專利名稱：一種用于套管深井的震源設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及石油和地質勘探技術領域，具體涉及一種用于套管深井的震源設備。
背景技術：
在石油和地質勘探中，為了對深部地層結構作精細描述，作為井中地震勘探方法中所用的震源是必需的關鍵設備之一。目前國內外使用較為廣泛的井中震源裝置大致有五種，其中四種的作用原理都是以井液作為介質來傳導震動，它們包括1、美國Tomoseis公司的壓電震源，能耗大，有效能量弱；2、美國Geospace公司的軌道可控震源，能量弱；3、美國Bolt公司的氣槍震源，有害波強，且不能用于深井探測工作；4、法國CGG的炸藥索震源，連續激發能力差，施工不便，施工期長。還有一種是美國P/GSI公司的液壓可控震源，這種震源的作用原理是直接傳導震動，但它存在著設備龐大，技術復雜，維修難度大，成本高的缺陷。
發明內容
本發明要克服現有技術存在的設備龐大，技術復雜，維修難度大，成本高的缺陷。
為克服現有技術的缺陷，本發明的技術解決方案是一種用于套管深井的震源設備，包括外殼2和其內的震源動力電機，其特殊之處在于還包括外殼2內的激震器，所述激震器包括錘砧座5和與錘砧座5配合的推靠塊6，所述電機是圓筒型直線電動機，所述錘砧座5與直線電機的次極錘桿4同軸。
上述圓筒型直線電動機內的軸承8是滑動軸承。可在豎直立放或小角度斜放時完成激震。
上述圓筒型直線電動機內的軸承8是能做往復運動的滾動軸承。特別適用于完成大角度斜井和水平井中的激震。
本設備屬于機械脈沖點震源，關鍵環節是采用了由地面控制的深井下圓筒型直線電動機作為震源的動力，目前國內外尚無此種形式的震源設備。與現有技術相比，它集眾家之長于一身，具有如下的優點1、適用范圍廣可在最大深度為5000m的套管深井中正常工作；滿足在此5000m的深度范圍內高壓、高溫的使用條件；不僅可在豎直立放或小角度斜放時使用，還可完成大角度斜井和水平井中的激震。
2、激震頻帶不會因井深而改變，且激震頻帶0-2000Hz可調；3、可方便地實現地面控制其中(1)能量級400～800(焦耳)可調；(2)單次或連續多次激震可調；(3)連續多次激震時，激震間隔時間可調。
4、激震波重復性、一致性良好，且不會因井深而改變，有利于地質資料的處理、加工和分析解釋。
5、能耗低測一個300m長的目標井段，僅耗電20～40度。
6、結構簡單，體積小，維修方便，成本較低。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是激震前狀態結構示意圖；圖3是激震時狀態結構示意圖。
附圖標記說明如下1——電纜，2——外殼，3——初級繞組，4——次級錘桿，5——錘砧座，6——推靠塊，7——直流旋轉電動機，8——軸承。
具體實施例方式參見圖1，本發明包括外殼2和其內的震源動力電機和激震器。所說的電機是圓筒型三相直線電機，該圓筒型三相直線電機的電源及控制信號通過電纜1供給，圓筒型三相直線電機的初級繞組3內設置有次級錘桿4，所說的圓筒型直線電動機內的軸承8是滑動軸承。所說的激震器包括直流旋轉電動機7、錘砧座5和與錘砧座5的側壁可滑動配合、用來定位在井壁上的推靠塊6。所說的錘砧座5與上述圓筒型三相直線電機的次極錘桿4同軸。本方案中所說的激震器的結構與專利號為“01247024.4”的一種推靠傳力裝置的結構一樣，在該專利文件中已作了詳細描述。因為部件作用功能的不同，在本發明中依功能重新給予了名稱，本方案中的錘砧座5即是該專利文件中所述推靠裝置中的主動塊，推靠塊6即是該專利文件中所述推靠裝置中的受動塊。
本設備在實際使用時，處于豎直立放或小角度斜放狀態，由外殼2承受外部井壓。當本設備到達目標深度后開始工作時，應首先進行推靠動作，后再進行激震動作。推靠動作是由地面控制向直流旋轉電動機7供正向電流，直流旋轉電動機7正轉，使錘砧座5移動，其側壁上的推靠塊6在錘砧座5的傾斜側壁推力作用下沿徑向伸出，直至其靠緊深井套管內壁即可。然后由地面控制進行激震動作，圓筒型三相直線電機的次級錘桿4經滑動軸承8按控制要求對錘砧座5進行錘擊。錘擊的工作原理是由變頻器供電的三相圓筒型直線電動機的初級繞組3使電機內部自動產生一個移動磁場，該磁場切割次級錘桿4表面的導電環便感應電勢、感生電流，載流的導電環又在移動磁場中受到電磁力的作用，從而使次級錘桿4以低于移動磁場的線速度作上下直線移動，以完成激震。
參見圖2和圖3，具體的說，激震動作是由地面控制向直線電動機初級繞組3供正序電流，圓筒型三相直線電動機的次級錘桿4脫離錘砧座5向上運動到設備頂端，次級錘桿4以兩種方式下落錘擊，第一種方式是對圓筒型三相直線電動機斷電，次級錘桿4在重力作用下加速運動下落錘擊錘砧座5；第二種方式是對圓筒型三相直線電動機供負序電流，次級錘桿4在圓筒型三相直線電動機反向加力和自身重力的共同作用下，以更大的加速度下落錘擊錘砧座5，此方式較第一種方式能量大。當次級錘桿4撞擊錘砧座5時，使之產生震動，錘砧座5通過推靠塊6，將震動傳遞給套管，再通過地層向四周發射，即完成一次激震。重復上述動作，可完成多次激震。
震源挪位動作是這樣完成的向直流旋轉電動機7供反向電，直流旋轉電動機7反轉，錘砧座5反向運動，推靠塊6沿徑向縮回、脫離井壁。此后上、下挪動本設備即可調整激震深度，可以方便地在不同井深時產生激震，進行石油和地質勘探。
權利要求
1.一種用于套管深井的震源設備，包括外殼(2)和其內的震源動力電機，其特征在于還包括外殼(2)內的激震器，所述激震器包括錘砧座(5)和與錘砧座(5)配合的推靠塊(6)，所述電機是圓筒型直線電動機，所述錘砧座(5)與直線電機的次極錘桿(4)同軸。
2.根據權利要求1所述的一種用于套管深井的震源設備，其特征在于所述圓筒型直線電動機內的軸承(8)是滑動軸承。
3.根據權利要求1所述的一種用于套管深井的震源設備，其特征在于所述圓筒型直線電動機內的軸承(8)是能做往復運動的滾動軸承。
全文摘要
本發明涉及石油和地質勘探技術領域，具體涉及一種用于套管深井的震源設備。本發明要克服現有技術存在的設備龐大，技術復雜，維修難度大，成本高的缺陷。為克服現有技術的缺陷，本發明的技術解決方案是，一種用于套管深井的震源設備，包括外殼2和其內的震源動力電機，其特殊之處在于還包括外殼2內的激震器，所述激震器包括錘砧座5和與錘砧座5配合的推靠塊6，所述錘砧座5與直線電機的次極錘桿4同軸。
文檔編號G01V1/02GK1553217SQ0313420
公開日2004年12月8日 申請日期2003年5月29日 優先權日2003年5月29日
發明者萬文曼, 閻治安, 肖竟平, 顧積棟, 劉四欣 申請人:西安弘傳科技開發有限責任公司