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

Изобретение относится к методам акустических исследований в промысловой геофизике и .предназначено для поверки и контроля аппаратуры акустического каротажа при измерении интервального времени и коэффициента затухания.

Цель изобретения - повышение оперативности и качества поверки аппаратуры акустического каротажа.

На фиг.1 изображено устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа; на фиг.2-4 - звукопровод на участке выреза в развертке, примеры вьтолнения.

Устройство включает звукопровод 1 с вьфезом 2 (в данном случае полуцилиндр) , помещенный в заполненную жидкостью ванну 3. Последняя установлена на подставках 4. Внутрь звукопровода 1 соосно устанавливается поверяемый скважинньй прибор 5 трехэлементный зонд которого образуют два электроакустических преобразователя - излучатели 6,7 и пре- образователь7приемник 8,

Для случая, когда измерительную базу зонда прибора 5 образуют два приемника {фиг.1), преобразовательприемник 8 - излучатель.

В данном устройстве для поверки аппаратуры акустического каротажа используется зависимость интенсивности регистрируемой на оси звукопровода цилиндрической формы волны давления от поперечного сечения и направления распространения волн по телу звукопровода.

Если звукопровод цилиндрической формы выполнен с переменной площадь .поперечного сечения, т.е. в его теле имеется, например, ступенчатый вырез в виде сегмента (фиг.2 и 3), то при распространении по телу звукопровода объемной упругой волны на границе перехода от участка звукопровода с большим поперечным сечением к участку с меньшим сечением происходит отражение волн. Поэтому, если осуществлять регистрацию головных обменных волн (звукопровод помещен в жидкость) в пределах суженной части звукопровода (сегмента), то интенсивность приходящих обменных волн будет меньше, чем при измерениях на участке звукопровода с большим поперечным сечением. Причем отношение интенсивнос002162

тей (регистрируемых амплитуд) го ловных продольных волн на различных . участках звукопровода при прочих равных условиях прямо пропорционально отношению площадей попереч- , ных сечений этих участков.

В случае.распространения волн в звукопроводе в направлении от сегмента интенсивность волн, регистриtO руемых на оси в ненарушенной части звукопровода, пропорциональна площади поверхности сегмента, где осуществляется ввод акустических коле- . баний.

5 Процесс поверки аппаратуры акустического каротажа при использовании устройства для случая, когда измерительную базу образуют два излучателя, осуществляется следукицим

20 образом.

Помещают скважинньй прибор 5 (или его зондовую часть) соосно внутрь звукопровода 1, имеющего вьфез (фиг.1), таким образом,

25 чтобы дальний излучатель 7 был расположен в сегменте-вырезе 2, а ближний излучатель 6 и приемник 8 .- в части звукопровода с большим сечением.

30 При работе кольцевых излучателей вводимая в звукопровод 1 акустическая энергия практически пропорциональна площади поверхности данного участка звукопровода 1, находящего« ся в акустическом контакте с излучателем.

Упругие колебания, возбуждаемые каждым из излучателей 6 и 7, через жидкость (например, дегазированную

40 воду, дизельное топливо) падают на стенку звукопровода 1 и, преломившись, распространяются по телу звукопровода 1 и в виде головной волны фиксируются приемником 8 зонда скважинного прибора 5.

Амплитуды первых фаз упругих колебаний, регистрируемых приемником 8, без учета затухания на измерительной базе зонда, пропорциональны

5Q акустической энергии, вводимой от излучателей 6 и 7 в звукопровод 1, Поэтому, расположив соосно с приемником 8 аттестованный гидрофон и измерив максимальную амплитуду

се В первых фазах головной продольной : волны, можно по формуле

о этме -;-,

(О где Аj и Ag - амплитуды продольных волн, зарегистрированных при работ соответственно ближнего и дальнего излучателей 6 и 7, определить ко- эффициент затухания , . Затем регистрируют коэффициент затухания «„ измерительным наземны . пультом аппаратуры акустического каротажа. Погрешность измерения аппаратурой коэффициента затухания Aei находится - как разность его значений определенньпс аттестованной (ei,) . и поверяемой аппаратурой (ei), плюс погрешность аттестованной аппаратуры0(,m-6nb Поверка канала измерения интерваль ного времени ничем не отличается о общепринятой при применении звукопровода цилиндрической формы, то есть, используя метод грдографа, м трологическим пультом и специальны . координатным устройством с требуем точностью определяют скорость распространения упругих волн по всей длийе звукопровода 1, а следовательно, и величину, обратную скоро ти-интервальное время flt, . Затем регистрируют интервальное время ii, измеренное с помощью аппарату ры, скважинньй прибор которой расположен в данном звукопроводе и определяют абсолютную и относитель j ную погрешность измерений. При это абсолютную погрешность измерений интервального времени Л. ( A.i ) вычисляют по формуле: b((it) Ul,-utnV j (3) где &а - погрешность измерения вре мени аттестованной аппаратурой. Относительная погрешность измерения интервального времени 8t определяется выражением ооУ,, (4) где 4(4.) - максимальная абсолютная погрешность измерения интервал ного времени при замерах в трех звукопроводах. При проверке аппаратуры, измерительную базу трехэлементного акустического зонда скважинного прибора которой образуют, два приемника, прибор устанавливается соосно в звукопроводе 1 (фиг.. 1) таким образом, что дальний приемник 7 помещается на участке звукопро1вода 1 с вырезом 2, а ближнийк излучателю приемник 6 и сам излучатель 8 - в части звукопровода 1 с большим поперечным сечением. При работе с излучателя 8 упру- гие колебания распространяются по звукопроводу 1 и фиксируются ближним приемником 6, При достижении головной волной границы выреза (плоской границы раздела двух сред с различным акустическим сопротивлением - звукопровод-жидкость), расположенный нормально распространению волн (фиг.2, прямоугодьньй вырез), происходит отражение и преломление волн, т.е. : снижение интенсивности упругих волн, приходящих к второму приемнику 7. Таким образом, имитируется затухание волн на измерительной базе зонда скважинного прибора акустического каротажа без искажения спектра излучаемого упругого импульса. В общем случае звукопровод может быть выполнен многоступенчатым (фиг.4), что позволяет при заданном значении скорости распространения упругих волн в теле звукопровода имитировать несколько точек динамического диапазона затзгхания, встречаемого в реальных горных породах. С целью повьппения стабильности характеристик устройства, необходимым условием при измерении затухания является отсутствие интерференционных явлений в трех первых периодах головной продольной волны, для чего расстояние от места установки дальнего одноименного преобразователя до конца звукопровода или следующей ступеньки сегмента должно быть не менее полутора длин воли в материале звукопровода на частоте упругого импульса излучателя прибора. Использование предлагаемого устройства позволяет повысить оперативность, и существенно повышает качество поверочных работ с аппаратурой акустического каротажа.

X.

1 .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАМ,содержащее имитатор породы - звукопровод цилиндрической формы, имеющий продольное окно для установки скважинного прибора, зонд которого содержит одноименные, образующие измерительную базу, и разноименные, излучаюрд1е или приемные электроакустические преобразователи, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности и качества поверки, звукопровод выполнен с вырезами со стороны дальнего одноименного преобразователя. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что звукопровод помещен в заполненную жидкостью ванну, выполненную из материала, скорость распространения упруI гих колебаний в котором меньше СП нижнего предела поверяемого рабочего диапазона скоростей. 3.Устройство по П.1 и 2, отличающееся тем, что ванна выполнена из поглощающего упругие колебания материала.