Акустический зонд Советский патент 1985 года по МПК G01V1/52 

Изобретение предназначено для использования в акустическом каротаже, а также при других геофизических исследованиях.

Известны конструкции акустических зондов, позволяющие изменять размер измерительной базы зонда.

Известен зонд, в котором часть однотипных преобразователей закреплена на реечном основании при помощ ползунов С I.

Перемещение ползунов осуществляется вручную.

Известен зонд, в котором один из двух разноименных преобразователей установлен на подвижном эластичном ремне, связанным с дистанционно управляемым . механизмЪм перемещения рёкня f2 1.

Известен зонд,состоящий из секци в каждой из которых установлен контейнер ( корпус i с преобразователем, а соединение секций вьтолнено раздвижными трубчатыми элементами Г3

Недостаток всех перечисленных акустических зондов с изменяемыми размерами измерительной базы состоит в том, что в процессе изменения размеров базы величина перемещения преобразователей может контролироваться лишь весьма Приблизительно, в связи с чем точность установки необходимого размера измерительной базы существенно ограничена, что ограничивает точность измерений интервального времени с помощью таких акустических зондов.

Наиболее близким техническим решением является акустический каротажный зонд, содержащий корпус, электроакустические преобразователи в Контейнерах и механизм изменени базы зонда. Механизм Изменения базы зонда представляет собой дистанционно-управляемый механизм перемещения одного из преобразователей вдоль направляющей планки, при этом преобразователь связан с ним с помощью жесткой винтовой пары, изготовленной из материала, скорость распространения звука в котором не превышает скорости звука в буровом растворе. Для контроля перемещения преобразователя он содержит также омический датчик, установленный на отдельной винтовой паре С

Недостаток зонда состоит в том, что установленныйлна отдельной винтовой паре омический датчик не обеспечивает необходимой точности установки размера измерительной базы. Кроме того, конструкщ1я зонда усложнена наличием дистанционно управляемого механизма перемещения преобразователя, применение которого не оправдано при проведении измерений зондами с постоянными в процессе эксплуатации размерами измерительной базы.

Погрешность размера измерительной базы не удается уменьшить при изготовлении деталей и сборке конструкции акустического каротажного зонда. В особенности эта погрешность сказьшается при использовании зондов с малыми размерами измерительной базы порядка 0,25-0,2 м .(аппаратура 11АРУС-1 , ЗОНА-1). Анализ наблюдавшихся значений погрешностей показал, что хотя знак и значение погрешностей, .связанных с отклонением реально величины измерительной базы от ее номинального значения, имеют случайны характер, погрешность для каждого конкретного зонда является систематической и вследствие этого не может быть уменьшена путем осреднения результатов повторных наблюдений.

Прямое измерение размера измерительной базы с необходимой точностью не всегда возможно, поскольку в большинстве случаев образуюпше измерительную базу электроакустические преобразователи - излучатели или приемники - помещены в контейнеры, закрыты крьш1ками или кожухами для защиты от воздействия внешней среды и уменьшения уровня внешних шумов и, в результате, их действительное местоположение в зонде не может быть установлено после сборки всей конструкции.,

Цель изобретения - повьш ение точности измерений путем уменьшения влияния погрешности, вызванной неточной установкой размера измерйтель-ной базы зонда, а также упрощение конструкции зонда.

Поставленная цель достигается тем, что в акустическом зонде, содержащем корпус, электроакустические преобразователи в контейнерах и механизм изменения базы зонда, механизм изменения базы зонда выполнен в виде резьбы на наружной поверхности контейнеров и ответной резьбы в корпусе зонда, радиальных отверстий, расположенных эквиангулярно в контейнерах, и поперечного паза в корпусе, расположенного напротив радиальных отверстий, при этом количество радиальных отве тий равно отношению шага резьбы к удвоенной величине заданной точност установки размера измерительной баз а угловой размер паза равен углу между соседними радиальными отверст ями . На фиг.1 изображен акустический каротажный зонд, внешни вид; на фиг.2 - конструкция узла установки приемника в зонде. Акустический каротажный зонд сод жит излучатель 1 и приемники 2 и 3, установленные в корпусе 4 зонда. В корпусе 4 имеются закрытые крьшжа 5 гнезда, на части внутренней повер ности которых выполнена резьба 6. Гнезда, для установки приемников име сквозные окна 7 для свободного подхода упругих колебаний из внешней среды к контейнерам 8, в которых установлены приемные злектроакустические преобразователи 9, например пьезокерамические. На соответствующей части внешней поверхности конте неров 8 имеется ответная резьба 10 и радиальные отверстия 1 1. В констр ции зонда, например в крышках 3, имеются поперечные пазы 12, располо женные напротив радиальных отверк:тий. Крышка крепится к корпусу зонд винтами 13 и 14. Контейнер 8 с уста новленным в нем преобразователем 9 .заполняется электроизоляционной жидкостью I5 и закрывается резиновой пробкой 16, имеющей самоуплртня щиеся вводы 17 для пропуска внутрь контейнера проводов 18. Число радиальных отверстий m рав но отношению шага резьбы 5 к удвоенной величине заданной точности « установки размера измерительной бйзы зонда т - , а угловой размер паза равен углу между соседи радиальными отверстиями. Акустический зонд работает слёдуюш;им образом.. Для осуществления регул1Ч овкй ; размера измерительной базы акустический зонд помещают в калибро0очный . звукопровод с известным значением интервального времени i , полученным с помощью эталонных средств.. Значение интервального времени Ьдрд измеряют с помощью акустического зонда, затем по разности э ачеНИИ fli опр еделяют 9564 прямо пропорциональную ей величину и знак погрешности д4 установки раэмёра измерительной базы зонда,определяют число поворотов коИтейнера К, необходимое для регулировки размера измерительной базы с целью компенсации выявленной погрешности ее устаГ----1„ Г л« V г 1 мовки: К I I знак L J L s/m J означает, что .за К принимается число, ближайшее к значеН1ао, полученному при подстановке чисел, соответствующих д8, 5, -fn , производят необходимое исправление фактического размера измерительной базы, для чего с помощью вставляемого в радиальные отверстия вспомогательного штыря К раз поворачивают контейнер на угол,- соответствующий угловому, размеру паза. Одновременно с этим контейнер с установленным в нем электроакустическим преобразователем переместится по резьбе вдоль продольной оси зонда на расстояние, отличающееся от AS на величину не более чем 5/2т. Таким образом, будет достигнута необходимая регулировка размера измерительной базы зонда, и вновь установленный размер будет отличаться от номинального также не более Чем на величину (лВ ) S/2m с . Таким образом, заданная точностьустановки размера измерительной базы будет о,6«спечена. Величина погрешности установки измерительной базы определяется выбором соответствующего таага резьбы 5. Так, при Ч. заданной величине погрешности установки размера 0,125 мм можно выбрать шаг резьбы 2 мм, тогда число регулйро - .2 вочпых отверстий гп В, 2-0,125 В этом случае при размере измер нтельвой базы 0,2 м относительная погрешность установки размера базы после регулировки составит не более 0 0625%. Данная конструкция акустического зонда поэвоппет существенно повысить точность измерений интервального ремени распространения упругих коле5зний за счет уменьшения значения погрентноети, связанной с отклонением размеров измерительной базы акустиеского зонда от номинального значеия путем регулировки размера базы заранее заданной точностью. Одно ремешо достк{гается упрощение конструкции акустического зонда по сравнению с прототипом за счет отказа от применения устройств дистанционного

управления механизмом изменения размеров баз1Ы и устройств дистанционного измерения этого размера.

АКУСТИЧЕСКИЙ ЗОНД, содержащий корпус, электроакустические преобразователи в контейнерах и механизм изменения базы зонда, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повьопения точности измерений и упрощения конструкции, механизм изменения базы зонда вьшолнен в виде резьбы на наружной поверхности контейнеров и ответной резьбы в корпусе зонда, радиальных отверстий, расположенных эквиангулярно в контейнерах, и поперечного паза в корпусе, расположенного напротив радиальных отверстий, при этом количество радиальных отверстий равно отношению шага резьбы к удвоенной величине (Л заданной точности установки размера измерительной базы, а угловой размер паза равен углу между соседними радиальными отверстиями. ел 00 со ел 00