SU1133572A1

SU1133572A1 - Three-component seismic well-logging device

Info

Publication number: SU1133572A1
Application number: SU782702062A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Николаевич Мозженко
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority date: 1978-12-25
Filing date: 1978-12-25
Publication date: 1985-01-07

Abstract

ТРЕХКОМПОНЕНТНОЕ СЕЙСМОКАРОТАЖНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее охранный корпус с размещенными в нем взаимно перпендикул рными горизонтальными сейсмоприемниками, оси чувствительности которых ориентированы в горизонтальной плоскости, отличающеес тем, что с целью повыщени точности ориентации сейсмоприемников и упрощени конструкции устройства, охранный корпус содержит несколько пар сейсмоприемников и компас , оси чувствительности сейсмоприемников расположены по окружности через равные промежутки, обмотки катущек сейсмоприемников подключены к контактам на лимбе компаса, а стрелка компаса снабжена контактами на концах. (Л оо 00 сд toA THREE-COMPONENT SEISMICERTERING DEVICE, containing a security case with mutually perpendicular horizontal seismic receivers placed in it, the sensitivity axes of which are oriented in the horizontal plane, characterized in that in order to improve the accuracy of orientation of the seismic receivers and simplify the device design, the security housing contains several pairs of seismic detectors. sensitivity of seismic receivers are located in a circle at regular intervals, the windings of the seismic receiver coils s are connected to the contacts on the limb of the compass, and the compass needle is provided with contacts at their ends. (L oo 00 sd to

Description

Изобретение относитс к геофизической аппаратуре, примен емой при сейсмическом каротаже необсаженных буровых скважин трехкомпонентными установками сейсмоприемников , и может использоватьс дл трехкомпонентной регистрации сейсмических сигналов: продольных, поперечных и обменных волн с учетом их азимута подхода к точке наблюдени .The invention relates to geophysical equipment used in seismic logging of uncased boreholes by three-component seismic receivers, and can be used for three-component recording of seismic signals: longitudinal, transverse and exchangeable waves, taking into account their azimuth approach to the observation point.

Основной технической задачей в проведении трехкомпонентного сейсмокаротажа вл етс сохранение первоначально заданного азимута осей чувствительности двух взаимно перпендикул рных горизонтальных сейсмоприемников. Как правило, сейсмоприемники с осью максимальной чувствительности , совпадающей с направлением север-юг называют Х-компонентной, с направлением запад-восток -. У-компонентной . Сейсмоприемник с вертикально расположенной осью максимальной чувствительности называют Z-компонентной.The main technical task in conducting three-component seismic logging is the preservation of the initially specified azimuth of the sensitivity axes of two mutually perpendicular horizontal seismic receivers. As a rule, seismic receivers with a maximum sensitivity axis coinciding with the north-south direction are called X-component, with a west-east direction -. Y-component. A seismic receiver with a vertical axis of maximum sensitivity is called a Z-component.

Известен р д устройств, позвол ющих получить трехкомпонентную сейсмическую запись в скважине как без сохранени , так и с сохранением направлений ориентации осей максимальных чувствительностей сейсмоприемников .A number of devices are known that make it possible to obtain a three-component seismic record in a well, both without preserving and with preserving the directions of orientation of the axes of maximum sensitivity of seismic receivers.

В известном устройстве дл ориентации сейсмоприемников в скважине применен компас инклинометра, с помощью которого на поверхность выдаетс азимут расположени осей Х- и У-компонент. При каждом передвижении по стволу скважин горизонтальные приборы занимают новый произвольный азимут 1.In the known device, an inclinometer compass is used to guide the seismic detectors in the well, with which the azimuth of the X- and Y-component axes is provided to the surface. With each movement in the wellbore horizontal instruments take a new arbitrary azimuth 1.

Недостатком данного устройства вл етс то, что полученные сейсмические материалы в нуж.ный азимут пересчитываютс теоретически.The disadvantage of this device is that the obtained seismic materials in the required azimuth are recalculated theoretically.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство, в котором сейсмоприемники размещены во вращающемс стакане, жестко св занном с гироскопом. Гироскоп и стакан соединены с охранным кожухом через подщипники. Перед спуском в скважину гироскоп раскручиваетс и его центростремительные силы удерживают стакан с горизонтальными сейсмоприемниками в заданном на поверхности направлении. После спуска до заданной глубины прижимное устройство прикрепл ет охранный кожух к стенке скважины, а стакан с сейсмоприемником и гироскопом притормаживаетс к охранному кожуху. После этой операции гироскоп выключаетс . Перед следующим передвижением прибора запускаетс гироскоп , отключаетс тормоз стакана и прижим охранного кожуха. Начинаетс следующий цикл перемещени глубинного прибора 2.Closest to the present invention is a device in which the seismic detectors are placed in a rotating glass rigidly connected to the gyroscope. The gyroscope and glass are connected to the protective housing through the liners. Before descending into the well, the gyroscope unwinds and its centripetal forces hold the glass with horizontal seismic receivers in a direction specified on the surface. After descending to a predetermined depth, the clamping device attaches the protective cover to the borehole wall, and the glass with the seismic receiver and the gyroscope brakes to the protective cover. After this operation, the gyro is turned off. Before the next movement of the device, the gyroscope is started, the cup brake is released and the guard is pressed down. The next cycle of moving the depth tool 2 begins.

Недостатка.ми известного устройства вл ютс сложность его конструкции, больщой диаметр (100 и более мм) и воз.можные сдвиги закрепленного прижимом прибора ввиду большого числа остановок и пусков устройства. Кроме того, нат жное и провисание кабел длиной до 5 и более 5 5 км могут сдвигать устройство в момент его остановки. Новый запуск будет проведен в другом азимуте, причем погрещность в азимуте невозможно исправить до подъема прибора наверх.A disadvantage of the known device is the complexity of its design, the large diameter (100 mm or more) and possible shifts of the device fixed by the pressure gauge due to the large number of stops and starts of the device. In addition, tension and sagging of a cable with a length of up to 5 and more than 5 5 km can move the device at the moment of its stopping. A new launch will be carried out in a different azimuth, and the error in azimuth cannot be corrected until the instrument is lifted to the top.

Q Цель изобретени - повыщение точности ориентации сейсмоприемников за счет сохранени посто нства ориентации осей чувствительности горизонтальных сейсмоприемников в трехкомпонентном каротажном приборе и упрощение его конструкции.Q The purpose of the invention is to increase the accuracy of orientation of seismic receivers by maintaining the orientation constant of the sensitivity axes of horizontal geophones in a three-component logging tool and simplifying its design.

5 Дл достижени цели охранный корпус содержит несколько пар сейсмоприемников и кoмпac ocи чувствительности сейсмоприемников расположены по окружности через равные промежутки, обмотки катущек сейQ смоприемников подключены к контактам на лимбе компаса, а стрелка компаса снабжена контактами на концах.5 To achieve the goal, the guard casing contains several pairs of seismic receivers and com plexes and sensitivity of seismic receivers located around the circle at regular intervals, the windings of the coils of these receivers are connected to the contacts on the compass limb, and the compass needle is provided with contacts at the ends.

В св зи с тем, что горизонтальные сейсмоприемники обеспечивают прием сигналов с двух противоположных направлений,Due to the fact that horizontal seismic receivers provide reception of signals from two opposite directions,

5 отличающихс только пол рностью сигнала выходного напр жени , в устройстве применены лишь половина горизонтальных сейсмоприемников , включаемых в цепь каротажного кабел стрелкой магнитного компаса .5 differing only in the polarity of the output voltage signal, the device uses only half of the horizontal seismic receivers, which are connected to the wireline circuit by the magnetic compass needle.

На фиг. 1 изображена принципиальна схема глубинной и наземной частей предлагаемого устройства; на фиг. 2 - компас глубинного прибора; на фиг. 3 - глубинный снар д.FIG. 1 is a schematic diagram of the depth and surface parts of the proposed device; in fig. 2 - depth gauge compass; in fig. 3 - deep hole d.

5 Глубинна часть содержит стрелку 1 ко.мпаса с закрепленными на ней контактами 2 и 3, диодом 4, сопротивлением 5, котора расположена над платой б с контактами 7, размещенными через дес ть граду„ сов. 05 The deep part contains an arrow 1 of a co.mpass with contacts 2 and 3 fixed on it, a diode 4, a resistance 5, which is located above the board b with contacts 7 placed ten degrees apart. 0

К каждому контакту 7 припа ны выводы соответствующих обмоток сейсмоприемников 8-25. Обмотка реле 26 включена на жилы 27 и 28 кабел . Обмотка вертикаль5 него сейсмоприемника 29 включена на жилы 28 и 30. На жилы 31-34 кабел включены дугообразные контакты 35-38. В наземной части содержатс переключатели 39-43. С плат 39 и 40 снимаетс сигнал глубинного сейсмоприемника Х-компоненты , с плат 41 и 42 - сигнал У-компоненты . Обмотка сейсмоприемника Z-KOMпоненты включаетс на вход Z без переключений . Переключатель 44 переключает высокочастотный сигнал ШОО-1500 Гц, снимаемый с обмотки трансформатора 45, и подводит напр жение к прибору 46 посто нного тока. Кнопка 47 соедин ет цепь в мо мент контрол .The conclusions of the corresponding windings of seismic receivers 8-25 are soldered to each pin 7. Winding relay 26 is included on the conductors 27 and cable 28. The vertical winding 5 of the seismic receiver 29 is connected to conductors 28 and 30. Arc-shaped contacts 35-38 are connected to conductors 31-34 of the cable. The ground part contains switches 39-43. From the boards 39 and 40, the signal of the X-component deep seismic receiver is removed, from the boards 41 and 42 the signal from the Y-component is removed. The Z-KOM seismic receiver winding is connected to the Z input without switching. The switch 44 switches the high-frequency signal SHOO-1500 Hz, taken from the winding of the transformer 45, and supplies the voltage to the device 46 of direct current. Button 47 connects the circuit at the time of control.

Магнитна стрелка 1 (фиг. 2) вращаетс на конусе стержн 48 реле 26, острый конец которого упираетс в агатовый подшипник 49. Якорь 50 реле 26 опускаетс силой магнитного пол реле 26, а возврат системы в первоначальное положение проводитс с помощью пружины 51.The magnetic arrow 1 (Fig. 2) rotates on the cone of the rod 48 of the relay 26, the sharp end of which rests against the agate bearing 49. The anchor 50 of the relay 26 is lowered by the magnetic field of the relay 26, and the system is returned to its original position by means of the spring 51.

Пружина 52 создает надежную цепь массы компаса. Основание 53 держит контактную плату 6 и вл етс корпусом электромагнита . Основание 54 стрелки 1 дает возможность стержню прижать стрелку к контактам платы.Spring 52 creates a reliable compass mass circuit. The base 53 holds the contact plate 6 and is the body of the electromagnet. The base 54 of the arrow 1 allows the rod to press the arrow to the contacts of the board.

Компас размещен в отсеке 55, в отсеке 56 размещены сейсмоприемники. Охранный кожух 57 содержит прижимное устройство 58 любого типа.The compass is located in compartment 55, in compartment 56 there are seismic receivers. Security casing 57 contains any type of pressure device 58.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

После остановки и закреплени глубинного прибора проводитс включение схемы глубинной части прибора. В .момент включени реле 26 стрелка компаса 1 мгновенно прижимаетс к контактной плате 6, что вызывает замыкание диаметрально противоположных контактов 7 на соответствующие контактные дуги 35-38. В этом случае включаютс цепи двух горизонтальных сейсмоприемников , оси чувствительности которых направлены под углом 90° одна к другой. Направление одной из этих осей соответствует направлению магнитной стрелки С-Ю. Таким образом сейсмоприемник, совпадающий с направлением С-Ю, будет называтьс прибором Х-компоненты, а другой, ось которого направлена на 90° (В-3) от оси Х-компоненты, прибором У-компоненты.After stopping and fixing the depth gauge, the circuit of the depth gauge is switched on. When the relay 26 is turned on, the needle of the compass 1 is instantly pressed against the contact plate 6, which causes the diametrically opposite contacts 7 to close to the corresponding contact arcs 35-38. In this case, the circuits of two horizontal seismic receivers, the sensitivity axes of which are directed at an angle of 90 ° to one another, turn on. The direction of one of these axes corresponds to the direction of the magnetic arrow C-Yu. Thus, a geophone that coincides with the C-Y direction will be called an X-component device, and another, the axis of which is directed 90 ° (V-3) from the X-component axis, is a Y-component device.

Сейсмоприемник Z-компоненты 29 включен без коммутации.The Z-component 29 seismic receiver is switched on without switching.

Следующим этапом проводитс определение пол рности включе ни сейсмоприемников Х- и У-компонент к входам X и У усилител . Ввиду вращени глубинных приборов в момент спуско-подъемных операций практически любой прибор из восемнадцати может выполн ть роль регистратора Х- и У-компонент, а в св зи с тем, что число приборов в два раза меньше, то необходимо определить не только принадлежностьThe next step is to determine the polarity of the turn on of the X and Y components of the seismic receivers to the inputs X and Y of the amplifier. Due to the rotation of the depth gauges at the time of tripping, almost any instrument out of eighteen can act as a recorder of the X and Y components, and since the number of instruments is two times smaller, it is necessary to determine not only the belonging

сейсмоприемника к той или иной компоненте , но и правильность подключени его пол рности . Дл этой цели на контакте-замыкателе 2 северного конца стрелки устанавливают кремниевый диод с сопротивлением 5, подключаемые параллельно к обмотке сейсмоприемника. Определение точки подключени сейсмоприемника Х-компоненты проводитс поочередной подачей через переключатель 44 и кнопку 47 в цепь кабел a seismic receiver to one or another component, but also the correctness of connecting its polarity. For this purpose, a silicon diode with a resistance of 5 is connected to the contact closure 2 of the north end of the arrow and connected in parallel to the winding of the geophone. The determination of the point of connection of the geophone X-components is carried out alternately through the switch 44 and the button 47 to the cable circuit

- переменного тока, снимаемого с трансформатора 45. В это.м случае, когда в одной из четырех жил 31-34 по витс посто нный ток, отмечаемый прибором 46 посто нного тока, можно быть уверенным в том, что- alternating current, removed from the transformer 45. In this case, when one of the four cores 31-34 has a direct current voltage, indicated by the direct current device 46, one can be sure that

5 найдена жила кабел с подключенным прибором Х-компоненты. По вление посто нного тока об зано работе диода 4, вк пюченного в эту цепь. При отпускании кнопки 47 переменный ток прерываетс . Правильное подключение пол рности сейсмоприемников5 found a cable conductor with an X-component connected to the device. The occurrence of direct current is due to the operation of diode 4 connected to this circuit. When the button 47 is released, the alternating current is interrupted. Correct connection of seismic receivers

Х- и У-компонент на входы усилителей установлено автоматически. The X and Y components of the amplifier inputs are automatically set.

Ко.мпас-переключатель работает следующим образом (фиг. 2).The co-switch works as follows (Fig. 2).

В момент включени реле 26 корь 50,When the relay is turned on 26 measles 50,

5 преодолева силу пружины 5.1, захватывает стержнем 48 основание 54 и прижимает стрелку 1 компаса к плате 6. Пружинные контакты 2 и 3, прикрепленные к стрелке 1, одновременно замыкают контакты 7-36 и 7-38 или 7-35 и 7-37. В момент при0 жи.ма корь 50 замыкаетс на корпус пружиной 52, что создает надежный контакт стрелки 1 с жилой 27 кабел . Стрелка 1 в момент выключени реле 26 свободно вращаетс на конусе стержн 48 и агато вого подшипника 49.5 breaking the force of spring 5.1, grips base 48 with pin 48 and presses compass needle 1 to board 6. Spring contacts 2 and 3 attached to arrow 1 close contacts 7-36 and 7-38 or 7-35 and 7-37 at the same time. At the time of the arrival, the measles 50 is closed on the body by the spring 52, which creates a reliable contact of the arrow 1 with the core 27 cable. The arrow 1 at the moment of switching off the relay 26 rotates freely on the cone of the rod 48 and the agate bearing 49.

Основным преимуществом устройства вл етс отсутствие гиромоторов. Допустима ошибка в азимуте , где Д- число градусов между двум приборами. Ошибка .может быть исправлена путем повторногоThe main advantage of the device is the absence of gyromotors. Allowable error in azimuth, where D is the number of degrees between the two instruments. Error .can be corrected by re

О выключени реле 26 и более точного нахождени азимута стрелкой 1. Учитыва , что глубина скважин 8 -10 км и диаметр их глубинной части не превышает 75-80 мм, устройства предлагаемой конструкции создадут услови дл их изучени .About turning off the relay 26 and more accurately finding the azimuth of the arrow 1. Considering that the depth of the wells is 8-10 km and the diameter of their depth does not exceed 75-80 mm, the devices of the proposed design will create conditions for their study.

11335721133572

49 1 54 49 1 54

/ 7 // 7 /

rxxxx yrxxxx y

//

77

Фиг. 2FIG. 2

Claims

A THREE-COMPONENT SEISMIC SURVEILLING DEVICE, comprising a guard case with mutually perpendicular horizontal geophones located in it, whose sensitivity axes are oriented in the horizontal plane, characterized in that the guard case contains several pairs of geophones and the compass axis the geophones are located around the circumference at equal intervals, the windings of the coils of the geophones under lyucheny contacts on the limb of the compass, and the compass needle is provided with contacts at their ends.

Figure 1