Преобразователь для акустического каротажа Советский патент 1980 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, а бо лее конкретно к магнитострикционныМ излучателям и приемникам для сквазкинных приборов аппаратуры акустичес кого каротажа по продольным и поперечным волнам. Известен магнйтострикционный-прео разователь, который используется в скважинных приборах акустического каротажа для возбуждения или регистр ции продольных волн или волн сжахия. Этот преобразователь не позволяет эф фективно возбуждать и достаточно надежно регистрировать поперечные волны в горной 1породе, пересекаемой скв жиной 1 . Известен также магнйтострикционный преобразователь, содержащий коль цеобразный сердечник, жестко прикреп ленный к штоку- Сердечник состоит из двух групп пластин, одна из которых изготовлена из материала, обладаклцего положительной магнитострикцией, а люугая - из материала, обладающего от1)ицательной мах-нитострикцией. При подаче в обмотку возбуждения электрического тока в сердечнике происходит сжатие одной и растяжение другой группы пластин. В результате он совершает изгибные колебания,которые передаются в породу посредством касательного контакта с ней свободного конца преобразователя, и возбуждает в горной породе, пересекаемой скважиной, поперечные волны 2. Недостатком подобного преобразователя является то, что он не возбуждает и не регистрирует продольную волну. Целью изобретения является обеспечение возбуждения как продольной, так и поперечной упругих волн в горной породе, пересекаемой, скважиной. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный сердечник из магнитострикционного материала с собственной обмоткой возбуждения, причем сердечник из двух групп пластин размещен внутри дополнительно введенного сердечника, оба сердечника разделены экраном из ферромагнитного или немагнитного материалов, основание преобразователя прикреплено к отжимному устройству скважинного прибора, а к его рабочему концу прикреплена контактная головка, выполняющая роль упора для внутреннего сердечника. Сущность изобретения поясняется Чертежом, на котором показан преобразователь (в разрезе), касающий ся рабочим концом стенки сква-жины (горизонтальная плоскость сечения скважины). Преобразователь содержит внешний {цилиндрический сердечник 1 из магнитбстрикционного материала с обмоткой 2 возбуждения, экран 3 из ферромагни или немагнитного материалу, внут ренний сердечник, выполненный в виде двух полуцилиндров 4 и 5 из материалов с положительной и отрицательной магнитострикцией, например полуцилиндр 4 из пермёндюровых пластин, а полуцилиндр 5 из никелевых пластин, имекядих общую обмотку 6 возбуждения. Нижний конец преобразователя жёст ко закреплен в металлическомосновании 7,а к верхнему рабочему концу жестко прикреплена контактная головк 8,которая касается стенки скважины 9 Снаружи прёобразователь имеет звукопоглощающее покрытие 10. Работает преобра5ОВателЁ следующи образом С помощью отжимного устройства скважинного прибора он прижимается контактной головкой 8 к горной пород и при движений прибора скользит по стенке вдоль образующей скважины. При подаче возбуждающего напряжения в обмотку 2 внешний сердечник 1 начи нает совершать продольные колебания по векторУА и возбуждает в горний породе продольную упругую волну. подаче возбуждающего напряжения в об мотку 6 полуцилиндр 4 начинает расширяться, а полуцилиндр 5 сжимается, в результате преобразователь будет совершать изгибные колебания по вектору В, которые через контактную головку 8 передаются в -горную породу в виде сдвиговых колебаний и возбуждают в ней поперечную упругуюволну SH поляризации. Если преобразователь повернуть вокруг его оси на 90°, то при под-аче возбуждающего напряжения в обмбтку б он будет возбуждать в горной породе поперечную волну SV по ляризации. Преобразователь может раб тать также в режиме избирательного приема упругих колебаний. В этом слу чае на обмотк.е 2 регистрируется сигнал от продольной волны, а на обмотке б - сигнал от поперечной волны. Н иболее эффективно использование данных преобразователей в качестве излу чателей И приемников в аппаратуре ак стического каротажа по продольной и поперечной волнам, работакщей в импульсном режиме с поочередным возбуж дёйЙШг пругих воЛ{ разлйчнйх типов. В первом цикле излучения возбуждающе йапряжение поступает на обмотку 2 из лучателя, а в горную породу излучатё пя - продольная волна, которая регистрируется на обмотке 2 подобно1о преобразователя, работающего в качестве приемника упругих колебаний. Во втором цикле возбуждающее напряжение подается на обмотку б и возбуждает поперечную волну, которая регистрируется на обмотке б приемника. В третьем цикле излучается и регистрируется продольная волна, В четвертом - поперечная и т.д. При достаточно большой частоте излучаемых импульсов и скорости каротажа для всех реальных горных пород можно с достаточной для решения геолого-геофизических задач точностью считать, что излечение продольной и поперечной волн производится в одной и той же точке скважины. Применение данного преобразователя 1В аппаратуре акустического каротажа позволит повысить как геологическую эффективность метода за счет регистрация комплексапараметров продольной и поперечной волн, так и технико-экономический эффект за счет сокращения числа спуско-подъемных операций при исследовании скважин раздельно аппаратурой акустического каротажа по продольным волнам и аппаратурой акусти- . ческого каротажа по поперечным волнам, а также за счет упрощения и, следовательно, повышения надежности работы скважинных приборов, предназначенных для массовых исследований. изобретения Преобразователь для акустического каротажа, включающий сердечник из двух групп пластин с положительной и отрицательной магнитострикцией и обмотку возбуждения, отличающ и и с ,ЧтЪ, с, цёлью Ьбеспёчения возбуждения как поперечной, так и продольной упругих волн в горной породе, пересекаемой скважиной, в не-го введен дополнительный сердечник из магнитострикционного материала с собственной обмоткой возбуждения, причем ердечник из двух групп пластин разт . меще внутри дополнительно введенного сердечника, оба сердечника разделены экраном из ферромагнитного или немагнитного материала, основание преобразователя прикреплено к отжимному устройству скважинного прибора, а к его рабочему концу прикреплена контактная головка, тбыполняюцая роль упора для внутреннего сердечника Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3009131, кл 340-17, 1961. 2.Патент США № 3354963, кл. 180-5, 1967 (прототип).

. / .

в