Способ изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя из пермендюра Советский патент 1988 года по МПК G01V1/04 G01V1/52 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться при изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущест-с при венно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя путем уве- ю личения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеха- нической связи и повышение прочности преоб разов ателя„

На фиг. 1 показан отрезок магнито-15 и 5). При навивке ленту пермендюра стрикционной ленты, где НИ - направ-пересыпают окисью алюминия ( это кё 5,22 или 5,57 при 40 и 50 соответственно. .Ширина ленты должна быть равна 1,53-D при Ч 40° и 1,29.0

М 50,

Отрезки ленты пермендюра обмьша- ют и с краев удаляют заусеницы. Далее производят навивку первого слоя на оправку. Навивку второго слоя производят таким образом, чтобы ось ленты второго слоя пересекалась с осью первого слоя под углом 80-100 Аналогично навивают последующие слои по отношению к предыдущим С фиг.4

при

5,22 или 5,57 при 40 и 50 соответственно. .Ширина ленты должна быть равна 1,53-D при Ч 40° и 1,29.0

М 50,

Отрезки ленты пермендюра обмьша- ют и с краев удаляют заусеницы. Далее производят навивку первого слоя на оправку. Навивку второго слоя производят таким образом, чтобы ось ленты второго слоя пересекалась с осью первого слоя под углом 80-100. Аналогично навивают последующие слои по отношению к предыдущим С фиг.4

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться при изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущественно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны. Цель - повышение КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышение прочности преобразователя. В способе изготовления сердечника скважинного цилиндрического маг- нитострикционного преобразователя из пермендюра производят вырезку отрезков из магнитострикционной ленты, снятие заусениц и обезжиривание магнитной ленты, нав -гвку-. отрезков магнитострикционной ленты в цилиндр, отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч с одновременным нанесением на формируемый цилиндр обмотки возбуждения для возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда. Для достижения цели отрезки магнитострикционной ленты наматьтают на цилиндрическую оправку под углом 40- -50° по отношению к оси цилиндра со сдвигом каждого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное L . d/cos , где d - ширина ленты. Ч - угол между продольной осью ленты и направлением магнитного поля. Продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под углом 80-100. ЗоП, ф-лы, 6 ил. ( (Л to vl со со

ление прокатки. Но и п - внешние постоянное и переменное магнитные поля; на фиг..2 - зависимости коэффициента магнитомеханической связи от угла Ч меткду направлением прокатки и направлением внешнего магнитного поля; на фиго 3 - цилиндрическая оправка, на которую навнт один слой магнитострик- ционной ленты, общий вид; на фиг.4 и 5 - ориентация ленты по отношению к оси цилиндра для двух соседних слоев сердечника; на фиг. 6 - сердечник, общий вид.

Для реализации способа предварительно проведены эксперименты по определению наиболее выгодной ориентации внешнего по.стоянного магнитного поля по отношению к оси ленты ( оси прокатки). На фиг. 2 показана зависимость коэффициента магнитомехани- ческой связи К от угла Ч при различных значениях величины постоянного магнитного поля. Измерения проводи

ли на образцах- стержневого типа из пермендюра. У каждого образца пластины бьши вырублены под определенным .углом к направлению прокатки в интервале О 90,

Для всех значений постоянного поля коэффициент связи имеет максимальное значение в случае, когда внешнее поле ориентировано под углом 40-50 к направлению прокатки ленты.

Способ реализуется следующим образом.

Из ленты пермендюра вырезают отрезки, которых немного больше

величины m-D, где - длина

сердечника магнитострикционного преобразователя; d - ширина ленты; D - диаметр намотки; коэффициент m

0 5

0

обходимо для того, чтобы слои не спекались при отжиге) о Последний слой навивки закрепляют и производят вакуумный отжиг при 850 в течение 3 ч. Цосле отжига сердечник охлаждают вместе с печью со скоростью до комнатной температуры. Отохетсенный сердечник магнитострикционного преобразователя либо пропитывают склеивающим компаундом, либо каждый слой сердечника снимают с цилиндрической оправки при сохранении формы и далее последовательно надевают на оправку, начиная с внутреннего слоя, при этом на каждый слой наносят склеивающий компаунд.. Далее компаунд полимеризуют в течение не менее 30 ч, при этом на изго- товленный цилиндр наносят обмотку возбуждения с числом витков, равным . .80. В указанную обмотку с целью получения остаточной намагниченности в магнитопроводе подается кратковременный импульс тока величиной 40 А, после чего обмотку подключают к источнику однополярных импульсов тока величиной 10 А, возбуждающих магнитопровод на частоте 20 кГц.

5 Торцы изготовленного сердечника обрезают на токарном станке. Возможный электрический контакт между слоями, возникающий при обработке торцов, устраняют методом электрофореза.

Предлагаемьгм способом был изготовлен цилиндрический преобразователь для каротажа из пермендюра длиной 12 см, диаметром 2 см и толщиной сердечника 0,14 см. При потребляемой мощности 50 Вт цилиндрический преобразователь из пермендюра, изготовлен- ньй предлагаемым способом, имел КПД равный 90%. Аналогичный преобразователь из пермендюра, состоящий из нес0

0

5

кольких соосно расположенных преобразователей длиной 12 см и изготовленный произвольной навивкой сердечников этих преобразователей, т.е. без учета угла между направлением магнит- ных постоянного и переменного полей и осью прокатки и сдвига по оси цилиндра, имел КПД, равный 70%. Из приведенного сопоставления следует, что предлагаемый способ позволяет повысить КПД на 20%.

Формула изобретения

фиг.2 58

возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи, отрезки магнитострикционной ленты наматывают на цилиндрическую оправку под углом 40-50 ° по отношению к оси цилиндра со сдвигом каж- дого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное L d/cos Y, где d - ширина ленты; -угол между продольной осью ленты и направление магнитного поля.

2„ Способ по П.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повыпа- ния прочности сердечника преобразовтеля,, продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под углом 80-100 .

0 h

фиг. 1

V

Фиг.д

Фиг.

фиг. 6