Изобретение относится к разделу акустика. Может быть использовано в нефтяной промышленности (акустическое воздействие на нефтяные пласты), в геофизической аппаратуре акустического каротажа, в конструкции акустических скважинных расходомеров, в расходомерах на трубопроводах, транспортирующих различную продукцию, в дефектоскопии, и других устройствах. Все известные конструкции излучателей упругих волн в жидких средах работают в диапазоне звуковой и ультразвуковой частоты, с нижней границей 1 кГц и выше, это пьезоэлектрические и магнитострикционные излучатели, работающие на эффекте резонанса, на одной достаточно высокой частоте. Излучателем упругих колебаний в этих устройствах являются поверхности пьезокерамики или магнитострикционных преобразователей, колеблющихся с частотой питающего напряжения. Работа излучателей упругих волн на высоких частотах накладывает ограничения на создание расходомеров широкого применения, так как размеры включений в движущейся жидкости должны быть на порядок меньше длины акустической волны. Выпускаемые акустические расходомеры используются в трубопроводах с чистой продукцией, где нет примесей и пузырьков газа, что делает невозможным использование акустических расходомеров в нефтегазопроводах. Создание акустических расходомеров широкого применения возможно при использовании излучателей упругих волн с частотами 50 Гц-100 Гц.
При разработке скважинной аппаратуры возникают вопросы с габаритами и повышенной рабочей температурой (до 170 град.) применяемых устройств. Предлагаемые варианты конструкции излучателей упругих волн низкой частоты в непроводящих средах позволяют успешно решать возникающие проблемы. Отсутствие постоянных магнитов в предлагаемых излучателях, или их минимальное количество, упрощает конструкцию, уменьшает финансовые затраты, особенно при разработке высоко температурных устройств.
Известны способ и устройство [1] обработки продуктивного пласта скважины, использующие при воздействии на пласт наряду с высокочастотными (10-60 кГц) комбинационные низкочастотные акустические колебания (20-4000 Гц). Низкочастотные колебания возникают при смешении двух высокочастотных колебаний при смешении колебаний 20 кГц и 22 кГц (или 20 кГц и 20.05 кГц) в среде возникают, кроме исходных, и низкочастотные упругие колебания 2 кГц (50 Гц).
Известны способ и устройство [2] обработки пласта пакетами звуковых и ультразвуковых упругих колебаний. Период излучения пакетов 20 мС или 50 мС (частота излучения в пакете 8-25 кГц). Длина пакетов половина периода излучения пакетов. Пакетное излучение создает эффект радиальных пульсаций давления акустического поля на низких частотах (50 Гц или 20 Гц). Изменяя периоды излучения пакетов получаем возможность управлением пульсаций на низких частотах.
Известны конструкции {3} излучателей упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, построенных на взаимодействии постоянных магнитах и электромагнитах. Источником упругих колебаний являются оси излучателей различной конструкции.
Рассматриваем его как прототип.
По варианту А предложен управляемый электродинамический динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, смонтированной из первого ферромагнитного участка, являющегося сердечником электромагнита, закрепленного на корпусе излучателя, а также осью демпфера, расположенного между электромагнитом и первой фиксирующей гайкой, и второго участка, выполненного из диамагнетика, являющегося осью постоянного магнита и демпфера, расположенного между постоянным магнитом и электромагнитом, закрепленных второй фиксирующей гайкой.
По варианту Б предложен управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, смонтированной из двух ферромагнитных участков, являющихся сердечниками двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя и расположенных вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси, между ферромагнитными участками оси расположен участок из диамагнетика, выполненный с возможностью разделения участков из ферромагнетика так, чтобы они являлись сердечниками соленоидов.
По варианту В предложен управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, изготовленной из ферромагнетика, являющейся осью двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси.
В предлагаемых вариантах динамических излучателей упругих волн низкой частоты источником колебаний является ось постоянного магнита и электромагнита или ось двух соленоидов (электромагнитов), совершающая колебания под действием магнитных сил. Амплитуда колебаний, в зависимости от конструкции излучателя, может достигать десятки миллиметров.
Предлагаемые источники упругих волн являются управляемыми во всем рабочем диапазоне частот, и изменяемыми по мощности и амплитуде.
Управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах может быть изготовлен в вариантах:
Ниже приведены краткие пояснения, что изображено на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, и работа излучателя при разных вариантах конструкции.
На фиг. 1 изображен управляемый электромагнитный динамический излучатель (Вариант А).
Состоит из оси (1,1А), постоянного магнита (3), демпферов (6), гаек (4) и электромагнита (2), закрепленного на корпусе излучателя (5).
Ось смонтирована из ферромагнитного участка (1), являющимся сердечником электромагнита, гайки, демпфера и участка из диамагнетика (1А), являющимся осью постоянного магнита и гайки. Подавая переменное напряжение на электромагнит получим вибрацию оси с постоянным магнитом и гайками. Демпфера, расположенные на боковых стенках катушки электромагнита, гасят удары постоянного магнита и гайки о катушку электромагнита.
На фиг. 2 изображен управляемый электромагнитный динамический излучатель (Вариант Б).
Состоит из оси (1,1А), соленоидов (2), закрепленных на корпусе (5) вплотную друг к другу, гаек (4), ограничивающих движение оси, и демпферов (6).
Ось смонтирована из двух ферромагнитных участков (1) и участка из диамагнетика (1А), расположенного в центре, который делит участки из ферромагнетика так чтобы они являлись сердечниками соленоидов и осями демпферов и гаек на концах оси. Подавая на соленоиды попеременно постоянное напряжение, тем самым втягивая сердечник, получим вибрацию оси с частотой переключения напряжения. Демпфера, расположенные между соленоидами и гайками гасят удары гаек о катушку соленоидов.
На фиг. 3 изображен управляемый электромагнитный динамический излучатель (Вариант В).
Состоит из оси (1), соленоидов (2), закрепленных на корпусе (5) вплотную к друг другу, гаек (4), ограничивающих движение оси, и демпферов (6).
Ось изготовлена из ферромагнетика с гайками на концах. Подавая на соленоиды попеременно постоянное напряжение, тем самым втягивая сердечник, получим вибрацию оси с частотой переключения напряжения. Демпфера, расположенные между соленоидами и гайками, гасят удары гаек о катушку соленоидов.
Литература:
1. Патент N 2162519. Способ акустической обработки продуктивной скважины, приоритет от 27.01.2001г. кл. Е 21В 43/25, 28/00.
2. Патент N 2456442. Способ акустического воздействия на нефтяные пласты и устройство для осуществления, приоритет от 20.07.2012 г., кл. Е 21В 43/25, 28/00.
3. Патент N 2798520. Управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, приоритет от 24.05.2023.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах | 2022 |
|
RU2798520C1 |
Способ контроля механических свойств металлопроката, изготовленного из ферромагнитных металлических сплавов и устройство для его осуществления | 2023 |
|
RU2807964C1 |
Электромагнитно-акустический преобразователь для ультразвукового контроля | 2016 |
|
RU2649636C1 |
Устройство электромагнитно-акустического контроля рельсов | 2017 |
|
RU2653663C1 |
ВИБРОНАСОС | 1993 |
|
RU2066794C1 |
МАГНИТОЭЛАСТИЧНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ДЕМПФЕР | 2018 |
|
RU2698595C1 |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ | 2005 |
|
RU2300762C1 |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ | 2010 |
|
RU2447430C1 |
Устройство для циклических нагружений партии образцов | 1989 |
|
SU1629813A1 |
СЕНСОР НА ПЛОСКОЙ КАТУШКЕ | 2015 |
|
RU2594072C1 |
Группа изобретений относится к акустике, а именно к управляемым электромагнитным динамическим излучателям упругих волн низкой частоты в непроводящих средах и может быть использована в нефтяной промышленности для воздействия на нефтяные пласты, в геофизической аппаратуре акустического каротажа, в конструкции акустических скважинных расходомеров, в расходомерах на трубопроводах, транспортирующих различную продукцию, в дефектоскопии. По первому варианту управляемый излучатель состоит из оси, смонтированной из двух ферромагнитных участков, являющихся сердечниками двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя и расположенных вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси. Между ферромагнитными участками оси расположен участок из диамагнетика, выполненный с возможностью разделения участков из ферромагнетика так, чтобы они являлись сердечниками соленоидов. По второму варианту управляемый излучатель состоит из оси, изготовленной из ферромагнетика, являющейся осью двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси. По третьему варианту управляемый излучатель состоит из оси, смонтированной из первого ферромагнитного участка, являющегося сердечником электромагнита, закрепленного на корпусе излучателя, а также осью демпфера, расположенного между электромагнитом и первой фиксирующей гайкой. Кроме того, ось смонтирована из второго участка, выполненного из диамагнетика, являющегося осью постоянного магнита и демпфера, расположенного между постоянным магнитом и электромагнитом, закрепленных второй фиксирующей гайкой. Техническим результатом является упрощение конструкции излучателя. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
1. Управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, смонтированной из двух ферромагнитных участков, являющихся сердечниками двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя и расположенных вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси, между ферромагнитными участками оси расположен участок из диамагнетика, выполненный с возможностью разделения участков из ферромагнетика так, чтобы они являлись сердечниками соленоидов.
2. Управляемый электромагнитный динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, изготовленной из ферромагнетика, являющейся осью двух соленоидов, закрепленных на корпусе излучателя вплотную друг к другу, а также осью двух демпферов, расположенных между соленоидами и фиксирующими гайками на концах оси.
3. Управляемый электродинамический динамический излучатель упругих волн низкой частоты в непроводящих средах, состоящий из оси, смонтированной из первого ферромагнитного участка, являющегося сердечником электромагнита, закрепленного на корпусе излучателя, а также осью демпфера, расположенного между электромагнитом и первой фиксирующей гайкой, и второго участка, выполненного из диамагнетика, являющегося осью постоянного магнита и демпфера, расположенного между постоянным магнитом и электромагнитом, закрепленных второй фиксирующей гайкой.
Электромагнитный скважинный возбудитель колебаний | 1982 |
|
SU1039581A1 |
Электромагнитный скважинный возбудитель колебаний | 1982 |
|
SU1127642A1 |
ЭЛЕКТРОННЫЙ КЛЮЧ для КОММУТАЦИИ МАТРИЦЫ | 0 |
|
SU168526A1 |
СПОСОБ ВОЛНОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЗАЛЕЖЬ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2015 |
|
RU2582599C1 |
СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2005 |
|
RU2302016C1 |
СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2007 |
|
RU2381528C2 |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН | 2012 |
|
RU2523755C2 |
DE 3311044 А1, 27.09.1984. |
Авторы
Даты
2024-10-07—Публикация
2023-03-13—Подача