Кважинный акустический приемник Советский патент 1976 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение предназначено для использования в аппаратуре акустического каротажа и может найти применение при разведке месторождений полезных ископаемых.

Известен скважинный акустический приемник, в котором установлены два независимых приемных элемента, подключенных в противофазе к входу одного канала передачи информации. Акустический приемник снабжен звуковым экраном, отделяющим один из двух приемных элементов от заполняюш,ей скважину жидкой или газовой среды, по которой распространяются полезные сигналы. Таким образом, один из приемных элементов воспринимает как полезные сигналы, так и помехи, распространяющиеся по конструктивным элементам, а второй приемный элемент - только помехи. Поскольку приемные элементы подключены противофазно, помехи вычитаются, что способствует улучшению отнопшния сигнала к помехе.

Недостаток известного скважинного акустического приемника состоит в том, что два приемных элемента установлены в нем не идентично: один из них связан с корпусом н скважинной жидкостью через тонкую гибкую мембрану, на которую может воздействовать гидростатическое давление скважинной жидкости а другой связан только с корпусом посредством толстой негибкой мембраны, и гидроста9

тическое давление на него никак не воздействует. В результате чувствительность приемных элементов к помехам и зависимость этой чувствительности от частоты оказываются существенно различными. Компенсация этого недостатка при обработке сигналов в приемной аппаратуре вызывает значительные трудности. Для уменьшения влияния звуковых помех в предлагаемом скважинном ак стическом приемнике оба приемных элемента имеют одинаковую чувствительность по отношению к помехам, распространяющимся по конструктивным э;1ементам скважинного прибора; оба приемных элемента установлены в корпусе приемника совершенно одинаково и одинаково испытывают гидростатическое воздействие заполняющей скважину жидкости, для этого в звуковом экране, отделяющем один из приемных элементов от скважинной жидкости, есть отверстие, диаметр которого много меньше (на норядок и более) длнн волн полезных сигналов, поступающнх на скважинный акустический приемник через заполияющую скважину жидкость. Такое отверстне беспрепятственно передает на прнемный элемент гидростатическое давление скважинной жидкости, не нарушая звукоизолирующих свойств звукового экрана по отношению к дннамическо.му звуковому процессу, нмеющему место при распрострамепии через жидкость полезных }пругих волн. На фиг. 1 показан скважинный акустический приемник, разрез; па фиг. 2 (а и б) -примеры записи с|)азокорреляциоииы. диаграмм сигналов без вычитаиия воли-поме.х (фиг. 2а) и с вычитанием (фиг. 26), иолучепных в скважине ири помощи макета предлагаемого приемника. Предлагаемый скважинный акустически ii приемник (фиг. 1) состоит из цилиндрического корпуса 1, в иоперечном отверстии которого при номощи уилотнительных колец 2 установлены два одинаковых стакана 3 и 4, соединенных резьбовым соединением. Внутри стакаиов устаиовлены два одинаковых пьезоэлемента 5 и 6, плотно закрепленных на дне стакаиов ири помощи развязывающих резиновых прокладок 7 и цилиндрических гаек 8. Стаканы 3 и 4 с иьезоэлеме1ггами 5 и 6 составляют два приемных элемента. Стакан 3 с иьезоэлементом 5 закрыт металлической крышкой 9, укреиленной краями иа кориусе 1 и ие касающейся стакаиа 3. Поверх корнуса 1 и крышки 9 есть эластичное резиновое иокрытие 10. Крышка 9 и иокрытие 10 составляют звуковой экраи, иреиятствуюиии приходу иолезиых воли иа иьезоэлемеит 5. В покрытии 10 и крышке 9 иротив стак:ана 3 есть отверстие 11, диаметр которого много меньше, чем длииы воли иолезиых сигиалов. Отверстие И бесиреиятственно иередает к стакану 3 гидростатическое давление скважшь иой жидкости; в то же время малый диаметр отверстия ирактическн не ухудишет звукоэкраиирующих свойств экрана. Наружная иоверхиость дна стакана 4 является рабочей ириемной поверхностью ири приеме иолезиых сигиалов иьезоэлемеитом 6, поэтому против стакана 4 звуковой экран нолчостью отсутствует. Размеры отверстия в кориусе 1 и покрытии 10 иротив стакана 4 сопоставимы с длинами полезных волн или нрев1 1И1ают их. Таким образом, пьезоэлемент 6 беспрепятственно нрнннмает полезные волны, расиространяющиеся ио скважинной жидкости. Провода 12 от обоих приемных элелЮитов выведены через центральное осевое отверстие гЗ и подключены в нротивоиоложиой иолярности к общему входу усилителя в канале передачи ииформациоиных сигиа.юв. Таким образом, из двух ги)езоэлементов 5 и 6 только пьезоэлемент 6 нрииимает полезиые сигиалы, распространяюи иеся по скважииной жидкости, пьезоэлемеит 5 экраиирован от них крыщкой 9 и иокрытием 10. Вместе с тем, оба иьезоэлемента 5 и 6 имеют одинаковую чувствительность ио отиошению к волнампомехам, распространяющимся ио конструктивиым элементам скважиниого прибора, так как оии одгщаковым образом установлены в корпусе 1 и испытывают одинаковое воздеГ1ствие гидростатического дав.теиия civBa/KHHiioA жидкости. В результате ири вычитании сигналов, нринятых иьезоэлемеитами 5 н 6, достигается хорошая взаимная комнеисация волн-иомех и улучшается выделение иолезиых волн. На фиг. 2а приведен прнмер записи фазокорреляционной диаграммы, нолученной нрн иснытании макета скважинного нрибора акустического каротажа в скважине, без вычитания помех. На временах 320-420 мкс занись полезных волн искажена иитеисивной во; ной-иомехой, распространяющейся по корпусу скважииного прибора. На фиг. 26 приведеиа запись фазокорреляциоиной диаграммы, выиолиеииая в той же скважине и в том же интервале глубин, с вычитанием сигиалов, нринятых двумя приемными элемеггами. Волиа-иомеха иа записи отсутствует, полсзиые волны зафиксированы без искажеиий. Ф о ) м у л а и 3 о б р е т е н и я Скважи И1ый акустический приемиик, содержаиднй ио крайней мере одну иару независи 1ых ириемных элементов, установлегнилх в одном диаметральном сечении и нодключенных li иротивофазе к одному каналу пе|1едачи )П1(|)ормаи,ии, и звуковой экраи, отделяюн ий одии из нриемных элементов от скважинной среды о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью умеиьшеиия влияиия иомех, звуковой экран имеет отверстие, диаметр которого много меиьгие ДЛ1И1Ы полезных волн.

7ч

8

п

а

ОП 300 00 500 600 700

200 300 т $00 600

.2