CN106019379B - 一种简易的山区微测井装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种简易的山区微测井装置，尤其是能增强井下检波器信号接收的稳定性，提高南方山区微测井作业的质量、效率和便捷程度。本装置应用于地球物理勘探中的山区微测井，包括：探测主体、手提式推靠臂、井外装置；通过轻便的推靠装置使得井下检波器推靠井壁更加稳定，利于地震信号接收；通过采用非炸药的震源作为微测井地震信号激发源，可以减小炸药(或雷管)震源的安全隐患和环境破坏，使山区微测井工作更加便捷、高效。

Description

一种简易的山区微测井装置
技术领域
本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种简易的山区微测井装置及方法，尤其是能增强井下检波器信号接收的稳定性，提高南方山区微测井作业的质量、效率和便捷程度。
背景技术
在我国南方山区开展微测井工作，一般有两种作业方式：第一种是井中激发，地面接收的方式，第二种是地面激发，井下接收的方式。第一种方式是采用井中炸药(或雷管)激发地震信号，地面布设检波器接收地震信号，这种方式一方面使用炸药(或雷管)激发，不环保、不安全，另一方面井中炸药(或雷管)爆炸常常破坏井壁，导致废井，不经济。第二种方式是采用地面炸药(或雷管)激发地震信号，井中检波器串(2至4个)接收地震信号，这种方式一方面采用炸药(或雷管)激发，不环保、不安全，另一方面井下检波器串在接收地震信号时，需要有一推靠装置将其推靠贴井壁，传统的井下检波器的推靠装置是利用充气的帆布袋顶靠检波器贴井壁或使用充气管充气顶出支架支撑检波器贴井壁，然而在野外施工过程中，由于山区地质条件和施工条件极为恶劣，充气帆布袋和充气管在下伸入井中和上提过程中容易被井壁的碎石扎破、损坏，致使充气帆布袋或充气管无法充气推靠井下检波器贴井壁，最终导致微测井工作的质量和效率下降。
因此，亟需研究一种简易的山区微测井装置及方法，以增强井下检波器信号接收的稳定性，提高南方山区微测井作业的质量、效率和便捷程度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于地面激发，井中接收的微测井方式，设计一种结实、耐用、轻便的推靠装置使得井下检波器推靠井壁更加稳定，利于地震信号接收。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种简易的山区微测井装置，应用于地球物理勘探中的的山区微测井，包括：探测主体、手提式推靠臂、井外装置；
(1)探测主体包括空心圆柱体框架、笠状钢片、井下检波器、胶体、圆弧缺口及卡槽、27芯地震数据传输线；
空心圆柱体框架是高度15～20cm，直径4～6cm的空心圆柱体，材质为不锈钢；笠状钢片是底面直径与空心圆柱体框架相同，倾角为60度的空心圆锥体，其底面与空心圆柱体框架的上端通过胶体连接，材质为不锈钢；
井下检波器的检波器频率为40～60Hz，通过胶体固定连接在空心圆柱体框架内部；
在空心圆柱体框架的中下部距离空心圆柱体框架顶端7.5～10cm处开设圆弧缺口及卡槽，圆弧缺口的形状是1/4圆弧形缺口，卡槽设置在此缺口上，通过圆弧缺口及卡槽将推靠臂及卡槽与空心圆柱体框架连接；
27芯地震数据传输线的一端与外部的微测井仪的信号输入端连接，另一端依次穿笠状钢片和空心圆柱体框架的轴线并与井下检波器连接，用来传输数据；
(2)手提式推靠臂包括推靠臂及卡槽、扣片、发力螺丝、手提杆；
推靠臂及卡槽是长度为7.5～10cm，宽度为1～2cm的不锈钢片，推靠臂及卡槽的卡槽与圆弧缺口及卡槽的卡槽相匹配；
扣片是长度1～2cm，宽度1～2cm的不锈钢片，焊接在推靠臂及卡槽的下部，通过扣片防止本装置在下压过程中推靠臂及卡槽被井壁石头卡住；扣片与推靠臂及卡槽之间的夹角为45～70°；
发力螺丝为普通M4型螺丝，并配有配套的螺母；
手提杆是金属材质的管制杆，其下部开设一个与发力螺丝相匹配的圆形缺口，通过螺母将手提杆固定在发力螺丝上；手提杆的轴线与空心圆柱体框架的轴线相互平行；
(3)井外装置
井下装置包括微测井仪器、大锤震源系统
微测井仪器为NZXP地震仪，其信号接收方式为多次叠加方式，叠加次数为5～10次，具体根据地震信号的噪声情况而定；
微测井仪器的信号输入端通过27芯地震数据传输线与井下检波器连接，信号触发端通过双绞线连接至大锤震源系统；
大锤震源系统包括大锤震源与垫板；大锤震源是18～22磅重的铁锤，垫板是铁质圆形板材，通过大锤震源敲击垫板激发地震信号。
进一步的，如上所述的一种简易的山区微测井装置中：27芯地震数据传输线采用bz-24地震仪小折射大线电缆，直径为8.5mm。
进一步的，如上所述的一种简易的山区微测井装置中：扣片与推靠臂及卡槽之间的夹角为45°。
进一步的，如上所述的一种简易的山区微测井装置中：大锤震源系统设置在距井口50cm～100cm距离的位置。
进一步的，如上所述的一种简易的山区微测井装置中：手提杆使用分节连接的方式组装而成。
本发明技术方案的有益效果在于：本发明提供了一种结实、耐用、轻便的推靠装置使得井下检波器推靠井壁更加稳定，利于地震信号接收；设计采用了非炸药的震源作为微测井地震信号激发源，以减小炸药(或雷管)震源的安全隐患和环境破坏，使山区微测井工作更加便捷、高效。
附图说明
图1是本发明实施方案流程示意图；
图2是探测主体结构示意图；
图3是手提式推靠臂结构示意图；
图4是本发明整体结构示意图。
图中：空心圆柱体框架1、笠状钢片2、井下检波器3、胶体4、圆弧缺口及卡槽5、27芯地震数据传输线6、推靠臂及卡槽7、扣片8、发力螺丝9、手提杆10、微测井仪器11、大锤震源12、垫板13。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
一种简易的山区微测井装置，应用于地球物理勘探中的的山区微测井，其特征在于：
包括：探测主体、手提式推靠臂、井外装置；
(1)如图2所示，探测主体包括空心圆柱体框架1、笠状钢片2、井下检波器3、胶体4、圆弧缺口及卡槽5、27芯地震数据传输线6；
空心圆柱体框架1是高度15～20cm，直径4～6cm的空心圆柱体，材质为不锈钢；笠状钢片2是底面直径与空心圆柱体框架1相同，倾角为60度的空心圆锥体，其底面与空心圆柱体框架1的上端通过胶体4连接，材质为不锈钢；
井下检波器3的检波器频率为40～60Hz，通过胶体4固定连接在空心圆柱体框架1内部；
在空心圆柱体框架1的中下部距离空心圆柱体框架1顶端7.5～10cm处开设圆弧缺口及卡槽5，圆弧缺口的形状是1/4圆弧形缺口，卡槽设置在此缺口上，通过圆弧缺口及卡槽5将推靠臂及卡槽7与空心圆柱体框架1连接；
27芯地震数据传输线6的一端与外部的微测井仪11的信号输入端连接，另一端依次穿笠状钢片2和空心圆柱体框架1的轴线并与井下检波器3连接，用来传输数据；本实施例中，27芯地震数据传输线6采用bz-24地震仪小折射大线电缆，直径为8.5mm。
(2)如图3所示，手提式推靠臂包括推靠臂及卡槽7、扣片8、发力螺丝9、手提杆10；
推靠臂及卡槽7是长度为7.5～10cm，宽度为1～2cm的不锈钢片，推靠臂及卡槽7的卡槽与圆弧缺口及卡槽5的卡槽相匹配；
扣片8是长度1～2cm，宽度1～2cm的不锈钢片，焊接在推靠臂及卡槽7的下部，通过扣片8防止本装置在下压过程中推靠臂及卡槽7被井壁石头卡住；扣片8与推靠臂及卡槽7之间的夹角为45～70°；
发力螺丝9为普通M4型螺丝，并配有配套的螺母；
手提杆10是金属材质的管制杆，其下部开设一个与发力螺丝9相匹配的圆形缺口，通过螺母将手提杆10固定在发力螺丝9上；手提杆10的轴线与空心圆柱体框架1的轴线相互平行；手提杆10使用分节连接的方式组装而成，井深达到10m以上时这样的结构便于携带。
(3)井外装置
如图4所示，井下装置包括微测井仪器11、大锤震源系统
微测井仪器11为NZXP地震仪，其信号接收方式为多次叠加方式，叠加次数为5～10次，具体根据地震信号的噪声情况而定；
微测井仪器11的信号输入端通过27芯地震数据传输线6与井下检波器3连接，信号触发端通过双绞线连接至大锤震源系统；
大锤震源系统设置在距井口50cm～100cm距离的位置，包括大锤震源12与垫板13；大锤震源是18～22磅重的铁锤，垫板是铁质圆形板材，通过大锤震源12敲击垫板13激发地震信号。
本发明装置的使用方法如图1所示，首先在地面钻一口井，将探测主体和手提式推靠臂连接，一同下入井底，然后手提式推靠臂推靠井下检波器紧贴井壁；然后提拉手提杆10，使推靠臂及卡槽7推靠紧贴井壁14，由于力的反作用，使得探测主体紧靠另一侧井壁15。将井下检波器通过27芯电缆连接至微测井仪器的信号输入端。连接大锤震源系统至微测井仪器的信号触发端，开启微测井仪器，并设置仪器的信号接收方式为多次叠加方式。
然后使用大锤震源多次激发地震信号，并由井下检波器接收这些地震信号，并通过电缆将地震信号传输至微测井仪器，依次完成第2次……第N次激发接收，具体的次数N需依据接收的地震信号的噪声情况而定，噪声较大时N设置为10次即可，噪声较小时N设置为5次即可。至此，即完成这口井的第1个点的微测井测量工作。
之后下压手提式推靠臂7，使手提式推靠臂与井壁14分离，利用手提式推靠臂7上提井下检波器3一定距离(1m～2m)至第2个点，而后使用手提式推靠臂7推靠井下检波器3紧贴井壁15，重复2,3,4步骤，完成这口井第2个点的微测井测量工作。如此下去，上提井下检波器3至第3个点，重复2,3,4步骤，完成这口井第3个点的微测井测量工作，上提至井下检波器3第4个点，重复2,3,4步骤，完成这口井第2个点的微测井测量工作，……直至井下检波器上提至地表，即完成这一口井的微测井测量工作。
本发明的有益技术效果在于：首先，设计制作的推靠装置——手提式推靠臂相比于以往的推靠装置更加结实、耐用、轻便，且可稳定、有效地推靠井下检波器紧贴井壁，利于井下检波器接收地震信号；其次，在山区微测井测量工作时抛弃了炸药(或雷管)震源这种激发方式，发明采用多次锤击叠加的信号激发方式使山区微测井工作更加简便、安全、环保，既保障了施工质量、提升了施工效率，又降低了工作成本。整体而言，该发明使得山区微测井工作更加便捷、高效。

Claims (5)

1.一种简易的山区微测井装置，应用于地球物理勘探中的的山区微测井，其特征在于：
包括：探测主体、手提式推靠臂、井外装置；
a.探测主体包括空心圆柱体框架(1)、笠状钢片(2)、井下检波器(3)、胶体(4)、圆弧缺口及卡槽(5)、27芯地震数据传输线(6)；
空心圆柱体框架(1)是高度15～20cm，直径4～6cm的空心圆柱体，材质为不锈钢；笠状钢片(2)是底面直径与空心圆柱体框架(1)相同，倾角为60度的空心圆锥体，其底面与空心圆柱体框架(1)的上端通过胶体(4)连接，材质为不锈钢；
井下检波器(3)的检波器频率为40～60Hz，通过胶体(4)固定连接在空心圆柱体框架(1)内部；
在空心圆柱体框架(1)的中下部距离空心圆柱体框架(1)顶端7.5～10cm处开设圆弧缺口及卡槽(5)，圆弧缺口的形状是1/4圆弧形缺口，卡槽设置在此缺口上，通过圆弧缺口及卡槽(5)将推靠臂及卡槽(7)与空心圆柱框架1连接；
27芯地震数据传输线(6)的一端与外部的微测井仪11的信号输入端连接，另一端依次穿笠状钢片(2)和空心圆柱体框架(1)的轴线并与井下检波器(3)连接，用来传输数据；
b.手提式推靠臂包括推靠臂及卡槽(7)、扣片(8)、发力螺丝(9)、手提杆(10)；
推靠臂及卡槽(7)是长度为7.5～10cm，宽度为1～2cm的不锈钢片，推靠臂及卡槽(7)的卡槽与圆弧缺口及卡槽(5)的卡槽相匹配；
扣片(8)是长度1～2cm，宽度1～2cm的不锈钢片，焊接在推靠臂及卡槽(7)的下部，通过扣片(8)防止本装置在下压过程中推靠臂及卡槽(7)被井壁石头卡住；扣片(8)与推靠臂及卡槽(7)之间的夹角为45～70°；
发力螺丝(9)为普通M4型螺丝，并配有配套的螺母；
手提杆(10)是金属材质的管制杆，其下部开设一个与发力螺丝(9)相匹配的圆形缺口，通过螺母将手提杆(10)固定在发力螺丝(9)上；手提杆(10)的轴线与空心圆柱体框架(1)的轴线相互平行；
c.井外装置
井外装置包括微测井仪器(11)、大锤震源系统；
微测井仪器(11)为NZXP地震仪，其信号接收方式为多次叠加方式，叠加次数为5～10次，具体根据地震信号的噪声情况而定；
微测井仪器(11)的信号输入端通过27芯地震数据传输线(6)与井下检波器(3)连接，信号触发端通过双绞线连接至大锤震源系统；
大锤震源系统包括大锤震源(12)与垫板(13)；大锤震源(12)是18～22磅重的铁锤，垫板(13)是铁质圆形板材，通过大锤震源(12)敲击垫板(13)激发地震信号。
2.如权利要求1所述的一种简易的山区微测井装置，其特征在于：27芯地震数据传输线(6)采用bz-24地震仪小折射大线电缆，直径为8.5mm。
3.如权利要求2所述的一种简易的山区微测井装置，其特征在于：扣片(8)与推靠臂及卡槽(7)之间的夹角为45°。
4.如权利要求3所述的一种简易的山区微测井装置，其特征在于：大锤震源系统设置在距井口50cm～100cm距离的位置。
5.如权利要求1所述的一种简易的山区微测井装置，其特征在于：手提杆(10)使用分节连接的方式组装而成。
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