1
Изобретение относится к области геофизических исследований и может быть использовано для определения коэффициента поглощения упругих колебаний звуковой частоты в горных породах и рудах по керну буровых скважин.
Известны резонансные способы определения звукопоглощающих свойств горных пород и руд, позволяющие определить величину обратной механической добротности по ширине резонансной кривой 2Д/ и резонаисной частоте образца /р при возбуждении в нем продольных, поперечных или крутильных колебаний по формуле
Q-. JP
При этом считается, что величина соответствует тангенсу потерь ig(p и связана с декрементом затухания б и коэффипиентом поглощения упругих колебаний а, следующей зависимостью
QI , в аХс
-1 - - - - -а,
ляIt/
где с - скорость распространения колебаний,
f - частота.
При исследовании резонансным способом образцу придают форму тонкой пластины или стержня, обработанный образец подвешивают
на нитях и в нем возбуждают колебания на различных частотах; строят резонансную кривую и по ней определяют значения
2А/, fp, Q- И а.
Однако при использовании резонансных способов определения внутреннего трения необходимо предварительно обрабатывать каменный материал для придания образцам формы тонкой пластины или тонкого стержня. Кроме того, необходимо исключить влияние упругих элементов излучателя и приемника звука на измеряемые параметры.
Известны также амплитудные способы, которые сводятся к определению амплитуды колебаний А при различных расстояниях г между излучателем и приемником и позволяют определять коэффициент поглощения упругих колебаний а, по формуле
In Л} -1пЛа
ОС - -. -
г, -TI
Амплитудные способы дают возможность оценить коэффициент поглощения однородных сред в естественных условиях и используются при геофизической разведке (сейсморазведке, акустическом просвечивании). Эти способы требуют идентичности уровня вводимого в среду излучения и из-за технических трудностей обеспечения этого условия ири измерениях на образцах не используются. Цель изобретения - упростить подготовительные и измерительные операции, повысить точность измерения и Снизить себестоимость работ но исследованию звконоглощающих свойств горных пород и руд. Цель достигается тем, что частота /р собственных колебаний излучателя звука определяется помимо гео.метрических размеров и упругих параметров самого излучателя импедансом среды, на которую акустически нагружен излучатель. В отличие от существующих способов предлагаемый способ использует смещение резонансной частоты самого излучателя А/р и позволяет определять коэффициент поглощения звука в образцах а по величине относительного смещения резонансной частоты Д/р//р. При исследовании по предлагаемому способу определяют собственную частоту излучателя fp при работе его без нагрузки (в воздухе). Отбирают образцы керна и их торцам придают при необходимости ровную поверхность для прижатия излучателя. Затем образец прижимают к излучателю и определяют резонансную частоту излучателя, акустически нагруженного на образец. Определяют отнорезонансной частоты сительное смещение Д/Р//Р и по формуле - Р f (г. fp Q-I р где рнСн-волновое сопротивление образца; роСо волновое сопротивление излучателя, определяют обратную величину механической добротности образца , декремент затухания 6 и коэффициент поглощения звука в образце а на частоте резонанса. Предлагаемый способ может найти щирокое применение и дать экономический эффект вследствие простоты подготовительных и измерительных операций, высокой производительности и точности. Предмет изобретения Способ акустического исследования образцов горных пород и руд, основанный на измерении резонансной частоты излучателя, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности исследования, измеряют резонансную частоту излучателя в воздухе и при акустической нагрузке его на образец и по относительному смещению резонансной частоты определяют звукопоглощающие свойства образца.
