CN102096096A - 多级定向测井检波器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多级定向测井检波器装置，其设有若干个测井检波器单元，每个测井检波器单元包括有筒状主体、安装在筒状主体上的三分量检波器和井壁推靠装置，所说测井检波器单元两端连接固定吸震隔离单元，吸震隔离单元之间设有级间硬连接杆组件，若干个测井检波器单元、吸震隔离单元、级间硬连接杆组件串联，组成多级定向测井检波器装置，在一口井中实现检波器多位置点同时接收。施工过程中可以根据具体的施工需求来加减组装的级数。本发明构造简单、合理，连接拆卸方便，各级控制灵活、推靠位置准确，并且可定向施工和接收，具有良好的级间吸震隔离功能，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

多级定向测井检波器装置

所属技术领域

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、可定向施工和接收的多级定向测井检波器装置。

背景技术

大量的研究和实践表明，地表低降速带对高频的吸收十分严重，因此如果能够把检波器放到低速带下方去接收，将减少大量的高频吸收。国外有些高分辨率施工队就是使用一次性的下井检波器。如将检波器埋在15m井深的炮井中接收，每井放入一个检波器。在滚动向前施工过程中，炮点也就是过去的检波点，检波器不再回收。该方法所得到的剖面品质的改进是很明显的。

针对这种情况，国外已生产有大型的测井设备，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，同时对我国的销售价格极其昂贵，另外我国地震勘探行业的钻井钻头一般为75mm、90mm，要想使用国外产品就必须施工井径更大的井筒，造成施工成本数倍、数十倍的增加，一旦出现境况不能满足要求的情况，将会造成极大的成本浪费。

中国南方灰岩裸露区山地蕴含着丰富的油气资源，然而，受地表和地下地震地质条件的影响，地震资料品质一直是制约南方复杂山地地震勘探的瓶颈。要攻克南方复杂山地地震勘探的难题，研究激发震源与周围岩性以及影响到资料品质的关系非常重要，一方面需要分析地震子波的特性，另一方面要分析近源波场的传播和衰减规律，这就涉及到近源强震波场的资料采集和分析。在资料采集过程中，地表检波器接收波场的不完整，同时，常规检波器的动态范围不能满足近震源强震波场的记录，也就成为制约该地区地震勘探顺利进行的巨大障碍。

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近源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，操作、使用方便，各级控制灵活、推靠位置准确，并且可定向施工和接收、具有良好的级间吸震隔离功能的多级定向测井检波器装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种多级定向测井检波器装置，其设有若干个测井检波器单元，每个测井检波器单元包括有筒状主体、安装在筒状主体上的三分量检波器和井壁推靠装置，其特征是：所说测井检波器单元两端连接固定吸震隔离单元，吸震隔离单元之间设有级间硬连接杆组件，若干个测井检波器单元、吸震隔离单元、级间硬连接杆组件串联，组成多级定向测井检波器装置，在一口井中实现检波器多位置点同时定向接收。

本发明所说的井壁推靠装置由电动推杆、支臂、连杆机构构成，电动推杆安装在筒状主体内，其通过连杆机构将电动推杆的直线运动转化为支臂的侧向旋转移动，带动支臂张开或收拢，实现井壁定位固定。

本发明所说的测井检波器单元的筒状主体包括检波器固定体、支臂推靠连接体、电动推杆连接体，各部分之间通过螺纹连接，螺纹连接处设有顶紧螺钉。从而保证信号接收部分的销轴孔与动力驱动部分的销轴孔平行一致。本发明所说的每级的检波器固定体中均安装有呈笛卡尔坐标系分布的三分量检波器，其中一横波分量与支臂伸出方向一致。电动推杆连接体的壳体内安装有电动推杆，外接直流电源的正反向控制、驱动其直线伸出或收回。

本发明所说的吸震隔离单元与测井检波器单元、级间硬连接杆组件间通过销轴孔和圆销轴进行连接。可确保所连接多级测井检波器单元之间保持很好的同向性，保证多级测井检波器装置中相同分量的检波器指向相同。

本发明的多级测井检波器装置具有直径小、连接拆卸方便的特点，非常适合于野外水钻、风钻施工井的使用。每一级测井检波器单元均具有良好的通用性，多级测井检波器单元可按任意前后顺序进行串联，并可实现单级独立控制；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，另外增加或减少级间连接杆组件的数量以及改变连接杆的长度，即可改变多级测井检波器装置的级间间距。对照现有技术，本发明构造简单、合理，操作、使用方便，各级控制灵活、推靠位置准确，并且可定向施工和接收，具有良好的级间吸震隔离功能，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是本发明的组装状态示意图；

图2是本发明单级测井检波器装置结构示意图；

图3是图2中级间硬连接杆组件左视示意图；

图4是本发明的吸震隔离单元结构示意图。

图中1.接头，2.吸震隔离单元，3.检波器固定体，4.支臂推靠连接体，5.电动推杆连接体，6.支臂，7.电动推杆，8.连杆机构，9.穿杆块，10.接头，11.短间隔杆，12.长连接杆，13.抽头接头，14.电源接头，15.连接块，16.法兰片，17.弹性块，18.多芯电缆。

具体实施方式

从图1、图2中可以看出，本发明一种多级定向的测井检波器装置，其设有若干个测井检波器单元，每个测井检波器单元包括有筒状主体、安装在筒状主体上的三分量检波器和井壁推靠装置等。

本发明筒状主体为细长圆柱形结构，其主要结构组成包括检波器固定体3、支臂推靠连接体4、电动推杆连接体5，各部分之间通过螺纹连接，螺纹连接处设有顶紧螺钉。从而保证信号接收部分的销轴孔与动力驱动部分的销轴孔平行一致。

本发明所说的井壁推靠装置由电动推杆7、支臂6、连杆机构8构成，电动推杆7安装在筒状主体的电动推杆连接体5内，外接直流电源的正反向控制可驱动推杆直线伸出或收回。支臂推靠连接体4安装有连杆机构8及支臂6。展开的机械支臂6可将测井检波器单元紧紧地推靠到井筒侧壁上。电动推杆7作为支臂6活动的动力驱动部分，其通过电源接头14获得来自多芯电缆18的可控换向电源控制，电动推杆的推杆可相应地伸出或收回，进而控制支臂6的张开或闭合。通过连杆机构8将电动推杆7的直线运动转化为支臂6的侧向旋转移动，带动支臂6张开或收拢，实现井壁定位固定。支臂6、连杆机构8之间的连接和运动关系在本申请人的中国专利2008200205800已经公开，不再详述。

本发明所说的每级检波器固定体3中均密封安装有三只呈笛卡尔坐标系分布的三分量检波器，其中一横波分量与支臂6伸出方向一致。三分量检波器用于从多方位接收地震信号，并由抽头接头13与多芯电缆18线相连接，将检波器的输出信号传输给地面的地震仪器。多个测井检波器单元的抽头接头13由同一根多芯电缆18与地面仪器相连接。

本发明所说测井检波器单元上下两端各连接固定一个吸震隔离单元2，吸震隔离单元之间设有级间硬连接杆组件，若干个测井检波器单元、吸震隔离单元、级间硬连接杆组件串联，组成多级定向测井检波器装置，在一口井中实现检波器多位置点同时定向接收。

本发明所说吸震隔离单元2又分别与相应的吸震器接头10、接头1相连接，其连接均是通过销轴进行定向固定连接。

这样每级测井检波器单元中的三分量检波器就可与吸震器接头10、接头1保持很好地定向控制。为方便井上安装，在电动推杆连接体5和上端吸震隔离单元2之间还设有带径向通孔的穿杆块9。

本发明所说吸震隔离单元2主要由连接块15、法兰片16及弹性块17组成。如图4所示。通过弹性块17吸震，隔离两端连接块15的硬连接。这样，可确保各级测井检波器单元接受信号不互相影响。

本发明所说吸震隔离单元之间设有级间硬连接杆组件。本发明的级间硬连接杆组件主要包括长连接杆12、短间隔杆11等。如图2、图3所示。短间隔杆11上设有横向通孔，以便于施工装配。长连接杆12和短间隔杆11的组合使用，可确保组合的连接杆组件仍接近软管的性质来适应井筒的曲折变化，降低对施工井筒的施工要求，否则将造成卡井。级间硬连接杆组件的内部连接以及与吸震器接头10、接头1均通过销轴孔和螺纹销轴进行连接，可以有效地保证整个级间硬连接杆组件乃至整个多级测井检波器装置的定向功能。若干个测井检波器单元、吸震隔离单元、级间硬连接杆组件串联，组成多级定向测井检波器装置，在一口井中实现检波器多位置点同时定向接收。

本发明具体施工时，首先要使用一根30CM长的刚性杆穿过穿杆块9的通孔，将第一级测井检波器单元卡在施工井口处，此时可方便地将已事先连接好地一套级间硬连接杆组件与井口的测井检波器单元进行定向连接，并将井口测井检波器单元的抽头接头13、电源接头14与多芯电缆18的第一组抽头接头相对应连接。连接完毕，即可取另一根刚性杆自下往上依次穿住级间硬连接杆组件中短间隔杆11的通孔，将第一级测井检波器单元和级间硬连接杆组件等依次下放一段距离；然后再将第二级测井检波器单元的吸震器接头1与井口处的短间隔杆11相连接，再用刚性杆穿过穿杆块9的通孔，将第二级测井检波器单元卡在施工井口处。如此规律的安装连接即可将多级的测井检波器单元依次下放到施工井中。在施工安装过程中，每一级的测井检波器单元长度、状态均相同，每一级的级间硬连接杆组件的连接和长度也相同，可按任意前后顺序进行连接组装。

当需要井中的检波器与相应的震源成特定的角度关系，则只需用刚性杆扳动短间隔杆11即可达到目的。检波器全部放入井筒中时可通过地面的电源控制系统，将多级测井检波器单元的支臂6依次推开，使之与井壁达到良好耦合。施工数据采集完毕后，通过地面的电源控制系统，将多级测井检波器单元的支臂6收拢，再使用刚性杆将级间硬连接杆组件和测井检波器单元依次从井筒中取出。

本发明的多级测井检波器装置具有直径小、连接拆卸方便的特点，非常适合于野外水钻、风钻施工井的使用。每一级测井检波器单元均具有良好的通用性，多级测井检波器单元可按任意前后顺序进行串联，并可实现单级独立控制；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，另外增加或减少级间连接杆组件的数量以及改变连接杆的长度，即可改变多级测井检波器装置的级间间距。本发明构造简单、合理，操作、使用方便，各级控制灵活、推靠位置准确，并且可定向施工和接收，具有良好的级间吸震隔离功能，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 (9)

1.一种多级定向测井检波器装置，其设有若干个测井检波器单元，每个测井检波器单元包括有筒状主体、安装在筒状主体上的三分量检波器和井壁推靠装置，其特征是：所说测井检波器单元两端连接固定吸震隔离单元，吸震隔离单元之间设有级间硬连接杆组件，若干个测井检波器单元、吸震隔离单元、级间硬连接杆组件串联，组成多级定向测井检波器装置，在一口井中实现检波器多位置点同时定向接收。

2.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的多个测井检波器单元的抽头接头由同一根多芯电缆与地面仪器相连接。

3.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的井壁推靠装置由电动推杆、支臂、连杆机构构成，电动推杆安装在筒状主体内，其通过连杆机构将电动推杆的直线运动转化为支臂的侧向旋转移动，带动支臂张开或收拢，实现井壁定位固定。

4.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的测井检波器单元的筒状主体包括检波器固定体、支臂推靠连接体、电动推杆连接体，各部分之间通过螺纹连接，螺纹连接处设有顶紧螺钉。

5.根据权利要求4所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的检波器固定体中安装有呈笛卡尔坐标系分布的三分量检波器，其中一横波分量与支臂伸出方向一致。

6.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的吸震隔离单元与测井检波器单元、级间硬连接杆组件间通过销轴孔和圆销轴进行连接。

7.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的吸震隔离单元主要由连接块、法兰片及弹性块组成。

8.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的测井检波器单元筒状主体和上端吸震隔离单元之间还设有带径向通孔的穿杆块。

9.根据权利要求1所述的多级定向测井检波器装置，其特征是：所说的级间硬连接杆组件由长连接杆、短间隔杆组成。

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