[其他]井下電磁震源

無效

• 申請號: 87101970
• 申請日: 1987-03-18
• 公開（公告）號: CN87101970A
• 公開（公告）日: 1987-10-07
• 發明（設計）人: 比約恩·保爾森
• 申請（專利權）人: 切夫倫研究公司
• 主分類號: G01V1/00
• 分類號: G01V1/00;G01V1/02;G01V1/16
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 郁玉成

本發明涉及一種井下地震能源，這種震源是以電磁方法來產生用于地球物理勘探所需的震波。

在地球物理勘探中，通常是在地表面上使用震源，隨著垂直地震剖面測量（VSP）和交叉測井技術的發展，對井下震源的需求增加了。井下震源使得垂直地震剖面測量和交叉測井測量成為現實。然而，井下震源是不常用的，因為它們的深度和頻率范圍有限，而且通常功率低，或者會造成破壞。

由于設計上受到震源置于井筒下的限制，現時尚沒有滿足要求的井下震源。井下震源的大小受井筒尺寸的限制。典型井下儀器的直徑不得超過約12.5厘米（約5英寸）。震源還必須能耐受在地面下6000米（約20000英尺）深處所遇到的溫度、壓力和流體。必須要有足夠的能量從地面傳送給震源，或者震源本身應攜帶能源。震源應產生1000到1800牛頓之間的力，從而建立起震波，而這些震波可以從另一口井中或從離井所希橫向距離的地表面處檢測到。井下震源必須是可控的，并能改變所產生的頻率。極為重要的是井下震源應能完成上述這些功能而不使井受損。

本發明是一種井下震源，它包括：一個外罩、一個把外罩牢固地夾持在井筒內的裝置、以及一個直線電磁激勵器。此激勵器有著一個由附著在外罩上的多匝線圖所組成的銜鐵繞組。一個由磁性材料，例如鐵，構成的反作用塊，它靠近銜鐵繞組並與之同軸地、可滑動地安放;當線圈中通有電流時，此反作用塊震動。此反作用塊有一圓柱形的內芯，內芯最好基本上由稀土永磁材料所構成，反作用塊安放在銜鐵繞組內并可滑動，一個圓筒形的外芯同軸地安放在銜鐵繞組外面，并且要不是固定在外罩上就是固定在內芯上。

本發明的設計使震動器單元的小型化成為可能，這種震動器可以安裝在一鉆孔下，并可獲得1000至18000牛頓間的力。這樣大小的力比迄今為止可供利用設備產生的力大幾個數量級。本發明產生了可檢測的地震波，那就是，傳送入地層內的波能夠由安裝在井筒自身內、地面上或鄰近井筒內的一些傳感器所檢測到。本發明使得交叉測井測量和垂直地震剖面測量在已有油田鉆井中的實用成為可能。在裝備了運動傳感器后，本發明還可象井下地震測量儀那樣工作。震動器的能量可以用已有技術以電的方式向井下提供來獲得。本發明可產生頻率范圍為10-1500赫芝的震波，這比用現有的氣動井下震動器所產生的頻率范圍要高得多。

圖1示出了在鉆井剖視圖內的一個井下震源的實施方案;

圖2示出了沿圖1中的2-2線剖開后井下震源的頂視略圖;

圖3示出了在鉆井剖視圖內的另一個井下震源的實施方案的略圖;

圖4示出了沿圖3中的4-4線剖開后圖3實施方案的頂視略圖;

圖5示出了另一種直線電磁激勵器;

圖5A示出了沿圖5中5A-5A線剖開后圖5激勵器的頂視略圖;

圖6示出了具有水平取向的直線激勵器的另一種井下震源的略圖;

圖7示出了用井下震源的三維垂直地震剖面測量法;

圖8示出了用井下震源的交叉測井層析法（Cross????borehole????tomography）;

圖9是用黃色炸藥、氣槍和震動器的井下震源對井孔產生的應力的比較圖;

圖10是用黃色炸藥、氣槍和震動器的井下震源所產生的有效能量的比較圖。

參考這些附圖，本發明各種各樣的制作方法和裝置的具體實施方案將得到更為清楚的解說。圖1示出位于地層100內的一個井下震源20，地層100被井筒10所穿透，井筒10是用套管（未示出）澆注水泥定位而成的。帶有纜索29的震源20下沉入井筒10內。

震源20包括一合適的夾持裝置，來把震源連接到井筒內一預定位置處。此夾持裝置應產生一個至少大于震源20在工作期間產生的輸出力的力，此力應大致為所產生震動力的兩倍，但無論如何不得超過折斷或破壞套管或鉆井襯砌、或損害水泥所需的力。在圖1和斷面圖2中所示用以把震源20牢固地連接到鉆井的夾持裝置是一種液壓夾持裝置60，它包括由板66a、66b、66c和66d連接起來的液壓活塞64a、64b、64c、64d、64e、64f、64g和64h。在夾持裝置工作和響應于一個從地表面來的信號期間，電動機52驅動液壓泵54。控制閥56是這樣動作的，以致液壓流體加壓于活塞64a-64h，強迫它們向外移動，從而使板66a-66d與井筒10嚙合。另一種方案是作為纜索29一部分的一條液壓管線（未示出）可以從地面加壓，以驅動活塞64a-64h。這樣改變液壓源的另一種方案應用于淺井，證明更為方便。