SU1117552A1 - Широкополосный сейсмоприемник - Google Patents

Abstract

1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК , содержащий корпус жидкостную инерционную массу и преобразователь давлени , отличающийс  тем, что, с целью повьше-г 1СЕСОЮ35 АЙ 1 «t 5 . ,.VI :; ::-и« 3 Б:;:1.. НИН чувствительности и расширени  частотного диапазона при работе в скважине, корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качестве жидкостной инерционной массы использован буровой раствор, а преобразователь давлени  размещен на забое скважины. 2. Сейсмоприемник по п. 1, о т л и чающийс  тем, что., с целью повышени  точности измерений, длина корпуса выбрана не большей четверти длины волны звука в буровом растворе дл  ма-ксимальной рабочей частоты. СЛ С

Description

01 ел )

Г

Изобретение относитс  к технике сейсмических наблюдений и предназначено дл  регистрации сейсмических сигналов при проведении сейсморазведочных работ и сейсмологических исследований с использованием динамических характеристик сейсмических сигналов.

Известен сейсмоприемник, содержащий корпус в виде полого устаноночного штыр , в котором размещена жидкостна  инерционна  масса и сильфонный термокомпенсатор, а также пьезопреобразователь давлени  в виде П1 езопластины j,

Недостатками данного устройства  вл ютс  ограниченна  чувствительность , определ ема  массой жидкости и техническими сложност ми изготовлени  таких сейсмоприемников большой длины и трудоемкость проведени  измерений. Наличие свободной деформируемой полости (сильфон) и . пьезодисков (преобразователь) создае возможности дл  колебани  жидкости относительно корпуса, что вносит искажени  в частотную характеристику устройства (собственный резонанс).

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  широкополосный сейсмоприемник, содержащий корпус5 жидкостную инерционную массу и преобразователь давлени  2j.

Недостатком известного устройстёа  вл етс  ограниченна  чувствительность , причиной которой  вл ютс  технические трудности создани  и эксплуатации корпуса акселерометра больших размеров, без чего нельз  существенно увеличить массу жидкости т.е. инерционную массу.

Цель изобретени  - повьш1ение чувствительности устройства и расширение частотного диапазона при работе в скважине.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в широкополосном сейсмоприемнике , содержащем корпус, жидкостную инерционную ассу и преобразователь давлени , корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качестве жидкостной инерционной маесы использован буровой раствор, а преобразователь давлени  размещен на забое скважины.

Кроме того, с целью повьпиени  точности измерений длина корпуса выбираетс  не больигей четверти длины волны звука в буровом растворе дл  максимальной рабочей частоты.

На чертеже изображен сейсмоприемник .

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде обсадной колонны (трубы), скважины, заполненной буровой жидкостью 2, выполн ющей роль инерционной массы.

На забое скважины установлен преоразователь 3 давлени , например пьезкерамический , а в ее устье ниже уровн  жидкости - пробка 4 с отверстием 5j образующа  из верхней части скважины компенсационную камеру 6.

При этом рабоча  длина скважины (или обсадной колонны,  вл ющейс  корпусом) не превышает четверти длины волны, соответствующей верхней частоте рабочего диапазона частот, т.е. четверти наименьшей длины волны Рабочей  вл етс  часть скважины от забо  до пробки 4.

Устройство работает следующим образом.

Сейсмическа  волна, распростран  сь в грунте, воздействует на корпус 1, перемеща  его в вертикальном направлении, вместе с ним перемещаетс  и жидка  инерционна  масса не претерпевающа  разрыва с забоем (дном) скважины вследствие своего веса (в пределах ускорени , равного g) , а также вследствие наличи  пробки 4.

Поскольку жидкость, заполн юща  корпус 1, несжимаема и текуча, при перемещении корпуса в ней возникет динамическое давлени 

ч Р - F S S

где F - сила

S - площадь поперечного сечени 

столба жидкости; m - масса жидкости; а - измер емое ускорение перемещени  корпуса.

Поскольку собственно инерционна  масса-жидкость 2 не имеет упругого подвеса, то кк резоьансньуе свойства ограничиваютс  собственным резонансом полости корпуса и вследствие этого система имеет весьма малую добротность и не вносг.-т существенных

31

искажений в общую частотную характеристику устройства. Кроме того, шероховатость стенок и в зкость (или наличие неоднородных включений в жидкости) также позвол ют снизить добротность резонатора-корпуса. Все это позвол ет добитьс  равномерности частотной характеристики устройства и получить равномерную горизонталь-, ную частотную характеристику в рабочем диапазоне частот.

Пробка 4 с отверстием 5 отдел ет собственно рабочую часть - корпус 1, образу  из остальной его части компен сационную камеру 6, в которую перемещаетс  часть жидкости 2 при увеличении ее объема вследствие разогрева, сохран   рабочую длину инерционной массы неизменной, что позвол ет сохран ть посто нную чувствительность устройства в широком диапазоне температур .

Диаметр отверсти  5 выбираетс  таким , чтобы его гидравлическое сопротивление на нижней граничной частоте

52 .4

рабочего диапазона частот было велико . Поскольку чувствительность устройства зависит от массы жидкости 2, то длина столба жидкости (или корпуса 1) выбираетс  максимальной,

но при этом она не должна быть больше й / длина волны на верхней частоте диапазона), чтобы избежать неоднозначности измерений.

Эффективность устройства заключаетс  в повышении чувствительности расширени  частотного диапазона, снижении искажений динамики волны (за счет равномерности частотной характеристики ) и в уменьшении трудоемкости проведени  измерений, так как дл  проведени  измере.ний используютс  отработанные готовые скважины и не требуетс  их специального созДани .

Кроме того, в значительной степени снижаетс  искажающее вли ние зоны малых скоростей, так как забой скважины , как правило, расположен ниже

lee уровн .

Claims (2)

1. ШИРОКОПОЛОСНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и преобразователь давления, отличающийся тем, что, с целью повыше ния чувствительности и расширения частотного диапазона при работе в скважине, корпус выполнен в виде обсадной колонны скважины, снабженной пробкой с отверстием, в качестве жидкостной инерционной массы использован буровой раствор, а преобразователь давления размещен на забое скважины.

2. Сейсмоприемник по п. 1, о т л и чающийся· тем, что., с целью повышения точности измерений, длина корпуса выбрана не большей четверти длины волны звука в буровом растворе для максимальной рабочей частоты.