Акустический зонд скважинного прибора Советский патент 1988 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к технике для- скважинных геофизических исследований.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение эксплуатационных, характеристик акустического зонда скважинного прибора.

На фиг, 1 изображен скважинный прибор с акустическим зондом, общий вид; на фиг. 2 - акустический зонд, разрез; на фиг. 3 - узел I на фиг.2, ,на фиг. 4 - деформируемая трубка, используемая в качестве компенсатора давления, поперечное сечение, варианты.

Акустический зонд 1 вместе с блоком электроники, помещенным в охранный кожух 2, и центраторами 3 и 4 составляет скважинный прибор акустического каротажа, спускаемый- на каротажном кабеле для проведения измерений акустических характеристик пересеченных скважиной горных пород. Акустический зонд 1 содержит маг- нйтострикционный излучатель 5, установленный через звукоизолирующие сло на стержне 6 с отверстием 7. Тонкостенная стальная гильза 8 отделяет снаружи полость размещения излучателя, заполняемую электроизоляционной жидкостью, а мост 9 с герметичными проходными электровводами 10 отделяет ее. от блока электроники, помещенного в охранный кожух 2. Стержень 6 через переходник 11 связан с несущим акустическим изолятором 12, выполненным в виде жесткой трубы со сквозными взаимно перекрывающимися вдоль образующей пазами. На изоляторе 12 закреплен фланец 13, на штуцере 14 которого закреплены на ре- гулировочных втулках 15 и 16 приемники 17 и 18, разделенные установочным акустическим изолятором 19, выполненным в виде цилиндрической спиральной пружины. Посредством регулировочных втулок 15 и 16 устанавливается с необходимой точностью расстояние между приемниками - база измерения.

Герметичная оболочка 20, вьтолнен ная в виде жесткой трубы из материала с низкой скоростью распространения упругих колебаний, например темплена, фторопласта, отделяет по-; лость размещения приемников от окружающей среды и удерживает их по оси

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

устройства. По наружному диаметру оболочка 20 по;щерживается равномерно распределенными по длине опорными дисками 21, закрепленными в несущем изоляторе 12. При этом оболочка 20 установлена в опорных дисках 21 со скользящим контактом и точно так же внутри установлены изолятор 19 и регулировочные втулки 15 и 16. Пробка

22закрывает оболочку 20 с верхнего торца.

Такое конструктивное выполнение узла приемников обеспечивает возможность установки трех (и более) приемников с малой базой измерения и точной регулировкой ее величины. Это повьшает достоверность геологической информации в тонкослоистом раз- ..резе за счет проведения одновремен- , ных измерений на нескольких (например, двух) базах.

Герметичная оболочка 20 с приемниками 17 и 18 и полость размещения излучателя 5 заполнены электроизоляционной жидкостью и через штуцеры

23и 24 в пробке 22 и переходнике 11 соединены деформируемой трубкой 25 некруглого сечения, которая является компенсатором давления. Концы трубки загерметизированы и закреплены в соединяемых штуцерах с помощью упругих элементов 26 и 27 в кольцевом цилиндрическом зазоре между посадочной поверхностью штуцеров и введенной внутрь трубки жесткой втулкой 28 с наружными проточками 29, в одну из которых устанавливается упругий герметизирующий элемент 26, а вторая взаимодействует с установленным снаружи трубки разрезным упругим кольцом 30, сжимаемым при навинчивании накидных гаек 31 на штуцеры.

Неразъемное герметичное закрепление концов деформируемой трубки 25, выполненной из полимерных материа- . лов, например фторопластов, на соединяемых штуцерах обеспечивается ее горячей -посадкой на поверхности концов штуцеров при величине натяга 20 - 30%.

Наличие единого гидравлического канала, связывающего полости размещения излучателя 5 и приемников 17 и 18, обеспечивает надежную передачу акустического сигнала между электроакустическими преобразователями и позволяет снизить работоспособность прибора в наземных условиях

без использования специального звуко- провода.

Провода от приемников 17 и 18 введены в центральные отверстия 32 и 33 втулок 15 и 16, проходят внутри деформируемой трубки 25, в центральное отверстие 7 стержня 6 и через центральную группу герметичных проходных электровводов 10 соединены с входными цепями усилителя блока электроники.

Провода от приемников и излучателя разделены экраном (не показано) для устранения электромагнитной на- . водки от импульса излучения.

Продольные пазы 34 и 35 в несущем :изоляторе 12 обеспечивают свободное прохождение упругих волн без заметных искажений к приемникам 17 и 18.

Акустический зонд работает следите- щим образом.

При спуске в скважину возрастающее давление промывочной жидкости

тельно опорных дисков 21, установочного изолятора 19, регулировочных втулок 15 и 16 и приемников 17 и 18, расстояние между которыми во всем диапазоне изменения температур изм,- няется в пределах 0,4-П,5% и не зависит от изменения длины оболочки 20,

Q При подаче импульса возбуждения в обмотку излучателя 5 генерируемые им упругие колебания через стенки гильзы 8, промывочную жидкость передаются на стенки скважины, прохо5 Дят до приемников 17 и 18, преобра- зуются ими в электрические сигналы, которые передаются в блок электроники и после усиления по кабелю поступают в наземную аппаратуру для

Q обработки и регистрации.

Формула изобретения 1. Акустический зонд скважинного

Изобретение относится к технике для скважинных геофизических исследований. Цель - упрощение конструкции, повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик зонда. Акустический зонд вместе с блоком электроники, приемниками, помещенными в охранный кожух, и центраторами составляет скважинный прибор акустического каротажа, спускаемый на каротажном кабеле для проведения измерений акустических характеристик пересеченных скважиной горных пород. Новым в зонде является то, что герметичная оболочка на участке размещения приемников выполнена в виде жесткой трубы. Труба неподвижно соединена одним концом с установочным и несущим изоляторами, а на остальной длине установлена по отношению к ним со скользяш;им контактом, причем по отношению к несущему изолятору зто обеспечено посредством равномерно размещенных по длине опорных дисков. Компенсатор давления выполнен в виде деформируемой трубки некруглого сечения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (/; с

30

действует на стенки трубки 25, дефор-25 прибора, содержащий электроакустичес- мирует ее таким образом, что уменьшается площадь ограниченного ею поперечного сечения пропорционально уменьшению объема заполняющей внутренние полости электроизоляционной жидкости. При повышении температуры, когда расширение электроизоляционной- жидкости превьш1ает величину ее сжимаемости под действием давления, трубка 25 распирается внутренним давлением, форма ее поперечного сечения постепенно скругляется, приближаясь в пределе к форме круга.

С ростом температуры длина герметичной оболочки 20, изготовленной из полимерных материалов, увеличивается на порядок больше по сравнению с деталями из металла. В диапазоне рабочих температур до изменение длины достигает 5%. В данном устройстве герметичная оболочка 20 неподвижно соединена одним концом (верхним на фиг. 2) через фланец 13 с несущим 12 и установочным 19 акустическими изоляторами, а на остальной длине установлена по отношению к ним со скользящим контактом. Поэтому изменение длины вызывает перемещение свободного ее конца относи35

40

45

50

кие преобразователи-излучатели и приемники, разделенные параллельно состыкованными несущим и установочным акустическими изоляторами и размещенные в заполненной электроизоляционной жидкостью герметичной оболочке, сообщенной с компенсатором давления, причем герметичная оболочка установлена коаксиально в несущем изоляторе, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности и улучшения эксплуатационных характеристик зонда, герметичная оболочка на участке размещения приемников выполнена в виде жесткой трубы из материала с низкой скоростью распространения упругих волн, неподвижно соединена одним концом с установочным и несущш изоляторами, а на остальной длине установлена по отношению к ним со скользящим контактом, причем по отношению к несущему изолятору путем установки жестко связанных с ним равномерно размещенных по длине опор.

0

5 прибора, содержащий электроакустичес-

5

0

5

0

кие преобразователи-излучатели и приемники, разделенные параллельно состыкованными несущим и установочным акустическими изоляторами и размещенные в заполненной электроизоляционной жидкостью герметичной оболочке, сообщенной с компенсатором давления, причем герметичная оболочка установлена коаксиально в несущем изоляторе, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения надежности и улучшения эксплуатационных характеристик зонда, герметичная оболочка на участке размещения приемников выполнена в виде жесткой трубы из материала с низкой скоростью распространения упругих волн, неподвижно соединена одним концом с установочным и несущш изоляторами, а на остальной длине установлена по отношению к ним со скользящим контактом, причем по отношению к несущему изолятору путем установки жестко связанных с ним равномерно размещенных по длине опор.

Y

Фиг.

Хх

Ж 34 М

- 25

JJ

:У-к

75

иг 7 3

Фив. г

фцв.З

Фиг.if