Изолятор акустический герметичный Советский патент 1983 года по МПК G01V1/52 

IU сл

00

00 Изобретение относится к промыслово-геофиэическим исследованиям скважин и. может быть использовано в аппаратуре широкополосного акустического каротажа, Иэвестей акустический изолятор, выполненный из эластичного материала содержащего армирующее волокнистое вешество, который обладает высокими изоляционными свойствами в широком частотном диапазоне (5-40 кГц) 1., Недостатком данного изолятора яв ляется его чрезмерная гибкость, что исключает возможность уверенного ..центрирования акустического зонда, особенно в скважинах с большим углом наклона. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является акустический изолятор для скважинны приборов акустического каротажа, со держащий чередующиеся элементы иа материалов с различными акустически ми жесткостями, защитнук оболочку, соединительные элементы, вйполненные в виде цилиндров и патрубков со ступенчато изменяющимся диаметром, и элементы из материала с меньшей акус тической жесткостью, выполненные в виде втулок, охватьшаквдий патрубок с внешней боковой поверхности и с торцов 2. Недостатками известного изолятора являются невозможность обеспечения стабильной (равно как и воспроизводимой в допустимых пределах) жесткос ти, а следовательно, и стабильности его поглощающих характеристик из-за наличия в Конструкции стягивающих элементов, а также необходимых погло щающих свойств изолятора в низкочастотном диапазоне (до 10 кГц) из-зг1 присутствия в его конструкции наборных элементов с продольной толщиной много большей четверти длиныволны акустических колебаний. Цель изобретения - повышение эффективности акустической изоляции в широком частотном диапазоне, а также ,упрощение процесса сборки и обеспече ние высокой воспроизводимости изоляционных свойств. Указанная цель достигается тем, что в акустическом герметичном изоля , содержащем чередующиеся элемен ты из материалов с различными акустическики жесткостями и защитную обс лочку, элементы с большой акустической жесткостью/ выполненные в виде полуцилиндров с внутренними пазами, установлены в-диаметрально противопоиожной позиции один относительно другого с воздушным зазором, образованным с помощью шайб, вставленных в пазы полуцилиндров, которые, в свою очередь, сдвинуты один относительно другого по оси изолятора на величину, равную расстоянию между пазами.; Причем между защитной оболочкой и полуцилиндрами введены ряды втулок, сдвинутых относительно одна . другой не менее чем на половину их длины. На фиг. 1 показана конструкция акустического герметичного изолятора; Ни фиг. 2 - полуцилиндр, разрез. Основными конструктивными элементами изолятора являются металлические полуцилиндры 1 с двумя внутренними пазами, в которые вставляются металлические разделительные шайбы 2, Второй полуцилиндр устанавливают таким образом, чтобы его верхний паэ находился в диаметрально противоположной позиции с нижним пазом первого полуцилиндра, т.е. второй полуцилиндр сдвигают относительно первого по оси изолятора на величину, равную, расстоянию между пазами. Диаметр разделительной шайбы 2 выбран такой величины, чтобы меяшу противоположными полуцилиндрами существовал Воздушный зазор. Применяя указанный прием взаимной стыковки полуцилиндров, собирают акустический изолятор необходимой длины. Полуцилиндры при сборке изолируют от разделительных шайб резиновыми кольцами 3, а один от другого по оси изолятора - резиновыми полушайбами 4. Наружная защитная оболочка 5 обеспечивает герметичность внутренней полости акустического изолятора от воздействия жидкости или газа, заполняющих скважину, и гарантирует стабильность акустических характеристик всего изолятора в целом. При необходимости получения повышенной поперечной жесткости изолятора конструкцию наружной оболочки выполняют многослойной, т.е. между защитной оболочкой 5 и полуцилиндрами . 1 вставляют дополнительные ряды металлических втулок 6 поперечной жесткости, разделенные один от другого резиновьми втулками 1, причем составные элементы каждого последующего ряда сдвинуты относительно элементов предьвдущего ряда не менее чем на половину длины элемента, составляющего ряд. Изолятор работает следующим образом. Упругие колебания, возбуждаемые на одном из торцов акустического изолятора, распространяясь по элементам, составляющим его конструкцию, претерпевают активное поглощение я рассеяние, которые приводят в совокупности к значительным потерям энергии упругих колебаний на пути их движения внутри изолятора.

Упругие колебания распространяются по конструкции изолятора -в основном по трем направлениям. Осевые продольные колебания 8 направлены вдоль оси 00 изолятора. Основное поглощение этот вид колебаний, претерпеваетна отражающих границах, образуемых составными элементами изолятора, изготовленными из материалов с различной акустической жесткостью. Продольно-поперечные колебания 9 распределяются по Ломаной траектории, обраэованной сближенными торцами противоположно расположенных полуцилиндров. Основное поглощение этот вид колебаний претерпевает на разомкнутых торцовых стыках полуцилиндров. Поскольку внутренний .объем акустического изоля.тора заполнен воздухом, то потери упругих колебаний на каждом из стыков составляют 50-60%. Колебания 10 изгибного типа распространяются в наружной защитной о,болочке, имеющей слоистое строение. Так как

составные элементы сложной оболочки изготовлены из материалов с различной акустической жесткостью, то эффективность затухания иэгибных колебаний в поверхностном слое может достигать 70% и более,

I Достоинством предлагаемого изолят тора является отсутствие свинчивающихся или спрессованных элементов, что обеспечивает высокую стабильность

во времени механо-акустических характеристик изолятора и ях независимость от особенностей технологии изготовления., С другой стороны эффективность акустической изоляции, обеспечиваемая конструкцией в широком частотном диапазоне, определяется во многом наличием прослойки воздуха между основными элементами, составляющими жесткий каркас изолятора. Обшая эффективность изолятора в диапазоне 5-40 кГц, рассчитанная на единицу длины, в 5-10 раз превышает эффективндсть известных изоляторов.

1.АКУСТИЧЕСКИЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ ИЗОЛЯТОР, содержащий чередуквдиеся элементы из материалов с различными акустическими жесткостями и защитную оболочку, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности акустической изоляции в широком частотном диапазоне, а также упрощения процесса сборки и обеспечения высокой воспроизводимости изоляционных свойств, элементы с большой акустической жесткостью, выполненные в виде полуцилиндров с внутренними пазами, установлены в диаметрально противоположной позиции один относительно другого с воздушным зазором, образованным с помощью шайб, вставленных в пазы полуцилиндров, которые, в свою очередь, сдвинуты один относительно другого по оси изолятора на величину, равную расстоянию между .пазами. . . 2. Изолятор по п. 1, о т л и ч а- S (В щ и и с я тем, что между защитной сл оболочкой и полуцилиндрами введены ряды втулок, -сдвинутых относительно одна другой не менее чем на половину их длины.