Спосіб збудження радіальних сейсмоакустичних коливань в свердловині

1. Спосіб збудження радіальних сейсмоакустичних коливань в свердловині, що включає переміщення і встановлення на заданій глибині у свердловині з розміщенням у металевій трубі збудника сейсмоакустичних коливань, який має електромеханічний перетворювач з електричними обмотками та електричний генератор, проведення збудження сейсмоакустичних коливань шляхом створення дії магнітного тиску між електромеханічним перетворювачем та металевою трубою, який відрізняється тим, що дію магнітного тиску створюють одно 3 точці розташування джерела та неможливість його використання для створення орбітальних радіальних коливань. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі за призначенням та технічною сутністю (прототип) є спосіб генерування радіальних сейсмоакустичних хвиль в навколосвердловинному середовищі [4], який включає опускання в обсаджену металевою трубою свердловину джерела, що має продовгуватий корпус з котушками, та генерування радіальних хвиль шляхом дії магнітного тиску для локального (симетричного відносно осі труби) розширення труби з випромінюванням в середовище сейсмоакустичних хвиль. Серед недоліків прототипу [4] - обмеженість його використання в зв'язку з неможливістю застосування в необсаджених свердловинах, невисока ефективність сейсмоакустичних досліджень внаслідок обмеження передачі енергії хвиль у середовище величиною деформації металевої труби при її розширенні внаслідок дії магнітного тиску, та неможливості його використання для створення орбітальних радіальних коливань. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу збудження сейсмоакустичних коливань в свердловині [4] шляхом підвищення ефективності сейсмоакустичних досліджень завдяки створенню магнітного тиску одночасно на частину труби асиметрично відносно її осі та створенню радіальних орбітальних сейсмоакустичних коливань в свердловині, а також поширення області використання в необсаджених свердловинах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі збудження радіальних сейсмоакустичних коливань в свердловині, що включає переміщення і встановлення на заданій глибині у свердловині з розміщенням у металевій трубі збудника сейсмоакустичних коливань, який має електромеханічний перетворювач з електричними обмотками та електричний генератор, проведення збудження сейсмоакустичних коливань шляхом створення дії магнітного тиску між електромеханічним перетворювачем та металевою трубою, згідно з корисною моделлю, дію магнітного тиску створюють одночасно на частину труби асиметрично відносно її осі і збуджують сейсмоакустичні коливання шляхом переміщення труби в радіальному напрямку з повторенням цієї дії в інших заданих радіальних напрямках, при цьому дію магнітного тиску створюють одночасно на частину труби асиметрично відносно її осі з послідуючим кутовим зміщенням асиметричної дії магнітного тиску на сусідні частини труби в послідовності, яка створює обертання сумарного вектора радіальної силової дії магнітного тиску навкруги осі труби, тим самим створюючи радіальні орбітальні сейсмоакустичні коливання в середовищі, яке оточує металеву трубу, а збудник сейсмоакустичних коливань, корпус якого складається з металевої труби, переміщують та встановлюють як в обсадженій, так і в необсадженій свердловині. Ці відзнаки є суттєвими, відповідають критерію "новизна" і забезпечують досягнення поставленої задачі корисної моделі. 52533 4 Завдяки тому, що дію магнітного тиску створюють одночасно на частину труби асиметрично відносно її осі і збуджують сейсмоакустичні коливання шляхом переміщення труби в радіальному напрямку з повторенням цієї дії в заданих радіальних напрямках, збудження сейсмоакустичних хвиль відбувається без обмеження передачі енергії хвиль у середовище величиною деформації металевої труби, тому що при асиметричному радіальному напрямку магнітного тиску збудження сейсмоакустичних хвиль у середовищі відбувається не в результаті розширення труби, а шляхом переміщення труби разом з її віссю в напрямку дії магнітного тиску практично без деформації труби, в цьому випадку майже відсутні сили розтягування в стінках труби, а радіальні зусилля магнітного тиску створюють у стінці труби локальні стискаючі зусилля, що передаються у середовище, яке оточує трубу, практично без затрат енергії на деформацію труби, що сприяє підвищенню ефективності сейсмоакустичних досліджень, при цьому повторення дії магнітного тиску в заданих радіальних напрямках, наприклад, у взаємно протилежних чи взаємно перпендикулярних напрямках, сприяє збільшенню інформації, що також підвищує ефективність сейсмоакустичних досліджень. Завдяки тому, що дію магнітного тиску створюють одночасно на частину труби асиметрично відносно її осі з послідуючим кутовим зміщенням асиметричної дії магнітного тиску на сусідні частини труби в послідовності, яка створює обертання сумарного вектора радіальної силової дії магнітного тиску навкруги осі труби, створюються радіальні орбітальні сейсмоакустичні коливання в середовищі, яке оточує металеву трубу, що підвищує ефективність сейсмоакустичних досліджень. Завдяки тому, що збудник сейсмоакустичних коливань, корпус якого складається з металевої труби, переміщують та встановлюють як в обсадженій, так і в не обсадженій свердловині, розширюється область його використання. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями Фіг.1, де зображено систему для реалізації способу збудження сейсмоакустичних коливань в свердловині. Система має збудник сейсмоакустичних коливань у вигляді електромеханічного перетворювача 1 з електричними обмотками 2, 3, 4, 5, відповідно, металеву трубу 6, а також електричний генератор, геофізичний кабель, зв'язаний з механізмом опускання та піднімання (не показані), до якого приєднаний збудник сейсмоакустичних коливань. Металева труба 6 може входити до складу обсадної колони свердловини, або входити до складу корпусу збудника сейсмоакустичних коливань. Здійснення способу відбувається таким чином: - для збудження сейсмоакустичних коливань виконують переміщення збудника з електромеханічним перетворювачем 1 і установлення його на заданій глибині у свердловині; - при подаванні імпульсу електричної напруги від електричного генератора енергії на одну з обмоток (наприклад, на обмотку 2, як показано на Фіг.1) в обмотці 2 виникає електричний струм і та створюється імпульсне магнітна поле В, внаслідок 5 чого на металеву трубу 6 буде діяти магнітний тиск (напрямок дії сумарної результуючої сили F магнітного тиску на трубу 6 та обмотку 2 показано на Фіг.1); - дія магнітного тиску через трубу 6 передається в оточуюче її середовище і збуджує в ньому сейсмоакустичну хвилю, енергія якої розповсюджується переважно в радіальному напрямку, асиметрично відносно осі труби 6, сила магнітного тиску призводить до переміщення труби практично без її деформації, і магнітна енергія ефективно перетворюється в сейсмічну енергію. Для створення орбітального радіального збудження сейсмоакустичних хвиль створюють імпульсний або змінний електричний струм в обмотках електромеханічного перетворювача 1, зі зміщенням у часі амплітуди імпульсів струму, або фази змінного струму, в послідовному порядку їх розташування навкруги осі перетворювача 1 і труби 6, таким чином забезпечується обертання сумарного вектора радіальної силової дії магнітного тиску навкруги осі перетворювача 1 і труби 6. Наприклад, для створення правостороннього обертання сумарного вектора радіальної силової дії магнітного тиску (по годинниковій стрілці в плоскості креслення на Фіг.1), створюють імпульсний або змінний електричний струм, амплітуда імпульсного або фаза змінного струму зміщена у часі в порядку послідовності розташування обмоток 2, 3, 4, 5, відповідно. Таким чином створюють радіальні орбітальні сейсмоакустичні коливання в середовищі, яке оточує металеву трубу. Збудник сейсмічних коливань може мати корпус у вигляді металевої труби, завдяки чому спосіб буде поширений для використання в необсаджених свердловинах. В цьому випадку для створення збудження сейсмоакустичних хвиль як в обсадженій, так і не обсадженій свердловині, збудник переміщують та встановлюють безпосередньо у рідині на заданій глибині, після чого створюють збудження окремих радіальних, або орбітальних радіальних коливань, як описано вище. 52533 6 Частоту обертання сумарного вектора радіальної силової дії магнітного тиску навкруги осі труби забезпечують достатньою для створення коливань у сейсмоакустичному діапазоні (порядку 102 3 10 Гц), при цьому відбувається достатньо ефективна передача енергії коливань труби через рідину в навколо-свердловинне середовище. Після закінчення досліджень на даній фізичній точці збудження у свердловині збудник сейсмоакустичних коливань переміщують на іншу задану фізичну точку збудження, після чого процес повторюють. Однією з переваг цього способу є відсутність необхідності притискання збудника коливань до стінок свердловини, щозначно спрощує конструкцію та підвищує надійність роботи збудника коливань, тим самим підвищується ефективність сейсмоакустичних досліджень. Спосіб дає можливість проведення сейсмоакустичних досліджень в імпульсному або вібраційному режимах. Підвищити ефективність проведення сейсмоакустичних досліджень дозволить також застосування способу збудження коливань кодоімпульсним (поліімпульсним) методом, який дозволить збільшити генеровану сейсмічну енергію на фізичній точці збудження у свердловині і частотний спектр збуджуваних сейсмоакустичних коливань. Спосіб може ефективно і успішно використовуватись для сейсмоакустичних досліджень як в малоглибинних, так і глибоких свердловинах. Позитивний ефект від застосування запропонованого способу полягає у підвищенні ефективності сейсмоакустичних досліджень, тому поставлена задача корисної моделі досягається. 1. US Patent №2005/0067191, Е21В47/00. 2. WO Patent №2006/033661, G01V1/52. 3. US Patent №4207961, G01V1/14. 4. US Patent №6595285 (2001/0028602), G01V1/00, H04R1/00 (прототип). 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 52533 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601