SU840776A1 - Устройство дл ориентиации сква-жиННОгО зОНдА - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ СКВА:ЖИННОГО ЗОНДА

Изобретение относитс  к сейсмическим исспедовани м и предназначено пп  ориентации сейсмоприемников в скважинах. Известны устройства дл  ориентации сейсмоприемников в скважинах, основанные на использовании магнитного пол  Земпи, данных инкт нометрии скважины и гидроскопов. Скважинные приборы, в которых ориентаци  сейсмоприемников осутдествл етс  по магнитному полю Земпи, могут работать только в необсаженных скважинах, так как обсадна  колонна сильно экранирует магнитное поле Земпи Ql, Г21, Сз} и Г4. Однако Скважинные приборы, основанные на использовании данных Инклиномет- рии, могут работать только в наклонных скважинах. При малых углах наклона точность ориентации резко падает, Испопьзо- вание гироскошгческой системы ориентации сейсмоприемников сршзано с уменьшением надежности, так как гироскоп - это механическа  систомл с большим количест вом элементов высокой сложности, с увеличением стоимости работ, малогабаритные гироскопы малой точности имеют стоимость пор дка тыс ч и высокой точнрстидес тков тыс ч рублей со снижением произвоаительности , св занной с затратами времени на разгон и торможение гиромотора . Известна также конструкци  многопрй- борного трехкомлонентного зонда, в котором гироскопическую систему имеет только один из приборов, а дальнейша  ориентаци  между приборами осуществл етс  оптическим способом. Прибор зонда, имеющий гироскопическую стабилизацию угла в азимутальной плоскости, дополнительно оснащен источником пол ризованного света, а каждый из остальных приборов зонда содержит на OJVном конце в контейнере с сейсмоприемниками источник пол ризованного света, а на другом - приемник, выход которого св зан со входом системы слежени , при этом торцы скважинных приборов снабже- ны прозрачными окнами. Ип  повышени  точностн ориентации при работе в мутньпс буровых растворах скважинные приборы от окна к окну соеоинены межоу собой герметичной гибкой трубой из резины, заполненной прозрачной жидкостью TsJ. Недостатком этого устройства  вл етс  испопьзова1ше сложной, дорогосто щей гироскопической системы ориентации сейс- моприемников и низка  точность ориентации , так как примен емые в насто щее врем  гироскопы имеют собственный дрейф град/ч, что не отвечает тех ническим услови м при разработке геофизической аппаратуры, предназначенной дл  получени  ориентированных сейсмических записей. Цель изобретени  - повышение точности ориентации скважинного зонда, упрс цение его конструкции и уменьшение стоймости , увеличение производительности ра- бот. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что устройство, включающее в себ  зонд, состо щий из двух или более приборов, соединенных кабелем и обеспеченных прижимными устройствами, контейнеры с сейсмоприемниками и оптическую систему ориентации между приборами с источниками и приемниками пол ризованного света, дополнительно содержит механический ори ентатор, состо5Пций из двух приборов, соединенных ориентирующей их в одном направлении металлической штангой, жестко св занной с нижним, прибором и свободно проход щей через верхний прибор, при этом последний имеет на торцах конические направл ющие, совпадающие по гео метрии образующих с направл ющими на концах штанги, нижний прибор оснащен источником пол ризованного света, а верхний прибор имеет отдельный кабель, ответвл ющийс  от основного, устройство дл  его смотки и двигатель с приводом дл  передвижени  прибора по . Приборы ориентатора снабжены прижимными устройства, центрирующими их относительно стеки скважины, чтрбы, в случае каротажа искривленных скважин, штанга не касалась стенки. Верхний прибор имеет отдельный кабель, ответвл в, щийс  от главного, устройство дл  его смотки и двигатель с приводом, позвол ющим прибору двигатьс  по щтанге. ,..- Первой ача-пьно задан1Е1ый на устье сква жнны ,угоп ориентации сейсмоприемников передаетс  как по эстафете от первого (верхнего) прибора ко второму {здесь пе редачу угла реализует ориентатор, т.е. механическа  система, включающа  в себ  два верхних прибора зонда, несодержащие сейсмоприемников, так как соеДинещ.1 щтангой и поэтому имеют сильную акустическую св зь, и источник пол ризованного света), от второго к третьему, и т.д. где передачу угла от прибора к прибору реализует оптическа  система, содержаща  источники и приемники пол ризованного света. При передвижении на следующую точку наблюдени  угол ориентации сохран ет второй прибор ориентатора, так как он прижат к стенке скважины, а первый прибор скользит по щтанге под действием привод щего его в движение двигател , доходит до второго прибора и прижимаетс  к стенке скважины. Штанга в поперечном сечении может иметь форму квадрата, как и сечение продольного отверсти  первого прибора, который посажен на штангу . Пока первый прибор движетс  штанга не имеет возможности развернутьс  в азимутальной плоскости, так как она жестко св зана со вторым прибором ориентатора, который прижат к стенке скважины. В СВЯЗИ с применением механической системы ориентации (верхние два прибора зонда со щтангой) исключаютс  из аппаратуры сейсмического каротажа скважин сложные в эксплуатации и дорогосто щие гироскопические системы, следовательно, увеличиваетс  надежность аппаратуры, упрощаетс  методика работ. От второго прибора к третьему, от третьего к четвертому и т.д. угол ориентации будет передан всем приборам зонда пол ризованным лучом света. Дл  повышени  точности ориентации при работе в мутных буровых растворах, скважинные приборы зонда от окна к ну соединены между собой световодом герметичной гибкой трубой из резины, заполненной прозрачной жидкостью,напри мер водой. Возможно применение жгутов из стекловолокна, в которых свет при прохождении не депол ризуетс . Но применение стекловолоконной оптики значительно удорожает конструкцию. На фиг. 1 представлена схема перемещени  приборов ориентатора; на фиг. 2 блок-схема многоточечного трехкомпонентнего ориентируемого зонда; на фиг. 3 сечение А- на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - схема зонда, состо щего из одного механического ориентатора. Устройство работает следующим образом . Зонд, состо щий из двух или более при опускают в скважину, при этом вер ний прибор закрепл ют на устье скважины ориентируют в заданном направлении и об прибора прижимают к стенке скважины (фиг. 1а). Затем верхний прибор отжимают , опускают на новую точку наблюдени  и снова прижимают (фиг. 1б). Отжимают нижний прибор, опускают на точку наблюдени  и вновь прижимают к стенке скважины (фиг. 1в), Палее при переходе на последующие точки наблюдени  последовательность операций по поочередному отжиманию , спуску и прижиманию приборов к стенке скважины повтор етс . Здесь описан зонд, состо щий из механического ориентатора, содержащего приборы 1 и 2, прибор 3 с трехкомпонен тной установкой сейсмоприемников (приборе с сейсмоприемниками может быть больще одного). Приборы ориентатора сое динены штангой 4 с проход щим внутри нее кабелем 5.. Приборы 1 и 2 имеют центрирук цее прижимное устройство (на фиг. 2 не пока зано). Первый прибор содержит отдель-, ный кабель 6, устройство дл  его смотки и размотки 7 при движении прибора и двигатель с приводом 8 дп  осуществлени  перемещени  прибора по штанге. Второй прибор содержит источник 9 пол ризованного света дл  передачи угла ориентации следующему за ним прибору и прозрачное окно 1О. Приборы 2 и 3 соединены между собой кабепем 5 и световодом 11 из резиновой трубки, заполненной жидкостью. Прибор 3 содержит вращающийс  на опорах 12 контейнер 13 с трескомпонентной установкой сейсмоприемников (на фиг. 2 не показаны), систему принудительной ориентации, слежени  и дистанционной передачи угла на псшерхность 14 и прозрачные окна 1О, В контейнере 13 размещены приемник 15 и источник 9 пол ризованного света. Зонд работает следующим образом i. Приборы ориентатора 1 и 2 ориентируетс  на устье скважины по нужному ази муту. Направление век.тора пол ризации источников света всех приборов зонда оп- ределено заранее и совпадает с направлением одной из компонент всех установок сейсмоприемников зонда, например компоненты . Это направление отмечено на корпусе прибора 1 ориентатора. Пов рот приборй 1 при ориентировании вызовет поворот на тот же угол нижнего прибора 2 н векгсра аоп рнзациинсточн а 9«. жестко св занного с корпусом прибора 2. От прибора 2 угол ориентации передаетс  всем приборам зонда по пол ризованному лучу света. Возможна реализаци  схемы зонда, состо щего из одного механического орвен татора, в нижнем приборе которого размещены контейнер 13 с сейсмопрнемаикама вращающийс  на опорах 12 и система йринудительной ориентации и передачи угла на поверхность 14 (фиг. 5). Точность ориентации прежде всего зависит от класса точности обрабо11си со- новны сопр гаемых узлов механического ориентатора, т.е. верхнего прибора и шта ги. Кроме того,, точность ориентацвв зависит от сипы прижима снар дов к стен ке скважины при переходе с одной ТОЧЕН наблюдени  на другую. Таким орбразом, преимуществом предглагаемого устройства  вл етс  простота, надежность и экономичность его по сравнению с устройствами дл  ориентации сейсмоприемников , использующими гироскопы. ормула изобретени  Устройство дл  ориентации скважинного зонда, состо щее из, по меньшей мере, двух приборов, соединенных кабелем и снабженных центрирующими прижимными устройствами, причем внутри приборов размещены контейнеры с сейсмо1фиемниг ками и оптическа  система ориентации между приборами с источниками и приемниками пол ризованного света, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности ориентации скважинного зонда, упрощени  его конструкции и умеиь шени  стоимости, устройство дополнительно содержит механический ориентатор,состо щий из двух гфвборов, соединенных риентирукшей их в одном направле ви металлической штангой с направл юшвми, естко Св занной с нижним прибором и вободно проход щей через верхний, при том последний имеет на торцах кокичеоне направл ющие, ссепадающие по геоетрии образующих с направл ющими иа онцах штанги, нижний прибор осншпеи сточником- пол ризсеанного света, а верхий прибор имеет отдельной кабель, oi етвл ющийс  ют основного, устройство л  его смотки и двигатель с приводом л  передвижени  прибора по штанге.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свицетепьство СССР .№ 157516, Kn.Q:OlV 1/4О, 196Й.

2.Авторское, свицетепьство СССР. N9 314165, кл. Q 01V 1/16, 1968.

3.Виноградов Ф. В, Некоторые результаты опробовани  скважинного трехкомпонентного сейсмоприемника с автоматической ориентировкой. Сб. Поперечные и обменные волны в сейсморазведке. М., Недра, 1967, с. 141-145.

4.Аксенович А., Гапьперин Е. И. и

др. Трехкомпонентные снар ды и определение их ориентировки в скважине. Сб. Вопросы рудной геофизики в Казахстане АпМа-Ата, 1974, N 7,1 с. 21-32..

5.Авторское свидетельство СССР по за вке N 2771935/18-25,

кп. Q 01V 1/40, 15.11.79 (прототип).

1

Фиг.1

Ы 1))

}

.

Фг/г

Фuг.S

Ссх тавитель Н. Журавлева Редактор Г. Волкова Техред Т. МаточкаКорректор Л.Иван

Заказ 47557бб Тираж 732Ттодписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113О35, Москва, Ж-35, Раушска  наб., Д. 4/5

Филиап ППП Патент, г, Ужгород, уп. Проектна , 4

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство' для ориентации скважинного зонда, состоящее из, по меньшей мере, двух приборов, соединенных кабелем и снабженных центрирующими прижимными устройствами, причем внутри приборов размещены контейнеры с сейсмопрнемни— ками и оптическая система ориентации ’ между приборами с источниками и приемниками поляризованного света, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентации скважинного зонда, упрощения его конструкции и уменьшения стоимости, устройство дополнительно’ содержит механический ориентатор, состоящий из двух приборов, соединенных ориентирующей их в одном направлении металлической штангой с направляющими, жестко Связанной с нижним прибором и свободно проходящей через верхний, при этом последний имеет на торцах конические направляющие, совпадающие по геометрии образующих с направляющими на концах штанги, нижний прибор оснащен источником поляризованного света, а верхний прибор имеет отдельный кабель, ответвляющийся ют основного, устройство для его смотки и двигатель с приводом для передвижения прибора по штанге.