SU551586A1 - Устройство дл регистрации импульсов давлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области геофизических методов разведки и может быть использовано при проведении скважинных сейсмических исследований.

Устройство дл  регистрации импульсов давлени  в скважине должно имэть высокуьэ чувствительность во всем сейсмическом диапазоне частот. Чувствительность прибора не должна зависеть от глубины погружени  прибора.

Наибольшей чувствительностью обладают преобразователи мембранного типа, представл ющие собой упругий диск (мембрану) с укрепленным на нем изгибным пьезоэлементом . Мембрана  вл етс  одной из стенок приемной камеры, заполненной сжимаемой жидкостью либо газом. Подобный датчик не выдерживает большого одностороннего (внешнего ) давлени  при опускании прибора на большую глубину, и поэтому внешнее давление приходитс  компенсировать изнутри.

Дл  этой цепи используетс  компенсационна  камера, св занна  с внешней средой через эластичную диафрагму, а с приемной камерой - каналом. Обе камеры заполн ютс  сжимаемой, например, силиконовой жидкостью- либо газом. Скорость перетекани  жидкости из компенсационной камеры в приемную а, следовательно, и быстрота компенсации внешнего давлени  на мембране зависит от сечени  канала, его длины и в зкости жидкости, С целью повышени  чувствительности прибора желательно, чтобы изменени  давлени ,обусловленные сейсмическими импульсами, не компенсировались , т„ е канал должен выполн ть функцию низкочастоного фильтра: c эмпенсировать медленно мен ющеес  давление при спуске прибора в скважину и исключить вли ние давлен1   от сейсмического импульса на внутреннюю сторону диафрагмы.

В известном устройстве дл  компенсации гидростатического давлени  используетс  сжатый воздух. Конструкци  компенсатора содержит специальный резервуар из резинЫв заполненный воздухом и соедин ющийс  с внутренней полостью датчика через маленькое отверстие, систему поршней и пружин, служащих дл  регулировани  давлени  воздуха во внутренней полости путем изменени  ее обгама при изменении внешнего дав лени . Однако такое устройство из-за большой сжимаемости воздуха, несмотр  на громоздкость и сложность, все же не обеспечивает работу гидрофона в необходимом диапазоне глубин, используемых при глубоководных исследовани х.

В устройстве дл  регистрации импульсов давлений при скважинных исследовани х в качестве гидравлического дроссел  использс- ю вана капилл рна  труба большой длины. Она также соедин ет компенсационную камеру с внутренней полостью приемной камеры и служит дл  перетекани  заполн ющей их жи кости при медленных изменени х давлени . Это устройство обеспечивает работу приемн ка при значигельь1ь:х изменени х гидростати ческого давлени , но при регистрации коле-банкй низкил частот (в сейсмическом диапазоне ) капилл рна  трубка должна иметь оче:нъ малое сечение и большую длину, что вызывает опрзделенные неудобства при изго товлении и эксплзатации. Известно устройство дл  регистрации им пульсов дав,1еки 5 например; при скважин11ЫХ сейсдК 1ческих исследовани х содержащее иреобразователь. например мембранного типа, приемную и компенсационную камеры , соединенные каналов;. В этом устрой ве широкий канал размещен солеиоида , причем канал и дополнительна  камера заполнены магнитной падкостью и отделены от приемкой камеры, заполненной немагнит ной жид,:.:;с1ь: :Эз эластичной перегородкой. При о::суготвии магнитного пол  ( обмотка соланоада обесточена) магнитна  жидкость имее малую в зкость и свободно передает изменение давленк  извне внутрь приемной камеры. После установки прибора на нужной глубине вокруг канала создаетс  магнитное поле путем подачи тока в обмотку солекоида При наличии магнитнггго пол  маггштна жидкость увеличршает свою в зкость, канал приобр-этает свойства фильтра низких частот н гфепа1СТБует пего.цлче колебаний дгшленна BiijTpb приамв:ой кс;;,;эры. По окхончан и измерений сопаионд обесточиваегс ,, в зкость магн;г иой уменьшает: л и снова возможна свободна  и быстра  передача давлени  кз компежационной камеры в приемную . Однако наличие эластичной перегородки, отдел ющей канал от приемной камеры, соленоид д размещенного вокруг канала, усложн ет констр5г: 1дшо1 увеличивает габариты и сн1-1жает надежность устройства, Целью иосбретенн   вл етс  упрощение KOHCTpj-rciu:}- и повышение надежности устройства дл  регистрации импульсов давлени .

Это достигаетс  тем, что в канал помещен плунжер с диаметром, обеспечивающим кольцевой зазор со свойствами капилл ра, а со стороны приемной камеры плунжер подпружинен упругим элементом.

На чертеже изображено устройство дл  регистрации импульсов давлегш ; общий вид.

Claims (1)

1. Устройство состоит из опускаемого на каротажном кабеле 1 в скважину, заполнениую буровым раствором 2, корпуса 3 с отверсти ми 4. Внутри корпуса 3 размещен преобразователь, представл ющий собой упругую мембрану 5 с укрепленным на ней изгибным пьезоэлементом 6. Мембрана 5 перекрывает приемную камеру 7, соединенную каналом 8 с компенсационной камерой 9. Обе камеры и соедин ющий их канал заполнены сжимаемой, например силиконовой жидкостью. Компенсационна  камера отделена от жидкости 2, запол1шющей скважину, резиновой диафрагмой 10. В соединительном канале расположен плунжер 11 диаметром меньше, чем диаметр канала на определенную величину, так чтобы кольцевой зазор обладат свойствами капилл ра . Соединительный канал со стороны компенсационной камеры 9 имеет выступы 12, преп тствующие выходу плукжера 11 в компенсационную камеи . Со стороны приемной камеры плунжер 11 поджат пружиной 13, другой конец которой упираетс  в решетку 14, перекрьшающую канал. Устройство работает следующим образом . В нормальном состо нии плунжер 11 прижат к выступам 12. При спуске прибора на забой скважины увеличиваетс  гидростатическое давление, которое воздействует как на резиновую диафрагму 10, так и на мембрану 5. Сжимаема  жидкость внутри прибора через кольцевой зазор между плунжером 11 и стенкой канала 8 начинает перетекать в приемную камеру 7. Тем самым происходит компенсаци  внешнего давлени  на мембрану 5. Если гидростатическое давление возрж;т тает настолько быстро, что ввиду ограьщченной пропускной способности кольцевого зазора (щели), разница между давлени ми в компенсационной и приемной камерах достигаетс  определенной величины плунжер 11 смещаетс  в сторону приемкой камеры 7. В результате этого происходит выравнивание давлени  на мембрану 5 и предотвращаетс  разрушение последней. Кроме того, подвижность плунжера 11, поверхность которого  вл етс  одной из стенок тонкой щели, преп тствует облитерации ( закупорки возникновению щели). После этого , как устройство опущено и установлено на нужную глубину, в среде производитс  возбуждение упругих коле баний, которые в виде импульсов давлени  воздействуют на мембрацу 5 чувствительного элемента 6 и резиновую диафрагму 10. Знакопеременные быстрые колебани  давлени , возникающие в компенсационной камере 9, не способны перегон ть жидкость из компенсационной камеры в приемную и наоборот. Амплитуда колебаний давлени  недостаточна дл  смещений плунжера 11; арижатого силой пружины 13 к выступам 1 Таким образом, полезна  волна давлени воздействует на мембрану 5 с внешней сто роны и в результате деформации преобразо вател  вырабатывает электрические колеба ни . По окончании измерений устройство под нимаетс  и устанавливаетс  в следующей точке измерений. Рассто ние между точками наблюдений 10 - 50 м, скорость подъема не превышает 1-2 км/час. Изменение гидростатического давлени  достаточно надежно компенсируетс  через коль цевую щель. Частые остановки дл  проведени  измерений способствуют лучщему вы равниванию давлений внутри приемной камеры и внешнем пространстве. Даже в случае чрезмерно быстрого подъема прибора (что само по себе  вл етс  нарушением технических норм проведени  каротажа ) благодар  его остановкам дл  приема полезных волн не возникнет большой разницы давлений внутри и снаружи приемной камеры, способной вывести из стро  мембрану и прибор. Теки образом предложенное устройство по сравнению с известным позвол ет упростить конструкцию за счет исключени  соленоида и магнитной жидкости и повысить надежность компенсации гидростатического давлени . Формула изобретени  Устройство дл  регистрации импульсов давлени , например, при скважинных сейсмических исследовани х, содержащее преобразователь , например, мембранного типа , приемную и компенсационную камеры, соединенные каналом, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  надежности устройства , в канал помешен плунжер с диаметром , обеспечивающим кольцевой зазор со свойствами капилл ра, а со стороны приемной камеры плунжер подпружинен упругим элементом.

   10

   9

   12