СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ КАРОТАЖЕ Советский патент 1974 года по МПК G01V1/40 

1

Изобретение относится к области геофизического исследования скважин при помощи акустического каротажа.

В акустическом каротаже применяют в основном способы возбуждения акустических колебаний, основанные на пьезоэлектрическом эффекте и эффекте магнитострикции.

Однако мощность излучения акустических колебаний известными способами является недостаточной и ограничивается нри использовании эффекта магнитострикции насыщением магнитострикционного материала, а при использовании пьезоэлектрического эффекта- механическим разрущением пьезоэлемента. Недостаточная мощность излучателей не обеспечивает при акустическом каротаже прием сигнала приемником в породах с большим коэффициентом затухания. Это приводит к «проскальзованию циклов, и тем самым снижается точность измерений и информативность каротажа.

Акустический сигнал, возбужденный известными способами, имеет большую длительность, порядка единиц миллисекунд. Это не позволяет увеличить частоту посылок возбуждающих импульсов на излучатель с тем, чтобы улучшить разрешающую способность аппаратуры и увеличить скорость каротажа.

При возбуждении колебаний способами, основанными на пьезоэлектрическом эффекте

магнитострикции, нет возможности перестраивать частоту излучателя электрическим способом. Изменить частоту колебаний, возбужденных такими способами, можно только путем использования сменных магнитострикторов и пьезоэлементов с различными геометрическими размерами. Сигнал, возбужденный названными выше способами, имеет широкий частотный спектр, что значительно усложняет

его прием и обработку.

Технология изготовления излучателей, основанных па эффектах aгнптocтpикции и пьезоэлектричества, является сложной и дорогостоящей. Кроме того, пьезоэлектрические излучатели не обладают достаточной термостойкостью, что ограничивает их применение при каротаже сверхглубоких скважин. Цель изобретения - увеличение мощности

излучаемого сигнала и повышение тем самым точности измерения при акустическом каротаже.

Это достигается тем, что пропускают импульс электрического тока по витку, выполненному из проводящего материала, например меди, стали, в форме разорванного кольца и вызывают возмущение внещней среды за счет изменения диаметра витка под действием магнитного поля.

На фиг. 1 показана схема устройства для возбуждения акустического енгнала предлагаемым способом; на фиг. 2 - излучатель.

Для возбуждения ультразвуковых колебаний используют генератор 1 импульсов тока н непосредственно излучатель 2. Генератор работает но принципу разряда накопительной емкости 3 через излучатель при включенном ключе 4. Излучатель выполнен в виде витка (разорванного кольца) из нроводящего материала, например меди, стали.

Имнульс тока с генератора 1 поступает на излучатель 2, при этом диаметральио нротивоноложные участки витка отталкиваютс так как магнитное ноле, возникшее при прохождении тока, создает силы, стремящиеся увеличить диаметр витка. Увеличение диаметра витка возбуждает в окружающей среде акустические колебания.

По окопчапии импульса тока виток под действием сил упругости возвращается в первоначальпое состояние. Мощность акустического сигнала зависит от величииы сил расталкивания, которые определяются величиной магнитного ио.чя. Изменением амнлитуды имиульса тока и использованием излучателей различного диаметра можно регулировать мощность излучения. Практически мощность излучения ограничивается только возможностями генератора 1. Используя упругие материалы и увеличивая ток, можно создать колебания большой интенсивности. После окончания импульса тока механические колебания в излучателе затухают быстро, и возбуждаемый акустический сигнал имеет небольшую длительность. Это дает возможность улучшить разрешающую сиособцость нри акустическом каротаже путем увеличения частоты носылок занускающего импульса тока. Частота колебаНИИ, возбуждаемых предложенном способом, может нлавно нерестраиваться нутем изменения параметров контура LC, где L - индуктивность излучателя, С - разрядная емкость генератора.

Материал и геометрия поперечного сечения проводника, форма и размеры витка определяются спецификой решаемых задач и могут быть выбраны самыми разнообразными. Например, в акустическом каротаже целесообразно применять цилиндрический излучатель, выполненный в виде ленты проводника, свернутой в кольцо (фиг. 2).

Излучатели, основанные на взаимодействии проводников с током нросты и надежны, технология их изготовления несложная.

Излучатели обладают большой термостойкостью и могут быть использованы при исследовании сверхглубоких скважин.

Предмет изобретения

Снособ возбуждення акустических колебаний нри акустическом каротаже, отличающийся тел1, что, с целью увеличения мощности акустического сигнала, пропускают импульс электрического тока но витку, вынолненному из нроводящего материала, например меди, стали, в форме разорванного кольца и вызывают возмущенне внешней среды за счет изменения диаметра витка под действием магнитного поля.

оf «1+