Способ определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн через керн Советский патент 1990 года по МПК G01N29/18 

Изобретение относится к технике петрофизических исследований и может быть использовано для измерения акустических параметров керна при условиях, приближенных к пластовым,

Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн за счет обеспечения узкой направленности смещений в направлении, перпендикулярном направлению распространения колебаний,

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа определения скорости распространения ультразвуковых поперечных волн через керн.

Устройство содержит поршни 1 и 2, в которые вмонтированы преобразователи-излучатели 3 и преобразователи-прИ емники 4, Между поршнями 1 и 2распола гают исследуемый керн 5 в резиновой : манжете 6, Преобразователи установлены в поршнях таким образом, что их оси максимальной чувствительности па- раллельны поверхности поршня, прижимаемой к керну, а сами преобразователи установлены по одной оси. Одни торцы преобразователей имеют акустический контакт с поршнями, а остальные поверхности акустически развязаны с поршнем с помощью манжет 7 и пробок 8,

Расстояние 1 между торцами преобразователей выбирают из условия

т- 1 где 71 - длина продольной ультразвуковой волны. Преобразователи-излучатели 3 имеют акустический контакт с поршнем 2 разноименными полюсами, а их другие полюса подсоединены к одному из выходов генератора 9 импульсов возбуждения. Преобразователи-приемники 4 имеют акус

5

0

5

0

Q з

0

тический контакт с поршнем 1 одноименными полюсами, а их другие полюса подсоединены к разным входам дифференциального усилителя 10. Выходы дифференциального усилителя 10 и генератора 9 импульсов возбуждения соединены с входами измерителя 11 временных интервалов. Керн 5 размещен в камере 12 высокого давления, а преобразователи-излучатели 3 и преобразаватели- приемники 5 изолированы от жидкости 13, служащей для создания всестороннего сжатия.

Способ осуществляют следующим образом.

Генератор 9 импульсов возбуждения . периодически возбуждает преобразователи-излучатели 3 и синхронизирует измеритель 11 временных интервалов, Преобразователи-излучатели 3 под действием электрического импульса деформируются, при этом один из них удлиняется, а второй укорачивается в направлении, параллельном поверхности образца керна 5, Поскольку деформации в поршне происходят в направлении, параллельном поверхности керна 5 и направлены в одну сторону, то в керне 5 формируется преимущественно поперечная волна S, а деформации, формирую- продольную волну Р, компенсируются, так как для них деформации от разных преобразователей-излучателей 3 противоположно направлены. Поперечная волна, пройдя керн 5, возбуждает колебания в поршне 1 с преобразователями-приемниками 4, злектрические напряжения которых сдвинуты по фазе на 180°, а электрические напряжения, обусловленные продольной волной, син- фазны, С выхода дифференциального усилителя 10 сигнал поступает на вход измерителя 11 временных интервалов. Скорость распространения поперечной

волны вычисляют по известным формулам.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность и достоверность определения скорости распространения поперечной волны, так как ее вступления на волновой картине не искажены наложением колебаний продольной волны.

Формула изобретени

Способ определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн через керн, заключающийся в том, что керн размещают между парой преобразователей ультразвуковых волн, нагружают керн с тех же сторон, измеряют время прохождения ультразвуковой волны, по которому судят о скорости ее распространения, отличаю

04336

щ и и с я тем, что, с целью повьше- ния точности и достоверности определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн, использу ют дополнительную пару преобразователей ультразвуковых волн, размещают ее аналогично основной паре преобразователей, оси преобразователей ориенти 0 руют параллельно поверхности керна, оси пар преобразователей с обеих сторон керна устанавливают соосно, преобразователи-излучатели ориентируют разноименными полюсами относительно

15 друг друга, преобразователи-приемники - одноименными полюсами, а расстояние 1 между торцами преобразователей

л А выбирают из условия -т- 1 9

20

где TV - длина продольной ультразвуковой волны.

Изобретение относится к технике петрофизических исследований и может быть использовано для измерения акустических параметров керна при условиях, приближенных к пластовым. Цель изобретения - повышение точности и достоверности измерений скорости поперечной волны за счет обеспечения узкой направленности смещений в направлении, перпендикулярном направлению распространения колебаний. В каждый из поршней 1 и 2 дополнительно введено по одному преобразователю 3 и 4, расположенному соосно первому, причем их исо макисмальной чувствительности параллельны поверхности поршня, прижимаемой к керну 5, расстояние между торцами преобразователей, имеющими акустический контакт с поршнем, выбирают из условия λ/4≤L≤λ/2, где λ - длина продольной волны в материале поршня, причем преобразователи-излучатели 3 имеют акустический контакт с поршнем 2 разноименными полюсами, а другими полюсами подсоединены к одному из выходов генератора импульсов возбуждения 9, преобразователи-приемники 4 имеют акустический контакт с поршнем 1 одноименными полюсами, а другими полюсами подсоединены к разным входам усилителя 10, выполненного дифференциальным. При этом картина поперечной волны не искажается наложением продольной волны. 1 ил.