SU1111118A1 - Acoustic insulator - Google Patents

Acoustic insulator Download PDF

Info

Publication number
SU1111118A1
SU1111118A1 SU833567217A SU3567217A SU1111118A1 SU 1111118 A1 SU1111118 A1 SU 1111118A1 SU 833567217 A SU833567217 A SU 833567217A SU 3567217 A SU3567217 A SU 3567217A SU 1111118 A1 SU1111118 A1 SU 1111118A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
insulator
helix
acoustic
turns
spiral
Prior art date
Application number
SU833567217A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Филиппович Мясоедов
Юрий Константинович Ионе
Евгений Аркадьевич Кулигин
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Промысловой Геофизики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Промысловой Геофизики filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Промысловой Геофизики
Priority to SU833567217A priority Critical patent/SU1111118A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1111118A1 publication Critical patent/SU1111118A1/en

Links

Landscapes

  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗОЛЯТОР ДЛЯ. скважинных приборов акустического каротажа, выполненный в виде стальной спирали, отличающийс  тем, что, с целью повышени  его эффективности , а также упрощени  конструкции и технологии изготовлени , витки спирали соединены между собой перемычками, установленными с шагом, выбираемым из р да 2/3, 2/5, 2/7,.,, оборота спиргши. (/}ACOUSTIC INSULATOR FOR. acoustic logging devices made in the form of a steel helix, characterized in that, in order to increase its efficiency, as well as to simplify the design and manufacturing technology, the coils of the helix are interconnected by jumpers installed with a pitch chosen from a series of 2/3, 2 / 5, 2/7,. ,, turnover of spirogs. (/}

Description

; Изобретение относитс  к геофизическим приборам, предназначенным дл исследовани  скважин методом акусти ческого каротажа. Известен акустический изол тор, выполненный из двух труб, труба в т бе, со сквазными поперечными пазами расположенными в шахматном пор дке, при этом зазор между трубами и паза ми в них заполнен резиной С1. Однако такой изол тор практнчески не вносит затухани  и работает к лини  задержки. Известен также акустический изол тор , состо щий из стальной цилинд рической спирали, внутри которой ра положены на определенном рассто нии герметичные стальные диски, имеющие внутри воздушную полость. Эти диски св заны между собой и с цилиндрической спиралью элокридной или кремний органической смолой с наполнителем. В изол торе металлическа  спираль выполнена из сплошного профил  пр моугольного сечени  2. Однако площадь сечени  витка такого изол тора дл  обеспечени  необ ходимой осевой жесткости должна быт достаточно велика, что приводит к уменьшению акустического затухани . В изол торе распростран ютс  акустические волны и по эпоксидной смоле с наполнителем со скоростью 24003500 м/с, что также ухудшает его звукоизол ционные свойства. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  акустический изол тор дл  скважинных приборов акустического, каротажа,выполненный в виде стальной спирали плоскоовального сечени  /. З Однако этот изол тор имеет значительное сечение спирали, вследствие чего его акустическое затухание невелико и равно 24 дБ/м. Дл  увеличени  эффективности изол тора на его одеваютс  металлические втулки, разделенные звукоизол ционными втулками . Изол тор имеет осевую прочность 200 кгс, что недостаточно дл  применени  в скважинных приборах .и рекомендуетс  в него ввести трос. Очень мала его осева  жесткость кгс/мм При такой малой осевой жесткости в зонде может измен тьс  измерительна  база и разнос преобразователей, что приводит к недопустимым погрешност м измерени  временных и ампли тудных параметров принимаемых сигналов . Такой изол тор при малой осевой жесткости на необходимой дл  зондов акустического каротгока длине 2 м, практически не имеет поперечной жесткости и не позвол ет центрировать прибор в скважине. Плоскоовальное сечение, втулки, jTpoc и его креплени  усложн ют изол торы и технологию их изготовлени  Изол торы tl , С 2 также имеют сложную конструкцию и нетехнологичны в производстве. Цель изобретени  - повышение зффективности акустического изол тора, упрощение конструкции и технологии его изготовлени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в акустическом изол торе, выполненном в виде стальной спирали, витки спирали соединены между собой перемычками , установленными с шагом, выбираемым из р да 2/3, 2/5, 2/7,... оборота спирали. На чертеже изображен изол тор. В изол торе витки спирали 1 соединены перемычками 2-4, установленными через 2/3 оборота спирали. Акустический изол тор работает следующим образом. Действие акустического изол тора основано на принципе удлинени  пути пробега упругой волны в металлической трубе. Упруга  волна распростран етс  по виткам спирали, что приводит к увеличению времени ее пробега вдоль изол тора. При шаге спирали h, длине изол тора 1, среднем диаметре dc, увеличение длины пробега волны в акустическом изол торе выражаетс  как (Jrdc) + h а кажуща с  скорость распростран ющихс  волн определ етс  выражением: TTdc V. ) + h-zоткуда i/Vi - V где Vo - скорость распространени  волны Вматериале изол тора; ,3-эмпирический коэффициент, учитывающий, что упруга  волна распростран етс  по виткам спирали не по винтовой линии, а путем многократных отражений от спиральных стенок, образующих витки цилиндрической спирали, что  вл етс  также причиной затухани  волны в изол торе. При среднем диаметре изол тора 70 мм, скорости распространени  упругой волны в изол торе V 1200 м/с и скорости упругой волны в материале изол тора Vo 5500 м/с шаг витков цилиндрической спирали h 64 мм. Минимальную ширину перемычек, соедин ющих витки спирали, выбирают из услови  осевой прочности изол тора; The invention relates to geophysical instruments designed for well testing using acoustic logging. An acoustic insulator made of two pipes is known, the pipe is also in black, with well-defined transverse grooves arranged in a checkerboard pattern, while the gap between the pipes and the grooves in them is filled with rubber C1. However, such an insulator practically does not attenuate and works towards the delay line. An acoustic insulator is also known. It consists of a steel cylindrical helix, inside of which sealed steel discs with an air cavity inside are located at a certain distance. These disks are bonded to each other and to a cylindrical helix of an elocride or silicon organic resin with a filler. In the insulator, the metal coil is made of a solid profile of rectangular section 2. However, the section area of the coil of such an insulator must be sufficiently large to provide the required axial rigidity, which leads to a decrease in acoustic attenuation. Acoustic waves propagate in the insulator along the epoxy resin with a filler at a speed of 24003500 m / s, which also impairs its sound insulation properties. The closest to the present invention is an acoustic isolator for downhole acoustic instruments, logging, made in the form of a steel helix with flat oval section. However, this insulator has a significant cross section of the helix, as a result of which its acoustic attenuation is small and equal to 24 dB / m. To increase the efficiency of the insulator, metal sleeves, separated by sound insulating sleeves, are put on it. The isolator has an axial strength of 200 kgf, which is insufficient for use in downhole tools. It is recommended to insert a cable into it. Its axial rigidity is very small, kgf / mm. With such a small axial stiffness, the measuring base and the transducer spacing can vary in the probe, which leads to unacceptable measurement errors of the time and amplitude parameters of the received signals. Such an insulator with a small axial stiffness on the acoustic carriage, necessary for the probes, of 2 m length, has practically no transverse rigidity and does not allow the instrument to be centered in the well. Flat-oval section, bushes, jTpoc and its fastenings complicate insulators and their manufacturing technology. Insulators tl, C 2 also have a complex structure and are not technological in production. The purpose of the invention is to increase the effectiveness of the acoustic isolator, simplifying the design and technology of its manufacture. The goal is achieved by the fact that in the acoustic insulator, made in the form of a steel spiral, the turns of the spiral are interconnected by jumpers installed with a step selected from a series of 2/3, 2/5, 2/7, ... turns of the helix. The drawing shows an isolator. In the isolator, the turns of helix 1 are connected by jumpers 2-4, installed through 2/3 turns of the helix. Acoustic isolator works as follows. The action of the acoustic isolator is based on the principle of elongation of the path of the elastic wave in a metal pipe. The elastic wave propagates along the turns of the spiral, which leads to an increase in the time of its run along the insulator. With the helix pitch h, the length of insulator 1, the average diameter dc, the increase in the path length of the acoustic insulator is expressed as (Jrdc) + h and the apparent speed of the propagating waves is determined by the expression: TTdc V.) + hz from where i / Vi - V where Vo is the wave propagation velocity in the material of the isolator; The 3-empirical coefficient takes into account that the elastic wave propagates through the turns of the spiral not along a helical line, but by multiple reflections from the spiral walls forming the turns of a cylindrical helix, which also causes the wave to attenuate in the insulator. With an average insulator diameter of 70 mm, an elastic wave propagation velocity in the insulator V 1200 m / s and an elastic wave velocity in the material of the insulator Vo 5500 m / s, the pitch of the turns of the cylindrical helix is 64 mm. The minimum width of bridges connecting the turns of the helix is chosen from the conditions of the axial strength of the insulator

b b

(2)(2)

n . t rrf™n. t rrf ™

me b - ширина перемычек, в мм;me b - jumper width, in mm;

Р - максимальное осегое усилие, прикладываемое к изол тору, кгс; t - толщина стенки спирали изо . л тора, мм; , - предел текучести, которыйP is the maximum axial force applied to the insulator, kgf; t is the wall thickness of the helix from. l torus, mm; , - yield strength, which

дл  легированных сталей можно прин ть 50 кгс/мм ; п - число перемычек, приход щеес  на оборот спирали, при установке перемычек через 2/3 оборота спираши п 1,5.for alloy steels, 50 kgf / mm can be used; n is the number of jumpers per helix rotation, when jumpers are installed after 2/3 of the helix rotation n 1.5.

Дл  изол тора, выполненного по пр веденному чертежу из стальной трубы t 5,5 мм, при Р 2000 кгс имеем b - 4,85 мм. Так как скорость распространени  упругой волны в стали Vo 5500 м/с и верхн   гранична  частота преобразователей (например дл  таких приборов как СПЛК, ЛКН) не превышает 30 кГц, то по изол тору распростран ютс  упругие волны с минимальной длиной - 110 мм. Дл  таких волн, исход  из известного эффекта прозрачности полуволновых экранов, перемычка шириной 4,85 мм много меньше 1/4.For an insulator made of a steel pipe t of 5.5 mm according to the drawing, with P 2000 kgf, we have b = 4.85 mm. Since the propagation velocity of the elastic wave in steel Vo 5500 m / s and the upper frequency limit of the transducers (for example for devices such as SPLK, LCN) does not exceed 30 kHz, elastic waves with a minimum length of 110 mm propagate along the insulator. For such waves, based on the known transparency effect of half-wave screens, the jumper 4.85 mm wide is much less than 1/4.

Перемычки в изол торе должны устанавливатьс  через 2/3, 2/5, 2/7,.. оборота спирали.The jumpers in the isolator must be installed in 2/3, 2/5, 2/7, .. turn of the helix.

Испытани  образцов изол торов в воздухе, в импульсном режиме,близком к используемому в приборах типа СПАК прибором УК-10П имеют следующие показатели .The tests of insulator samples in air in a pulsed mode close to that used in devices like SPAK with the device UK-10P have the following indicators.

Дл  изол торов с через 2/3 оборота спирали полностью справедливо выражение (1).,For insulators with a 2/3 turn of the helix, the expression (1) is completely true.,

Образец 1 изол тора из стальной трубы 36 X 4 с шагом спирали 15 мм шириной спирального паза 2 мм, с пеpeмычкa 1И шириной 4 мм, установленными через 2/3 оборота, спирали, на частоте 25 кГц имеет скорость распространени  упругой волны по первому вступлению 1085 м/с и затухание по максимальной амплитуде полного волнового сигнала 184 дБ/м.Sample 1 of an insulator made of steel pipe 36 X 4 with a pitch of 15 mm and a spiral groove width of 2 mm, with a jumper 1 and a width of 4 mm, installed through 2/3 of a turn, a spiral at a frequency of 25 kHz has an elastic wave propagation speed of the first entry 1085 m / s and the maximum amplitude attenuation of the full wave signal is 184 dB / m.

В изол торах с шагом установки перемычек через 2/5 оборота спирали и менее нар ду с упругил-и волнами, определ емыми выражением (1), распрострйн ютс  волны и по более короткому пути с большей скоростью через перемычки, однако затухание всех типов волн, распростран ю 1шхс  по изол тору , измеренное по максимальной а плитуде полного импульсного волнового сигнала, остаютс  высоким.In insulators with jumper spacing through 2/5 of the helix rotation and less along with elastic and waves, defined by the expression (1), the waves propagate along a shorter path with greater speed through the jumpers, but the attenuation of all types of waves the propagation of the sphc over the insulator, measured over the maximum and the amplitude of the full pulsed wave signal, remains high.

Образцы изол торов 2 и 3 с шагом установки перемычек соответственно через 2/5 и 2/7 оборота спирали из стальной трубы 73 х 5,5 мм, шагомSamples of insulators 2 and 3 with jumper pitch, respectively, through 2/5 and 2/7 helix turn from steel pipe 73 x 5.5 mm, pitch

спира/ги 48 мм, шириной спирального паза 5 мм, шириной перемглчек 10 мм имеют скорости распространени  упругой волны по первому вступлению и затухание по максимальной амплитуде в полном импульсном волновом сигнале на разных частотах в соответствии с таблицей.spirals 48 mm, spiral groove width 5 mm, 10 mm width grinders have an elastic wave propagation velocity over the first entry and a maximum amplitude attenuation in a full pulsed wave signal at different frequencies in accordance with the table.

Образец 3 имеет излишнюю прочность и в нем можнд уменьшить стенки ис0 ходной трубы до 2,5-3 мм, что увеличит его эффективность.Sample 3 has excessive strength and in it it is possible to reduce the walls of the initial pipe to 2.5-3 mm, which will increase its efficiency.

При прикладывании по оси образца 2 усили  в 10 кгс изменение его длины на базе 100 мм штангелем обна5 ружить не удаетс .When a 10 kgf force is applied along the axis of the sample 2, a change in its length on the base of a 100 mm bar can not be detected.

Дальней1иие исследовани  погазывают , что хот  распростран ютс  по изол торам (с шагом 2/5 оборота спирали и менее) упругие волны с высокими скорост ми, определ ющим фак0 тором применени  изол торов  вл етс  их высока  эффективность и они могут примен тьс  в приборах дг1  измерени  скорости звука и в нес1солько сотен метров.Further studies show that, although the insulators (with a step of 2/5 of a turn of a spiral and less) propagate through the insulators at high speeds, the high efficiency of the insulators is their high efficiency and they can be used in measuring instruments sound speeds and in a few hundred meters.

5five

Испытани  макетов прибора ЛК1-841 с размерами зонда И 1,5 П1 0,5 П2 (в которых установлены изол торы с параметрами образца 2) в открытом водоеме, в скважинах с диаметром от Testing prototypes of the device LK1-841 with probe dimensions And 1.5 P1 0.5 P2 (in which insulators with sample parameters 2 are installed) in an open pond, in wells with a diameter from

0 120 мм до 400 мм и метрологические испытани  на установке УПАК-1 показывают , чтсГ упругие волны по корпусу изол тора не распростран ютс  и обеспечиваетс  высока  акустическа  изо5 л ци  излучател  от приемников. Отношение максимальной амплитуды различного рода помех и шумов к максимальной амплитуде максимального полезного сигнсша в услови х скважин составл ет более 100 дБ. Наиболее 0 120 mm to 400 mm and metrological tests at the UPAK-1 unit show that the elastic waves do not propagate through the insulator body and provide a high acoustic output of the radiator from the receivers. The ratio of the maximum amplitude of various kinds of interference and noise to the maximum amplitude of the maximum useful signal under well conditions is more than 100 dB. Most

0 технологичным из аналогов  вл етс  изол тор tn 0 technology of analogs is the isolator tn

Изготовление и испытание макетов приборов АК1-841 показывают, что Production and testing of prototypes of AK1-841 devices show that

5 данные акустические изол торы по осевой и поперечной прочности одинаковы с 11, но намного превосход т 37 по технологичности (изготавливают на обычном фрезерном станке .из трубы и 5, these acoustic insulators with respect to axial and lateral strength are the same from 11, but much better than 37 with respect to manufacturability (they are made on a conventional milling machine.

0 имеют более, чем на пор док, Трудоемкость). Предлагаемый изол тор существенно проще по конструкции в сравнении с известными, имеет меньшую металло- и материалоемкость и 0 have more than an order of magnitude, the complexity of the). The proposed insulator is much simpler in construction as compared to the known ones, it has less metal and material consumption and

5 вес и большую эффективность, обусловленную меньшей толщиной стенки цилиндрического пр моугольного сечени  спирали, что обеспечиваетс  прочностью изол тора, полученной за счет 5 weight and greater efficiency due to the smaller wall thickness of the cylindrical rectangular cross section of the helix, which is ensured by the strength of the insulator, obtained by

0 размещени  перемлчек между витками, спирали.0 placement of the shredders between the turns, spirals.

Изол тор характеризуетс  высокой термо- нефте- и гаэостойкостью,так как представл ет собой простую метги лическую конструкцию.The isolator is characterized by high thermo oil and gas resistance, since it is a simple metric construction.

5five

. Испытани  изол торов показывают, что они имеют достаточную поперечную прочность дл  обеспечени  хорошего центрировани  приборов в скважине и обладают упругой гибкостью, что улучшает проходимость приборов в скважине , особенно с изгибами.. Insulator tests show that they have sufficient lateral strength to ensure good centering of the instruments in the well and have elastic flexibility, which improves the permeability of the instruments in the well, especially with bends.

Юбразец 1 с перемычками через 2/3 оборота спирали имеет намного большую гибкость, чем образец 3 с перемычками через 2/7 оборота спирали. Поэтому изол торы с перемычками чере 2/3 оборота спирали предпочтительно примен ть в приборах малого диаметра дл  обеспечени  хорошей проходимости в изогнутых трубах диаметром менее 40 мм, а с перемычками через 2/5 оборота спирали и менее - в приборах диаметром более 50 мм, в которых необходима больша  поперечна  прочность.The square 1 with jumpers over 2/3 turns of the helix has much more flexibility than sample 3 with jumpers over 2/7 turns of the helix. Therefore, insulators with jumpers over a 2/3 turn of the helix are preferably used in small-diameter devices to ensure good permeability in curved pipes with a diameter of less than 40 mm, and with jumpers through 2/5 turns of the helix and less in devices with a diameter of more than 50 mm which requires greater transverse strength.

Claims (1)

АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗОЛЯТОР ДЛЯ. скважинных приборов акустического каротажа, выполненный в виде стальной спирали, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности, а также упрощения конструкции и технологии изготовления, витки спирали соединены между собой’ передачками, установленными с шагом, выбираемым из ряда 2/3, 2/5, 2/7,.,, оборота спирали.ACOUSTIC INSULATOR FOR. acoustic logging tools made in the form of a steel spiral, characterized in that, in order to increase its efficiency, as well as simplify the design and manufacturing technology, the spiral coils are interconnected by gears installed in increments selected from a number of 2/3, 2 / 5, 2/7,. ,, spiral rotation.
SU833567217A 1983-03-24 1983-03-24 Acoustic insulator SU1111118A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833567217A SU1111118A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Acoustic insulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833567217A SU1111118A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Acoustic insulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1111118A1 true SU1111118A1 (en) 1984-08-30

Family

ID=21054748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833567217A SU1111118A1 (en) 1983-03-24 1983-03-24 Acoustic insulator

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1111118A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 581245, кл. G 01 V 1/40, 1975. 2..Авторское свидетельство СССР № 200209, кл. G 01 V 1/40, 1966. 3. Авторское свидетельство СССР 773555, кл. G 01 V 1/40, 1978 трототип) .. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6151958A (en) Ultrasonic fraction and flow rate apparatus and method
EP0681685B1 (en) Fluid flow meter
DE102011052670B4 (en) Ultrasonic transducer device
CA2258329C (en) Method and apparatus for determining the viscosity of a fluid in a container
US7059172B2 (en) Phase flow measurement in pipes using a density meter
US6971259B2 (en) Fluid density measurement in pipes using acoustic pressures
US6575043B1 (en) Method and apparatus for characterizing flows based on attenuation of in-wall propagating wave modes
EP1886131B1 (en) Method and ultrasonic meter system for determining pipe roughness
EP0684446A2 (en) Method and apparatus for ultrasonic pipeline inspection
MX2008002567A (en) Driver configuration for an ultrasonic flow meter.
Wilson et al. An improved water-filled impedance tube
WO2020175182A1 (en) Evaluation method for reflected wave
SU1111118A1 (en) Acoustic insulator
CN114233277A (en) Well cementation quality evaluation method based on cased well mode wave attenuation coefficient
KR100311855B1 (en) Fluid flow meter
Royer et al. A liquid level sensor using the absorption of guided acoustic waves
JP3274101B2 (en) Method and apparatus for measuring flow velocity in open channel and calibration inspection method
SU1350638A1 (en) Device for calibration testing of acoustic well logging equipment
JPH037784Y2 (en)
Vestrheim et al. Transit time determination in a measurement system, with effects of transducers
SU1032368A1 (en) Method of measuring dynamic shear viscosity of fluids
US3540279A (en) Acoustic sensing system
CN113176332B (en) Method for detecting hydrogen damage of material through ultrasonic axial guided wave sound velocity
CN113176331B (en) Method for detecting hydrogen damage of material through ultrasonic circumferential guided wave sound velocity
SU1065802A1 (en) Checking device for acoustic well-logging equipment