Способ акустического измерения упругих констант горных пород и устройство для его осуществеления Советский патент 1978 года по МПК G01V1/44 G01V1/50 

Си - скорость распространекия продольной волны; -частота модулируемой акустической волны; -плотность невозмулеккой среды; Е - модуль Юнга; -коэффициент Пуассона; -постоянные Ламе для изотропного твердого тела; Il, Vz, 1з- незавнсимые константы упругости третьего порядка изотропного твердого тела. Такой способ может быть осуществлен с помощью устройства для измерения упругих констант горных пород, содержащего скважинный снаряд с генератором, излучателем, приемником и усилителем высокочастотных акустических колеб&ний, кабель и наземную аппаратуру, включающую детектор и регистрирующий ирпбор. Отличие устройства, позволяющее осуИ1ествить данный способ, состоит в том, что в скважинпом снаряде дополнительно к высокочастотным устройствам размещены генераторы и излучатель низкочастотных акустических сигналов, а в наземном блоке предусмотрены амилитудный ограничитель, дискримииатор и усилитель. На фиг. 1 дана схема устройства для осуществления предлагаемого сиособа; ка фиг. 2 - схема распространения лучей по иути излучатель - порода - приемник. Устройство содержит скважинный скаряд /, кабель 2, наземную аппаратуру 3. Скважинный снаряд состоит из генератора высокочастотных колебаний 4, излучателя акустических колебаний высокой частоты 5, расиоложенного под некоторым углом 6 к стенке скважины, генератора низкой частоты 7, излучателя низкой частоты для модулирования высокочастотных колебаний 6, расположенного иернендикулярно к скважине, приемника моделированных высокочастотных колебаний 8 и усилителя 9. Наземная аппаратура включает амплитудный ограничитель 10. дискриминатор //, усилитель 12, детектор 13 и регистрирующий прибор 14. Нринцип измерения упругих констант горных иород осуществляется следующим образом. Генератор 4 колебаний высокой частоты возбуждает излучатель высокой частоты 5, колебания которого распространяются по породе. Распространяющиеся колебания высокой частоты модулируются низкочастотными колебаниями, возбужденными генератором низкой частоты 7, и излученными излучателем 6. Модулированные колебания f fi+fm принимаются приемником 8, усиливаются усилителем 9 и подаются по кабелю в наземную аппаратуру. В наземной аппаратуре электрические колебания ограничиваются по амплитуде ограничителем 10 с целью освобождения от влияния граничных условий и подаются на дискриминатор //, который иреобразует частотные изменения сигнала в амплитудные. Далее сигнал усиливается усилителем 12, детектируется детектором 13 и подается на измерительный прибор М, регистрирующий коэффициент модуляции или отнощение амплитуды модулированного сигнала к амплитуде сигнала несущей частоты. Используя выражение (1), можно определить упругие константы горных пород. При использовании предлагаемого способа получают возможность достаточно точного определения упругих констант горных пород, свободного от влияния граничных тловий, а также возможность определения }иругих констант горных пород тонкослоистых сред. Кроме того, в силу :астотного характера сигнала способ обладает высокой помехоустойчивостью. Ф о р м } л а и 3 о б р е т е н я 1.Способ акустического измерения vnругих констаит горных пород, состоящий в возбужденпт; в скважине высокочастотной акустической волны и ее приеме, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью повыше-, ния точности измерения, разрещагощей способности и помехоустойчивости, модулируFOT высокочастотное акустическое иоле низкочастотным и регистрируют коэффициент фазовой модуляции, по которому рассчитывают упругие константы горных пород. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее скважинный снаряд с генератором, излучателем и приемником акустических колебаний и усилителем, кабель и наземную аппаратуру с усилителем, детектором и регистрирующим прибором, отличающееся тем, что скважинный снаряд снабжен генератором п излучателем низкочастотных колебаний, а в наземную аппаратуру введены ограничитель амплитуды, усилитель и дискриминатор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР .N9 424099, кл. G 01 V 1/40, 1976. 2.Патент США N° 3739328, кл. 340-15.5, оп блик. 1974.

LX

--- „

X

П ,.;

Y