SU1529158A1

SU1529158A1 - Акустический преобразователь скважинного геофизического прибора

Info

Publication number: SU1529158A1
Application number: SU884358915A
Authority: SU
Inventors: Борис Семенович Вознесенский; Марк Хаимович Гофман; Борис Иванович Прохоренко; Петр Давыдович Резник
Original assignee: Опытно-Конструкторское Бюро Геофизического Приборостроения Объединения "Укргеофизика"
Priority date: 1988-01-05
Filing date: 1988-01-05
Publication date: 1989-12-15

Abstract

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа. С целью повышени разрешающей способности по типам волн в пустотелый пьезокерамический элемент введен вкладыш, выполненный из материала, по крайней мере на пор док отличающегос по акустической жесткости от диэлектрической жидкости, котора заполн ет пьезокерамический элемент. Величина зазора A между вкладышами и внутренними стенками элемента определ етс из соотношени ΔΑ*98л_в, где Δ - максимальное суммарное приращение поперечных размеров пьезокерамического элемента и вкладыша

λ_в - длина волны упругих колебаний в диэлектрической жидкости на верхней частоте рабочего диапазона частот. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа.

Целью изобретени вл етс повышение разрешаюшей способности по типам волн.

На чертеже приведен акустический преобразователь, продольный разрез.

Основной частью преобразовател вл етс пьезокерамический элемент 1, преобразующий поступающие на него упругие колебани в соответствующий электрический сигнал. Дл защиты от контактов с буровой жидкостью он помещен в защитную оболочку 2 из фторопласта, заполненную противодействующей давлению диэлектрической жидкостью. Тонкие стенки оболочки в зоне пьезокерамического элемента не вл ютс преп тствием дл прохождени через них упругих колебаний на пьезокерамический элемент. Сам пьезокерамический элемент представл ет собой по форме пустотелый цилиндр. Его внутренн полость так же заполнена диэлектрической жидкостью , защищающей пьезокерамический элемент от разрушени силой гидростатического давлени . Выводы 3 от наружной и внутренней обкладок пьезокерамического элемента герметично выведены через пробку 4. В наход щуюс внутри пьезокерамического элемента жидкость с зазором 5 относительно его стенок введен вкладыш 6, выполненный из стали - материала, имею- niero акустическую жесткость 35 « л 10 кг/м с, в то врем как заполн юща кремнийорганическа жидкость типа ПЭС имеет акустическую жесткость пор дка 1,5-10 кг/м с

В теле вкладыша может быть выполнена суха полость 7, т„е, полость, заполненна только воздухом и защи- шенна от проникновени в нее жидкости . Прочностные характеристики вкладыша обеспечивают его неразрушение и сохранение от разрушени изолированной сухой полости в услови х максимального гидростатического давлени , имеющего место на забое скважин .

При работе преобразовател в скважине в составе скважинного геофизического прибора поступающие на преобразователь упругие колебани через защитную оболочку 2 и слой жидкос- сти п зазоре 5 попадают на внешнюю часть стенки пьезокерамического элемента , где преобразуютс в электрический сигнал, поступающий через выводы 3 в схему скважинного прибора о

Прошедшие через стенку колебани через зазор попадают на вкладьш и, благодар большому (более, чем на пор док) различию в акустической жесткости материала вкладыша и жесткости жидкости в зазоре, в значитель ной степени отражаютс от вкладыша и вновь попадают на стенку пьезокерамического элемента, но уже с внутренней стороны. В сам вкладыш, наход щийс внутри пьезокерамического элемента, попадает незначительна часть упругих колебаний, котора практически полностью тер етс на переходе металл - воздух и в самом воздухе внутренней полости вкладыша

Таким образом, отсутствуют услови дл возбуждени колебаний во внутреннем объеме пьезокерамического элемента и резонансных влений, негативно вли ющих на частотную характеристику преобразовател и вы- зываюпшх увеличение времени переходных процессов после каждой из волн.

Максимальное суммарное приращени поперечных размеров пьезокерамического элемента и вкладьш1а л , возникающее в результате их температур

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ного расширени , определ етс дл рабочего диапазона температур. При этом исключаетс по вление механического контакта между вкладышем и пьезокерамическим элементом, поскольку такой контакт мог бы привести к нестабильности коэффициента преобразовани преобразовател за счет нестабильного по величине эффекта присоединенной массы (вкла- дьш1а) в зависимости от степени прижати к пьезокерамическому элементу и величины контакта, завис щих от температуры в скважине, измен ющейс по мере подъема скважинного прибора от забо к устою скважины , и других факторов.

При зазоре а rfg /16, гдеЛ - длина волны упругих колебаний в диэлектрической жидкости на верхней частоте рабочего диапазона частот, отставание по фазе не превышает |i и искажение сигнала практически не ухудшает условий измерени .

Дл реального приемного преобразовател при учете указанных выше условий (а также реальных допусков на вход щие в преобразователь детали ) при верхней частоте рабочего диапазона частот, составл ющей 50 кГц, оптимальна величина зазора а составл ет 0,5-1 мм (в зависимости от диаметра пьезокерамического элемента).

Claims

Формула изо. бретени

I. Акустический преобразователь скважинного геофизического прибора, включающий помещенный в защитную оболочку пустотелый пьезокерамичес- кий элемент, заполненный диэлектрической жидкостью, отличающийс тем, что, с целью повьппе- ни разрешающей способности по типам волн, в пьезокерамическом эле- , менте с зазором а относительно его стенок расположен вкладьш, выполненный из материала, отличающегос по акустической жесткости по крайней мере на пор док от заполн гапей диэлектрической жидкости, причем величина зазора выбираетс из соотношени

Л а

1 16

где U - максимальное суммарное приращение поперечных размеров пьезокерамического элемента и вкладыша;

- длина волны упругих колебаний в диэлектрической жидкости на верхней частоте рабочего диапазона частот , мм.

1529158
2. Преобразователь по п. 1, о т - личаютийс тем, что в теле вкладыша выполнена изолированна , суха полость.

/ 5 6

Редактор А. Лежнина

Составитель Н. Захарченко

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 7638/41

Тираж 484

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное