一种用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节

摘要

本发明提供一种用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，包括承压外壳、动力装置、伸缩式推靠装置、检测装置和地面控制系统。其中，动力装置、推靠装置和检测装置均布置在承压外壳内，动力装置与推靠装置连接，地面控制系统分别与动力装置和检测装置电性连接。推靠装置在收缩状态下的外形尺寸不大于承压外壳，推靠装置在张开状态下能够支撑在井壁上。本发明提供的采集短节，通过地面控制系统控制动力装置实现推靠装置的收缩和张开，使得动力装置断电时推靠装置依然可以保持张开状态支撑在井壁上，从而使得检测装置在井中保持相同姿态，检测下一次压裂，极大程度上减少了仪器的损伤，节约成本。

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘测技术领域，具体涉及一种用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节。

背景技术

垂直地震测井仪的检波器作为传感器安装固定在护壳内，使用时，为了获得准确、清晰的信号和参数值，一般要求地震检波器和待测地面或孔壁面要紧密接触、推靠位置准确，装有检波器、用来拾取地震信号的采集短节能否与地下井壁岩层良好耦合，直接决定了监测地震信号的正确性，只有检波器正确的拾取到地震信号，相关的分析才能发挥作用。陆地用检波器或检波器串一般靠采集仪器下端设有的尾锥插固在地面上，对于井下地震波采集等一些特殊测量则不适用。

目前，也有测井检波器装置，其包括连接有信号接收装置的主体、推靠装置、信号传输电缆、提拉绳等，其中推靠装置一直上电才能开腿，而在压裂监测中，仪器需长时间浸泡在井中，在井中高温高压环境下持续上电对仪器损伤大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，关电后推靠装置仍然处于张开状态，维持仪器在井中的姿态不变，以便监测下一次压裂。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，包括承压外壳、动力装置、伸缩式推靠装置、检测装置和地面控制系统。其中，动力装置、推靠装置和检测装置均布置在承压外壳内，动力装置与推靠装置连接，地面控制系统分别与动力装置和检测装置电性连接。推靠装置在收缩状态下的外形尺寸不大于承压外壳的外形尺寸，推靠装置在张开状态下能够支撑在井壁上。

根据本发明的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，通过地面控制系统控制动力装置实现推靠装置的收缩和张开，使得动力装置断电时推靠装置依然可以保持张开状态支撑在井壁上，从而使得检测装置在井中保持相同姿态，检测下一次压裂，极大程度上减少了仪器的损伤，节约成本。

对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

根据本发明的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，在一个优选的实施方式中，动力装置包括电机总成和与电机总成的电机输出轴连接的减速器，电机总成位于承压外壳内其中一端。

通过电机和减速器配合的动力装置，便于实现对推靠装置的动力输入，且确保推靠装置的工作过程平稳可靠。

进一步地，在一个优选的实施方式中，减速器通过丝杠与推靠装置连接，丝杠上套设有丝母，丝母通过压环与推靠装置连接，丝杠通过轴承和丝杠外壳固定在承压外壳上。

通过把上述结构中的丝杆的旋转运动转化为推靠装置的轴向往复运动实现推靠装置的张开和收回，轴承能够有效承担丝杠的轴向载荷，提高推靠装置的结构稳定性。

具体地，在一个优选的实施方式中，推靠装置包括推杆、连接块和推靠臂。其中，推杆两端分别与丝杠和连接块连接，连接块上设有与推靠臂连接的连杆，连杆与连接块和推靠臂之间均为转动连接。推杆外侧面套设有与连接块连接的弹性支撑部件。推靠臂在连杆的转动过程中实现收缩和张开。

具体地，在丝杠的传动作用下，推杆向左移动时，弹性支撑部件推动连接块，连接块带动连杆，连杆带动推靠臂旋转打开，实现推靠功能支撑在井壁上。实现推靠后，电机总成断电，丝杠和推杆不移动，推靠臂依然处于张开推靠状态，一直到检测装置完成检测工作。电机总成上电后，推杆向右移动时，推杆带动连接块移动，连接块带动连杆，连杆带动推靠臂旋转收合，实现推靠臂收缩，整个工作过程稳定可靠。

进一步地，在一个优选的实施方式中，推杆上远离丝杠的一端通过衬套与承压外壳连接。

通过衬套实现推杆与承压外壳的固定连接，能够确保整个采集短节的结构稳定性和结构强度。

进一步地，在一个优选的实施方式中，衬套与推杆和承压外壳之间均设有密封圈。

通过进一步设置密封圈，能够进一步保证采集短节内部的密封性能，极大程度上提高采集短节的使用寿命。

进一步地，在一个优选的实施方式中，推杆上与丝杠连接的部分外侧面上套设有密封套，密封套与丝杠外壳连接。

通过设置密封套，能够对推杆起到很好的密封作用，提高整个推靠装置的可靠性。

进一步地，在一个优选的实施方式中，密封套与承压外壳和推杆之间均设有密封圈。

通过进一步设置密封圈，能够进一步保证采集短节内部的密封性能，极大程度上提高采集短节的使用寿命。

具体地，在一个优选的实施方式中，检测装置包括检波器总成和电路板总成。其中，检波器总成包括至少两个检波器，电路板总成至少包括两个电路骨架和分别布置在电路骨架上的采集板、电源板和耦合板。检波器分别通过检波器外壳固定在电路骨架上，然后布置在承压外壳内。

检波器用于检测自下而上传播的上行纵波和上行转换波、自上而下传播的下行纵波和下行转换波，以及横波信号。上述结构形式的检测装置，能够很好地完成测井工作并对检测数据进行处理。

进一步地，在一个优选的实施方式中，电路板总成的下端设有至少两个定位销。

上述定位销用来连接级间电缆时定位，便于检测操作。

相比现有技术，本发明的优点在于：通过底地面控制系统控制动力装置实现推靠装置的收缩和张开，使得动力装置断电时推靠装置依然可以保持张开状态支撑在井壁上，从而使得检测装置在井中保持相同姿态，检测下一次压裂，极大程度上减少了仪器的损伤，节约成本。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1示意性显示了本发明实施例的采集短节的整体结构；

图2为图1中B-B向剖面结构；

图3为图2中C-C向剖面结构；

图4为图1中D-D向剖面结构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

图1示意性显示了本发明实施例的采集短节10的整体结构。图2为图1中B-B向剖面结构。图3为图2中C-C向剖面结构。图4为图1中D-D向剖面结构。

如图1所示，本发明实施例的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节100，包括承压外壳10、动力装置20、伸缩式推靠装置30、检测装置40和地面控制系统。其中，动力装置20、推靠装置30和检测装置40均布置在承压外壳10内，动力装置20与推靠装置30连接，地面控制系统分别与动力装置20和检测装置40电性连接。推靠装置30在收缩状态下的外形尺寸不大于承压外壳10的外形尺寸，推靠装置30在张开状态下能够支撑在井壁上。

根据本发明实施例的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，通过底地面控制系统控制动力装置实现推靠装置的收缩和张开，使得动力装置断电时推靠装置依然可以保持张开状态支撑在井壁上，从而使得检测装置在井中保持相同姿态，检测下一次压裂，极大程度上减少了仪器的损伤，节约成本。

如图1所示，具体地，在本实施例中，动力装置20包括电机总成21和与电机总成21的电机输出轴连接的减速器22，电机总成21位于承压外壳10内其中一端。通过电机和减速器配合的动力装置，便于实现对推靠装置的动力输入，且确保推靠装置的工作过程平稳可靠。进一步地，在本实施例中，减速器22通过丝杠23与推靠装置30连接，丝杠23上套设有丝母24，丝杠23和丝母24螺纹配合连接，丝母24通过压环205与推靠装置30固定在一起，丝杠23通过轴承26和丝杠外壳27固定在承压外壳10上，电机总成21通过螺钉与丝杠外壳27连接。通过把上述结构中的丝杆的旋转运动转化为推靠装置的轴向往复运动实现推靠装置的张开和收回，轴承能够有效承担丝杠的轴向载荷，提高推靠装置的结构稳定性。

具体地，如图1和图4所示，在本实施例中，推靠装置30包括推杆31、连接块32和推靠臂33。其中，推杆31两端分别与丝杠23和连接块32连接，连接块32上设有与推靠臂33连接的连杆34，连杆34与连接块32和推靠臂33之间均通过销子35实现转动连接，推靠臂33又通过销子35实现与承压外壳10之间的转动连接。推杆31外侧面套设有与连接块32连接的弹簧36。推靠臂33在连杆34的转动过程中实现收缩和张开。优选地，连接块32内设有与推杆31端部形成配合的安装槽，承压外壳10上设有能够与推靠臂33形成配合的部分。具体地，在丝杠的传动作用下，推杆向左或者向上移动时，弹性支撑部件推动连接块，连接块带动连杆，连杆带动推靠臂旋转打开，实现推靠功能支撑在井壁上。实现推靠后，电机总成断电，丝杠和推杆不移动，推靠臂依然处于张开推靠状态，一直到检测装置完成检测工作。电机总成上电后，推杆向右或者向下移动时，推杆带动连接块移动，连接块带动连杆，连杆带动推靠臂旋转收合，实现推靠臂收缩，整个工作过程稳定可靠。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，推杆31上远离丝杠23的一端通过衬套37与承压外壳10连接。通过衬套实现推杆与承压外壳的固定连接，能够确保整个采集短节的结构稳定性和结构强度。优选地，在本实施例中，衬套37与推杆31和承压外壳10之间均设有O形密封圈。通过进一步设置密封圈，能够进一步保证采集短节内部的密封性能，极大程度上提高采集短节的使用寿命。

如图1所示，进一步地，在本实施例中，推杆31上与丝杠23连接的部分外侧面上套设有密封套28，密封套28与丝杠外壳27之间采用螺钉连接。通过设置密封套，能够对推杆起到很好的密封作用，提高整个推靠装置的可靠性。进一步地，在本实施例中，密封套28与承压外壳10和推杆31之间均设有O形密封圈。通过进一步设置密封圈，能够进一步保证采集短节内部的密封性能，极大程度上提高采集短节的使用寿命。

如图1至图3所示，具体地，在本实施例中，检测装置40包括检波器总成和电路板总成。其中，检波器总成包括至少两个检波器41，电路板总成至少包括两个电路骨架42和分别布置在电路骨架42上的采集板43、电源板44和耦合板45。检波器41分别通过检波器外壳47固定在电路骨架42上，然后布置在承压外壳10内。检波器用于检测自下而上传播的上行纵波和上行转换波、自上而下传播的下行纵波和下行转换波，以及横波信号。上述结构形式的检测装置，能够很好地完成测井工作并对检测数据进行处理。进一步地，在本实施例中，电路板总成的下端设有至少两个定位销46。上述定位销用来连接级间电缆时定位，便于检测操作。

具体地，本发明实施例的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节100,的工作过程如下：

在压裂之前将用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节100放置于压裂井周边的监测井中，通过地面控制系统接通电机总成电源，带动丝杠旋转，因为丝母和推杆是连接一体的，丝杠旋转带动丝母和推杆向上方移动时，弹簧推动连接块，连接块带动连杆，连杆带动推靠臂绕销子旋转打开，实现推靠功能，从而将检波器推靠贴于井壁上，以进行监测作业。

根据上述实施例，可见，本发明涉及的用于压裂监测的垂直地震测井仪采集短节，通过地面控制系统控制动力装置实现推靠装置的收缩和张开，使得动力装置断电时推靠装置依然可以保持张开状态支撑在井壁上，从而使得检测装置在井中保持相同姿态，检测下一次压裂，极大程度上减少了仪器的损伤，节约成本。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。