專利名稱:在探井中作地球物理測量的一種設(shè)備的制作方法
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)有效信號的持續(xù)時(shí)間，其量級為幾個(gè)毫秒，它取決于發(fā)射信號的頻率。
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?重錘下落)，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?br>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。
目前出現(xiàn)的缺點(diǎn)的關(guān)鍵問題在于安裝地音探測器的彈簧片，只具有一個(gè)自由度，是由彈簧的變位方向所決定。彈簧的結(jié)構(gòu)和所處的受力狀態(tài)不允許彈簧在所有方向上都具有撓性。結(jié)果無法有效地消除設(shè)備與地音探測器及有關(guān)墊塊各個(gè)質(zhì)量之間的耦合。此外，與地音探測器組件相比，設(shè)備的質(zhì)量是相當(dāng)大的。質(zhì)量所引起的附加作用，隨著設(shè)備體和地音探測器組件之間連接的剛性增大而更大。
必須注意到，因?yàn)樵O(shè)備和地音探測器質(zhì)量之間是剛性連接的，而地音探測器的質(zhì)量是小于設(shè)備的質(zhì)量的，因此阻止了地音探測器接收傳播波譜的高頻振動(dòng)。高頻因此被刪掉，其結(jié)果猶如設(shè)備體和相對彈性的探井壁形成了一個(gè)高頻振動(dòng)濾波器。
應(yīng)用于第二種測量方式中的裝置還包括設(shè)備移動(dòng)裝置，用牽引和懸掛裝置安裝在設(shè)備上。
不管所提設(shè)備的牽引和懸掛裝置種類，不管這些裝置是柔性或是剛性，也不管是由牽引繩索或拉桿組成，測量可一個(gè)接著一個(gè)連續(xù)地進(jìn)行直到探井的全高度，例如可依下述方法進(jìn)行。
將測量設(shè)備下入到預(yù)定深度或標(biāo)高，把所述設(shè)備放置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，用可伸縮臂裝置倚靠在探井壁上保持固定，然后，就所考慮的探井標(biāo)高進(jìn)行測量。
由于下一次測量是在一個(gè)較高的標(biāo)高上進(jìn)行，故必須摺回可伸縮臂和操作牽引裝置將設(shè)備向上移動(dòng)。然后在另一位置上以與上面提到的完全相同的方式進(jìn)行操作。
容易看到，連續(xù)測量也就必然要求牽引和移動(dòng)裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);這些裝置在測量時(shí)要停止移動(dòng)，在兩次測量間隔中要作移動(dòng)。在用牽引繩索的情況下，則必須要有輔助操作。為了消除設(shè)備與地面移動(dòng)裝置之間的地震耦合，所以在整個(gè)測量期間，把繩索放松;并在一系列測量完了之后要重新張緊所述繩索。
因此，可以看到，相對于整個(gè)連續(xù)操作有一實(shí)質(zhì)上的時(shí)間損失，其中包括對探井中各種設(shè)備位置一定次數(shù)的逐次調(diào)整。
本發(fā)明尤其與前面提到的第二種測量方式有關(guān)，但是同樣適用于第一種測量方式，只要用水下探測器取代地音探測器，或同時(shí)利用地音探測器和水下探測器兩種測量組合方式。
本項(xiàng)發(fā)明以在鉆井中進(jìn)行地球物理測量設(shè)備為目標(biāo)，組成這種型式的設(shè)備，包括有一個(gè)測量設(shè)備，至少要將一個(gè)傳感器安裝在所述測量設(shè)備上;沿鉆井壁移動(dòng)設(shè)備的裝置安裝在所述設(shè)備上的彈性裝置，使傳感器在每一測量期間緊貼于所述井壁的適當(dāng)位置上。本項(xiàng)發(fā)明與眾不同的特性在于測量設(shè)備由環(huán)形帶組成，至少有部分環(huán)形帶對所述傳感器起支承作用，以及使環(huán)形帶連續(xù)繞轉(zhuǎn)的裝置。所述履帶繞轉(zhuǎn)裝置，配合相應(yīng)的止動(dòng)和定位鎖緊裝置，至少使所述環(huán)形帶支承傳感器部分，相對于所述鉆井壁，在每一測量期間保持固定。
在連續(xù)操作設(shè)備移動(dòng)裝置而使測量設(shè)備連續(xù)地移動(dòng)時(shí)，由于在每一測量期間傳感器是不動(dòng)的，所以消除了移動(dòng)裝置和測量設(shè)備之間的地震耦合。
本項(xiàng)發(fā)明的另一個(gè)與眾不同的特性，是由多條履帶組成的裝置，連同多個(gè)地音探測器，可在方向相對的幾部分探井壁上同時(shí)進(jìn)行測量。
同樣，本發(fā)明可以用作進(jìn)行探井內(nèi)周圍測量。
本項(xiàng)發(fā)明的另一顯著特性，地音探測器是用至少可以在兩個(gè)方向伸縮的彈性元件連接到設(shè)備體的，彈性構(gòu)件的彈性至少與探井穿過的地下巖層的最小彈性相等。此外，地音探測器或幾個(gè)地音探測器的質(zhì)量與彈性裝置的共振頻率至多不過等于所說地音探測器或幾個(gè)地音探測器的質(zhì)量與所說最小彈性的共振頻率。
用于少可以在兩個(gè)方向伸縮的裝置，把地音探測器連接到設(shè)備體上，幾乎完全消除了設(shè)備體質(zhì)量和地音探測器質(zhì)量之間的耦合，因而有可能消除掉設(shè)備體質(zhì)量對測量所引起的寄生作用。此外，借助于彈性連接，地音探測器能夠按可能接收波的振動(dòng)速度分量方向發(fā)生振動(dòng)。
對于能曉這種技術(shù)的人們來說，在考慮以下敘述和附圖后，將更為顯見。
圖1是放入測量設(shè)備在內(nèi)的探井剖面示意圖，所述測量設(shè)備用局部剖示，表明本發(fā)明的第一種具體裝置。
圖2是圖1中沿Ⅱ-Ⅱ方向的剖面圖。
圖3是應(yīng)用于圖1中所示設(shè)備的部分履帶透視圖。
圖4是在部分探井中表明測量設(shè)備的第二種實(shí)施例的局部圖示。
圖5是圖4中沿V-V方向剖面圖。
圖6是根據(jù)本項(xiàng)發(fā)明，設(shè)備的第三種實(shí)施例中所采用的四條履帶的局部透視圖。
圖7根據(jù)第三種實(shí)施例，設(shè)備的橫剖圖。
圖8作周圍測量的四條履帶的局部透視圖。
圖9是導(dǎo)向滾動(dòng)軌上部分履帶的局部圖示。
圖10是圖3中沿X-X方向截取的部分履帶的局部剖面圖。
各圖中所示設(shè)備1是該用來放落到探井2中，探井2由地面5和基本為圓柱形井壁3定界，不論井壁3是否具有凸凹不平的表面4。探井2穿透的地下巖層在圖中沒有具體地表明，地下巖層某些特性有待測定。
控制設(shè)備1的位移裝置放置在地面5上，這些裝置在圖中用方塊6表示。
作為舉例在本發(fā)明的較好實(shí)施例中，控制裝置6的作用是通過由惰輪8導(dǎo)向的中間牽引繩索7，使測量設(shè)備1產(chǎn)生連續(xù)移動(dòng)。
如圖1和2所示，測量設(shè)備包括一個(gè)由外殼9組成的機(jī)體，外殼至少有一面10是開口的，并且用繩索7在其頂端將它掛起。
在外殼9內(nèi)裝有桿11，作為設(shè)備的一個(gè)結(jié)實(shí)的固定元件，其頂端剛性地固定在上端轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪13的固定軸12上，所述軸12被剛性地固定在所說殼體9上。桿11的下端作為彈簧14的一端軸承座，彈簧的另一端連接到底部轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪15上。
測量設(shè)備1由可伸縮臂19沿探井壁3導(dǎo)引，每個(gè)臂19的一端樞支在設(shè)備殼體上，而另一端裝有滾輪20，滾輪可沿著探井壁3滾動(dòng)。各個(gè)臂19由千斤頂21操縱，它能將可得動(dòng)臂移到張開位置，或移到如圖1中虛線所表示的縮回位置。千斤頂由裝在設(shè)備體內(nèi)的控制部件或連接箱供應(yīng)液壓流。
設(shè)備的垂直軸23基本上與桿11的軸向保持一致，而相對于探井的垂直軸線24有橫向偏移。為了保證測量時(shí)，測量設(shè)備1相對于測局部探井壁3的正確位置，可收縮壁19之間以相互保持120°夾角為宜。(如圖2所示)履帶16組成的環(huán)形帶繞在鼓輪13和15上，通過設(shè)置在鼓輪13和15附近的張緊和導(dǎo)向滾輪17，用連接在中心桿11的彈簧18沿著適當(dāng)?shù)姆较蛲七M(jìn)。
履帶16在導(dǎo)向滾動(dòng)軌上運(yùn)行，滾柱26的凹槽25和剛性固定在設(shè)備體上的角鐵27把履帶限制住，凹槽25與履帶16凸緣28互相齒合，如圖4和9所示。
如圖3和10所示，履帶16由履帶塊29a和29b組成。所述履帶塊用鉸接環(huán)30所樞銷31彼此樞支聯(lián)接在一起。在兩履帶塊29a之間夾入一履帶塊29b，這就能使一塊29B按交替順序緊跟著一塊29a。在每塊履帶塊上作出一個(gè)任意適當(dāng)形狀的盲凹槽32，但以矩形為佳，用力將一個(gè)中間支承板33裝入凹槽，支承板33的厚度應(yīng)超過凹槽32的深度。同樣在中間支承板33中作一個(gè)凹槽34，用力把一塊彈性吸振塊35裝入凹槽34中。一個(gè)或若干個(gè)傳感器，例如地音探測器36按三個(gè)不同的方向組合在一起，每一傳感器能夠在一個(gè)優(yōu)選的方向上振動(dòng)，因此而探測按所述方向傳播的振動(dòng)分量。在圖3所示的實(shí)施例中，三個(gè)地音探測器36按三個(gè)正交的方位定向，并安裝在彈性吸振塊35上，以這種方法機(jī)械地消除與測量設(shè)備1之間的耦合。
止動(dòng)和鎖定裝置(其作用將在下文中結(jié)合測量設(shè)備的操作敘述三)安裝在履帶塊29a和29b上，使履帶16沿探井壁3移動(dòng)時(shí)，貼緊井壁3。止動(dòng)和鎖定裝置特別包括在每一履帶塊29a上有一塊剛性板37安裝在地音探測器36的前面，對著探井壁3的平板外表面38設(shè)有止動(dòng)釘齒39或任何相當(dāng)類型的釘柱，所述釘齒最好均勻間隔分布在上述整個(gè)外表面38上。釘齒39的高度和形狀將隨所需插入探井壁3的深度來選定，因此，也是按履帶16與所述探井壁3的有效連接作用來選定。
地音探測器組36沿履帶16全長的分布可以作調(diào)整，并通常根據(jù)所要探測的鉆井壁3的部位進(jìn)行考慮。
為了增大履帶和探井壁相接觸的部位和防止所述履帶部分與所述井壁之間的任何滑動(dòng)，還用了釘齒60既安裝在履帶塊29a上也安裝在履帶塊29b上。釘齒60或其它類似的止動(dòng)零件可按任何所需要的格局分布在履帶塊29a和29b的表面上。然而，要使止動(dòng)釘齒的尖頭61位于同一平面內(nèi)，略微比止動(dòng)極37內(nèi)表面所確定的平面靠后一些。這樣，同時(shí)由止動(dòng)板38和釘齒60將履帶16靠著探井壁保持在一定的位置上。
當(dāng)采用的履帶16含有相當(dāng)大數(shù)量的上述類型的地音探測器36時(shí)，即使探井壁3具有非常凹凸不平的表面4，也總能保證至少有若干組地音探測器36顯示出有效的測超結(jié)果。
為了可能利用靠在探井壁3的有用部位上的最大數(shù)量的履帶塊29a和29b，在測量設(shè)備1中裝上支承和固定位裝置40。所述裝置40按均勻間距安裝在桿11上。每個(gè)組件40包括剛性固定在中心桿11上的套管41和彈簧42，彈簧42至少能在兩個(gè)方向上伸縮并裝在套管41中。所述彈簧42固定在止推座43上，止推座43樞支聯(lián)接在支承架44上，支承架44可繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地裝在所述止推座的心軸上。
包含一條履帶16的設(shè)備，其操作過程參照圖1至3說明如下當(dāng)測量裝置下入探井2底部之后向著地面5向上移動(dòng)時(shí)，卷揚(yáng)繩索7對測量設(shè)備1施加牽引力。連續(xù)卷繞繩索7使測量設(shè)備1連續(xù)地向上運(yùn)行，通過設(shè)備中的固定元件，尤其是殼體a和剛性固定在所述殼體上的軸12作為媒介物使履帶16沿箭頭F方向發(fā)生位移，鼓輪13沿箭頭F方向的位移使履帶16產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)椴糠致膸怯冕旪X固定在鉆井壁3上的，位于最高位置并用29S標(biāo)示的履帶塊與所述壁保持不動(dòng)，直到它占有用29i標(biāo)示的履帶塊位置，這時(shí)測量設(shè)備移過了相當(dāng)于履帶塊29和履帶塊29i之間的距離。每塊履帶塊與鉆井壁相對地保持不動(dòng)的時(shí)間間隔確定了一個(gè)測量時(shí)期，在此期間地音探測器36(也與探井壁相對地保持不動(dòng))可隨時(shí)探測探井2周圍的地下巖層中所傳播的振動(dòng)。
為了保證所述履帶塊相對于設(shè)備體的精確定位，從而找到所感興趣的巖層。在上端滾輪17上設(shè)有一種裝置(未在圖中表出)至少可用于探測和傳送履帶塊29s向著地面表層推移通過。
以上所述未涉及產(chǎn)生振動(dòng)的聲發(fā)射。可用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行，其設(shè)備可裝在控制裝置6中，或把發(fā)射器獨(dú)立裝在測量設(shè)備1的履帶塊水平位置上。
采用獨(dú)立振流情況，在履帶塊29b中作一音槽62，用來接受吸振塊63，相類似于履帶塊29a中的吸振塊35，聲波源64安裝在吸振塊63上，取代處于相同位置上的地音探測器36，這樣可以象用地音探測器相同的方法與設(shè)備體保持彈性消耦。
遙測接收器65與聲波源64相聯(lián)系并由接線箱22控制。遙測裝置設(shè)計(jì)成由遙測接收器65可以控制聲源64，并由地音探測器收集傳送的數(shù)據(jù)，因這些裝置是為從事這種技術(shù)的人所熟知而不再詳述。
在履帶塊29a上，也安裝一個(gè)遙測發(fā)射器45，它將地音探測器接收到的數(shù)據(jù)傳送到接線箱22。
最好把操縱遙測裝置45和65所必需的控制裝置集中在所述連接箱22中。
由于鉆井壁3的凹凸不平的表面4而造成履帶(16)接觸長度的差異，用測量設(shè)備中彈簧14進(jìn)行調(diào)整。
因此，本發(fā)明的裝置，可用于本說明簡介部分所述第二種測量方式連續(xù)地移動(dòng)測量設(shè)備1而又使地音探測器36與鉆井壁3保持相對固定，或者不連續(xù)地移動(dòng)所述設(shè)備，如第一測量方式的情況。
測量設(shè)備1的另一種具體裝置如圖4和圖5所示，設(shè)備1包括二條履帶16a和16b和如附圖1到3所示的所有附件，在此不再多述。兩條履帶16a和16b所組成的設(shè)備，可以在鉆井壁兩個(gè)相對著的部位進(jìn)行振動(dòng)探測。在此具體裝置中，可伸縮臂19(在圖4中看不到)沿鉆井壁移動(dòng)的部位不同于履帶16a和16b所作用的部位。中心桿11被兩根桿11a和11b所取代，將桿11a分配給履帶16a而桿116分配給履帶16b。
另一種具體裝置如圖6和圖7所示。測量設(shè)備包括結(jié)合成對的四條履帶16a到16d。指定履帶16a和16b與鉆井壁的兩個(gè)相對面的部位接觸，而指定另外兩條履帶16c和16d與前述部位相垂直的鉆井壁部位接觸，四條履條16a到16d圍繞著空心中心桿46安裝，電纜和導(dǎo)線可以穿過中心桿46。測量設(shè)備1的主體47有孔口48和作為履帶通道的暗槽49。這樣，可同時(shí)探測與履帶16a到16d相對應(yīng)的鉆井壁四個(gè)部位中傳播的振動(dòng)。根據(jù)明顯的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，履帶16a到16d的長度是不相同的，里面的一對履帶16c和16d比外面的一對履帶16a和16b較短一些。在此條件下，有效測量長度與較短的一對履帶有關(guān)，所述有效長度是指圖1中所示的履帶塊29s和履帶塊29i之間的距離。
在某些情況需要作周圍測量，根據(jù)本發(fā)明，可用圖8所示具有四條履帶的測量工具來進(jìn)行。
可明顯看出，示意圖中只畫出為清楚了解裝置所必需的部件，其他必要的部件可參考其他附圖。
鉆井2用外殼50表示，為了露出成對結(jié)合在一起的四條履帶51到54，將外殼50切去一部分，對51～52履帶套在53～54這對履帶里面。
在這具體裝置中，裝置55是用來發(fā)射聲波的，而裝置56用來接收鉆井四周地下巖層中傳播的振動(dòng)。
聲發(fā)射器55，具體指發(fā)射器55a到55d，安裝在履帶51和52上，聲波接收器或地音探測器56或具體指接收器56a到56e被安裝在履帶53和54上，與聲發(fā)射器保持直角，以保證每個(gè)發(fā)射器55位于兩個(gè)接收器56之間。另外發(fā)射器55和與其相關(guān)的接收器56位于同一水平面內(nèi)。參閱圖8，可清楚看到，從上往下數(shù)第二個(gè)發(fā)射器55b，與還是從上往下數(shù)的第三個(gè)接受器56c相關(guān)。其他兩條履帶52和54上的發(fā)射管和接收器位于發(fā)射器55b和接收器56c限定的平面內(nèi)，圖中用一條橢圓線57表示，不同橢圓線57處于鉆井中的不同高度上。兩條相鄰橢圓線之間的距離限定所要測量的地下巖層的厚度。距離用箭頭58表示，相當(dāng)于位于兩個(gè)相鄰的橢圓面57上的兩個(gè)相鄰的發(fā)射器55或兩個(gè)相鄰的接收器56之間的距離。在圖8所示的例子中，兩個(gè)相鄰發(fā)射器或兩個(gè)相鄰接收器之間稱作傳感器間距，是完全相同的，等于四個(gè)履帶塊29的寬度，但在必要時(shí)可以縮短或增大距離。內(nèi)傳感器之間的距離確定了成對履帶51到54之間的長度差異。一種簡單的作法是選定一個(gè)內(nèi)傳感器間距，并規(guī)定履帶之間的長度判別為所述內(nèi)傳感器間距的倍數(shù)。因此，發(fā)射器55和接收器56所放置的位置，也就是用這些發(fā)射器和接收器進(jìn)行測量時(shí)所要附著的位置并得出良好的結(jié)果。
在交替的排列中，聲發(fā)射器和接收器可以用交替的順序安裝在每對相關(guān)的履帶上，如履帶51和53，以使位于同一水平平面內(nèi)的，履帶51上接收器對于履帶53上的發(fā)射器，也可反過來安裝。
以上所述，介紹了移動(dòng)測量設(shè)備1的裝置，該裝備是以鉆井2的地面5進(jìn)行控制的。顯然，如果探井尺寸與上述探井中所用的設(shè)備總的尺寸均使此成為現(xiàn)實(shí)時(shí)則可以使用獨(dú)立的設(shè)備移動(dòng)裝置，例如，在測量設(shè)備中配備一個(gè)拖動(dòng)機(jī)，它可根據(jù)所要實(shí)施的測量方式，使測量設(shè)備既可連續(xù)地前進(jìn)，也可間接的前進(jìn)。
為了使每個(gè)地音探測器36沿所探測的振動(dòng)速度分量方向作適當(dāng)?shù)恼駝?dòng)，必須保證此地音探測器與設(shè)備體9和與之相聯(lián)的47用機(jī)械方式進(jìn)行退耦。事實(shí)上探井壁3的最小特征彈性s與地音探測器形成一個(gè)彈性耦合。由于吸吸振塊35的彈性S對所述地音探測器的作用，使總質(zhì)量為M的設(shè)備體，附屬臂19和設(shè)備的其他零件，與總質(zhì)量為m的地音探測器組36物成的組件，止動(dòng)板37和吸振塊35，以及巖層構(gòu)造的彈性s共同組成了一個(gè)平衡的彈性系統(tǒng)，為了獲得有效退，由于質(zhì)量值M相對地大于m，因而必須相應(yīng)地規(guī)定較高的彈性S，計(jì)算表明，當(dāng)S＝s時(shí)，每個(gè)地音探測器組件的振動(dòng)速度是巖層構(gòu)造振動(dòng)速度的一半，這樣，必須保證質(zhì)量M和彈性S的共振頻率等于質(zhì)量m和彈性s的共振頻率。
附圖1到10所示測量設(shè)備1中所包括的止動(dòng)和鎖定裝置。是為了要保證履帶塊29s和29i之間的履帶相對于探井壁保持固定位置。顯見，如果改變履帶的方位或改變組成履帶的材料，這些裝置可加以改進(jìn)和/或至少可部分刪去。事實(shí)上，若探井具有一個(gè)水平軸而不是如圖1中所示的垂直軸。則就有可能使用這樣的測量設(shè)備，其重量和/或其中所應(yīng)用的部件，可省去前面所說的那些支承和鎖定裝置，但明顯的條件是所說應(yīng)用部件要能夠支承部分履帶使其在每一測量期間保持穩(wěn)固。
同樣地，當(dāng)所采用的履帶式環(huán)形帶，對于垂直或水平探井壁具有一個(gè)粘著系數(shù)，則在每一測量時(shí)期內(nèi)，履帶與探井不會產(chǎn)生滑動(dòng)，在此情況下，就完全有可能大量改進(jìn)止動(dòng)和鎖定裝置，或以至可予以取消，以利于顧及構(gòu)成履帶式環(huán)形帶的材料的物理性能。
顯見，從任何意義上本發(fā)明不限于參照附圖加以說明的具體裝置，根據(jù)所予定的用途，在這項(xiàng)技術(shù)有關(guān)的性能范圍內(nèi)，以利不脫離本項(xiàng)發(fā)明的目標(biāo)或精神，可相應(yīng)地考慮許多其他的結(jié)構(gòu)形式。
權(quán)利要求
1.在探井內(nèi)供作地球物理探測的一種設(shè)備，組成這種型式的設(shè)備，包括有一個(gè)測量設(shè)備，至少有一個(gè)安裝在所說測量設(shè)備上的傳感器；使設(shè)備沿探井壁移動(dòng)的裝置，安裝在所述設(shè)備上的彈性支承裝置，該裝置使傳感器在每一測量期間處于十分貼近所述井壁的位置，該測量設(shè)備的特征是含有一環(huán)形履帶，所述履帶至少有一部分用作所述傳感器支承；使環(huán)形帶連續(xù)繞轉(zhuǎn)的裝置，所述履帶繞轉(zhuǎn)裝置配合適宜的止動(dòng)和定位鎖定裝置，在每一測量期間，至少使所述環(huán)形帶的支承傳感器的部分相對于所述探井壁保持固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的一種設(shè)備，其特征在于環(huán)形帶是一條長度不變的履帶，由獨(dú)立的履帶塊相互可轉(zhuǎn)地連接在一起而構(gòu)成，所述履帶能在一個(gè)內(nèi)導(dǎo)向滾動(dòng)軌上移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的一種設(shè)備，其特征在于含有多個(gè)傳感器，傳感器為聲傳感器，沿履帶全長間隔地排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3中所述的一種設(shè)備，其特征在于把傳感器結(jié)合成組，每組包含三個(gè)傳感器，分別安裝在三個(gè)互相垂直的方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4中所述的一種設(shè)備，其特征在于把每一組傳感器安裝在止動(dòng)和鎖定裝置的背面，至少用一個(gè)止動(dòng)板組成，借助分布在所述止動(dòng)板整個(gè)接觸面上的釘齒，使止動(dòng)板的外表面與其所面對的探井壁相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4或權(quán)利要求
5中所述的一種設(shè)備，其特征在于每組傳感器是被放在卡緊于支承履帶塊上的彈性塊和止動(dòng)板之間的。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6中所述的一種設(shè)備，其特征在于彈性塊是被壓制鑲嵌在與支承履帶塊剛性連接的，中間支承板的凹槽中。
8.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求
所述的一種設(shè)備，其特征在于彈性裝置是由裝在測量設(shè)備上的固定件和連接件之間的彈簧構(gòu)成的。而所述連接件則用銷軸安裝在止推座上，用止推座支靠在履帶滾柱導(dǎo)軌的滾柱上。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求
1到權(quán)利要求
8中的任一項(xiàng)所述的一種設(shè)備，其特征在于測量設(shè)備包括一個(gè)外殼，殼體至少有一面-對著受止動(dòng)塊作用的探井壁-是開口的，而測量設(shè)備的堅(jiān)實(shí)固定件是由受彈性裝備作用的中心桿和兩個(gè)繞履帶轉(zhuǎn)的鼓輪所組成，其中一個(gè)所述鼓輪是用所述鼓輪的堅(jiān)實(shí)固定軸剛性固定在前述外殼上。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的一種設(shè)備，其特征在于所述裝置所提供一種途徑用來補(bǔ)償，因探井壁表面凹凸不平而引起的履帶松緊變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1到10其中任一項(xiàng)所述的一種設(shè)備，其特征在于所述裝置包括用來導(dǎo)引和使測量設(shè)備靠在探井壁上的可伸縮短臂，所述臂置放位置之間相距120°角。
12.根據(jù)權(quán)利要求
9到11其中任一項(xiàng)所述的一種設(shè)備，其特征在于測量設(shè)備有一個(gè)垂直中心線，實(shí)際上通過中心桿軸線，而相對于探井垂直中心線有橫向偏移。
13.根據(jù)權(quán)利要求
9中所述的一種設(shè)備，其特征在于由移動(dòng)裝置連續(xù)卷繞的牽引繩索磁針外殼懸掛在探井中。
14.根據(jù)權(quán)利要求
1到12任何一項(xiàng)中所述的一種設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括用來發(fā)射地音探測器可獲得的數(shù)據(jù)的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14中所述的一種設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)-發(fā)射裝置包括裝在地音探測器的彈性塊內(nèi)的裝置，和裝在殼體的接線箱中的接收裝置。
16.根據(jù)以上任何一項(xiàng)權(quán)利要求
中所述的一種設(shè)備，其特征在于測量設(shè)備含有多條履帶，每條履帶都裝有若干組地音探測器。
17.根據(jù)權(quán)利要求
16中所述的一種設(shè)備，其特征在于測量設(shè)備含有一個(gè)空心中心體，放在防護(hù)罩內(nèi)，防護(hù)罩作為四條履帶的通道，所述履帶結(jié)合成對能沿著中心體繞轉(zhuǎn)，能對實(shí)際上是位于四個(gè)垂直方向的探井的四部分進(jìn)行探測。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17中的一種設(shè)備，其特征在于所述裝置含有發(fā)射和接收傳感器，沿著兩條具有不同長度且在兩個(gè)互相垂直方向上繞轉(zhuǎn)的履帶，間隔放置，接收傳感器安裝在其中一條所述履帶上，而發(fā)射傳感器安裝在另一條履帶上，每一對相聯(lián)系的發(fā)射和接收傳感器實(shí)際上是位于同一個(gè)與測量設(shè)備軸線相垂直的平面上，兩條相關(guān)履帶之間的長度差異等于兩個(gè)相鄰發(fā)射器間距的倍數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求
17中所述的一種設(shè)備，其特征在于每一條履帶包括交替排列的聲發(fā)射傳感器和聲接收傳感器，這樣使得兩條相連系的履帶，其中一條所述履帶上的發(fā)射傳感器與另一條履帶上的接收傳感器處于同一水平面內(nèi)。
20.按照上述權(quán)利要求
中的任何一項(xiàng)所述的一種設(shè)備;其特征在于接收傳感器是由地音探測器構(gòu)成，其中支承地音探測器的與不攜帶地音探測器的履帶塊交替排列。
專利摘要
供用在探井中作地球物理測量的一種設(shè)備包含一條履帶，至少有一部分履帶用于支承傳感器。用吊索和導(dǎo)向滑輪裝置使履帶在探井中連續(xù)地移動(dòng)，與有關(guān)的釘齒和止動(dòng)板配合，至少使支承傳感器部分的履帶，在每個(gè)測量期間，處于與探井壁保持在相對固定的位置上。
文檔編號G01V1/40GK85104985SQ85104985
公開日1986年12月31日 申請日期1985年7月1日
發(fā)明者菲利普·斯塔森, 彼里·格斯 申請人:埃爾夫·阿查坦國營公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan