逆VSP深井地震勘探筛管式震源制造技术

本发明专利技术提供一种逆VSP深井地震勘探筛管式震源，该逆VSP深井地震勘探筛管式震源包括激发段、装药段、筛管和尾部封堵，该装药段位于该筛管内部并与该激发段内舱连接形成耐高压的密封舱，该筛管两端分别连接该激发段和该尾部封堵。该逆VSP深井地震勘探筛管式震源克服传统震源药柱无法在深井高温高压的环境中安全起爆且产生足够能量地震波的问题，提供一种能够在深井中激发并具有足够高能量密度的震源，以满足逆VSP深井激发地震勘探的工程需求。以满足逆VSP深井激发地震勘探的工程需求。以满足逆VSP深井激发地震勘探的工程需求。

【技术实现步骤摘要】
逆VSP深井地震勘探筛管式震源


[0001]本专利技术涉及物理爆炸震源
，特别是涉及到一种逆VSP深井地震勘探筛管式震源。

技术介绍

[0002]随着油气田矿藏勘探开发的难度增加，常规勘探手段所得地震资料精度已经难以满足当前地震勘探的需要。因此出现了在地面激发、深井中接收的VSP(Vertical Seismic Profiling)地震勘探方法，该方法利用直达波和反射波研究井旁构造和岩性的地震勘探方法。然而，常规VSP技术存在井下检波级数低、成本高和地面激发炮点分布不均匀等问题，严重制约勘探作业效率。采用井中激发、地面接收的逆VSP技术可有效解决上述问题。逆VSP技术将震源在深达数千米的井下激发，通过在地面设置的检波器记录直达波和反射波，单次激发即可获取更丰富、精密、有效的地层数据，具有采集点设置灵活、成本低、效率高等优点。
[0003]常规地震勘探和VSP技术均采用地面(深度几米至几十米)爆炸的方法产生地震波，所用震源爆速和能量密度均较低，其中TNT因成产工艺和污染等因素已命令禁止使用，乳化炸药能量密度较低且不易储存，且温度压力对其减敏作用影响其爆轰性能。当前震源均无法满足逆VSP井下高温(60
‑
70℃)、高压(20
‑
30MPa)环境中稳定起爆的作业需求。另外，井下激发震源需要具有足够的安全性、可靠性和环保性，其中包括下井过程中激发器和炸药的稳定性和井下爆炸压力不损伤井壁套管和固井装置、激发器和药柱的稳定起爆爆轰能力、震源爆炸后不产生额外的碎片和化学物质对井内环境产生堵塞污染等问题。因此逆VSP震源需要同时满足高能量密度、高稳定性和可靠性、无碎屑、耐高温高压等特点，当前公开的地震勘探震源均无法直接适用于逆VSP的井下爆破作业。
[0004]在申请号：CN200910015021.X的中国专利申请中，涉及到一种逆向垂直地震剖面法地震勘探炸药震源，该震源由保险机构本体、活塞式雷管座、压力弹簧、雷管、橡胶保护器、传爆管装置、变径接头、导爆索装置、壳体、缓冲材料、起爆药柱、主装炸药、扶正器所组成。保险机构本体内装有活塞式雷管座和橡胶保护器，活塞式雷管座内装雷管和压力弹簧，保险机构本体下端连接变径接头，并连接内装缓冲材料的壳体和导爆索装置及起爆药柱，各连接部位均采用耐高温的密封件进行密封。本专利技术采用脆性金属材料壳体，内装压制的高密度耐高温炸药，其炸药量可以根据勘探的能量需要增减调节，爆炸的能量能够透过油井套管和固井水泥环传送到地面接收。
[0005]在申请号：CN97245556.6的中国专利申请中，涉及到一种地质勘探定向爆炸延迟迭加震源,属于地震勘探
该震源由两个、三个或多个单元定向爆炸装药结构及其联接管构成圆柱状整体震源。首级单元顶部有起爆装置,中间单元和末级单元顶部都有击发药盒。每个单元的装药壳体内装有激发药柱和金属激发元件。装药壳体上端的联接箍内装有击发药盒。该震源自动逐级延迟引爆,能量逐级迭加向下传播,其地震波能量大、频率高,对表层干扰小,应用方便广泛,安全可靠。
[0006]在申请号：CN97245557.4的中国专利申请中，涉及到一种地质勘探定向爆炸地震锤,属于地震勘探激发震源。主要由壳体、起爆装置、主药柱、定向爆炸激发元件、冲击柱塞、盖片、耦合药柱和锤头组成。起爆装置安装在壳体上端,主药柱和定向爆炸激发元件安装在壳体内上部,冲击柱塞安装在壳体内中部,锤头安装在壳体下端。锤头内腔装有耦合药柱。该地震锤能使更多的爆炸能量转换成地震波能量,减少了向上冲击的能量和表层干扰,并且提高了地震波频率,分辨率也较高。
[0007]以上现有技术均与本专利技术有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们专利技术了一种新的逆VSP深井地震勘探筛管式震源。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种能够在深井中激发并具有足够高能量密度的震源，以满足逆VSP深井激发地震勘探的工程需求的逆VSP深井地震勘探筛管式震源。
[0009]本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：逆VSP深井地震勘探筛管式震源，该逆VSP深井地震勘探筛管式震源包括激发段、装药段、筛管和尾部封堵，该装药段位于该筛管内部并与该激发段内舱连接形成耐高压的密封舱，该筛管两端分别连接该激发段和该尾部封堵。
[0010]本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：
[0011]该激发段包括激发电极、绝缘层、压力开关和起爆装置，该激发电极位于该激发段前端，与该激发段外壳间采用一定厚度的该绝缘层间隔，该激发电极的前端与油气井爆破专用电缆端部的马龙头连接，后端延伸入该起爆装置并与该压力开关连接；该压力开关在震源组装、下井操作过程中处于断开状态，仅当震源下降至一定安全井深后，在外界井液高压环境作用下该压力开关闭合，自电缆传递给该激发电极的高压电脉才能通过该压力开关作用于后端连接的起爆装置；该起爆装置前端连接该压力开关，尾端连接该装药段。
[0012]该起爆装置采用油气井爆破作业专用电雷管、磁电雷管、数码雷管和无起爆药式飞片雷管中的一种。
[0013]该激发段外壳采用高强度钢制成，该绝缘层采用陶瓷材料高压绝缘，且连接密封性可抵抗井下3
‑
5km深度的井液压力。
[0014]该装药段包括传爆索、药柱和间隔物，该装药段为一端封闭一段开口的脆性厚壁圆筒，内部填装该传爆索、该药柱和该间隔物，开口端与该激发段螺纹密封连接形成密封舱；该传爆索为柔性、高爆速爆轰波传递元件，自上而下贯穿该药柱和该间隔物的中心孔，用以迅速起爆所有装药；该药柱为钝感高能混合猛炸药，各配方粉末按照一定比例充分混合后通过模具压制而成；该间隔物为非含能绝缘材料，用以调整震源线装药密度。
[0015]该装药段内壁和该药柱、该间隔物之间敷设一层隔热层。
[0016]该隔热层采用隔热石棉、多孔橡胶、复合泡沫、隔热胶这些具有低导热系数材料中的一种。
[0017]该传爆索爆炸速度为7000m/s，采用塑料高温导爆索、金属高温导爆索中的一种。
[0018]该装药段筒壁厚度大于5mm，能够承受深井压力；同时表面加工深度1
‑
2mm的环向V型槽，作为壳体破碎的预置缺陷，以便于壳体能够充分破碎；壳体材质选用脆性较大的金属，为铸铁、铸钢、锌合金中的一种。
[0019]该装药段采用单根圆筒结构，或采用多支单元串联组装，各单元串联接口处具有耐深井高压的密封性能。
[0020]该药柱为空心圆柱状，中心孔直径略大于该传爆索直径，外径小于该装药段内径，高度为30
‑
50mm，分多个药柱填装入该装药段壳体。
[0021]该药柱由下述重量份数组成：钝化黑索金70
‑
80份，石蜡3
‑
5份，金属粉末5
‑
15份，钝化剂5
‑
15份，制备时将各组分充分搅拌混合后装入模具，经高压压制成高密度药柱。
[0022]该药柱中的金属粉末为铝粉、镍粉、铜粉中的一种或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该逆VSP深井地震勘探筛管式震源包括激发段、装药段、筛管和尾部封堵，该装药段位于该筛管内部并与该激发段内舱连接形成耐高压的密封舱，该筛管两端分别连接该激发段和该尾部封堵。2.根据权利要求1所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该激发段包括激发电极、绝缘层、压力开关和起爆装置，该激发电极位于该激发段前端，与该激发段外壳间采用一定厚度的该绝缘层间隔，该激发电极的前端与油气井爆破专用电缆端部的马龙头连接，后端延伸入该起爆装置并与该压力开关连接；该压力开关在震源组装、下井操作过程中处于断开状态，仅当震源下降至一定安全井深后，在外界井液高压环境作用下该压力开关闭合，自电缆传递给该激发电极的高压电脉才能通过该压力开关作用于后端连接的起爆装置；该起爆装置前端连接该压力开关，尾端连接该装药段。3.根据权利要求2所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该起爆装置采用油气井爆破作业专用电雷管、磁电雷管、数码雷管和无起爆药式飞片雷管中的一种。4.根据权利要求2所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该激发段外壳采用高强度钢制成，该绝缘层采用陶瓷材料高压绝缘，且连接密封性可抵抗井下3
‑
5km深度的井液压力。5.根据权利要求1所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该装药段包括传爆索、药柱和间隔物，该装药段为一端封闭一段开口的脆性厚壁圆筒，内部填装该传爆索、该药柱和该间隔物，开口端与该激发段螺纹密封连接形成密封舱；该传爆索为柔性、高爆速爆轰波传递元件，自上而下贯穿该药柱和该间隔物的中心孔，用以迅速起爆所有装药；该药柱为钝感高能混合猛炸药，各配方粉末按照一定比例充分混合后通过模具压制而成；该间隔物为非含能绝缘材料，用以调整震源线装药密度。6.根据权利要求5所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该装药段内壁和该药柱、该间隔物之间敷设一层隔热层。7.根据权利要求6所述的逆VSP深井地震勘探筛管式震源，其特征在于，该隔热层采用隔热石棉、多孔橡胶、复合泡沫、隔热胶这些具有低导热系数材料中的一种。8.根据权利要求5所述的逆VSP深井地震勘探筛管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，冯刚，毛中华，刘美丽，徐雷良，赵国勇，陈泽东，牟风明，刘迎彬，范志强，徐钰，潘元华，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化石油工程地球物理有限公司中石化石油工程地球物理有限公司胜利分公司，
类型：发明
国别省市：