專利名稱：多級定向測井檢波器裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于石油勘探的地震檢波器裝置，具體地說是一種適用于小井 徑、可定向施工和接收的多級定向測井檢波器裝置。
背景技術：
大量的研究和實踐表明，地表低降速帶對高頻的吸收十分嚴重，因此如果能夠把 檢波器放到低速帶下方去接收，將減少大量的高頻吸收。國外有些高分辨率施工隊就是使 用一次性的下井檢波器。如將檢波器埋在15m井深的炮井中接收，每井放入一個檢波器。在 滾動向前施工過程中，炮點也就是過去的檢波點，檢波器不再回收。該方法所得到的剖面品 質(zhì)的改進是很明顯的。針對這種情況，國外已生產(chǎn)有大型的測井設備，其特點是直徑粗、重量大、施工操 作和維護復雜，對施工井的要求非常嚴格和苛刻，需要施工井的井徑較大，同時對我國的銷 售價格極其昂貴，另外我國地震勘探行業(yè)的鉆井鉆頭一般為75mm、90mm，要想使用國外產(chǎn)品 就必須施工井徑更大的井筒，造成施工成本數(shù)倍、數(shù)十倍的增加，一旦出現(xiàn)境況不能滿足要 求的情況，將會造成極大的成本浪費。中國南方灰?guī)r裸露區(qū)山地蘊含著豐富的油氣資源，然而，受地表和地下地震地質(zhì) 條件的影響，地震資料品質(zhì)一直是制約南方復雜山地地震勘探的瓶頸。要攻克南方復雜山 地地震勘探的難題，研究激發(fā)震源與周圍巖性以及影響到資料品質(zhì)的關系非常重要，一方 面需要分析地震子波的特性，另一方面要分析近源波場的傳播和衰減規(guī)律，這就涉及到近 源強震波場的資料采集和分析。在資料采集過程中，地表檢波器接收波場的不完整，同時， 常規(guī)檢波器的動態(tài)范圍不能滿足近震源強震波場的記錄，也就成為制約該地區(qū)地震勘探順 利進行的巨大障礙。本申請人中國專利2008200205800公布了一種測井檢波器裝置，其一種氣控式的 單級測井檢波器裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，適宜在野外進行快速、方便地單點測井 使用。隨著對微測井垂直地震剖面，這一地震觀測方法的深入研究和實踐，該類裝置仍存在 如下使用局限性(1)單級測井檢波器主體，決定了在使用過程中只能將該主體按一定規(guī) 律進行逐點的單點采集，并重復推靠、重復激發(fā)震源、重復接受信號，然而重復激發(fā)的震源 信號能量不盡相同，所包含的各頻率也不盡相同，因此對于多次單點激發(fā)單點接收的地震 信號無法很好的反映該區(qū)域地質(zhì)的客觀情況；(2)由于采用軟提繩結(jié)構(gòu)，不能控制橫波分 量檢波器在井中的方向，無法確保橫波分量始終能與震源方向保持一特定夾角關系。因此， 最終處理的地震資料將不能完全反映實際的地質(zhì)構(gòu)造，也就無法準確地分析近源波場的傳 播和衰減規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種構(gòu)造簡單、合 理，操作、使用方便，各級控制靈活、推靠位置準確，并且可定向施工和接收、具有良好的級
3間吸震隔離功能的多級定向測井檢波器裝置。本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是一種多級定向測井檢波器裝置，其 設有若干個測井檢波器單元，每個測井檢波器單元包括有筒狀主體、安裝在筒狀主體上的 三分量檢波器和井壁推靠裝置，其特征是所說測井檢波器單元兩端連接固定吸震隔離單 元，吸震隔離單元之間設有級間硬連接桿組件，若干個測井檢波器單元、吸震隔離單元、級 間硬連接桿組件串聯(lián)，組成多級定向測井檢波器裝置，在一口井中實現(xiàn)檢波器多位置點同 時定向接收。本發(fā)明所說的井壁推靠裝置由電動推桿、支臂、連桿機構(gòu)構(gòu)成，電動推桿安裝在筒 狀主體內(nèi)，其通過連桿機構(gòu)將電動推桿的直線運動轉(zhuǎn)化為支臂的側(cè)向旋轉(zhuǎn)移動，帶動支臂 張開或收攏，實現(xiàn)井壁定位固定。本發(fā)明所說的測井檢波器單元的筒狀主體包括檢波器固定體、支臂推靠連接體、 電動推桿連接體，各部分之間通過螺紋連接，螺紋連接處設有頂緊螺釘。從而保證信號接收 部分的銷軸孔與動力驅(qū)動部分的銷軸孔平行一致。本發(fā)明所說的每級的檢波器固定體中均 安裝有呈笛卡爾坐標系分布的三分量檢波器，其中一橫波分量與支臂伸出方向一致。電動 推桿連接體的殼體內(nèi)安裝有電動推桿，外接直流電源的正反向控制、驅(qū)動其直線伸出或收 回。本發(fā)明所說的吸震隔離單元與測井檢波器單元、級間硬連接桿組件間通過銷軸孔 和圓銷軸進行連接?？纱_保所連接多級測井檢波器單元之間保持很好的同向性，保證多級 測井檢波器裝置中相同分量的檢波器指向相同。本發(fā)明的多級測井檢波器裝置具有直徑小、連接拆卸方便的特點，非常適合于野 外水鉆、風鉆施工井的使用。每一級測井檢波器單元均具有良好的通用性，多級測井檢波器 單元可按任意前后順序進行串聯(lián)，并可實現(xiàn)單級獨立控制；在施工過程中可以根據(jù)具體的 施工需求來加減組裝的級數(shù)，另外增加或減少級間連接桿組件的數(shù)量以及改變連接桿的長 度，即可改變多級測井檢波器裝置的級間間距。對照現(xiàn)有技術，本發(fā)明構(gòu)造簡單、合理，操 作、使用方便，各級控制靈活、推靠位置準確，并且可定向施工和接收，具有良好的級間吸震 隔離功能，適用于石油地震勘探、地礦地質(zhì)以及建筑工程等的測井檢波。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的組裝狀態(tài)示意圖；圖2是本發(fā)明單級測井檢波器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中級間硬連接桿組件左視示意圖；圖4是本發(fā)明的吸震隔離單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.接頭，2.吸震隔離單元，3.檢波器固定體，4.支臂推靠連接體，5.電動推 桿連接體，6.支臂，7.電動推桿，8.連桿機構(gòu)，9.穿桿塊，10.接頭，11.短間隔桿，12.長連 接桿，13.抽頭接頭，14.電源接頭，15.連接塊，16.法蘭片，17.彈性塊，18.多芯電纜。
具體實施例方式從圖1、圖2中可以看出，本發(fā)明一種多級定向的測井檢波器裝置，其設有若干個測井檢波器單元，每個測井檢波器單元包括有筒狀主體、安裝在筒狀主體上的三分量檢波 器和井壁推靠裝置等。本發(fā)明筒狀主體為細長圓柱形結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)組成包括檢波器固定體3、支臂推 靠連接體4、電動推桿連接體5，各部分之間通過螺紋連接，螺紋連接處設有頂緊螺釘。從而 保證信號接收部分的銷軸孔與動力驅(qū)動部分的銷軸孔平行一致。本發(fā)明所說的井壁推靠裝置由電動推桿7、支臂6、連桿機構(gòu)8構(gòu)成，電動推桿7安 裝在筒狀主體的電動推桿連接體5內(nèi)，外接直流電源的正反向控制可驅(qū)動推桿直線伸出或 收回。支臂推靠連接體4安裝有連桿機構(gòu)8及支臂6。展開的機械支臂6可將測井檢波器 單元緊緊地推靠到井筒側(cè)壁上。電動推桿7作為支臂6活動的動力驅(qū)動部分，其通過電源 接頭14獲得來自多芯電纜18的可控換向電源控制，電動推桿的推桿可相應地伸出或收回， 進而控制支臂6的張開或閉合。通過連桿機構(gòu)8將電動推桿7的直線運動轉(zhuǎn)化為支臂6的 側(cè)向旋轉(zhuǎn)移動，帶動支臂6張開或收攏，實現(xiàn)井壁定位固定。支臂6、連桿機構(gòu)8之間的連接 和運動關系在本申請人的中國專利2008200205800已經(jīng)公開，不再詳述。本發(fā)明所說的每級檢波器固定體3中均密封安裝有三只呈笛卡爾坐標系分布的 三分量檢波器，其中一橫波分量與支臂6伸出方向一致。三分量檢波器用于從多方位接收 地震信號，并由抽頭接頭13與多芯電纜18線相連接，將檢波器的輸出信號傳輸給地面的地 震儀器。多個測井檢波器單元的抽頭接頭13由同一根多芯電纜18與地面儀器相連接。本發(fā)明所說測井檢波器單元上下兩端各連接固定一個吸震隔離單元2，吸震隔離 單元之間設有級間硬連接桿組件，若干個測井檢波器單元、吸震隔離單元、級間硬連接桿組 件串聯(lián)，組成多級定向測井檢波器裝置，在一口井中實現(xiàn)檢波器多位置點同時定向接收。本發(fā)明所說吸震隔離單元2又分別與相應的吸震器接頭10、接頭1相連接，其連接 均是通過銷軸進行定向固定連接。這樣每級測井檢波器單元中的三分量檢波器就可與吸震器接頭10、接頭1保持很 好地定向控制。為方便井上安裝，在電動推桿連接體5和上端吸震隔離單元2之間還設有 帶徑向通孔的穿桿塊9。本發(fā)明所說吸震隔離單元2主要由連接塊15、法蘭片16及彈性塊17組成。如圖 4所示。通過彈性塊17吸震，隔離兩端連接塊15的硬連接。這樣，可確保各級測井檢波器 單元接受信號不互相影響。本發(fā)明所說吸震隔離單元之間設有級間硬連接桿組件。本發(fā)明的級間硬連接桿組 件主要包括長連接桿12、短間隔桿11等。如圖2、圖3所示。短間隔桿11上設有橫向通 孔，以便于施工裝配。長連接桿12和短間隔桿11的組合使用，可確保組合的連接桿組件仍 接近軟管的性質(zhì)來適應井筒的曲折變化，降低對施工井筒的施工要求，否則將造成卡井。級 間硬連接桿組件的內(nèi)部連接以及與吸震器接頭10、接頭1均通過銷軸孔和螺紋銷軸進行連 接，可以有效地保證整個級間硬連接桿組件乃至整個多級測井檢波器裝置的定向功能。若 干個測井檢波器單元、吸震隔離單元、級間硬連接桿組件串聯(lián)，組成多級定向測井檢波器裝 置，在一口井中實現(xiàn)檢波器多位置點同時定向接收。本發(fā)明具體施工時，首先要使用一根30CM長的剛性桿穿過穿桿塊9的通孔，將第 一級測井檢波器單元卡在施工井口處，此時可方便地將已事先連接好地一套級間硬連接桿 組件與井口的測井檢波器單元進行定向連接，并將井口測井檢波器單元的抽頭接頭13、電源接頭14與多芯電纜18的第一組抽頭接頭相對應連接。連接完畢，即可取另一根剛性桿 自下往上依次穿住級間硬連接桿組件中短間隔桿11的通孔，將第一級測井檢波器單元和 級間硬連接桿組件等依次下放一段距離；然后再將第二級測井檢波器單元的吸震器接頭1 與井口處的短間隔桿11相連接，再用剛性桿穿過穿桿塊9的通孔，將第二級測井檢波器單 元卡在施工井口處。如此規(guī)律的安裝連接即可將多級的測井檢波器單元依次下放到施工井 中。在施工安裝過程中，每一級的測井檢波器單元長度、狀態(tài)均相同，每一級的級間硬連接 桿組件的連接和長度也相同，可按任意前后順序進行連接組裝。當需要井中的檢波器與相應的震源成特定的角度關系，則只需用剛性桿扳動短間 隔桿11即可達到目的。檢波器全部放入井筒中時可通過地面的電源控制系統(tǒng)，將多級測井 檢波器單元的支臂6依次推開，使之與井壁達到良好耦合。施工數(shù)據(jù)采集完畢后，通過地面 的電源控制系統(tǒng)，將多級測井檢波器單元的支臂6收攏，再使用剛性桿將級間硬連接桿組 件和測井檢波器單元依次從井筒中取出。本發(fā)明的多級測井檢波器裝置具有直徑小、連接拆卸方便的特點，非常適合于野 外水鉆、風鉆施工井的使用。每一級測井檢波器單元均具有良好的通用性，多級測井檢波器 單元可按任意前后順序進行串聯(lián)，并可實現(xiàn)單級獨立控制；在施工過程中可以根據(jù)具體的 施工需求來加減組裝的級數(shù)，另外增加或減少級間連接桿組件的數(shù)量以及改變連接桿的長 度，即可改變多級測井檢波器裝置的級間間距。本發(fā)明構(gòu)造簡單、合理，操作、使用方便，各 級控制靈活、推靠位置準確，并且可定向施工和接收，具有良好的級間吸震隔離功能，適用 于石油地震勘探、地礦地質(zhì)以及建筑工程等的測井檢波。
權(quán)利要求
1.一種多級定向測井檢波器裝置，其設有若干個測井檢波器單元，每個測井檢波器單 元包括有筒狀主體、安裝在筒狀主體上的三分量檢波器和井壁推靠裝置，其特征是所說測 井檢波器單元兩端連接固定吸震隔離單元，吸震隔離單元之間設有級間硬連接桿組件，若 干個測井檢波器單元、吸震隔離單元、級間硬連接桿組件串聯(lián)，組成多級定向測井檢波器裝 置，在一口井中實現(xiàn)檢波器多位置點同時定向接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的多個測井檢波 器單元的抽頭接頭由同一根多芯電纜與地面儀器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的井壁推靠裝置 由電動推桿、支臂、連桿機構(gòu)構(gòu)成，電動推桿安裝在筒狀主體內(nèi)，其通過連桿機構(gòu)將電動推 桿的直線運動轉(zhuǎn)化為支臂的側(cè)向旋轉(zhuǎn)移動，帶動支臂張開或收攏，實現(xiàn)井壁定位固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的測井檢波器單 元的筒狀主體包括檢波器固定體、支臂推靠連接體、電動推桿連接體，各部分之間通過螺紋 連接，螺紋連接處設有頂緊螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的檢波器固定體 中安裝有呈笛卡爾坐標系分布的三分量檢波器，其中一橫波分量與支臂伸出方向一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的吸震隔離單元 與測井檢波器單元、級間硬連接桿組件間通過銷軸孔和圓銷軸進行連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的吸震隔離單元 主要由連接塊、法蘭片及彈性塊組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的測井檢波器單 元筒狀主體和上端吸震隔離單元之間還設有帶徑向通孔的穿桿塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級定向測井檢波器裝置，其特征是所說的級間硬連接桿 組件由長連接桿、短間隔桿組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多級定向測井檢波器裝置，其設有若干個測井檢波器單元，每個測井檢波器單元包括有筒狀主體、安裝在筒狀主體上的三分量檢波器和井壁推靠裝置，所說測井檢波器單元兩端連接固定吸震隔離單元，吸震隔離單元之間設有級間硬連接桿組件，若干個測井檢波器單元、吸震隔離單元、級間硬連接桿組件串聯(lián)，組成多級定向測井檢波器裝置，在一口井中實現(xiàn)檢波器多位置點同時接收。施工過程中可以根據(jù)具體的施工需求來加減組裝的級數(shù)。本發(fā)明構(gòu)造簡單、合理，連接拆卸方便，各級控制靈活、推靠位置準確，并且可定向施工和接收，具有良好的級間吸震隔離功能，適用于石油地震勘探、地礦地質(zhì)以及建筑工程等的測井檢波。
文檔編號E21B49/00GK102096096SQ20091025874
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者于富文, 劉志田, 吳學兵, 孫中心, 宋志勇, 戚全, 李艷艷, 楊德寬, 王文爭, 申恒廣, 胡立新, 趙冰, 顏永安 申請人:中國石化集團勝利石油管理局地球物理勘探開發(fā)公司, 威海雙豐物探設備股份有限公司