[其他]在探井中作地球物理測量的一種設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104985
• 申請日: 1985-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN85104985A
• 公開（公告）日: 1986-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菲利普·斯塔森;彼里·格斯
• 申請（專利權(quán)）人: 埃爾夫·阿查坦國營公司
• 主分類號(hào): G01V1/40
• 分類號(hào): G01V1/40
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 盧寧,包冠乾

本發(fā)明是關(guān)于在探井內(nèi)進(jìn)行地球物理測量用的一種設(shè)備。

在探井中進(jìn)行測量，通常有二種主要方式。

第一種測量方法通稱為超聲波測量，是把設(shè)備系于繩索的一端，下入探井內(nèi)進(jìn)行測量。設(shè)備包括，一個(gè)或幾個(gè)發(fā)射器和一個(gè)或幾個(gè)接收器，外加在適當(dāng)時(shí)刻打開或使發(fā)射器操作的裝置，以及將接收器接收到的信號(hào)發(fā)射回地面進(jìn)行記錄和處理的裝置。

超聲波測量通常是在設(shè)備運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行的，也就是說當(dāng)設(shè)備在探井內(nèi)以緩慢速度向著地面移動(dòng)時(shí)進(jìn)行的。設(shè)備在探井內(nèi)以相當(dāng)?shù)偷乃俣纫苿?dòng)（每分鐘幾米）不致在接收器內(nèi)引起任何寄生噪音。

利用水中聽音器作為接收器，這些水中聽音器實(shí)際上是反應(yīng)振動(dòng)壓力的探測器。探測器接收壓縮波可能也接收由壓縮波引起和由周圍介質(zhì)不均勻性造成的寄生波。每次發(fā)射之后，在探測器上收到的每個(gè)有效信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，其量級(jí)為幾個(gè)毫秒，它取決于發(fā)射信號(hào)的頻率。

由于測量是在設(shè)備移動(dòng)時(shí)進(jìn)行的，因此，設(shè)備的牽引繩索持續(xù)地受拉伸，并連續(xù)地卷繞在鼓輪上，鼓輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是受控制的，例如，受放置在地面上的移動(dòng)裝置的控制。

當(dāng)前采用的許多型式的超聲測量設(shè)備，能夠排除在設(shè)備自身內(nèi)傳播的波，并形成與探井軸對稱的圓柱形傳聲路徑。

第二種測量方式與垂直地震剖面，傾斜地震剖面，或鉆井地震剖面有關(guān)，第二種測量方式與第一種測量方式完全不同，作為參考，前文回顧了第一種測量方式。

實(shí)際上，例如，進(jìn)行石油勘探時(shí)，必須確定探井周圍地下巖層的性質(zhì)和特征。為此目的，用爆破裝置（爆炸炸藥）適當(dāng)?shù)厍脫襞鲎玻ㄖ劐N下落），或則用連接在地面上的振動(dòng)器在地面上而不是在探井內(nèi)形成地震能量。地震能量形成的波在地下巖層中傳播，用地音探測器而不再用水中聽音器接收。地音探測器設(shè)計(jì)成象是測速儀，反應(yīng)振動(dòng)速度;地音探測器或者放置在地面上，接收從不同地下巖層反射和或折射的波;或者把地音探測器放入探井中，但在此種情況時(shí)，絕對必要使地音探測器直接與探井壁保持接觸;與超聲波測量相對比，則在超聲波測量時(shí)，探測器總是浸入于充滿液體的鉆井中。

在任何情況下，地音探測器或測速儀都是反應(yīng)振動(dòng)速度的，必須能測定由地面發(fā)射能量所產(chǎn)生的各種形式的地震波。實(shí)際上，發(fā)射裝置和地面之間的直接機(jī)械連接將引起各種形式的波，因?yàn)榭碧綍r(shí)所發(fā)射的地震能必然遇到地下巖層的不均勻性，-因此，不能認(rèn)為從地音探測器或幾個(gè)地音探測器中接收波中的一個(gè)特殊波，或者接收一個(gè)標(biāo)量就已滿足。相反，地音探測器必須接收所有的波（壓縮波或橫波）并且在波所傳播的所有方向上接收波，以便在處理時(shí)能夠分辨所有可能的振動(dòng)速度方向。

參照以上所述并對比超聲波測量，值得注意的決定性的一點(diǎn)是：用第二種測量方法進(jìn)行測量時(shí)，地音探測器或多幾個(gè)地音探測器是與探井壁保持固定的，而且為了確保令人滿意的連接把地音探測器依靠在鉆井壁上。

地音探測器接收的信號(hào)經(jīng)過處理，能夠得到從發(fā)射點(diǎn)到地音探測器之間波所移過的地下巖層的有用資料。

可以采用許多不同的方法，可以將地音探測器規(guī)則地或不規(guī)則地沿探井放置，再處理分別記錄在不同地音探測器上的數(shù)據(jù)。也可以采用載運(yùn)一個(gè)地音探測器的設(shè)備，每次測量時(shí)，將地音探測器固定在探井的一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?/p>

第二種測量方式中的主要困難是：直到現(xiàn)在，還沒有找到有效方法，能使地音探測器和探井壁保持令人滿意的連接。

為克服這一困難，曾經(jīng)作了一項(xiàng)嘗試，并在法國專利第1，169，871中作了敘述。在先有技術(shù)中，此產(chǎn)品包含一個(gè)裝有一圓柱形零件的設(shè)備，圓柱形零件將地音探測器組件保持在探井中所要的高度上，并用鍵狀連接裝置防止地音探測器組件相對于設(shè)備發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。地音探測器組件包括二個(gè)弧形彈簧片，對稱地安裝在位于鉆井中心的設(shè)備的兩側(cè)，彈簧用軸銷彼此鉸接，安裝在與設(shè)備體相連接的中間物件上。把其中一個(gè)彈簧片倚靠在探井壁上，而另一彈簧片的頂端則結(jié)實(shí)地裝有一墊塊。墊塊樞支在彈簧的中點(diǎn)上。與所說墊塊的外表面接觸的井壁正好對著第一個(gè)彈簧所倚靠的井壁。再把地音探測器固定在墊塊的內(nèi)表面上，用導(dǎo)線連接到位于設(shè)備體內(nèi)的放大設(shè)備上。

這種型式的設(shè)備具有顯著的改進(jìn)，超過了將地音探測器放置在地面上或沿探井壁間隔放置的作法。然而，沒有對與探井壁的直接連接問題提出完整的答案。

盡管，墊塊是完全穩(wěn)固的，而彈簧的張力使墊塊在進(jìn)行測量時(shí)，沿探井壁上不能有任何滑動(dòng)偏移，但事實(shí)上由發(fā)射能源所形成的寄生波則在設(shè)備體中，彈簧片中和墊塊中傳播，而被地音探測器所接收。這是由設(shè)備和墊塊的剛性，以及在較小程度上，是由彈簧片所引起的。

另外的缺點(diǎn)在于：在測定的測量情況下，地音探測器僅就一方位定向，因此，所能探測的只是一種形式的波。