ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ ПРИБОРА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к скважинной гёо физике.

Известно большое число конструкций излучателей Для приборов акустического каротз: а, которые должны обеспечивать достаточную мощность акустического импульса, т. е. Ёозможность его распространения на расстояние в несколько метров и регистрации приемником без существенных искажений, а также высокую стабильность при изменении давления и температуры. Кроме того, излучатель должен иметь управляемую характеристику направленности, обеспечивать широкополосность в определенном частотном диапазоне и достаточное разрещение упругих волн. Последние два условия специфичны для акустичесфго каротаж(а с использованием информации от всей волновой картины (скорость и затухание поперечных волн, спектральный состав и т. д.). В известных излучателях для приборов акустического каротажа эти требования не выполняются.

В предлагаемом излучателе поверхность тела образована двумя перевернутыми усеченными конусами с одинаковыми телесными углами. Это позволяет выполнить ряд предъявляемых к излучателю требований и повысить качество измерений.

На фиг. 1 показано расположение излучателя предлагаемой конструкции в скважинном приборе; на фиг. 2 схематически изображены излучатель и характеристика его направленности. В скважине / размещена защитная оболочка 2, выполненная из тонкой металлической жести или резины, прозрачной для данной частоты упругого излучения. В полости 3, заполненной жидкостью, скорость упругих волн в которой меньше скорости упругих

волн в скважинной жидкости, размещен излучатель 4 с резиновым стержнем 5, на котором укреплен излучатель. Скважинный прибор 6 окружен скважинной жидкостью 7; для .крепления излучателя вместо резинового

стержня может быть использован конический демпфер 8 (показан пунктиром).

Можно использовать большую часть излучаемой энергии для образования головных волн, если повернуть максимум характеристики направленности в сторону средних значений критических углов (). Образующие цилиндра выполнены под углом к его оси А-А. Такой излучатель работает наиболее эффективно, когда наклон обеих образующих одинаков. В этом случае средний диаметр остается постоянным и излучатель работает на резонансной частоте, определяемой его средним диаметром по формуле

где с - скорость звука в излучателе, dc - средний диаметр его.

Преимуществом предлагаемого излучателя является еще и то, что в противоположном от приемника направлении распространяется весьма малая доля упругой энергии, благодаря чему улучщается разрешение на волновой картине.

Задавая образующим излучателя различный наклон при соответствующей высоте набора, можно ориентировать ось его характеристики направленности под тем или иным углом, что дает возможность возбуждать, например, преимущественно продольную или поперечную головные волны. При соответствующей ориентации оси характеристики направленности приемника это дает возможность регистрировать головные волны в «чистом виде.

Излучатель несложен в исполнении, так как при набранном пакете пластин из нермендюра необходимый наклон образующих задают путем расточки на токарном станке. Возможно также выпрессовывать излучатели необходимой конфигурации из пьезо- или феррокерамики. Трудности могут возникнуть ТОЛЬКО- при изготовлении излучателей небольших размеров (диаметром 40 мм и менее) при ориентировке максимума характеристики направленности на сравнительно большие

тлйимм

углы (40° и более). Трудности можно устранить, если размещать излучатель 4 с небольшим наклоном образующих в полости 3, заполненной жидкостью, скорость упругих волн

в которой меньше скорости упругих волн в скважинной жидкости 7. При падении луча упругой энергии под углом а. из жидкости, окружающей излучатель, на скважинную жидкость согласно известному закону Снеллиуса он преломляется под углом «2, Соответствующим подбором скорости заполняющей полость 3 жидкости можно добиться необходимого донолнительного поворота максимума характеристики направленности. Вместо жидкой среды, окружающей излучатель, для дополнительной ориентации и корректировки характеристики направленности можно также использовать твердые оболочки переменного сечения.

Предмет изобретения

Излучатель для прибора акустического каротажа, тело которого выполнено из материала с магнитострикционными свойствами, помещенный в электроизоляционную среду, отличающийся тем, что, с целью повышения качества измерений, поверхность тела образована двумя перевернутыми усеченными конусами с одинаковыми телесными углами.

777777

г

Риг. 1

-I/I

о 20° 30

Фиг. 2