NO334653B1 - Fremgangsmåte og innretning for emittering av radiale seismiske bølger i et materielt medium ved elektromagnetisk induksjon - Google Patents
Fremgangsmåte og innretning for emittering av radiale seismiske bølger i et materielt medium ved elektromagnetisk induksjon Download PDFInfo
- Publication number
- NO334653B1 NO334653B1 NO20011788A NO20011788A NO334653B1 NO 334653 B1 NO334653 B1 NO 334653B1 NO 20011788 A NO20011788 A NO 20011788A NO 20011788 A NO20011788 A NO 20011788A NO 334653 B1 NO334653 B1 NO 334653B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coils
- seismic
- medium
- waves
- emission
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 7
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/02—Generating seismic energy
- G01V1/04—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/52—Structural details
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Geology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte og innretning for å emittere radiale seismiske bølger i et materialmedium ved hjelp av elektromagnetisk induksjon, og som særlig anvendes for å generere seismiske bølger i forede eller uforede brønner eller i en vannmasse. - Utstråling av radiale bølger oppnås hovedsakelig ved radial utvidelse av et metallrør (1) under påvirkning fra et magnetisk trykk som frembringes ved elektro-magnetisk induksjon, slik at elastiske bølger frembringes i vedkommende medium under virkningen fra denne ekspansjon. Det magnetiske trykk oppnås ved å kople en spole (2) i flukt inne i røret til en strømgenerator (3), f.eks. en sjokkgenerator, eller generator med variabel frekvens. Vindingsstigningen for spolen (2) kan være konstant eller varierende. Røret (1) kan f.eks. være innsatt i en brønn eller et hull, eller eventuelt utgjøres av et foringsparti av en foret brønn. Det kan også utgjøres av sideveggen av et avtettet kammer som er nedsenket i en vannmasse for derved å frembringe akustiske eller seismiske bølger i denne vannmasse. - Anvendelser: f. eks. seismiske undersøkelser eller overvåkning av soner i undergrunnen.
Description
OPPFINNELSENS OMRÅDE
Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte og en innretning for å sende ut radiale seismiske bølger i et materialmedium, slik som et underjordisk område, ved hjelp av elektromagnetisk induksjon, og som spesielt kan anvendes for å generere seismiske bølger i forede brønner eller i en vannmasse.
Innretningen i henhold til oppfinnelsen kan særlig finne anvendelser ved seismiske undersøkelser eller for å overvåke underjordiske områder hvor det er vanlig å utløse emisjon av seismiske bølger, og hvor bølger som reflekteres fra formasjons-diskontinuiteter registreres ved hjelp av seismiske mottakere (geofo-ner, hydrofoner) for derved å danne seismogrammer. Innretningen kan f.eks. anvendes for å generere seismiske bølger i forede eller uforede brønner eller i en vannmasse.
OPPFINNELSENS BAKGRUNN
Det finnes forskjellige typer av seismiske kilder som er egnet for bølgeut-sendelse i brønner. Disse omfatter: - enten en eksplosjon fra en punktformet eller langstrakt ladning for detone-ring av en streng som er skrueviklet omkring en stiv spindel, - eller en elektrisk gnist (overslag mellom elektroder i vann, hvor en trådlad-ning bringes til å eksplodere under påvirkning fra en elektrisk utladning, etc), - eller et vertikalt mekanisk sjokk fra en masse som faller eller kastes ned på en ambolt som er festet til en pakning, hvilket da frembringer en skjærkraft på brønnveggen og som hovedsakelig genererer S-bølger, - eller et horisontalt sjokk i radial retning fra en masse som drives ut radialt ved hjelp av hydrauliske- eller elektromagnetiske midler og som slår an mot brønnveggen på et visst punkt.
Regulerte vibrasjonskilder av piezoelektrisk- eller magnetostriktiv type, som er koplet (eller ikke) til brønnveggen, og som emitterer monofrekvenssignaler eller signaler som er kodet eller frekvensmodulert ved en rampefunksjon, anvendes også for å frembringe seismiske bølger i brønner.
Disse kilder kan anvendes i forede- eller uforede brønner. Når det gjelder forede brønner vil deres effektivitet være påvirket av foringens stivhet, som da vil begrense de spenninger som påføres det omgivende medium.
Kjent teknikk som publikasjon US 3,341,811 A beskriver generering av akustiske signaler, publikasjon US 4,796,724 A beskriver en fremgangsmåte og innretninger for å frembringe trykkbølger i et fast medium og publikasjon US 5,047,992 A beskriver en elektromagnetisk indusert akustisk logging.
SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN
Aspekter i henhold til oppfinnelsen er definert i de selvstendige kravene 1, 10 og 11. Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse anvender et velkjent fysisk prinsipp, dvs. bevegelsesvirkning frembrakt av en magnetisk feltpuls, slik det alle-rede er brukt innenfor andre områder, f.eks.: - dannelse av marine akustiske kilder, hvor det anvendes frastøtning mellom to metalliske skiver som omgir en flat spole som er tilført strøm fra en elektrisk sjokkgenerator (plan struktur), - dannelse av elektromagnetiske lukkere for elektromagnetisk stråling (opt-isk eller røntgenstråle-spektrum) bestående av et tynt metallrør plassert på linje med og inne i en spole hvis magnetiske feltpuls forårsaker kollaps,
- plasmaakselerasjon, etc.
Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å generere radiale elastiske bølger i et materialmedium. Den går hovedsakelig ut på radial utvidelse av i det minste en del av veggen av et metallrør i kontakt med vedkommende medium, under påvirkning fra magnetiske trykk som frembringes ved elektromagnetisk induksjon, med utstråling i mediet av elastiske bølger som frembringes i vedkommende medium under påvirkning fra denne ekspansjon.
Innretningen i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig å generere radiale elastiske bølger i et materialmedium. Den består hovedsakelig av et metallrør i kontakt med vedkommende medium samt bevegelsesutløsende midler anordnet inne i røret for å utøve enten et isotropisk magnetisk trykk på hele rørveggen, hvilket forårsaker en radial ekspansjon av metallrørets vegg, eller et anisotropisk magnetisk trykk på rørveggen, hvilket forårsaker en (anisotrop) radial utvidelse av bare en del av metallrørets vegg.
I henhold til oppfinnelsen omfatter de bevegelsesutløsende midler en spole som f. eks. er utformet på en isolerende spindel med konstant eller varierende vindingsstigning som kan øke utover fra spolens midtparti mot spolens ytterender for derved å øke den dipolare stråling langs spolens akse, eller eventuelt kan avta fra midtpartiet mot ytterenden av spolen, for derved å modifisere det akustiske utstrålingsdiagram som en funksjon av frekvensen.
I henhold til en utførelse omfatter de bevegelsesutløsende midler minst én spole utformet på et sylinderformet veggparti av en spindel, og som har som formål å frembringe et anisotropt magnetisk trykk som utøves på i det minste et sylinderformet parti av røret.
Spolen kan omfatte en kjerne med høy magnetisk permeabilitet samt med lav koersivkraft.
Den elektriske generator kan være en sjokkgenerator som er egnet for å frembringe strømpulser eller en generator innrettet for å frembringe tog av strøm-pulser for derved å frembringe vibrasjoner i vedkommende medium. Denne puls-tog-generator kan f.eks. være styrt fra et reguleringselement som er egnet for å frembringe et reguleringssignal med varierende frekvens.
Dette rør kan f.eks. være et brønnforingsrør som er mekanisk koplet til de formasjoner som omgir brønnen, og de bevegelsesutløsende midler kan da omfatte en sonde som er forbundet med en elektrisk eksiteringsgenerator, hvor denne sonde er anordnet for å beveges i brønnen opp til utløsningspunktet.
I henhold til en utførelse omfatter den elektriske generator f.eks. et kondensatorbatteri anordnet i et lukket rom i nærheten av sonden samt strømforsynt fra en elektrisk kilde i avstand fra det lukkede rom.
I henhold til en utførelse befinner røret seg i sideveggen av et avtettet rom, mens de bevegelsesfrembringende midler omfatter en spole anbrakt i det lukkede rom, og den elektriske generator i det minste delvis er anordnet på utsiden av rommet.
Innretningen kan f. eks. brukes innenfor det område som gjelder drift av seismiske undersøkelser på land eller for å undersøke et underjordisk reservoar. Bølger sendes inn i de formasjoner som omgir brønnen ved å utløse den elektriske generator 3, bølger som reflekteres fra diskontinuiteter i den underjordiske sone mottas og registreres, og disse registreringer viderebehandles for å danne seismogram for vedkommende sone.
Innretningen kan også f.eks. anvendes innenfor det område som gjelder ut-førelser av seismiske undersøkelser til sjøs eller for å undersøke et underjordisk område under en vannmasse, ved nedsenkning av et lukket kammer 19 (se fig. 10) fra et fartøy eller en stasjonær installasjon 20, utsendelse av bølger i van-net ved hjelp av utløsning av den elektriske generator 3, mottakelse og registre- ring av de bølger som reflekteres fra grenseskiller mellom forskjellige grunnbe-standdeler i den underjordiske sone, samt viderebehandling av disse registreringer for å danne seismogrammer for vedkommende sone.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Andre særtrekk og fordeler ved fremgangsmåten og innretningen i henhold til oppfinnelsen vil fremgå klart ved gjennomlesing av den følgende beskrivelse av ikke begrensende utførelseseksempler på pulskilder, under henvisning til de ved-føyde tegninger, hvorpå: - fig. 1 viser skjematisk arbeidsprinsippet for innretningen med en elektro-magnetisk strømpulsgenerator for å frembringe en utvidelse av et rør,
- fig. 2 viser en forenklet ekvivalenskrets for strømgeneratoren,
- fig. 3 viser skjematisk fordelingen av de mekaniske spenninger,
- fig. 4 viser en praktisk utførelse av pulsgeneratoren,
- fig. 5 viser et eksempel på variasjonen som en funksjon av tiden for den spenning som påtrykkes pulsgeneratorens primærspole, - fig. 6 viser et eksempel på variasjon som funksjon av tid for den tilsvar-ende elektriske strøm som sirkulerer i røret, - fig. 7 viser et eksempel på et seismisk signal som mottas av en bølge-opptaker, slik som en geofon, i en gitt avstand fra den seismiske kilde,
- fig. 8 viser frekvensspekteret for det seismiske signal i fig. 7,
- fig. 9 viser skjematisk en variant av den viste utførelse i fig. 4,
- fig. 10 viser skjematisk en anvendelse av innretningen for å generere akustiske bølger i vann, - fig. 11 viser en utførelse som bruker flate spoler som gjør det mulig å frembringe en anisotrop dipolar kilde, og - fig. 12 viser virkningen på røret fra den strøm som påtrykkes spolene i fig. 11.
DETALJERT BESKRIVELSE
For å generere seismiske bølger i et materialmedium, frembringes en variasjon av tverrsnittet av et metallrør 1 i kontakt med vedkommende medium, slik som nevnt ovenfor, hvilket vil si at det eksempel som skal beskrives her frembringes en radial utvidelse av røret 1 under påvirkning fra magnetisk trykk som genereres av elektromagnetisk induksjon.
Dette magnetiske trykk (fig. 1) frembringes ved hjelp av en koaksial spole 2 med N vindinger anbrakt inne i røret 1, og denne spole påtrykkes da en intens elektrisk strømpuls som frembringes av en elektrisk sjokkgenerator 3, slik at strømmen genererer et aksialt magnetfelt H. En indusert strøm b som vandrer i sirkel i metallrøret 1 dannes da ved induksjon. Aksialt magnetfelt H frembringer på ethvert element av røret 1 som strømmen I2forløper gjennom, en ortogonal elektromagnetisk kraft F som er rettet radialt. Røret opptrer lokalt som en enkelt vind-ing lukket i seg selv.
Spolen/foringsutstyret opptrer som en lufttransformator (fig. 2) med en pri-mærvikling LP (spolen 3) og en sekundærvikling LS (røret 1). For at den induserte
fdO^i
strøm e=— skal være størst mulig, kreves det en rask fluksvariasjon. Den
v dt /
elektriske utladning som kreves kan frembringes ved utladning av kondensatorene C.
Den elektriske sjokkgenerator 3 omfatter f.eks. (fig. 2) en kontinuerlig strømforsyning 4, et kondensatorbatteri 5, et gnistgap 6 som sikrer strømveksling i spolen 2.
Over en stor del av spolelengden er de bølger som genererer trykkbølger PW (fig. 3). I nærheten av de motsatte endeklemmer av spolen 2 er det magnetiske felt som frembringes dipolart og de bølger som genereres således bølger av S-type.
For at denne prosess skal utvikle seg med godtakbar effektivitet, må eksite-ringskoplingen mellom spole og foring være nær en verdi på 1, hvilket innebærer at spolen må være lang i forhold til sine diameter D og at denne diameter ligger tett inntil innerdiameteren av røret eller foringen. En spole av lengde L og slik at D/L<0,2 kan f.eks. velges.
Fluksvariasjonen må også være meget rask for å at induksjonen i sekun-dærkretsen skal bli så intens som mulig slik at overflaten av røret eller foringen ut-settes for radial påkjenning som må være tilstrekkelig til å sikre elastisk utstråling av bølger innenfor det ønskede frekvensområdet.
Sjokkgeneratoren er egnet som kilde i den ekvivalente krets. Den elektriske krets i sjokkgeneratoren 3 består hovedsakelig av en selvinduksjonsspole Lp og av en motstand. For å opprettholde pulsmodus og unngå en oscillerende utladning hvis polaritetsvending vil kunne være skadelig for kondensatorene i den elektriske sjokkgenerator, må utstyret innstilles til kritisk dempning.
Den ekvivalente elektriske krets for den seismiske kilde er en transformator hvis sekundær (røret) er lukket i seg selv. Impedansen på transformatorens pri-mærside er lik sekundærimpedansen multiplisert med kvadratet av oversetningsforholdet. Hvis oversetningsforholdet er N, så er impedansen på primærsiden ZP=N<2>.ZS. Bestemmelsen av N avhenger av karakteren av det rør som anvendes og av utladningskretsens ekvivalente kapasitet.
Den dominerende frekvens avhenger av ekvivalentkretsens resonansfre-kvens. For en gitt energi og midtfrekvens bestemmer den elektrisk sjokkgenera-tors kapasitet og dens ladespenning verdien av utstyrets potensielle energi. Selv-induksjonsspolen i selve kilden må dimensjoneres (lengde, antall vindinger etc.) for å oppnå den ønskede midlere frekvens.
Røret 1 kan f. eks. være en foring, og koaksialspolen 2 er da posisjonsinn-stilt inne i røret i den dybde hvor det er ønskelig å generere radiale magnetiske krefter.
Den seismiske brønnkilde som er vist i fig. 4 omfatter en stiv spindel 7 fremstilt i isolerende materiale og hvorpå det er viklet en solenoid 8, mens en elektrisk kabel 9 forbinder spolen 8 med sjokkgeneratoren 3. Den elektriske kabel 9 kan f.eks. være en koaksialkabel, og de motsatte ytterender av spolen 8 kan da være koplet henholdsvis til midtlederen 10 og til den ytre ledende skjerm 11. Den elektriske kabel som forbinder spolen 8 med sjokkgeneratoren 3 må være så kort som mulig for å forhindre tap. Hvis den seismiske kilde er beregnet på å brukes for seismiske undersøkelsesarbeider i forholdsvis dype brønner W (typisk av størrel-sesorden 200 m eller mer), er sjokkgeneratoren 3 oppdelt i to deler. Den seismiske kilde er da opphengt på et kabelparti 12 fra en beholder 13 hvori kondensa-torbatteriet 5 og gnistsgapet 6 er anbrakt. En annen elektrisk kabel 14 forbinder beholderen 13 med en sammenstilling 15 som f.eks. er plassert på jordoverflaten og omfatter den elektriske kilde 4 og en utløserkrets 16 (se fig. 2).
Utløsningen av det elektriske sjokk er nøyaktig tidsbestemt (usikkerhet av størrelsesorden 1 mikrosekund) og tilnærmet fravær av mekanisk bevegelse, bort-sett fra utvidelsen av røret, muliggjør utmerket synkronisering og god mottakbar-het for det kjennetegnende ved det utsendte signal.
Utførelseseksempel
En spole ble fremstilt for en 18 cm foring og en sjokkgenerator med kon-densatorladning på 1 kJ ble tilordnet denne (C=80 uF, V=5 kV). Spolen som var 145 mm i midlere diameter (150 mm i total diameter) omfatter 200 vindinger i et enkelt lag over en lengde på 1 m. Den motstandssløyfe som ble dannet av 1 m av foringen var av størrelsesorden lO^Q.
Fig. 5 og 6 viser henholdsvis formen av signalet på utgangssiden av den
elektriske sjokkgenerator og formen av den strøm som sirkulerer i vedkommende rør eller foring. Denne puls har en bølgeform som ligger nær den som ønskes ved kritisk dempning. Strømtoppen er av størrelsesorden 300 kA, som da frembringer en trykktopp av størrelsesorden 60 kPa.
Det utsendte seismiske signal målt av en geofon i brønnen 5 m over kilden er vist i fig. 7. Dets spektrum er i samsvar med spekteret for den elektriske puls og har en høyeste verdi i nærheten av 600 Hz (fig. 8).
Utførelsesvarianter
For å forbedre kildens effektivitet, kan det magnetiske felt forsterkes ved å anbringe en ferromagnetisk kjerne 17 (se fig. 4) i eksiteringsspolen for derved å forbedre den ensidige kopling mellom solenoiden og røret eller fdringselementet.
På grunn av den foreliggende driftsmodus er det viktig at denne kjerne 17 oppviser lave tap (hysterese, konveksjonsstrømmer) og at den har tilstrekkelig mekanisk fasthet til å sikre geometrisk stabilitet for spolen. En kjerne 17 som f.eks. er fremstilt i keramikk (ferromagnetisk ferritt med lav koersivkraft) oppfyller slike fordringer. Den er egnet for vikling av solenoiden innleiret i overflaten av spindelen (f.eks. fremstilt i keramikk) for å oppnå bedre dimensjonsstabilitet for spolen (høyere motstand overfor de magnetiske krefter som den selv er opprin-nelse til.
Andre varianter
Det er også mulig å danne en vikling (2 eller 8) med variabel vindingsstigning for å avveie det magnetiske trykk langs røret for det formål å regulere det akustiske utstrålingsdiagram. Stigningen kan f. eks. avta symmetrisk ut i fra mid-ten av spolen 2 for å modifisere det akustiske utstrålingsdiagram som en funksjon av frekvensen, eller også øke symmetrisk med en mindre stigning i nærheten av ytterendene for derved å øke den dipolare utstråling lang spolens akse.
I henhold til den viste utførelse i fig. 11, 12, omfatter de bevegelsesfrembringende midler to flate spoler eller pannekakespoler 22A, 22B som er utformet på to innbyrdes motstående partier av sideveggene på en spindel 23 (f.eks. ved innlegging i spor på veggpartiene). Med dette opplegg vil tilførsel av elektriske strømmer til disse spoler frembringe radiale krefter på to motsatte veggpartier 24 av røret 1. Det dannes da en dipolar anisotrop kilde.
For anvendelser i en foret brønn utgjøres røret 1 av foringen i selve brøn-nen. I andre tilfeller hvor innretningen er plassert i en uforet brønn eller i et hulrom som er dannet i et medium, omfatter den et ytre rørelement eller et sylinderformet metallhylster som inneholder de elektriske eksiteringskretser.
Utførelseseksempler hvor det materialmedium som befinner seg i kontakt
med røret 1 er et faststoffmedium er hittil blitt beskrevet. Innretningen kan imidlertid også brukes for å emittere radiale elastiske bølger i vann (fig. 10) uten at derfor oppfinnelsens ramme overskrides. Spindelen med sin ytre spole 8, 21 slik som beskrevet under henvisning til fig. 4 eller 12 anbringes i et rør 19 som er lukket i begge ender og elektrisk isolert fra det ytre medium. Innregningen kan være festet til et skipsskrog eller en flytende struktur 20, eller være tauet nedsenket ved hjelp av en slepeline 21, som f. eks. kan være den koaksiale tilførselskabel, slik som kabelen 9.
En reguleringsmodus med sikte på å frembringe seismiske impulssignaler er også blitt beskrevet. Det vil imidlertid være klart at ved å tilføre spolen (2, 8) lengre periodiske elektriske signaler kan også vibrasjoner genereres i det medium som omgir kilden. Et reguleringselement 18 (se fig. 9) som er egnet for å frembringe reguleringssignaler med variabel frekvens og således også for å oppnå økende eller avtagende frekvensvibrasjoner med en lineær eller logaritmisk rampefunksjon, eller eventuelt en rekke mono-frekvenser, blir da brukt. I et slikt tilfelle kan også de elektriske signalers intensitet også utnyttes for å heve det lave frek-vensnivå, hvis det er behov for dette.
Innretningen kan f. eks. anvendes ved seismiske letearbeider så vel som ved seismiske undersøkelsesoperasjoner i et hydrokarbonreservoar under produk-sjon eller utvikling av et underjordisk fluidlagringsreservoar. Innretningen er særlig velegnet for seismisk krysshulls-tomografi.
Seismiske sporbehandlingsoperasjoner omfatter vanligvis korrelering av de seismiske signaler som reflekteres fra diskontinuiteter i det medium som undersø-kes med vibratorens regulerende pilotsignal. De radiale påkjenninger som påføres det omgivende medium vil alltid bli utøvet i én og samme retning her uavhengig av det magnetiske felts polaritet, enten pilotsignalet etter likeretting eller kvadratet av pilotsignalet anvendes som referansesignal.
Claims (11)
1. Innretning for seismisk emisjon og anordnet for å generere radiale seismiske bølger i et medium under påvirkning fra et magnetisk trykk som frembringes ved anbringelse av elektromagnetisk induksjon, omfattende spoler inne i et metall-rør, som er tett koplet akustisk til mediet, en elektrisk strømkilde elektrisk forbundet til spolene via en elektrisk ledende kabel, idet den elektriske strømkilde genererer strømsignaler i spolene og frembringer ved magnetisk trykk ekspansjon av metallrøret med emisjon av seismiske bølger i mediet under påvirkning fra denne ekspansjonen, og midler for å bevege spolene med hensyn til mediet,karakterisert vedat spolene er utformet på en isolerende langstrakt spindel inne i metallrøret, idet spolene har en variabel vindingsstigning fra midtpartiet til ytterendene av spolene, for derved å avveie det magnetiske trykk langs me-tallrøret for å regulere det akustiske utstrålingsdiagram.
2. Innretning for seismisk emisjon som angitt i krav 1, hvor spolene er utformet med økende vindingsstigning fra midtpartiet til ytterendene av spolene, for derved å øke dipolar utstråling langs spolenes akse.
3. Innretning for seismisk emisjon som angitt i krav 1, hvor spolene er utformet med avtagende vindingsstigning fra midtpartiet til ytterendene av spolene, for derved å modifisere det akustiske utstrålingsdiagram som en funksjon av frekvensen.
4. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor mediet er en geologisk formasjon, metallrøret er tett koplet akustisk til en brønnvegg gjennom formasjonen og innretningen omfatter et brønnverk-tøy og midlene for å bevege spolene med hensyn til mediet omfatter en bærekabel forbundet til en overflateinstallasjon.
5. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 3, hvor mediet er en vannmasse, midlene for å bevege spolene med hensyn til mediet omfatter et tauefartøy eller en elektrisk bærekabel som forbinder metallrøret til en overflateinstallasjon.
6. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 5, hvor spolene omfatter en kjerne med høy magnetisk permeabilitet og lav koersivstyrke.
7. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 6, hvor den elektriske strømkilde omfatter et kondensatorbatteri anordnet i et lukket rom i nærheten av metallrøret, og som mates av en elektrisk genere-rende sammenstilling i avstand fra det lukkede rom, gjennom et kabelparti.
8. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 7, hvor den elektriske strømkilde er innrettet for å tilføre tog av pulser for derved å generere vibrasjoner i mediet.
9. Innretning for seismisk emisjon og som angitt i krav 8, hvor den elektriske strømkilde omfatter et reguleringselement innrettet for å generere et reguleringssignal med variabel frekvens.
10. Seismisk fremgangsmåte for seismisk prospektering av et medium som omfatter å generere radiale seismiske bølger i mediet ved anvendelse av en emi-sjonsinnretning som omfatter spoler utformet på en isolerende langstrakt spindel inne i et metallrør, idet metallrøret er tett koplet akustisk til mediet, idet spolene har en variabel vindingsstigning fra midtpartiet til ytterendene av spolene, for derved å avveie det magnetiske trykk langs metallrøret for å regulere det akustiske utstrålingsdiagram, og en elektrisk strømkilde elektrisk forbundet til spolene via en elektrisk ledende kabel, idet den elektriske strømkilde genererer strømsignaler i spoler og frembringer ved magnetisk trykk ekspansjon av metallrøret med emisjon av seismiske bølger i mediet under påvirkning fra denne ekspansjonen, å motta og registrere bølger som reflekteres fra diskontinuiteter i mediet i respons til de emitterte bølger og behandling av de registrerte bølger for derved å danne seismogrammer.
11. Anvendelse av den innretning for seismisk emisjon som er angitt i et hvilket som helst av kravene 1 til 9 innenfor det område som gjelder seismiske undersøk- eiser på land eller overvåkning av arbeidsoperasjoner i en underjordisk sone eller seismiske undersøkelser til havs.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0004597A FR2807584B1 (fr) | 2000-04-10 | 2000-04-10 | Methode et dispositif d'emission d'ondes elastiques radiales dans un milieu materiel par induction electromagnetique |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20011788D0 NO20011788D0 (no) | 2001-04-09 |
NO20011788L NO20011788L (no) | 2001-10-11 |
NO334653B1 true NO334653B1 (no) | 2014-05-05 |
Family
ID=8849099
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20011788A NO334653B1 (no) | 2000-04-10 | 2001-04-09 | Fremgangsmåte og innretning for emittering av radiale seismiske bølger i et materielt medium ved elektromagnetisk induksjon |
NO20131110A NO20131110L (no) | 2000-04-10 | 2013-08-13 | Fremgangsmåte og innretning for emittering av radial seismiske bølger i et materialt medium ved elektromagnetisk induksjon |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20131110A NO20131110L (no) | 2000-04-10 | 2013-08-13 | Fremgangsmåte og innretning for emittering av radial seismiske bølger i et materialt medium ved elektromagnetisk induksjon |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6595285B2 (no) |
CA (1) | CA2343430C (no) |
FR (1) | FR2807584B1 (no) |
GB (1) | GB2367127B (no) |
NL (1) | NL1017776C2 (no) |
NO (2) | NO334653B1 (no) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6782970B2 (en) * | 2002-04-25 | 2004-08-31 | Schlumberger Technology Corporation | Acoustic source using a shaftless electrical hammer |
US7639562B2 (en) * | 2006-05-31 | 2009-12-29 | Baker Hughes Incorporated | Active noise cancellation through the use of magnetic coupling |
FR2923615B1 (fr) * | 2007-11-12 | 2010-02-26 | Inst Francais Du Petrole | Source sismique permanente |
US8113278B2 (en) | 2008-02-11 | 2012-02-14 | Hydroacoustics Inc. | System and method for enhanced oil recovery using an in-situ seismic energy generator |
US8050144B2 (en) | 2009-07-08 | 2011-11-01 | Geospace Technologies Lp | Vertical geophone having improved distortion characteristics |
US8098546B2 (en) | 2009-07-08 | 2012-01-17 | Geospace Technologies, Lp | Geophone having improved sensitivity |
US8208347B2 (en) * | 2009-07-08 | 2012-06-26 | Geospace Technologies, Lp | Geophone having improved damping control |
NO20100445A1 (no) * | 2010-03-26 | 2011-09-27 | Fmc Kongsberg Subsea As | Fremgangsmate og anordning for a detektere et materiale mellom et foringsror og et lederror i en undersjoisk bronn |
CN102979514B (zh) * | 2012-11-22 | 2015-10-21 | 中国石油天然气集团公司 | 一种用于声波测井仪的承压电子仓 |
CN104006041B (zh) * | 2013-02-25 | 2016-10-19 | 中国石油天然气集团公司 | 一种管道脉冲流发生器 |
WO2014139584A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Fmc Kongsberg Subsea As | Well tool |
WO2014139583A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Fmc Kongsberg Subsea As | Well tool for use in a well pipe |
CA2899667C (en) | 2013-03-15 | 2016-10-18 | Fmc Kongsberg Subsea As | Method for determining a position of a water/cement boundary between pipes in a hydrocarbon well |
BR112016011757A2 (pt) | 2013-12-17 | 2017-08-08 | Halliburton Energy Services Inc | Transmissor acústico para gerar um sinal acústico, ferramenta de perfilagem de fundo de poço, método para ajustar uma frequência ressonante de um transmissor acústico e método para comunicar entre dois componentes de um poço |
US9810520B2 (en) | 2015-10-05 | 2017-11-07 | General Electric Company | Measuring relative concentricity deviations in a confined space between two circumferential elements |
US10030961B2 (en) | 2015-11-27 | 2018-07-24 | General Electric Company | Gap measuring device |
SE540205C2 (sv) * | 2016-06-17 | 2018-05-02 | Epiroc Rock Drills Ab | System och förfarande för att bedöma effektivitet hos en borrningsprocess |
CN109413529A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-01 | 广州鹏兴科技有限公司 | 一种可自充电的蓝牙耳机 |
CN110426732A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-08 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种声波测孔的震源装置及其控制方法 |
CN112946748A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 南方科技大学 | 一种水下可控震源发生装置及方法 |
CN112987080B (zh) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 自然资源部第一海洋研究所 | 海底多波震源及海底探测系统 |
CN113655518B (zh) * | 2021-08-26 | 2023-07-11 | 刘金华 | 一种地质矿产探测器 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3258741A (en) * | 1966-06-28 | Acoustical signal generation by elec- trical coils deflecting a diaphragm | ||
US2648837A (en) * | 1952-03-10 | 1953-08-11 | Standard Oil Dev Co | Pulsed sound system |
US3334328A (en) * | 1963-07-01 | 1967-08-01 | Texas Instruments Inc | Acoustical radiating antenna |
US3341811A (en) * | 1966-09-12 | 1967-09-12 | Phillips Petroleum Co | Acoustical signal generating |
US4383591A (en) * | 1979-12-29 | 1983-05-17 | Kimio Ogura | Apparatus for generating P waves and S waves |
US4541081A (en) * | 1982-02-25 | 1985-09-10 | Dresser Industries, Inc. | Electroacoustic transducer |
DE3436829A1 (de) * | 1984-10-06 | 1986-04-10 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Verfahren und vorrichtungen zum erzeugen von druck- oder scherwellen in einem festen medium |
JPS62129905A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Toshiba Corp | フロツピ−デイスク装置の磁気ヘツド駆動回路 |
US4922472A (en) * | 1986-08-18 | 1990-05-01 | Conoco Inc. | Apparatus for inducing elliptically polarized shear waves in an earth medium |
US4875199A (en) * | 1986-09-09 | 1989-10-17 | Hutchins Roger W | Deep water transient sound generator |
US5047992A (en) * | 1990-06-29 | 1991-09-10 | Texaco Inc. | Electromagnetically induced acoustic well logging |
US5852262A (en) * | 1995-09-28 | 1998-12-22 | Magnetic Pulse, Inc. | Acoustic formation logging tool with improved transmitter |
-
2000
- 2000-04-10 FR FR0004597A patent/FR2807584B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-04-05 NL NL1017776A patent/NL1017776C2/nl not_active IP Right Cessation
- 2001-04-06 GB GB0108649A patent/GB2367127B/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-09 NO NO20011788A patent/NO334653B1/no not_active IP Right Cessation
- 2001-04-09 CA CA2343430A patent/CA2343430C/fr not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-10 US US09/828,966 patent/US6595285B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-08-13 NO NO20131110A patent/NO20131110L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL1017776C2 (nl) | 2001-10-15 |
GB2367127A (en) | 2002-03-27 |
US20010028602A1 (en) | 2001-10-11 |
CA2343430A1 (fr) | 2001-10-10 |
NO20011788D0 (no) | 2001-04-09 |
US6595285B2 (en) | 2003-07-22 |
FR2807584B1 (fr) | 2006-11-17 |
NO20011788L (no) | 2001-10-11 |
GB2367127B (en) | 2004-09-01 |
GB0108649D0 (en) | 2001-05-30 |
FR2807584A1 (fr) | 2001-10-12 |
NO20131110L (no) | 2001-10-11 |
CA2343430C (fr) | 2010-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO20131110L (no) | Fremgangsmåte og innretning for emittering av radial seismiske bølger i et materialt medium ved elektromagnetisk induksjon | |
US5831934A (en) | Signal processing method for improved acoustic formation logging system | |
US4649526A (en) | Method and apparatus for multipole acoustic wave borehole logging | |
AU2011202819B2 (en) | Marine acoustic vibrator having enhanced low-frequency amplitude | |
AU2014246662B2 (en) | A magneto-hydrodynamic seismic source and a method of marine seismic surveying | |
EP2580609B1 (en) | Marine mechanical seismic source | |
US4899844A (en) | Acoustical well logging method and apparatus | |
WO2000000850A1 (no) | Device and method for measuring resistivity outside a well pipe | |
EP0222666B1 (en) | Controlled implosive downhole seismic source and carrier means for a plurality of such sources | |
EP0263148A4 (en) | ELECTROMAGNETIC SEISMIC HOLE SOURCE. | |
US10481286B2 (en) | Marine seismic vibrator for low frequency and methods of use | |
US20200386903A1 (en) | Method and System for Electromagnetic Method (EM) Signal Detection Based on Onshore Sparker Source | |
US6868036B2 (en) | Oil well acoustic logging tool with baffles forming an acoustic waveguide | |
US4301887A (en) | Acceleration-responsive apparatus for sensing firing instant of an air gun | |
US3245032A (en) | Multiple electrode spark source | |
US4541081A (en) | Electroacoustic transducer | |
US3138219A (en) | Electroacoustic transducer apparatus | |
US3712410A (en) | Acoustic transmitting transducer apparatus | |
CA2899832A1 (en) | Well tool for use in a well pipe | |
JP2008067017A (ja) | 磁気通信アンテナ及び装置 | |
GB2399885A (en) | Seismic source having current carrying coils which cause expansion of a metal tube in contact with a geological formation or water mass | |
RU2362188C2 (ru) | Устройство для возбуждения упругих волн в скважинах | |
Tayton et al. | Seismic source for small borehole operation | |
US8593910B2 (en) | Permanent seismic source | |
US9470805B2 (en) | Volumetric and non-volumetric sources-based seismic survey and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |