Трехкомпонентный скважинный электродинамический сейсмоприемник с автоматической системой компенсации наклона скважины

 

Использование: область сейсмометрии при установке и настройке симметричных длиннопериодных сейсмоприемников в скважине. Сущность изобретения: маятник сейсмоприемника подразделяется на основную и компенсирующую массы, при этом для компенсации наклона скважины компенсирующая масса по сигналу с датчика отвеса сдвигается микроэлектроприводом относительно основной при заарретированном маятнике. Общий центр тяжести маятника занимает вокруг оси качания маятника конструктивно предусмотренное угловое положение относительно направления подвеса. 1 ил.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано при установке и настройке симметричных длиннопериодных сейсмоприемников в скважине.

Известны сейсмоприемники, созданные для работы на земной поверхности, снабженные установочными винтами, позволяющие по пузырьковому уровню или указателю на шкале маятника выставлять прибор в желаемой плоскости наблюдения.

В случае [1] при регулировке положения сейсмоприемника необходимо открывать герметичный корпус прибора, что в полевых условиях может привести к засорению прибора и выходу его из строя. Эта операция требует определенного навыка и занимает много времени.

В качестве прототипа выбран трехкомпонентный скважинный сейсмометр C-032 [2] Маятник этого прибора составной и связан с корпусом двумя упругими шарнирами, представляющими собой крестообразный подвес, образованный двумя плоскими пружинами, а также цилиндрической спиральной пружиной. Для снятия динамических нагрузок, возникающих при опускании и подъеме сейсмометра, маятник снабжен арретирующим механизмом. Устранение влияния наклона скважины производится для каждой компоненты сейсмометра с помощью механизма вывешивания. При этом устраняются уходы нуля маятника, но не обеспечивается угловое смещение центра тяжести маятника в требуемое положение (35^o16' от линии отвеса), что приводит к снижению точности сейсмической регистрации.

Техническим результатом являются повышение точности сейсмической регистрации и сокращение габаритов прибора.

Для достижения этой цели в трехкомпонентном скважинном электродинамическом сейсмоприемнике с автоматической системой компенсации наклона скважины в каждой из трех идентичных компонент содержится устройство для автоматической угловой ориентации наклоненных маятников, в котором при устранении влияния наклона скважины осуществляется только угловое смещение центра тяжести маятника в требуемое положение (35^o16' от линии отвеса), для чего маятник подразделяется на две массы, основную и компенсирующую, последняя из которых может быть сдвинута относительно основной микроэлектроприводом, управляемым датчиком отвеса, наклон которого в сейсмоприемнике изменяется при относительных перемещениях масс маятника таким образом, что когда датчик отвеса принимает отвесное положение и перемещение компенсирующей массы прекращается, общий центр тяжести двух масс маятника занимает вокруг оси качания маятника конструктивно предусмотренное угловое положение относительно направления подвеса.

Изобретение поясняется чертежом.

Сейсмоприемник содержит маятник, состоящий из двух масс основной 1 с катушкой 2 электродинамического преобразователя и компенсирующей 3, связанной с корпусом прибора цилиндрической спиральной пружиной 4 и служащим осью качания маятника упругим шарниром 5, выполненным в виде двух пар перекрещенных под прямым углом плоских пружин, систему арретирования 6. Компенсирующая масса 3 с выполненным в виде полудиска регулировочным копиром 7 соединена с основной 1 посредством ходового винта 8 и цилиндрической направляющей (не показана), размещенных в плоскости, параллельной оси качания маятника и оси чувствительности сейсмометра и наклоненной под углом 54^o44' к линии отвеса. На валу ходового винта 8 закреплена червячная шестерня 9, находящаяся в зацеплении с червяком 10 микроэлектропривода 11 автоматической системы компенсации наклона скважины. Датчик отвеса, содержащий отключающий эксцентрик 12, представляет собой перевернутый дополнительный маятник 13, снабженный переключающим контактом 14 и связанный плоской пружиной 15 с качалкой 16. На последней, соединенной пружиной 17 с корпусом прибора, расположены два электроконтакта 18 и упор 19. Ось вращения 20 качалки 16 установлена в запрессованную на корпусе прибора втулку (не показана).

Трехкомпонентный скважинный электродинамический сейсмоприемник с автоматической системой компенсации наклона скважины работает следующим образом. После опускания сейсмоприемника в скважину ось симметрии приборного контейнера, параллельная ось У, может занять либо отвесное положение, либо наклоненное в пределах 4^o. Датчик отвеса закреплен на подпружиненной качалке 16 таким образом, что когда ось симметрии контейнера отвесна, а положение центра тяжести мятника (ЦТМ) соответствует углу 35^o16', переключающий контакт 14 находится посередине между электроконтактами 18 качалки. При наклоне контейнера происходит замыкание переключающего контакта 14 с каким-либо электроконтактом 18 качалки 16 и поступает команда на включение реверсируемого микроэлектропривода 11, у которого на выходе подключается ходовой винт 8. При вращении последнего компенсирующая масса 3 перемещается по ходовому винту, находящемуся в плоскости, параллельной оси качания маятника (упругий шарнир 5, выполненный в виде двух пар перекрещенных под прямым углом плоских пружин) и наклоненной под углом 54^o44' к оси симметрии контейнера. При перемещении массы 3 упор 19, закрепленный на качалке 16, скользит по плоскости регулировочного копира 7, параллельной оси качания маятника и наклоненной под небольшим углом к плоскости перемещения массы 3. Угол b выставляется при наладке прибора. При скольжении упора 19 по плоскости копира 7 качалка 16 наклоняется и переключающий электроконтакт 14 смещается. При любом отклонении оси симметрии контейнера от линии отвеса в соответствии с величиной проекции этого отклонения на плоскость, перпендикулярную оси качания и проходящую через ЦТМ, включается микроэлектропривод и компенсирующая масса смещается до тех пор, пока датчик отвеса не вернется в исходное положение. При этом новый, смещенный ЦТМ окажется в плоскости, проходящей через ось качания маятника и наклоненной на 35^o16' относительно линии отвеса. После окончания компенсации влияния наклона скважины одновременно с разарретированием маятника отключающий эксцентрик 12 отводит упор 19 качалки 16 от поверхности копира, и микроэлектропривод отключается от ходового винта 8. Сейсмоприемник готов к регистрации сейсмической информации.

При допустимом наклоне скважины в пределах 4^o прямолинейное перемещение компенсирующей массы может изменить приведенную длину маятника не больше чем на 0,25% что допустимо даже для сейсмических приборов высокой точности. Если запланированный допустимый наклон скважины превышает 4^o, то следует уменьшить основную часть массы маятника. Предлагаемый сейсмоприемник предназначен для использования в относительно недорогих пятидюймовых скважинах и позволяет отказаться от выставления оси симметрии прибора отвесно.

Формула изобретения

Трехкомпонентный скважинный электродинамический сейсмоприемник с автоматической системой компенсации наклона скважины, содержащий три сейсмометра, каждый из которых выполнен в виде размещенных в корпусе маятника, состоящего из основной и компенсирующей масс, закрепленных на подвесе, выполненном в виде связанных с корпусом цилиндрической спиральной пружины и упругого шарнира, состоящего из двух пар перекрещенных под прямым углом плоских пружин, электродинамического преобразователя и системы арретирования, отличающийся тем, что каждый сейсмометр содержит автоматическую систему компенсации наклона скважины, включающую эксцентрик, выполненный в виде полудиска, регулировочный копир, размещенный на компенсирующей массе, соединенной с основной посредством ходового винта и цилиндрической направляющей, размещенных в плоскости, параллельной оси качания маятника и оси чувствительности сейсмометра и наклоненной под углом 54^o44' к линии отвеса, микроэлектропривод и датчик отвеса, выполненный в виде дополнительного перевернутого маятника с расположенным на нем переключающим контактом, при этом дополнительный перевернутый маятник связан посредством пружины с соединенной с корпусом качалкой, на которой размещены два электроконтакта и упор.

РИСУНКИ

Рисунок 1