Источник сейсмических сигналов Советский патент 1976 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к геофизической разведке месторождений полезных ископаемых, например хромитов, сульфидных р-уц, и может быть использовано в качестве источника сейсмических сигналов при выявле НИИ зон повышенного звукопоглощения в межскважинном пространстве, зон разломов, контактов разнородных по акустической жесткости горных пород, для определения элементов залегания, размеров звукопоглотителей и их коэффициентов поглощения, а также для определения скорости распространения звуковых колебаний.

Известна аппаратура для межскважного акустического просвечивания с преобразрвателем, излучающим тональный сигнал 1}

Однако возможности этой аппаратуры, в которой в качестве излучателя звука использованы скважинные резонаторы, ограничены лишь амплитудными измерениями на фиксированных частотах и не позволяют измерять скорость звука.

Возможность измерить амплитуду и скорость звука на фиксированных частотах заложены в устройствах, основанных на Щ)Именении в качестве источников возбуждения магнитострикдионных преобразователей.

Известен также скважинный магнито- стрикционный преобразователь, колебательная система которого расположена по оси скважины 2, Преобразователь является двухсторонним с припа5шным к одному из торцов магнитострикционного пакета концентратором, имеющим форму параболоида вращения. Это приводит к тому, что наряду с направленным излучением в массив поперечных и продольных волн от концентратора одновременно происходит ненаправленное излучение упругой энергии от свободного торца преобразователя. Проведение межскважинного акустического просвечивания с использованием известных преобразователей требует сведений от ориентации их в скважине, учета сложной диаграммы направленности излучения и малоэффективно в связи с тем, что большая часть излучаемой акустической энергии выносится по скважине, а излучаемая в породу - направлена под углом 56 к продольной оси излучателя.

Значительно лучшими излучающими свой- ствами обладает источник сейсмических сигналов с магнитострикционным преобразователем, выполненным в виде цилиндричес кого стакана с заглушенным с неизлучающей стороны с помощью воздущной камеры торцом З, принятый в качестве прототипа настоящего изобретения. Однако создание эффективно работающего Б скважинах одностороннего магнитострикционного преобразователя связано с преодолением воздействия гидростатического давления на заглущение неизлучающего торца преобразователя. Под давлением 30-40 атм, что соответствует погру жению в скважину на глубину ЗОО-350 м, такие материалы, как пористая резина, корпрен, пакет из бумаги теряют свои звукоизолирующие свойства, а при гидростатических давлениях до 100-120 атм пористые или слоистые твердые звукоизолирующие материалы становятся неэффективными. Цель изобретения - увеличение интенсивности излучающего сигнала в условиях повыщенного гидростатического давления. Для этого в устройстве заглушенный торец преобразователя упруго связан с псмощью резинового уплотнительного кольца с цилиндрическим станком, причем коль цо размещено на расстоянии, соответствую щем пучности колебаний преобразователя, а стакан жестко прикреплен к магнитостри ционному преобразователю в узле его собстве1шых колебаний. На чертеже изображена блок-схема уст ройства. Источник сейсмических сигналов состоит из магнитострикционного пакета 1, цилиндрической насадки 2, уплотнительного коль ца 3 и цилиндрического стакана 4, прикре пленного жесткими связями 5 к магнито- стрикционному пакету 1 в узле его колебаний 6. К излучающему торцу магнито- стрикционного пакета прикреплена насадка 7, магнитострикционный пакет помещается в защитный корпус 8, жестко сочленяяс с ним в узле колебаний. В защитном корпусе со стороны излучающего торца прорезаны окна 9 и установлен конический отражатель 10. Возбуждаемые в магнито- стрикционном пакете упрут-ие колебания от ражгются от воздушной прослойки 11, соэ 5 данной блогодаря наличию герметической камеры, измеряют фазу на 180 и, складываясь в фазе с колебаниями, достигшими излучающей насадки, при помоши коничеокого отражателя излучаются через окна защитного корпуса в окружающую среду. Излучатель становится односторонним и точечным. Уровень звукового давления такого излучателя достигает 120-130 дб при электрической мощности не более 0,5 КВТ и его применение позволяет осу ществить межскважинное акустическое просвечивание в интервалах глубин от 20 до 1000 м при расстояниях между иапу чателем и приемником от 30 до ЗОО м. Использование набора скважинных излу чателей с магнитострикционными пакетами различной длины позволяет осуществлять акустическое просвечивание на фиксирован-с ных частотах звукового диапазона. Формула изобретения Источник сейсмических сигналов с маг нитострикционным преобразователем, вьшолненный в виде цилиндрического стакана с заглущенным с неизлучающей стороны с помощью воздущной камеры торцом, о тличающийся тем, что, с целью увеличения интенсивности излучаемого сигнала в условиях повышенного гидростатического давления, в нем заглушенный торец преобразователя упруго связан посредством резинового уплотнительного кольца с цилиндрическим стаканом, причем кольцо размещено на расстоянии, соответствующем пучности колебаний преобразователя, а стакан жестко прикреплен к магнитострикционному преобразователю в узле его собственных колебаний. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 313192, М. Кл. С, 01 V 1/40, 31.08. 1971. 2.Ржевский В. В. , Ямщиков В. С. Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. Наука, М„ 1973 г., стр. 164. 3.Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике, ИЛ. , 1956 (прототип).