[发明专利]地震勘探声波发生改进装置

说明书

本发明涉及一种改进的声波发生装置，该装置设置于一缆索的末端处而放入井或井眼内，通过使一重块下落撞击与该井壁耦合的一目标构件而产生声波。

本发明的装置特别应于用地震勘探领域。

已知有一种通过使一重块撞击一锚定在井眼内的目标构件而产生声波的装置。该目标构件固定在一长的带有锚定装置的壳体内，重块可在壳体内的与目标构件相接触的一底部位置和一顶部位置之间移动。在顶部位置时重块被控制装置释放而落下。该控制装置包括一带有可缩回的钩子的构件，适于夹紧一固定于重块上的啮合件和与安装于井内的提升装置相连接的刚性牵引构件（一钻管或互相连接的钻管串）。锚定装置是专业人员所熟知的压实机型锚定装置，它包括一由可径向移动的圆周部分和一中央部分组成的可张开部件。通过从地面使钻管串旋转引起该两部分相对旋转而使它枨开。圆周部分可以由一些绕枢轴旋转的臂构成，这些绕枢轴旋转的臂上装有爪具，爪具张开时，能把自己锚定在井壁上，或者具有一种可变形的外壳。

这种装置在已公开的法国专利2590994中已有所描述。从另一个已公开的欧州专利EP242262中可找到另一种适于在井内通过使一重块在一长的壳体内落下撞击一锚定的目标构件而产生地震波的装置，其中的目标构件带有一能将重块从下部提升并平移至其释放位置的复位系统。

该复位系统包括一安装在壳体纵向轴线处的一有螺纹的杆和一拧于其上的螺母。螺母本身锁定不能旋转。该螺母安装在重块下方。当螺杆以某一方向旋转时，会使螺母移动，螺母将重块推到一顶部位置，重块在那里被一沿壳体母线安装在壳体内的啮合杆的凹口锁住。然后，改变螺杆的旋转方向，将螺母送回到底部位置，在那里，它横向移开啮合杆并脱开重块。螺杆由一刚性钻管串或一安装在壳体上方的电动机从地面上驱动，电动机用的电由一供电和支承电缆从地面上馈入。

采用了一刚性钻管串就有可能施加一相当大的牵引力，从而即使在偏移非常严重的井内，也能将很深的深处的震源复位（放回到原来的位置）。但是由于与地面刚性连接，一部分震动能量就沿着井传播形成寄生发射，这些寄生发射会在某种程度上干扰相应于直接传到震源锚定深度处井壁的波的有用回波的接收。

上述欧洲专利申请EP242262中所描述的、通过从地面由供电和支承电缆馈电的电动机，使利用重物下落技术的地震源复位的方法，克服了刚性连接的缺点。在脱开该地震源之前，可以先将供电和支承电缆放松，这样冲击能就不会沿着井传播了。但是，由于用于井内的电缆一般只能输送相当小的电力，因而就限制了这种地震源的震动能力。当为了获得强有力的碰撞要求下降高度相当大时，复位所需时间就长了，这样就降低了地震冲出的可能速度。如果复位时间间隔已定而不能更改，下降高度以及地震源的能量就必须降低。

本发明的一种改进的装置克服了上述的缺点。该装置可以设置在一连接构件的末端而放入井内，通过使一重块落下撞击一与该井壁耦合的目标构件可以产生声波。该装置包括一中空的长的壳体，在壳体中安装了目标构件，该目标构体与井壁断续地耦合;复位装置包括一安装在重块下方的支撑构件，该支撑构件在一底部位置和一顶部位置之间的直线移动使重块从其碰撞位置上升到它的复位位置;保持装置可移动，以便将重块保持在它的设定位置。

其特征在于，该装置包括一使支撑构件与安装于井外的驱动装置连接起来的柔性缆索，将支撑构件锁定于底部位置的装置，一个当支撑构件位于其底部位置附近时可以被纵向推动的推动构件，以及使在支撑构件的推力作用下的控制活塞的运动与保持装置的运动相关联从而使重块脱开掉下的装置。

该装置还可以包括驱动一与液压回路联系的控制活塞的推动构件，该液压回路与保持装置关联，或者驱动一开关，开关与电气或电磁控制的保持装置相关联。

该装置还可以包括一安装在重块和支撑构件之间的一中间构件，随着支撑构件作纵向移动，该中间构件可接收重块的碰撞并将碰撞传给装置的壳体。

有了这样的结构以及采用市场上可以购得的供电和支承电缆，就可以施加一个几十千牛顿（KN）的力，即使把克服静压考虑在内。这个力也可以将一个相当重的重块迅速提升几米之高。

这样便获得了一种强有力的并能以很高频率重复工作的地震源。另外，采用一柔性缆索使重块获得势能。当重块被提升到脱开位置时，柔性缆索可以放松，沿该缆索没有寄生能量发射。还可以看到，因为可以将支撑构件锁定在底部位置，在该处，地震源的尺寸最小，这样就有助于在使重块下降和上升以及沿井道移动的过程中对支撑构件进行控制。

还应该说明的是，使地震源在井内移动的驱动装置是那些一般用于井内测井操作的装置。这样就不必采用更重和更昂贵的钻井设备。