Зонд для акустического каротажа на отраженных волнах Советский патент 1979 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к области акустических исследований скважин и подземных камер.

Известен зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содерл ащий вращающийся электроакустический преобразователь и неподвижный центральный несущий стержень, соединяющий нижнюю и верхнюю секции скважинного прибора, разделенные акустически прозрачной вставкой, вокруг которого вращается соединенная с электроприводом втулка, на которой закреплен электроакустический преобразователь 1.

В такой конструкции можно расположить электроакустический преобразователь с любым размером по оси прибора, необходимым для формирования заданной диаграммы направленности зондирующих колебаний в вертикальной плоскости. Однако его размеры в плоскости, перпендикулярной к оси зонда, далеки от принципиально достижимых размеров, поскольку значительная часть внутренней полости зонда занята центральным несущим стержнем и втулкой. Это ограничивает направленность зондирующих упругих колебаний в азимутальной плоскости, поскольку направленность колебаний зависит от размеров преобразователя.

2

Известен также зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий верхнюю и нижнюю секции, соединенные акустически прозрачной вставкой, и электроакустический преобразователь . В этом зонде излучающая поверхность электроакустического преобразователя также ограничена, что не позволяет достичь максимальной направленности зондирующих упругих колебаний как в вертикальной, так и в азимутальной плоскостях.

Известные конструкции позволяют получать заданную направленность зондирующих упругих колебаний только на высоких

(2000+400 кГц) частотах, когда не требуются значительные размеры излучающей поверхности преобразователя.

Однако при больщом затухании высокочастотных упругих колебаний в скважинном флюиде частоту зондирующих колебаний приходится значительно понижать (до 200-100 кГц). При таких частотах известные зонды не обеспечивают удовлетворительной направленности зондирующих упругих колебаний из-за того, что размеры излучающей поверхности электроакустического преобразователя в таких конструкциях зондов недостаточны и далеки от принципиально достижимых в скважинных

зондах. Вследствие этого разрешающая

способность известных зондов на низких частотах зондирующих колебаний неудовлетворительна.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности устройства.

С этой целью в полости, ограниченной акустически прозрачной вставкой, установлен полый полуцилиндр, закрепленный в верхней и нижней секциях с возможностью вращения вокруг вертикальной оси зонда, в полости полуцилиндра установлен электроакустический преобразователь, причем его излучающая плоскость совпадает с вертикальной осевой плоскостью зонда. Размер активной поверхности электроакустического преобразователя в плоскости, перпендикулярной к оси зонда, оказывается близким к максимально достижимому в зонде, а в вертикальной осевой плоскости выбирается, исходя из требований к диаграмме направленности в вертикальной плоскости. Таким образом, направленность зондирующих упругих колебаний в вертикальной плоскости может быть сформирована любой, а в азимутальной плоскости оказывается близкой к принципиально достижимой.

На чертеже показан предлагаемый зонд для акустического каротажа на отраженных волнах.

Зонд содержит верхнюю 1 и нижнюю 2 секции, соединенные акустически прозрачной вставкой 3, полый полуцилиндр 4, закрепленный с помощью подшипников 5 и 6 в верхней и нижней секциях, установленный в полуцилиндре электроакустический преобразователь, состоящий из пьезоэлементов 7 и демпфера 8. Зонд заполнен электроизолирующей жидкостью, например трансформаторным маслом.

Зонд работает следующим образом.

При движении зонда по скважине полый полуцилиндр с установленным в нем электроакустическим преобразователем приводится во вращение. Пьезоэлемент 8 преобразователя, возбуждаемый импульсом электрических колебаний от электронной схемы (на чертеже не показано), излучает короткие импульсы упругих колебаний в направлении, перпендикулярном к оси зонда, и

принимает отраженные от стенки скважины эхо-импульсы. Излучение обратной стороны пьезоэлемента гасится в материале демпфера и экранируется полуцилиндром. Предложенный зонд может быть использован в комплексной аппаратуре акустического каротажа на отраженных волнах в качестве зонда низкочастотного каверномера.

Формула изобретения

Зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий верхнюю и нижнюю секции, соединенные акустически прозрачной вставкой, и электроакустический преобразователь, отличающийся

тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, в полости, ограниченной акустически прозрачной вставкой, установлен полый полуцилиндр, закрепленный в верхней и нижней секциях с сохранением способности вращения вокруг вертикальной оси зонда, а электроакустический преобразователь установлен в полости полуцилиндра, причем его излучающая плоскость совпадает с вертикальной осевой

плоскостью зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Англии № 1221471, кл. Н 4D, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 399814, кл. G 01 V 1/40, 1972.