Скважинный прибор аппаратуры акустического каротажа на отраженных волнах Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

(5) СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА НА ОТРАЖЕННЫХ ВОЛНАХ

1

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа на отраженных волнах (акустические каверномеры, профилемеры и т.п.)

Известны скважиНные приборы, содержащие металлический корпус, состоящий из двух трубчатых секций, соединенных звукопроводящей вставкой в плоскости приема и излучения, в котором размещены элементы электронной схемы и заполненная жидкостью акустическая система, содержащая неподвижный электроакустический преобразователь, ось приема жидкости, ребра жесткости закрыты упругой оболочкой, выполненной в форме ци- линдра.

Благодаря наличию металлических ребер жесткости скважинный прибор хорошо переносит изгиб, сжатие и другие механические нагрузки Lt.

Однако наличие металлических ребер жесткости, находящихся в плоскости приема и излучения на пути распространения упругих колебаний, приводит к появлению лучей помех отражающихся от ребер жесткости.

Особенно неудовлетворительно работает известное устройство в скважинах малого диаметра, когда стенка скважины расположена на малом расстоянии от стенки скважинного прибора, вследствие чего эхо-сигнал помеха и полезный эхо-сигнал практически .накладываются друг на друга во времени. Вследствие этого, выделение полезного эхо-сигнала на фоне помехи становится весьма трудным, а иногда и практически невозможным.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности прибора.

20

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном прнборе аппаратуры акустического каротажа на отраженных волнах,содержащем метал3лический корпус, состоящий из двух трубчатых секций, соединенных между собой в плоскости приема и излучения при помощи звукопроводящей вставки, состоящей из металлических ребер жесткости, установленных равн мерно по окружности, и покрытых эластичной оболочкой, звукопроводящая вставка имеет форму трубчатого усеченного конуса, а ребра и излуче ния которого совпадают с осью прибо ра, и отражатель, установленный под углом 5 к оси прибора. Для того, чтобы упругие колебани высокой частоты проходили через зву копроводящую вставку без значительного ослабления, она выполняется из органического стекла или других пластических материалов. Металлические трубчатые секции расположены по разные стороны от плоскости приема и излучения, поэто му звукопроводящая вставка установлена в средней части прибора Недостатком этого устройства является то, что звукопрозрачная вставка, установленная в средней части прибора и выполненная из мало прочного материала, подвергается опасным изгибающим и растягивающим усилиям, возникающим как при транспортировке прибора, так и при эксплуатации его в скважине, что может привести к поломке прибора. Известен скважинный прибор,переноса звукопроводящей вставки в нижнюю часть прибора, где опасные изги бающие и растягивающие усилия значи тельно меньше Однако опасность поломки прибора все жеостается, особенно при ударе его о забой скважины. Известен скважинный прибор, состоящий из двух металлических трубчатых секций, соединенных между собой при помощи большого количества металлических пластинок-ребер жесткости, установленных в плоскости приема и излучения равномерно по окружности. Для защиты акустической системы от скважинной жесткости выполнены в форме клиньев с углом заострения при этом ребр жесткости наклонены к оси скважинно го прибора под углом и к образующей конуса под углом 15 о( .- tfS 4 На фиг. 1 изображена звукопроводящая вставка с прилегающими частями корпуса скважинного прибора, причем часть резиновой оболочки по левой половине вида условно не показана; на фиг.. 2 - горизонтальное сечение скважинного прибора, находящегося в скважине, выполненное по звукопроводящей вставке, на фиг. 3 - упрощенный разрез звукопроводящей вставки по вертикальной плоскости, на котором показан ход ультразвуковых лучей. Скважинный прибор имеет металлический корпус, состоящий из двух трубчатых секций 1 , 2 и звукопроводящей вставки 3. Звукопроводящая вставка содержит металлические ребра k жесткости и покрывающую их эластичную оболочку 5- Так как ребра жесткости наклонены к оси скважинного прибора под углом 5 и равномерно установлены по окружности, звукопроводящая вставка имеет форму трубчатого усеченного конуса. Ребра i жесткости имеют в сечении форму клина с углом заострения 60 и установлены с наклоном к образующей конуса ВВ под углом . Свободное пространство в звукопроводящей вставке, между ребрами жесткости, закрытое эластичной оболочкой 5( образует акустические окна, через которые ультразвуковые колебания выводятся в окружающую прибор жидкость. Внутри звукопроводящей вставки на оси электропривода укреплен вращающийся отражатель 6 (фиг.2 и фиг.З) установленный под углом 45° к оси прибора. Внутренняя полость акустической системы прибора заполнена жидкостью. В процессе каротажа пучок упругих колебаний , отразившись от отражателя 6, направляется через звукопрозрачное окно звукопроводящей вставки 3 к стенке скважины 11. При этом часть пучка 9 встречает на своем пути ребро Ц жесткости и отражается от его передней грани. Чем больше площадь передней грани ребра жесткости, тем большая часть акустических лучей отразится от ребра и тем больше потеря акустической энергии. Для того, чтобы уменьшить эти потери, ребра жесткости выполнены в форме клина с углом заострения .

Кроме того, существует опасность, что отразившиеся от передней грани ребра лучй попадут на отражатель 6 и, отразившись от него, достигнут электроакустического преобразователя , создавая помеху в тракте приема. Чтобы избежать этого, ребра жесткости имеют наклон к оси скважинного прибора на угол 5 Благодаря этому наклону лучи отражаются от передней грани ребра под углом, отличным от угла и не попадают на отражатель 6 (фиг.З).

Так как ребра жесткости имеют форму клина, то часть лучей из пучка 10-10 падает на боковые грани 12 ребра , (фиг.З) и, претерпев многкратные отражения (от ребра, стенки скважины и других-ребер), может достигнуть отражателя 6 электроакустического преобразователя и создать помеху в тракте приема.

Для устранения помехи от акустических лучей, отразившихся от боковых поверхностей ребер жесткости, последние установлены с наклоном к образующей конуса на угол Благодаря этому падающие на боковую поверхность ребер лучи после отражения направляются из полости скважинного прибора в полость скважины и уходят при этом из плоскости приема и излучения.

Предлагаемый скважинный прибор, отличается от известного лучшей помехозащищенностью и позволяет выделять полезный эхо-сигнал на фоне помехи, даже при работе в скважинах малого диаметра.

Аппаратура с данным скбажинным прибором может работать в скважинах малого диаметра, начиная от 59 «м.

Формула изобретения

Скважинный прибор аппаратуры акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий металлический kopnyc, состоящий из двух трубчатых секций, соединенных между собой в плоскости приема и излучения при помощи звукопроводящей вставки, состоящей из металлических ребер жесткости , установленных равномерно по окружности и локрытых эластичной оболочкой ,.отлимающ;ийся тем, что, с целью повышения помехо.защищенности прибора, звукопроводящая вставка имеет форму трубчатого усеченного конуса, а жесткости выполнены в форме клиньев с углом заострения , при этом ребра жесткости наклонены к оси скважинно го прибора под углом к образующей конуса под углом .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ц. Патент США If , кл. 181-1 ОД, опублик. 1970 (прототип) .