Акустический изолятор для скважинного прибора акустического каротажа Советский патент 1975 года по МПК G01V1/52 

1

I Изобретение относится к геофизическим приборам, предназначенным для исследования буровых скважин методом акустического каротажа упругих волн. Для получения достоверныхданных при а кустическом каротаже скважин в приборе необходимо разделение излучателя и приемника упругих волн. Этим целям служат акустические изоляторы.

Для того, чтобы отвечать предъявленным к ним требованиям, в изоляторах должно быть необходимое ослабление (затухание) сигнала и низкая скорость распространения зву1совых волн.

Известные конструкции изоляторов не всегда пригодны к эксплуатации вследствие значительных габаритов, невысокой жесткости и малого сопротивления разрыву.

Таким является изолятор для зонда акустического каротажа, элемент за-. держки которого выполнен в виде стальной трубы, в которой определенным образом сделаны отверстия для удлинения пути волны.

Однако для получения необходимого удлинения нужны значительные габариты, а отверстия в трубе значительно снижают ее прочность и жесткость.

Цель изобретения - зшеличить жесткость и повысить эахЬективность изолятора. л Это достигается тем, чти алименты задержки акустического изолятора выполнены в виде последовательно соединенных стержнями и;ш пластинами произвольного сечения рамок прямоугольного KOHTjrpa, повернутых одна относительно другод на некоторый угол и находящихся в звукопоглотителе, например резине.

Такой изолятор по принципу работы является линией задержки. Благодаря специальному расположению стержней каркаса фронту упругих колебшшй, распространяющихся по изолятору, приходится преодолевать больший путь, чем по обыкновенной трубе. Распространение фронта упругих колебаний в данной кон.струкции подчинено законам, аналогичным законам геометрической оптики, в первую очередь по принципу наименьшего времени (принципу Ферма/.

Основываясь на этом принципе, необходимо рассчитать размеры стержней и. их расположение, т.е. чтобы для продольных волн нагдаеньшее время занимал путь ВДОЛЬ образущей цилиндра.

На этом пути продольные волны испыIтывают значительное ослабление за счеТ;

многократного отражения на грашщах i раздела металла, из которого изготовлен каркас, и вещества, заполняющего объем (например, резина). Попере шые волны распространяются по металлу, так как резина не является, распространите-; лем поперечных волн. Таким образом, размеры и расположение стержней необходимо рассчитывать, исходя из того, что по изолятору фактичесШ распространяются только поперечные волны, скорость которых сущёстВенно меньше скорости продольных воЛн. Скорость продольных волн для стали при-, близительно равна.5300 м/сек, а поперечных - около 3200 м/сек. Скорость звука в буровом растворе, находящемся в сква)шшюм пространстве, т.е. та скорость, до которой нужно сшзить скорость колебаний, проходящих по изолятору, примерно равна 1500 - ISOOi-м/сек.

Таким образом в данной конструкции . достигается значительное уменьшение габаритов, так как собственно замедление осуществляется для скорости поперечных волн, которая значительно меньше скорости продольных волн.

Жесткость и прочность конструкции обеспечиваются обжишшм каркасом, которыйимеет ребра жесткости во всех направлениях.

на фиг. I показан продольный разрез изолятора в вертикальной плоскости на- фиг. 2 - то же в горизонтальной плоскости; на фиг. 3 ::: разрез по А-А . на aiir. i; на фиг. 4 - разрез поБ-Ъ ;

1на Фиг. I; на фиг. 5 - аксонометрическое изображение элемента задержки изолятора.

Элемент, задершш состоит из двух рамок I пр1ямоугольного контура, повер тых одна бтносительнбдругой на опре, деленный угол, например 90°.

Рдмки одного элемента задержки, а также последовательно расположенные элементы соединяются между собой специальным образом расположенными стержнями или; пластинами 2 с произвольной формой сечения. Элементы задержки обIразуют жестщй каркас, имеющий ребра жесткости во всех направлениях. На концах каркаса крепятся резьбовые пробки 3, являющиеся присоеди1штельными элементами.- Каркас заливается материалом с высоким коэффициентом затухания, например резиной.

Пр е д метизоб э в -т е ни Я

Акустический изолятор для скважин5 ною прибора акустического каротажа, , имеющий цилиндрическую форму, содержащий элементы задержки звукового сигнала, отличающийся тем, что с целью увеличения жесткости и,повыше1ния эффективности, элементы задержки выполнены в виде последовательно соединенных пластинами произвольного сечения рамок прямоугольного контура повернутых одна относительно другой, например, на 90.

Фиг.З

фиг It

Фиг. 5