Устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа Советский патент 1985 года по МПК G01V13/00 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям геологоразведочных скважин и предназначено для поверки и калибровки аппаратуры акустического каротажа и направле}10 на повышение эффективности применения этой аппаратуры. Известны устройства для поверки аппаратуры акустического каротажа в виде трубы, заполненной жидкостью, в которой измеряют ся временные и амплитудные характеристики упругой волны и {2}. К недостаткам данных устройств относится низкая достоверность результатов поверки в них как временных, так и амплитудных характеристик акустической аппаратуры, поскольку поверка производится при одном фи сированном значении затухания упругой волны. Кроме того, результат измерения зав сит от степени смачивания поверхности акустичйЪких преобразователей и -наличия на них пузырьков воздуха. Известны также устройства для поверки. трехэлементной аппаратуры акустического каротажа, содержащей два одноименных преобразователя, образующие базу измерения. Скважинный акустический зонд помещается в полость поверочного устройства. Затем дальний одноименный преобразователь полностью или частично закрывается экраном с известным ослаблением упругих волн и осуществляется оценка затухания сигнала как логарифма отношения амплитуд сигналов от бли него и дальнего акустических преобразователей 3 и 4. Однако результат измерений в этих устрой твах зависит от смачиваемости поверхности преобразователей и наличия на них пузырько воздуха, что снижает достоверность поверки. К недостаткам этих устройств относится также отличие геометрии измерений при поверке и проведении каротажа, что приводит отлшшю спектрального состава импульсных сигналов, регистрируемых наземной панелью. Наиболее близким техническим решением -„ к изобретению является устройство для поверки аппаратуры акустического коротажа содержащее i-ерметизированную полость с жи костью, находящейся в акустическом контак с преобразователями поверяемой аппаратуры, звукопровод со стабильными акустическими свойствами, блок регулировки давления жи кости, блок измерения временных и амплитудных параметров акустического сигнала. Для проведения поверки.скважинный акустический зонд помещается в поверочное устройство в виде трубы со стабильными акустическими .свойствами и уплотнениями по обоим концам, которая заполнена жидкостью. Перед измерением в трубе создается с помоп1ью насоса избыточное ; 1авление жидкости. Полученные при измерении аттестуемой аппаратурой значения интервального времени и затухания сравниваются со значен:1ями этих параметров, измеренных при аттестации поверочного устройства, и по их разности определяется погрешность измерений. Достоинство устройства в том, что условия измерений при поверке максимально приближены к скважинным, и ija результаты не влияет смачиваемость преобразователей и наличие пузырьков воздуха на их поверхности, так как избыточное давление внутри трубы обеспечивает надежный акустический контакт ЖИД1СОСТИ с поверхностью преобразователей в любом случае 5J. Недостаток известного устройств состоит в невозможности проводить измерения в требуемом диапазоне затуханий и амплитуд акустического сигнала. Цель изобретения - повышение эффективности поверки аппаратуры акустического каротажа за счет создания возможности проведения поверки во всем диапазоне амплитуд и затуханий акустического сигнала. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для поверки аппаратуры акустического каротажа, содержащем герметизированную полость с жидкостью, находящейся в акустическом контакте с преобразователями поверяемой аппаратуры, звукопровод со стабильными акустшгескими свойствами, блок регулировки давления жидкости в герметизированной полости и блок измерения временных и амплитудных параметров акустического сигнала, между звукопроводом и преобразователями поверяемой аппаратуры помещен пористь Й газонасыщенный эластичный материал. Измерение времени, амплитуд и эффективного затз/хания акустических сигналов Производят в процессе контролируемого изменения давления жидкости внутри поверочного устройства. Затухание шсустических волн в среде, содержащей газовые пузырьки, зависит от эффективного сечения рассеяния на каждом пузырьке. В свою очередь сечение рассеяния определяется радиусом пузырьков, давлением газа в них и рядом других параметров. Так, в средах, подобных жидкостям, например в режиме, на частотах ниже резонансной для даэпюго пузырька сечение рассеяния пропорционально четвертой степени радиуса этого пузырькн. Максимальная величина сечения, а значит и затухания достигается в области резонанса. При частоте сигнала 20 кГц

раЛиус резонансного воздушного пузырька , в режиме составит 0,16 мм.

Таким образом, затуханием акустической воны в таких средах можно управлять, меняя радиус газовых пузырьков от близкого

к нулю до резонансного. Изменение радиуса пузырьков в эластичных материалах легко достигается изменением внешнего давления. Это значит, что изменение давления на пористый эластичный газопасыщенный материал, помешенный между акустическими преобразователями поверяемого прибора и звукопроводом, приводит, к изменению амплитуд сигналов, регистрируемых поверяемой аппаратуройПри зтом определе1шым значениям давления соответствуют определенные значения затуха1ШЯ акустического сигнала. Диапазон давления и пористый материал должны быть подобраны так, чтобы обеспечить необходимый диапазон изменения затухания.Аттестация такого поверочного устройства должна производиться с помошью аттестованного эквивалента скважинного зонда. Погрешность измерения определяете разностью значений поверяемого параметра, измеряемого аттестуемой аппаратурой и .эквивалентом, скважшпгого зонда.

На чертеже показана схема устройства е помещенным в него скважинным зондом.

Устройство состоит из корпуса 1 в виде пустотелой. трубы, куда помещается скважинный зонд 2. Полость трубы заполняется жидкостью 3, например водой. Герметизируетс полость устройства гайкой 4 с уштотнением. Давление в полости создается поршнем 5 . и контролируется манометром,6. HanpoTirs Приемных акустических преобразователей 7 и 8, образующих базу измерения прибора, по- , мещен пористьп газонасыщенный материал 9,

излучаюпшй акустический преобразователь и блок для измерения времент1х и амплитудны параметров акустического сигналасоответственно 10 и 11.

Поверка осуществляется следующим образом.

Скважинный зонд 2 помещается в полость корпуса 1 поперечного устройства. Полость заполняется жидкостью и герметизируется гайкой 4. После включения и прогрева зонда 2 и блока 11 фиксируются значения амплитудны и временных параметров акустического сигнала, распространяющегося от преобразователя 10 по; жидкости 3, корпусу 1, пористому газонасыщенному материалу 9 к приемным преобразователям 7 и 8 при различных значегшях давления, создаваемого поршнем 5. С целью более полного моделирования скважинных условий при поверке аппаратуры акустического каротажа пористые вкладыши могут быть изготовлены с разлишгымн акустическими свойствами. При зтом должен быть обеспечет Tpe6yeNfbni диапазон изменения эффективного затухания и амплитуд акусттескюс сигналов первого и второго кан лов трехэлементного скважинного зонда.

Устройство позволяет производить поверку аппаратуры акустического каротажа в диапазоне амплитуд и затуханий сигнала с произлольным количеством точек внутри диапазонов в условиях, близк1к к скважинным. Это позволяет улучшить петрологические характеристики аппаратуры и в конечном счете повысить геологическую зффективпость ее приме1 ення. Устройство для поверки может быть нснользовшгр также дЯя полевой калибровки аппаратуры, поскольку операция поверки занимает немного времени.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПОВЕРКИ ШПАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАЮТАЖА, содержащее герметизированную полость с жидкостью, находящейся в акустическом контакте с преобразователями поверяемой аппаратуры, звукопровод со стабильными акустическими свойствами, блок регулировки давления яощкости в герметизированной полости и блок; измёретшя временных и амплитудных napaMerpitm акустического сигнала, отличающееся тем, что, с целью повьпиения зффективности поверки аппаратуры акустического каротажа за счет создания возможности 1фоведения поверки во всем диапазоне амплитуд и затуханий акустического сигнала, между звукопроводом и преобразователями поверяемой аппаратуры помещен пористый газонасыщзнный эластичный материал.