Багаторазовий пристрій для вибухового збудження сейсмічних хвиль у свердловині

1. Багаторазовий пристрій для вибухового збудження сейсмічних хвиль у свердловині, який має електричний одножильний каротажний кабель, довгастий корпус, вибухові заряди з електродетонаторами, закріпленими на корпусі і розподіленими уздовж нього, запобіжні відбивачі, електричні комутатори з контактними елементами, джерело електроживлення, який відрізняється тим, що кожен комутатор та вибуховий заряд роз 3 розподіленими уздовж нього, запобіжні відбивачі, комутатор у вигляді багатопозиційного перемикача з контактними елементами, джерело електроживлення, електромотор для привода комутатора. Недоліки аналога [3] - складність конструкції комутаторів з приводом від електромотора та ненадійність їх роботи, особливо в умовах глибоких свердловин. Відоме свердловинне джерело сейсмічних сигналів [4], яке має електричний одножильний каротажний кабель, послідовно з'єднані корпуси, в кожному з яких знаходиться вибуховий заряд з електродетонатором, електрозапускаючий пристрій, один контакт якого ізольований від корпусу та установлений на штовкачі з можливістю продольного переміщення в отворі корпуса. В корпусі встановлені мембрани, які руйнуються при вибуху, при цьому конструкція забезпечує послідовний підрив вибухових зарядів. Недоліки аналога [4] - складність конструкції джерела та ненадійність його роботи, що обумовлена можливістю існування електричного контакту жили кабелю з свердловинною рідиною та корпусом після першого вибуху заряду і неможливістю повторного спрацювання електрозапускаючого пристрою. Найбільш близьким технічним рішенням до корисної моделі за призначенням та технічною сутністю є прилад для багаторазового вибухового збудження сейсмічних коливань у свердловині (прототип) [5]. Прилад [5] для багаторазового вибухового збудження сейсмічних коливань у свердловині, який має електричний одножильний каротажний кабель, довгастий корпус, вибухові заряди з електродетонаторами, закріпленими на корпусі і розподіленими уздовж нього, електричні комутатори, встановлені на корпусі і розподілені між зарядами, кожен комутатор має по два контактних елемента, один з яких підключений до жили кабелю, другий контактний елемент підключений до одного з електродетонаторів заряду, кожний комутатор має механічний зв'язок з одним із зарядів, який установлений з можливістю руйнування при вибуху заряду, запобіжні відбивачі, закріплені на корпусі та розташовані між зарядами і комутаторами, джерело електроживлення, крім того корпус кожного з комутаторів виконаний з гнучкого матеріалу і заповнений діелектричною рідиною, в кожному комутаторі один з контактних елементів встановлений на пружині, а механічний зв'язок комутатора з одним із зарядів з виконаний з можливістю пересування контактного елемента комутатора, встановленого на пружині, відносно другого контактного елемента. Недоліки прототипу [5] - складність конструкції та ненадійність роботи внаслідок встановлення механічного зв'язку заряду безпосередньо з корпусом комутатора, в зв'язку з чим корпус комутатора має бути виконаний гнучким для можливості забезпечення механічного переміщення контактного елементу комутатора. Крім того ненадійність роботи обумовлена можливістю існування електричного контакту жили кабелю з свердловинною рідиною після першого вибуху заряду. 57894 4 В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити прилад [5] для багаторазового вибухового збудження сейсмічних коливань у свердловині шляхом введення жорсткого герметичного поршневого комутатора багаторазової дії з чотирма контактними елементами і відповідними підключеннями, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності його використання. Поставлена задача вирішується тим, що в багаторазовому пристрої для вибухового збудження сейсмічних хвиль у свердловині, який має електричний одножильний каротажний кабель, довгастий корпус, вибухові заряди з електродетонаторами, закріпленими на корпусі і розподіленими уздовж нього, запобіжні відбивачі, електричні комутатори з контактними елементами, джерело електроживлення, згідно корисної моделі, кожен комутатор та вибуховий заряд розподілені попарно між запобіжними відбивачами уздовж корпуса, кожен комутатор має по чотири контактних елементи, один з яких підключений до одного з електродетонаторів заряду, принаймні один з контактних елементів підключений до жили кабелю, та принаймні один з контактних елементів підключений до контактного елементу іншого комутатора, в кожний комутатор введений поршень, встановлений з можливістю пересування при вибуху одного з зарядів, на поршні встановлений контактний перемикач з можливістю попарного перемикання контактів комутатора; - комутатори та поршні виконані з герметичними ущільненнями; - на поршень кожного з комутаторів встановлений захисний ковпак. Порівняно з прототипом запропонований пристрій відрізняється наявністю таких ознак: - кожен комутатор та заряд розподілені попарно між запобіжними відбивачами уздовж корпуса, кожен комутатор має по чотири контактних елементи, один з яких підключений до одного з електродетонаторів заряду, принаймні один з контактних елементів підключений до жили кабелю, та принаймні один з контактних елементів підключений до контактного елементу іншого комутатора, в кожний комутатор введений поршень, встановлений з можливістю пересування при вибуху одного з зарядів, на поршні встановлений контактний перемикач з можливістю попарного перемикання контактів комутатора; - комутатори та поршні виконані з герметичними ущільненнями; - на поршень кожного з комутаторів встановлений захисний ковпак. Ці ознаки є суттєвими і забезпечують новизну та досягнення поставленої задачі корисної моделі. Завдяки тому, що кожен комутатор та заряд розподілені попарно між запобіжними відбивачами уздовж корпуса, кожен комутатор має по чотири контактних елементи, один з яких підключений до одного з електродетонаторів заряду, принаймні один з контактних елементів підключений до жили кабелю, та принаймні один з контактних елементів підключений до контактного елементу іншого комутатора, в кожний комутатор введений поршень, 5 встановлений з можливістю пересування при вибуху одного з зарядів, на поршні встановлений контактний перемикач з можливістю попарного перемикання контактів комутатора, реалізується можливість встановлення безконтактного механічного зв'язку комутатора з зарядом без деформації корпусу комутатора, що забезпечує спрощення конструкції та підвищення надійності приладу. Завдяки тому, що комутатори та поршні виконані з герметичними ущільненнями, реалізується можливість встановлення електричної ізоляції контактів комутаторів та неможливість існування електричного контакту жили кабелю з свердловинною рідиною до та після вибуху заряду, що забезпечує підвищення надійності роботи пристрою. Завдяки тому, що на поршень кожного з комутаторів встановлений захисний ковпак, реалізується захист поршня та комутатора від продуктів вибуху та можливість їх багаторазового використання, що забезпечує підвищення надійності пристрою. Запропонований Корисна модель пояснюється фіг., де зображено загальний вигляд багаторазового пристрою для вибухового збудження сейсмічних коливань у свердловині. Багаторазовий пристрій для вибухового збудження сейсмічних хвиль у свердловині (фіг.) має електричний одножильний каротажний броньований кабель 1 з жилою 2, довгастий корпус 3, вибухові заряди 4 з електродетонаторами 5, закріпленими на корпусі 3 і розподіленими уздовж нього, запобіжні відбивачі 6, кожний електричний комутатор 7 має по чотири контактних елементи 8, 9, 10, 11, в комутаторі 7 розміщений поршень 12, встановлений з герметичними ущільненнями і можливістю пересування при вибуху одного з зарядів 4, на поршні 12 установлений контактний перемикач 13, на поршень 12 кожного з комутаторів 7 установлений захисний ковпак 14, джерело електроживлення 15. Контактні елементи 11 всіх комутаторів 7 підключені до жили 2 кабелю 1, контактні елементи 8 всіх комутаторів 7 підключені до електродетонаторів 5, контактний елемент 9 кожного комутатора 7 підключений до контактного елементу 10 іншого комутатора. В одному комутаторі, що знаходиться внизу корпуса 3, до жили 2 підключені два контакти 9 та 11. Джерело електроживлення 15 підключене до жили 2 та броні кабелю 1. Корпус комутатора 7 може бути вироблений з твердого діелектричного матеріалу або заповнений діелектричною рідиною, наприклад мінеральним маслом. 57894 6 Запропонований згідно корисної моделі пристрій працює таким чином. Спочатку контактні елементи 8, 9 всіх комутаторів 7 пристрою замкнені за допомогою контактних перемикачів 13, а контактні елементи 10, 11 розімкнені. Пристрій опускають у свердловину на задану глибину. Для створення сейсмічного імпульсу за допомогою джерела електроживлення 15 на кабель 1 подають імпульс електричного струму, який через замкнені контактні елементи 8, 9 комутатора 7, що знаходиться внизу корпуса З, спричиняє вибух одного електродетонатора 5 та відповідного заряду 4. При цьому, як показано на фіг., відбувається пересування захисного ковпака 14 та поршня 12, який за допомогою контактного перемикача 13 розмикає контакти 8, 9 та замикає контакти 10, 11. Запобіжні відбивачі 6 призначені для запобігання руйнування сусідніх від заряду елементів пристрою в процесі вибуху. Для створення наступного сейсмічного імпульсу при необхідності прилад переміщують до іншої точки спостережень, потім за допомогою джерела електроживлення 15 знову подають імпульс електричного струму, при цьому електричний струм через замкнені контакти 10, 11 нижнього комутатора призводить до спрацювання тільки одного наступного електродетонатора і вибуху відповідного заряду. Далі процес повторюють, при цьому кількість вибухів за один спуск пристрою у свердловину залежить від кількості зарядів. Прилад може бути використаний також для інших свердловинних технологій, наприклад для перфорації свердловин на заданих глибинах, тощо. Так як позитивний ефект від застосування запропонованого корисної моделі полягає у спрощенні конструкції та підвищенні надійності пристрою [5], то поставлена задача корисної моделі досягається. Джерела інформації: 1. Firing System for Electrically Detonated Borehole Equipment. US Patent 2871784, C1 102-21.6. Feb. 3, 1959. 2. Selective Firing Apparatus. US Patent 3768408, C1 102-21.6. Oct. 30, 1973. 3. Apparatus for Generating Multiple Seismic Signals in a Wellbore. US Patent 4793435, G01V1/40. Dec. 27, 1988. 4. Скважинный источник сейсмических сигналов. Патент РФ № 2012022, кл. G01V1/40, дата публикации 30.04.1994. 5. Прилад для багаторазового вибухового збудження сейсмічних коливань у свердловині. Патент України № 34429, G01V1/40, 11.08.2008, бюл. № 15, 2008 (прототип). 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 57894 8 Підписне Тираж 23 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