Способ и устройство для проверки идентичности сейсмоприемников

Способ и устройство для проверки идентичности сейсмоприемников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(11 543997

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) ЗаявлЕно 21.10.74 (21) 2О68417/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.О1.77. Бюллетень N 3 (45) Дата опубликования описания 29.04.77 (51) М. Кл,еЦ O1V 1/16

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 5 5О. 83 (088. 8) Г, А. Шехтман и Г. И-М. Розин (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических метоцов разведки (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРОВЕРКИ ИДЕНТИЧНОСТИ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области сейсмической разведки. Более узкой областью его применения является скважинная сейсморазведка.

Для изучения поляризации упругих колебаний в пространстве и для раздельной регистрации волн разных классов применяют сейсмоприемники, расположенные ортогонально друг к другу в виде трехкомпонентной расстановки. В наземных и скважинных исследованиях наиболее часто применяют трехкомпонентную расстановку, содержащую два горизонтальных сейсмоприем« ника и один вертикальный (Х вЂ” т - 2— расстановка). В скважинных исследованиях значительное распространение получили также симметричные трехкомпонентные расстановки, в которых каждый из ортогональных друг другу сейсмоприемников одинаково наклонен к горизонтальной плоскости (под углом 35 20 ).

Без надежных сведений о степени идентичности сейсмоприемников, составленных в виде трехкомпонентной расстановки, совершенно невозможно достаточно точно определить пространственную ориентировку вектора упругих колебаний исследуемой волны, а также сопоставлять динамические характеристики волновых полей, наблюдаемых на каждой из компонент, Известен способ проверки идентичности вертикальных сейсмэприемников, в котором их устанавливают на вибрационной платформе,,воздействуют на эту платформу верip тикально направленной силой по регистрируемым электрическим колебаниям, возникающим при этом в проверяемых сейсмоприемниках, судят эб их идентичности (1) .

Известен способ проверки идентичности

15 горизонтальных сейсмоприемников, в котором каждый из них поочерецно устанавливают на специальную платформу в горизонтальное положение, воздействуют на сейсмоприемник горизонтально направленной

20 силой и сопоставляют зарегистрированные при этом электрические колебания j2) .

Этими способами, основанными на раздельном исследовании сейсмоприемников, различно ориентированных в пространстве, 25 трудно обеспечить требуемые сведения

543907 о соотношениях их амплитудных, фазовых и частотных характеристиках. Кроме того, раздельная проверка вертикальных и ropnaozraabvsuc сейсмоприемников при помощи существующих вибрационных платформ является трудоемкой и занимает много времени.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ, в котором проверяемые на идентичность сейсмоприемники устанавливают ортогонально друг к другу, жестко скрепляя их с единым основанием в виде трехкомпонентной растановки f3) В данном способе трехкомпонентная расстановка устанавливается внут- 5 ри скважинногэ прибора симметрично относительно его вертикальной оси так, что каждый из сейсмоприемников наклонен к горизонтальо ной плоскости под углом 35 2О (симметричная расстановка). Контроль за идентичностью и чувствительностью каналов осуществляют в данном способе по записям первых продольных волн, приходящих к зонду по вертикальному направлению.

Недостатки этого способа состоят в сле- д5

50 дующем: а) он неприменим для проверки идентичности трехкомпонентной расстановки X- Y-2, содержащей две горизонтальные компоненты; б) приходящая в первые вступления вол- з0 на из-за интерференционных эффектов может оказаться и эляриз эванн эй нелинейн о, что приведет к неверному выводу о неидентичности проверяемых сейсмоприемников; в) регистрация каждым из сейсмоприем- З5 ников прямой волны, а не единичного механического импульса, не позволяет сопоставлять фазовые и частотные характеристики сейсмоприемникэв в широком частотном диапазоне. 40

Целью изобретения является повышение эффективности способа.

Поставленная цель достигается тем, чтэ к точке основания, расположенной на оси его симметрии, составляющей одинаковый 45 угол с осью каждого из сейсмоприемникэв, прикрепляют эталонный источник механических колебаний, устанавливают ось симметрии основания в положение, обеспечивающее одинаковое пространственное расположение сейсмоприемников при контроле и последующей их работе, например, при горизонтальном расположении двух компонент, и воздействуют источником колебаний на основание в направлении

55 эси его симметрии.

Известно устройство (1), предназначенное для проверки идентичности вертикальных сейсмоприемников, выполненное в виде виброплатформы. С помощью это- 60 го устройства производят оценку пара< метров сейсмэприемников пэ их электрической реакции на механический импульс.

Известно также устройство (2), выполненное в виде вибратора, создающего горизонтально поляризованные колебания.

Это устройство предназначено только для проверки горизонтальных сейсмоприемников.

Прототипом предлагаемого устр эйства является трехкэмпонентная расстановка из ортогэнально расположенных сейсмоприемников, жестко скрепленных с единым основанием, и источник механических колебаний (3) . Контроль параметров сейсмоприем1 ников в этой расстановке осуществляют путем размещения их в наклонном положении параллельно друг другу в одной плоскости. Устройство непригодно для проверки трехкомпэнентнэй расстановки, содержащей горизонтальные сейсмоприемники, так как последние в наклонном положении обычно неработоспособны.

Предлагаемое устройство для проверки идентичности сейсмоприемников в трехкэмпонентной расстановке лишено недостатков известных устройств, потому что в качестве источника механических колебаний энэ содержит электромагнит с якорем, жестко с оединенным с основанием п э средством штока и расположенным в пространстве так, чтобы его воздействие былэ направлено по оси симметрии основания.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Оно содержит сейсмоприемники 1, 2 и 3, ортогональнэ расположенные друг к другу; основание 4, жестко соединенное со штоком 5 и якорем 6 электромагнита

7; полый кожух 8; мембраны 9.

Направление оси штока 5 составляет одинаковый угол а4 с осью каждого из о сейсмоприемников, равный 54 40 . Если испытывается на идентичность расстановки )(-g-Z,,как этэ изображено на чертеже, то угол щтока 5 с горизонтальной плоскостью составляет 35э2О. Для перевода трехкомпонентной расстановки в положение, симметричное относительно вертикальной оси, достаточно кожух 8 повернуть так, чтобы вместо плоскости. 10 в горизонтальном положении оказалась плоскость 11, в результате чего шток 5 устанавливается вертикально. Необходимо подчеркнуть, что в наклонное положение (в виде симметричной трехкомпонентной расстановки) можно устанавливать далеко не многие типы существующих сейсмопремников: низкочастотные вертикальные и горизонтальные сейсмоприемники в нак543907

5 лэннoM положении, как правило, не рабс тают.

Электромагнит 7 жестко крепится к кожуху 8, который может устанавливаться на специальные демпферы. Необходимость в кожухе 8 не является обязательной: электромагнит 7 в требуемом положении можно жестко крепить к любому другому основанию. При этом целесообразно обеспечить известными способами выведение частоты собственных колебаний всего изображенного на рисунке устройства (в сбс ре) за пределы требуемого диапазона частот проверяемых сейсмоприемников.

При подаче электрического тока в обмотку электромагнита 7 якорь 6 притягивается к нему, одновременно сообщая через шток 5 механический импульс. сейсмоприемника 1, 2 и 3. При этом каждый из них вместе с основанием 4 смещается на одинаковое расстояние, т. к. движение якоря направлено вдоль оси симметрии исследуемой трехкомпонентной расстановки. Величину перемещения можно регулировать путем изменения относительного расположения магнита и якоря в исходном (обесточенном) состоянии. Выключение тока в обмотке электромагнита 7 также приводит к возникновению механического импульса под действием упругости мембран 9.

Кратковременный механический импульс, передающийся основанию 4, приводит к формированию в электрической цепи каждого из сейсмоприемников электрического сигнала, который можно осциллографировать. Сопоставление этих одновременно регистрируемых сигналов, а также их спектров, полностью решает задачу оценки степени идентичности каналов, содержащий ортогонально расположенные сейсмоприемники.

В процессе проверки сейсмоприемников предлагаемое устройство довольно легко обеспечивает многократность и воспроизводимость опытов по контролю идентичности проверяемых сейсмоприемников. Для этотого необходимо лишь всякий раз контролировать величину тока, подаваемого в электромагнит.

При установке в предлагаемом устройстве в качестве якоря 6 постоянного магнита появляется возможность регистрировать сейсмоприемниками 1, 2 и 3 знакопеременные механические колебания основания 4., вызванные подачей в катушку электромагнита не кратковременных импульсов, а переменного напряжения.

Легко видеть, что жесткое крепление к штоку 5 вместо основания 4. контейнера с сейсмоприемниками, помещенного в корпус скважинного прибора, также обеспечит одновременную проверку сейсмэприемников предлагаемым способом. Это может существенно упростить методику контроля идентичности сейсмоприемников перед спуском зонда в скважину и после егэ извлечения на поверхность.

Ф ормула изобретения

1. Способ проверки идентичности сейсмоприемников, расположенных эртэгэнально друг другу и жестко скрепленных с единым основанием в виде, например, трехкомпонентной расстановки, э т л и ч а юшийся тем, чтэ, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, к точке основания> расположенной на эси его симметрии, <составляющей одинакэвый угол с осью каждого сейсмэприемника, прикрепляют эталонный источник механических к элебаний, устанавливают ось симме тр ни основания в положение, обеспечивающее одинаковое пространственное расположение сейсмоприемников при контроле и последующей их работе, например, при горизонтальном расположении двух компонент, и воздействуют источником колебаний на основание в направлении оси его симметрии.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее основание для жесткого крепления сейсмэприемникэв эртогэнально друг другу и источник механичес4э ких колебаний, o r л и ч а ю щ е е с я тем, что, источник механических колебаний выполнен в виде электромагнита с якорем, жестко соединенным с основанием посредством штока и расположенным в простран4S стве так, чтобы его воздействие было направлено по оси симметрии основания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Справочник геофизика, т. 1У, Недра, 5о 1966, стр. 233.

2. Г. В. Береза Устройство для исследования горизонтальных сейсмоприемников".

Разведочная геофизика, вып. 38, М., 197O, стр. 39 42.

55 3. Е И. Гальперин Вертикальное сейсмическое профилирование", Недра, 1971, стр. 1ОО (прототип).

5439О7

Составитель Э. Волконский

Редактор Хлебников Техред О. Луговая Корректор B. Югас

Заказ 1033/63 Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4