Преобразователь для скважинного прибора акустического каротажа Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ СКВА КИННОГО ПРИБОРА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

изобретение относится к геофизи-. ческим исследованиям скважин и может быть использовано при геофизических исследованиях скважин методом акустического каротажа. Известен преобразователь для приборов акустического каротажа, содержащий цилиндрические магнитострикционный и пьезокерамический излучатели размещенные один в другом и помещенные в маслонаполненный резиновый кожух ( 1 . Однако этот преобразователь имеет малую механическую прочность, а, сле довательно, и надежность при скважин ных исследованиях. Известен также излучатель для аппаратуры акустического каротажа, содержащий два акустических преобразователя, укрепленных на поршневых деталях с коническими поверхностями, обращенными друг к другу, разделенными прокладкойиз эластичного материала. Эти детали имеют уплотнения и образуют герметичный объем, заполненный жидкостью; для исключения влияния гидростатического давления весь узел помещен в прочный корпус 2. Однако наличие прочного корпуса, способного выдерживать давление в скважинах (.до 100-150 МПа), толщиной не менее 10 мм вызывает значительное ослабление излучаемых сигналов. Кро- ме того, такая конструкция обладает значительной длиной и весом, что снижает эксплуатационные характерис тики аппаратуры. Наиболее близким к предлагаемому является излучатель, содержащий кольцевой электромеханический преобразователь, например магнитострикционный, установленный на трубчатой втулке с помощью звукоизолирующих прокладок. Преобразователь на втулке закреплен между двумя кольцевыми деталями и помещен в цилиндрический кожух - контейнер, имеющий внутреннюю стенку, выполненную из диэлектрического ма389териала, и металлическую наружную стенку и две торцовые крышки. Контей нер с преобразователем заполнен эпок сидным компаундом, а выводы преобразователя делаются через отверстия в трубчатой втулке. На внешних повер ностях торцовых крышек и на обращенных к ним поверхностях кольцевых деталей выточены концентрические согла сованные канавки и выступы, а для герметизации конструкции использованы звукоизолирующие прокладки, зажимаемые мелоду крышками контейнера и концевыми деталями 31. Недостатки этого преобразователя при периодическом воздействии большо го гидростатического давления и температуры в скважине меясду эпоксидным компаундом и внешней металлической стенкой образуется микрозазор, резко снижающий интенсивность излучаемого и принимаемого сигналов. Кроме того, в процессе эксплуатации неизбежны уд ры по преобразователю, вызывающие растрескивание эпоксидного компаунда и появление указанных зазоров. Залив ка компаундом сложна в технологии, так как известно, что для получения хорошего сцепления компаунда и внешней creiiKH необходимо вакуумирование после запивки и плавное снижение тем пературы при отвердевании (около ). Цель изобретения повышение надежнс)стк работы устройства путем ком пенсации внешнего гидростатического давления и влияния температуры. Указанная цель достигается тем, что в преобразователе для скважинного Р-ркбора акустического каротажа, содержащем кольцевой электромеханический активный элемент, помещенный в контейнер, имеющий внутреннюю и внешнюю металлические стенки, и установ.пэнный на трубчатой втулке с помощью звукоизолирующих прокладок мевду двумя концевыми деталями, на внутренней и внешней стенках контейнера, дополнительно выполнены выступы, на которых закреплены свечные вводы и выполнены отверстия для заполнения контейнера жидкостью, внутренняя стенка по длине выполнена на 5-10% больше, -чем внешняя, которая имеет возможность перемещаться относительно внутренней, причем диаметр выступа на внутренней стенке контейнера соизмерим с диаметром вне ней стенки, а диаметр выступа на внешней стенке контейнера соизмерим с диаметром внутренней стенки, на выступе и противоположном конце внутренней стенки выполнены канавки, в которых расположены уплотнительные кольца, между внутренней поверхностью активного элемента, его торцами и контейнером расположены дополнительные звукоизолирующие прокладки, изготовленные из материала с акустической жесткостью, не равной акустической жесткости материала внутренней стенки контейнера, причем внутренняя стенка контейнера закреплена на трубчатой втулке через , звукоизолирующие пр,окладки. На чертеже показан преобразователь общий вид. Преобразователь для скважинного прибора установлен на трубчатой втулке 1 через звукоизолирующие прокладки 2между концевыми деталями 3 и 4. Пре образователь состоит из кольцевого электромеханического активного элемента 5, который установлен через звукоизолирующую прокладку 6 на внутренней стенке 7 контейнера. Внутренняя стенка 7 снабжена выступом 8, на котором установлены свечные вводы 9 и уплотнительное кольцо 10 в канавке. Такая же канавка с уплотнительным кольцом расположена на противоположном конце внутренней стенки контейнера. С торцов активного элемента 5 расположены звукоизолирующие прокладки JI и 12. Электрическое соединение §ктивного элемента 5 осуществляется через свечные вводы 9 и далее через свечные вводы 13 в концевой детали 3. На внутренней стенке 7 с активным элементом 5 установлена внешняя стенка 14, снабженная выступом 15, на котором выполнены отверстия 16 для заливки полости контейнера жидкостью, например трансформаторным маслом. После заливки отверстия закрываются заглушками 17 с уплотнениями 18. Длина внутренней стенки 7 больше длины внешней стенки 14 на 5-10%. При установке преобразователя внутреннюю стенку 7 зажимают -звукоизолирующими прокладками между концевыми деталями 3и 4 с помощью гайки 19. Акустические сигналы проходят от активного элемента через жидкость в контейнере и сравнительно тонкую стенку 14 к , стенке скважины через заполняющую ее жидкость или в обратном направлении в режиме приема акустических сигналов . При повышении давления при спуске прибора в скважину внешняя стенка движется по внутренней стенке, обеспечивая уменьшение объема контейнера, и давление внутри контейнера и в скважине выравнивается. То же происходит и при подъеме прибора, но движение внешней стенки происходит в обратную сторону. При возрастании тем пературы жидкость в контейнере расширяется и внешняя стенка 14 движется по внутренней стенке 7 и так же про:исходит выравнивание давления внутри и снаружи контейнера. Дополнительные звукоизолирующие прокладки 6,11, 12 снижают прохождение акустических сигналов по корпусу скважинного прибора Преобразователь для скважинного прибора акустического каротажа позволяет получать постоянный акустический контакт с внешней средой в любых сква жинных условиях. Так как давление внутри и снаружи преобразователя вceг да одинаково, то внешний цилиндр изготовляется сравнительно тонким и создает незначительные потери в акустических приборах, в то же время обеспечивая достаточную механическую прочность. Кроме того, такая конструкция проста в изготовлении и сборке . Формула изобретения Преобразователь для скважинного прибора акустического каротажа, содержащий кольцевой электромеханический активный элемент, помещенный в контейнер, имеющий внутреннюю и внешнюю металлические стенки, и установленный на трубчатой втулке с помощью звукоизолирующих прокладок между двумя концевыми деталями, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, на внутренней и внешней стенках контейнера выполнены выступы, на которых закреплены свечные вводы и выполнены отверстия для заполнения контейнера жидкостью, внутренняя стенка по длине выполнена на 5-10% больше, чем внешняя, которая имеет возможность перемещаться относительно внутренней, причем диаметр выступа на внутренней стенке контейнера.. соизмерим с диаметром внешней стенки, а диаметр выступа на внешней стенке контейнера соизмерим с диаметром внутренней стенки, на выступе и противоположном конце внутренней стенки выполнены канавки с установленными в них уплотнительными кольцами, между внутренней поверхностью активного элемента, его торцами и контейнером расположены дополнительные звукоизолирующие прокладки, 21зготовленные из материала с акусти- ческой жесткостью, не равной акустической жесткости материала внутренней стенки контейнера, причем внутренняя стенка контейнера закреплена на трубчатой втулке через звукоизолирующие прокладки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3407384, кл. 340-10, опублик, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 405094, кл. G 01 V 1/40, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР № 3733677, кл. G 01 V 1/40, 1971 (прототип).