СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВИДЕОКАРОТАЖА Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в акустическом видеокаротаже, предназначенном для исследования стенок нефтяных и газовых скважин.

Известен скважинный прибор, содержащий металлический корпус, состоящий из двух трубчатых секций, соединенных звукопроводящей вставкой в плоскости приема и излучения, в которой размещены элементы электронной схемы и заполненная жидкостью акустическая система, содержащая неподвижный электроакустический преобразователь, ось приема и излучения которого совпадает с осью, прибора, и отражатель, установленный под углом 45° на валу электропривода.

Металлические трубчатые секции расположены по разные стороны от плоскости приема и излучения, поэтому звукопроводящая вставка установлена в средней части прибора.

Однако в известном приборе звукопроводящая вставка, установленная в средней части скважинного прибора, подвергается опасным изгибающим и растягивающим усилиям, возникающим как при транспортировке прибора, так и при эксплуатации его в скважине, что может привести к поломке прибора.

Целью изобретения является повыщение надежности работы и исключение волн-помех. Для этого отражатель установлен в заполненном жидкостью цилиндре, имеющем окно для пропускания ультразвуковых колебаний и связанном посредством механической передачи с электроприводом.

В результате этого плоскость приема и излучения, а следовательно, и малоирочная звукопроводящая вставка переносятся в самый низ прибора, где опасные изгибающие и растягивающие усилия намного Mesinnie.

Кроме того, цилиндр выполнен и. материала с акустическим сопротивлением, превышающим акустическое сопротивление жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и малой скоростью распространения ультразвуковых колебаний, например текстолита, а стенки цилиндра внутри и снаружи покрыты слоем звукопоглощающего материала с акустическим сопротивлением, близким к акустическому сопротивлению жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и малой скоростью распространения ультразвуковых колебаний, например резиной.

Изобретение пояснено чертежами. На фиг. I приведен общий вид прибора; на фиг. 2 - конструкция нижней части прибора в разрезе.

Скважинный прибор для акустического видеокаротажа состоит из металлического корпуса 1, звукопроводящей вставки 2 и окончания 3.

Внутри корпуса размещены элементы электронной схемы 4 и акустическая систел1а, которая включает в себя неподвижно укрепленный электроакустический преобразователь 5 (см. фиг. 2) и наклонный () отражатель 6, укрепленный внутри цилиндра 7. Цилиндр 7 имеет окно 8 для пропускания ультразвуковых колебаний (УЗК) и механическую передачу 9 для связи с электроприводом 10. Наружная и внутренняя поверхности цилиндра 7 покрыты слоем звукопоглощающего материала 11.

Внутренняя полость прибора, где размещается акустическая система, заполнена жидкостью (например кремнийорганической).

Во время каротажа электроакустический преобразователь 5 излучает импульсы УЗК, которые узким лучом распростра«яются по оси прибора внутри цилиндра 7 и попадают на отражающую поверхность отражателя 6. Отражатель 6 изменяет направление излучения и направляет его по оси, перпендикулярной к оси скважинного прибора - к стенке скважины. Достигнув внутренней стенки звукопроводящей вставки 2, импульс УЗК, вследствие неравенства акустических сопротивлений материала вставки и жидкости, заполняющей акустическую систему, частично отражается, а остальная часть энергии импульса проникает в стенку вставки. На границе вставка - буровой раствор импульс УЗК вновь частично отражается, а остальная часть энергии его, пройдя слой бурового раствора, достигнет стенки скважины. Отразивщись от стенки скважины, импульс УЗК распространяется в обратном направлении и в виде эхосигнала достигает преобразователя 5.

Часть энергии импульса, отразившаяся от внутренней стенки звукопроводящей вставки 2, может достигнуть преобразователя 5 и создать помеху для слабого эхо-сигнала от стенки скважины. Для того чтобы данная помеха не могла распространяться по пути: стенка вставки 2 - отралсатель 6 - преобразователь 5, вставке придана форма усеченного конуса.

При этом отраженный от наклонной поверхности луч-помеха направляется в сторону и не попадает в окно 8 цилиндра 7.

Однако существует опасность, что он может достигнуть преобразователя сквозь стенку цилиндра 7.

Для предотвращения этого, согласно изобретению, полый цилиндр 7, внутри которого происходит распространение УЗК между отражателем и преобразователем, выполнен из материала, акустическое сопротивление которого значительно больще, чем акустическое сопротивление заполняющей жидкости. В этом случае больщая часть энергии луча-помехи будет отражаться от поверхности цилиндра 7. Остальная часть энергии помехи после преломления на границе раздела, проникнет в стенку цилиндра 7 и в виде продольных и поперечных волн будет распространяться по «ей. В этом случае, в соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля, каждая точка внутренней (и наружной) поверхности цилиндра 7 станет источником вторичных волн, которые могут достигнуть преобразователя и создать помеху в тракте сигнала. Для ослабления волн-помех, распространяющихся по стенкам цилиндра 7, цилиндр 7 выполнен из материала с больщим коэффициентом затухания для УЗК. При излучении импульса преобразователем часть энергии, распространяющейся в направлении боковых

лепестков, достигнет стенок цилиндра и после преломления будет распространяться по ним в виде продольных, поперечных и др. волн. Для того чтобы волны, распространяющиеся по стенкам цилиндра 7, не достигали

отражателя 6 ранее основной волны, распространяющейся по жидкости внутри цилиндра 7, и не искажали форму излучаемого импульса, цилиндр 7 выполнен из материала с малой скоростью распространения УЗК.

В связи с тем, что акустическое сопротивление материала, из которого выполнен цилиндр 7, отличается от акустического сопротивления заполняющей жидкости, лучи-помехи сквозь окно в цилиндре могут попасть на

внутреннюю стенку цилиндра и после многократного отражения достигнут преобразователя и создадут помеху в тракте сигнала. Для поглощения многократно отражающихся лучей-помех, внутренняя и наружная поверхности цилиндра 7 покрыты слоем материала с акустическим сопротивлением близким к акустическому сопротивлению заполняющей жидкости и с больщим коэффициентом затухания УЗК, например резиной.

Предмет изобретения

1. Скважинный прибор для акустического видеокаротажа, содержащий металлический корпус со звукопроводящей вставкой в плоскости приема и излучения, в которой размещены элементы электронной схемы и заполненная жидкостью акустическая система, содержащая неподвижный электроакустический преобразователь, ось п-риема и излучения которого совпадает с осью прибора, отражатель, установленный под углом 45°, осуществляющий круговой обзор стенок скважины, и электропривод, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы прибора,

отражатель установлен в заполненном жидкостью цилиндре, имеюще.м окно для пропускания ультразвуковых колебаний и связанном посредством механической передачи с электроприводом.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения волн-помех, цилиндр выполнен из материала с акустическим сопротивлением, превыщающим ак к;тическое сопротивление жидкости, заполняющей акустическую систему, больщим коэффициентом затухания и малой скоростью распространения ультразвуковых колебаний, например текстолита, а стенки цилиндра внутри и снаружи покрыты слоем звукопоглощающего материала с акустическим сопротивлением, близким

к акустическому сопротивлению жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и малой скоростью распространения улыразвл ковых колебаний, например резиной.

АV-Фиг 2