SU1119473A1

SU1119473A1 - Скважинный пьезоэлектрический геофон

Info

Publication number: SU1119473A1
Application number: SU833636955A
Authority: SU
Inventors: И.А. Ахвердиев; Ю.В. Трифонов; А.Е. Бречко
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4938
Priority date: 1983-08-22
Filing date: 1983-08-22
Publication date: 1986-09-07

Abstract

СКВАЖИННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕС .КИЙ ГЕОФОН, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители, отличающийс тем, что, с целью повьшени чувствительности геофона и обеспечени возможности ее регулировани , он дополнительно содержит акустический контакт и регул тор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закреплен на планке, акустический контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регул тора чувствис € тельности, закрепленного на планке. (Л

Description

СО 4 М

О9

Изобретение относитс к горному делу, а именно к средствам оценки состо ни массивов горных пород при добыче полезного ископаемого подземным способом, и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства в качестве датчика сигналов акустической эмиссии.

Известны скважинные пьезоэлектри ческие геофоны, включающие цилиндрическое основание с планкой, на которой посредством элементов креплени консольно закреплен пьезоэлемент, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители .

Принцип действи геофона состоит в следующем,

От возникшего в массиве породы звукоразрушени (треска), обычно короткого звукового импульса, колебани распростран ютс по всем направлени м . Когда фронт группы звуковых волн, возникших в породе, достигает геофона, пьезоэлемент, закрепленный консольно, колеблетс , за счет происход щих при этом деформаций пьезоэлемента на его обкладках образуетс ргзность потенциалов. Возникший ток усиливаетс и преобразуетс усилителем . i

Недостатком таких геофонов вл етс то, что звуковые волны (сигналы акустической эмиссии), заставл ющие вибрировать пьезоэлемент, вследствие низкого коэффициента передачи энергии в местах заделки геофона (резьбовые соединени , герметизирующие уплотнители и зажимы), проход от цилиндрического основани геофона через торец пьезоэлемента, в значительной степени ослабл ютс , а та часть энергии, котора передаетс от защитного корпуса через воздушную камеру (воздух, заполн ющий полость защитного корпуса), вследствие большой разности в акустических сопротивлени х двух (твердое тело - воздух ) вообще может не дойти до пьезоэлемента . Поэтому такие геофоны обладают малой чувствительностью. Кроме этого, таким геофонам присуща односторонн направленность 5 так как наибольшую чувствительность (осевую или вертикальную) они имеют в направлении , перпендикул рном плоскости пьезоэлеменга, что вызывает необходимость в разработке специальных

4732

устройств (сложных в исполнении конструкций ) .

Наиболее близ; им техническим решением вл етс скважипный электрический геофон, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленньв1 на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитЕП 1й корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители.

При этом пьезоэлемент изогнут вдоль продольной оси по винто1;ой линии с целью получени круговой диаграммы направленности.

Устройству присущи те же недоста.тки , что и указанным вьше геофонам: мала чувствительность и сложность конструкции, а также невозможность регулировки чувствительности.

0 Целью изобретени вл етс повьш1ение чувствительности геофона и обеспечение возможности ее регулировани . Поставленна цель достигаетс тем, что скважинный пьезоэлектрический

- геофон, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, держаг тель пьезоэлемента, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и

0 герметизирующие уплотнители, дополнительно содержит акустический контакт и регул тор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закреплен на планке, акусти5 ческий контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регул тора чувствительности, закреп0 ленного на планке. ,

На чертеже представлен скважинный пьезоэлектрический геофон.

Он содержит цилиндрическое основа-. 1ше 1 с планкой 2, на которой закреп лен регул тор чувствительности 3, пьезоэлемент 4, один конец которого закреплен в держателе 5 и щарнирно св зан с планкой 2, а другой - в акустическом контакте 6, который

0 прижат к внутренней стенке цилиндрического заш {тного корпуса 7 посредством регул тора чувствительности 3. В продольном осевом отверстии цилиндрического основани 1 и втулки 8 раз5 мещен кабельный провод 9. Во избежание попадани влаги во внутреннюю полость геофона в него введены уплотнители 10, П, 12 и кольцо 13.

311

Скважинный пьезоэлектрический работает следующим образом.

Возникшие в цилиндрическом защитном корпусе 7 звуковые волны, име непосредственно пр мую св зь через акустический контакт 6, вызовут колебани свободного конца пьезоэлемента 4, который под действием возбуждающих волн начнет колебатьс как балка, оперта на внутреннюю стенку цилиндрического зап итного корпуса 7 с одной стороны и жестко закрепленна своим торцом в держателе 5 с другой стороны. При этом на обкладках пьезоэлемента будут возникать попеременно в такт колебани м то положительные , то отрицательные зар ды, а между обкладками возникнет разность

734

потенциалов. Возникший ток усиливаетс и преобразуетс усилителем.

Применение данной конструкции геофона по сравнению с известными позвол ет за счет пр мой передачи звуковых волн от стенки цилиндрического защитного корпуса на пьезоэлемент через акустический контакт резко повысить чувствительность геофона и регулировать ее в пределах необходимой величины. При этом чувствительность геофона не будет зависеть от положени плоскости пьезоэлемечта, так как

отпадает необходимость в угловом ориентировании геофона в скважине, что значительно упрощает его конструкцию и эксплуатацию.

Claims

(575 СКВАЖИННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕОФОН, содержащий цилиндрическое основание с планкой, консольно закрепленный на планке пьезоэлемент, держатель пьезоэлемента, цилиндрический защитный корпус, кабельный провод и герметизирующие уплотнители, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности геофона и обеспечения возможности ее регулирования, он дополнительно содержит акустический контакт и регулятор чувствительности, причем держатель пьезоэлемента шарнирно закреплен на планке, акустический контакт жестко закреплен на свободном конце пьезоэлемента и прижат к внутренней стенке цилиндрического защитного корпуса посредством регулятора чувстви тельности, закрепленного на планке.