壁的贴壁耦合，有着良好的定向性，通过推送杆将多级三分量检波器送入井中，既有效的解决了检波器在下送过程中位置的准确定位，又解决了检波器下送过程中遇到井壁内障碍而不能顺利送入预定位置的问题。在施工过程中可以根据具体的施工需求来加减组装的级数，每一级检波器单元均具有良好的通用性，并可实现单级独立控制。对照现有技术，本发明结构紧凑、连接方便可靠，具有直径尺寸小、小孔径适应性强、连接拆卸方便的特点，大大降低了勘测成本。适用于石油地震勘探、地矿地质以及建筑工程等的测井检波。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明组成结构示意图；

图2是本发明单级检波器单元示意图；

图3是本发明推送杆单节连接杆示意图。

图中1.钢丝绳，2.环头螺栓，3.端盖，4.筒状主体，5.多芯电缆，6.机芯，7.模数转换器，8.弹性支撑臂，9.防水插头，10.推送杆，11.连接杆外接头，12.连接杆内接头，13.叉槽，14.支臂销轴。

具体实施方式

从图1、图2、图3中可以看出，本发明一种多级三分量检波器装置，其设有若干个检波器单元和推送杆10，每个检波器单元设有一筒状主体4，筒状主体4为细长圆柱形结构，其上部连接有端盖3，端盖3上连接一环头螺栓2，筒状主体4通过环头螺栓2与钢丝绳1连接。这样，检波器单元之间通过钢丝绳1连接，通过钢丝绳1实现检波器的提拉和收回。三分量检波器机芯6安装在筒状主体4内。三分量检波器机芯6密封安装，呈笛卡尔坐标系分布。其中一横波分量与弹性支撑臂8伸出方向一致。三分量检波器用于从多方位接收地震信号，并由防水插头9与多芯电缆5相连接，将输出信号传输给地面的地震仪器。

本发明的特点是：所说检波器单元筒状主体4外侧设有一弹性支撑臂8，所说的弹性支撑臂8可以是一板簧，其用螺栓连接于筒状主体4外侧。依靠弹性支撑臂8弹力实现与井壁的贴壁耦合。推送杆10由若干节连接杆组合联接而成。

本发明每节连接杆上通过焊接或螺钉紧固等方式刚性设有连接杆外接头11、连接杆内接头12。前一节连接杆通过其连接杆外接头11与后一节连接杆的连接杆内接头12快速连接。每节连接杆上设有一叉槽13，叉槽13与安装在弹性支撑臂8上的支臂销轴14配合，实现向下定向推送检波器单元。连接杆依靠内外接头进行连接，连接杆内接头12是一封闭圆管，圆管顶端开有十字槽，两根刚性连接杆连接时必须将带有外接头的连接杆放平才能与另一根连接杆的内接头12对接，此时连接杆外接头11沉入内接头12圆柱中，然后将带外接头的连接杆旋转成竖直状态，连接杆外接头11就被连接杆内接头12卡住，实现快速连接；而要想拆开连接必须再次将其中一根连接杆放平，才能将两根连接连接杆拆开，实现快速拆卸。

本发明推送杆10可根据实际深度做出更换调整，推送杆10组合完成后可以在井中完成小角度的变向，如果勘测井出现深度方向有偏离情况，推送杆仍然可以将三分量检波器送到预定勘测位置。

本发明所说的弹性支撑臂8是一种推靠装置，依靠弹性支撑臂8弹力来实现与井壁的完全贴壁耦合，对三分量检波器实现了定向的功能。所说的弹性支撑臂8是一弧形板簧。弧形板簧一端用螺栓连接于筒状主体4外侧，弧形板簧上通过焊接或螺钉紧固等方式刚性连接一支臂销轴14，支臂销轴14与推送杆10的叉槽13形成可动连接。当对钢丝绳施加向上的拉力时，支臂销轴13可以轻易地卡在推送杆10的叉槽13缺口中，此时对刚性推送杆10施加压力，不仅能使弹性支撑臂8板簧受力压扁，利于下井运动，还能对筒状主体4的摆动方向进行可控干预，使得多级连接后的多个筒状主体4均在一个可控的定向范围内，实现向下定向推送检波器。如图2、图3所示，本发明支臂销轴14与推送杆10上的叉槽配合连接。由于叉槽13是向下开槽，所以当运行到预定位置，需要向上提起推送杆10时，其可以很自然地与支臂销轴14脱离，实现推送杆的收回。

本发明检波器单元筒状主体依靠弹性支撑臂弹力实现与井壁的贴壁耦合，有着良好的定向性，通过推送杆将三分量检波器送入井中，既有效的解决了检波器在下送过程中位置的准确定位，又解决了检波器下送过程中遇到井壁内障碍而不能顺利送入预定位置的问题。在施工过程中可以根据具体的施工需求来加减组装的级数，每一级检波器单元均具有良好的通用性，并可实现单级独立控制。

本发明筒状主体4内还内置安装有模数转换器7，三分量检波器分别在X、Y、Z三个分量上拾取相应的震动信号，通过各自独立的传输通道以模拟量信号输出，模拟信号分别经过模数转换器7转换为数字信号，再经多路控制电路进行串行输出。数字量的信号输出，避免了模拟量信号在长距离传输时的信号衰减和外界电、磁的干扰。所述模数转换器7的具体组成、连接属于公知技术，不再详述。本发明可将模拟信号转换成数字信号，提高三分量的抗干扰能力。

本发明多级检波器单元之间的信号传输由防水插头9和多芯电缆5组成。防水插头9和多芯电缆5主要用于多级三分量检波器单元之间的电气连接。具体使用时，只需将多芯电缆5的母插头与下面一级的公插头对接、将多芯电缆5的公插头与上面一级的母插头对接，即可将下面一级主体的电源线、数字信号线与上一级的相应接线相连，而当使用完毕之后只需断开公母插头即可实现多芯电缆5与单级三分量检波器装置的快速分离，便于存放、运输以及维修、维护使用。所说多芯电缆最好为20芯电缆。所说防水插头相应地最好为20芯公插头和20芯母插头。这样，所用线缆数量大大减少，将噪声减少到最低，保证了数据传输的可靠性和准确性。通过防水插头连接，大大提高了使用效率，同时对于维修检测也提供了方便条件。

本发明具体推送操作过程是：首先分别组装推送杆10和多级检波器单元。将刚性连接杆进行对接完成后，支臂销轴14直接卡在刚性推送杆10的叉槽13中，然后进行推送操作，推送杆带动筒状主体4以及弹性支撑臂8向井下运行，推送杆既起到了推动作用同时又起到了定向作用。最后将三分量检波器推送至井内，到达检测位置时，弹性支撑臂8将三分量检波器推靠到井壁上，实现了与井壁间的耦合。根据推送杆的标定，到达井下预定深度，而后向上提拉推送杆10，叉槽13与支臂销轴14实现快速分离，将推送杆拉出井口。而三分量检波器依靠弹性支臂推靠在井壁上。检波试验完成后，拖动钢丝绳1，将下井的三分量检波器单元依次拉出井口，从而实现了整个三分量检波器以及推送杆的下井和收回。 

本发明结构紧凑、连接方便可靠，操作、使用方便，具有直径尺寸小，小孔径适应性强，连接拆卸方便的特点，并且可定向施工和接收，大大降低了勘测成本。适用于石油地震勘探、地矿地质以及建筑工程等的测井检波。

Claims (5)

1.一种多级三分量检波器装置，其设有若干个检波器单元和推送杆，每个检波器单元设有一筒状主体，三分量检波器安装在筒状主体内，检波器单元之间通过钢丝绳连接，通过钢丝绳实现检波器的提拉和收回，其特征是：所说检波器单元筒状主体外侧设有一弹性支撑臂，依靠弹性支撑臂弹力实现与井壁的贴壁耦合，推送杆由若干节连接杆组合联接而成，每节连接杆上设有一叉槽，叉槽与安装在弹性支撑臂上的支臂销轴配合，实现向下定向推送检波器单元；所说的弹性支撑臂是一弧形板簧，弧形板簧一端用螺栓连接于筒状主体外侧，弧形板簧上通过焊接或螺钉紧固等方式刚性连接一支臂销轴，支臂销轴与推送杆的叉槽形成可动连接。

2.根据权利要求1所述的多级三分量检波器装置，其特征是：所说的筒状主体内还内置安装有模数转换器。

3.根据权利要求1所述的多级三分量检波器装置，其特征是：多级检波器单元之间由防水插头与一根多芯电缆相连接。

4.根据权利要求3所述的多级三分量检波器装置，其特征是：所说的多芯电缆为20芯电缆，所说防水插头相应地为20芯公插头和20芯母插头。

5.根据权利要求1所述的多级三分量检波器装置，其特征是：所说的每级检波器单元筒状主体中均安装有呈笛卡尔坐标系分布的三分量检波器机芯，其中一横波分量与弹性支撑臂伸出方向一致。

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