[发明专利]采集和传送钻井中地震数据的装置

说明书

本发明涉及将在一钻井或钻孔中测得的数据，特别是地震数据，加以采集的系统。

钻井中测量数据的采集一般是将悬挂在一多功能电缆上的一个或几个探头下降到钻井中实现的。探头具有一长形壳体和一个或几个可动臂。

液压千斤顶（动力缸）可将各个臂从靠在探头壳体上的静止位置移动到打开位置，在此位置，可动臂正好锚定在钻井的壁上，因此使探头固定不动。液压回路把千斤顶与在压力下输送液体的设备相连，液压回路一般含有一台电动机和几台电动（控）阀。

多功能电缆往往含有多根输送电流的导线，用以为电动机供电和传输各种性质的信号。例如从一地面实验室向探头发送的控制信号以及从探头发回的应答（响应）信号。应答（响应）信号可由监测信号或测试信号或者由探头传感器测得的数据构成。所述的这种探头在法国专利FR-2，501，380中有所介绍。

也可使用一种配有锚定臂（anchorage    arms）的探头，探头下井时，通过由锁闭器保持张力下的弹簧驱动锚定臂。具有电控阀的液压装置用于锚定臂的解锁和打开。

电控阀是由控制信号驱动的，控制信号则由多功能电缆接收。这种探头在法国专利FR-2，548，727中有所介绍。

下降到井中以实现不同性质的测量的多种传感器可包括在一个单一的探头中或者包括在一探头组中，探头组具有一主探头以及悬于主探头下不同深度的许多卫星探头（satellite    probes）。这种探头组 在法国专利FR-2，564，599中有所介绍。

地震勘探作业是例如在井中设置多个传感器以检测由于地下层的不连续性而被反射的反射波，反射波起源于安排在地面上的、或在其近旁或在另一口井中的地震震源。人们可利用接收的信号以获得地下层的地震剖面。

地震传感器一般是有方向性的，且朝向一个或几个彼此之间相互垂直的方向。它们设置在一探头组内以捕集在不同深度处所接收的地震信号，它们是与地面实验室相连的，连接时或者通过包括在多功能电缆中的一根专用导线直接连接或者借助于一台地震数据采集系统而连接。

在后一情况下，对不同信号进行收集，取样，并使之数字化，然后通过多功能电缆的一根或几根导线以编码方式传送。译码后，这些信号由地震实验室记录和处理。

钻井中地震勘探所要求的传感器以及探头数量的不断增加，使探头的下降、定位和控制作业变得越来越复杂和精细。井中深处温度和压力较高的条件下的作业更是如此。

一种对下降到井中的单探头进行监测的传统方法包括监测悬挂探头的电缆的张力。探头停止下降会引起容易探测到的张力的变化。当使用具有几个探头的接收装置时，这种检测方法显然是无法采用的，这是因为在端部的一个卫星探头下降停止所导致的张力变化是很小的。如果延迟探检时间，又可能会遇到难以解决的钻井堵塞的问题。

在GB2005865中提供了一种用于控制下降到井孔中并悬挂在电缆上的探头的控制装置，它包括一个加速度计，加速度计产生探头的速度指示，该速度指示与地面上测得的电缆速度进行比较以便探测和控制探头的下降。这样的装置需要在每个探头上附加一个专门的精密和昂贵的加速度计，且需要在地面设置处理单元以比较这 两个测量值，显然该装置成本昂贵。

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可采集钻井中的地震数据以及把数据传输到设置在钻井外的中央控制和记录系统、同时又可以对备有采集系统的探头或探头组进行控制和测试的、成本低廉的装置。

本发明装置包括具有多个地震传感器的接收系统，地震传感器至少置于一个下降到钻井中的探头之内，探头悬挂在具有多根传输线的电缆的一端。所述探头含有与由中央系统控制的液压装置相联系的锚定臂，以及一台适宜于收集由各种传感器所接收的信号并把信号通过所述电缆的传输线以多路传输和数字化取样信号的形式传送到中央系统的采集系统。

本发明装置的特征在于它含有的控制系统配有监视接收系统沿钻井进展（下降）的装置以及采集系统与控制系统作断续连接的装置，从而确保把由所述控制系统所产生的信号传送到中央系统。

控制系统含有例如确定锚定臂位置的装置。

本发明装置也可具有在进行地震数据采集循环前测试各种传感器及采集系统的装置。

监视接收系统沿着钻井移动的装置含有例如一电平（或能量）比较器以检测由中央系统接收的、来自传感器的幅度低于预定阈限值的信号。

包括在本发明装置中的控制系统可在接收系统沿钻井移动过程中对其进行监视，检查锚定是否良好以及进行许多就地测量以便在进行数据采集循环前或在循环进行过程中检验其功能。