SU189164A1 - ACOUSTIC INSULATOR - Google Patents

ACOUSTIC INSULATOR

Info

Publication number
SU189164A1
SU189164A1 SU894852A SU894852A SU189164A1 SU 189164 A1 SU189164 A1 SU 189164A1 SU 894852 A SU894852 A SU 894852A SU 894852 A SU894852 A SU 894852A SU 189164 A1 SU189164 A1 SU 189164A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
insulator
wave
waves
probe
acoustic
Prior art date
Application number
SU894852A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
В. Г. Грацинский
Publication of SU189164A1 publication Critical patent/SU189164A1/en

Links

Description

При ультразвуковом (акустическом) каротаже скважин одним из необходимых элементов в скважинном снар де  вл етс  акустический изол тор, который служит дл  поглощени  упругих сигналов, распростран ющихс  от излучател  к приемникам непосредственно по материалу зонда. Недостаточна  эффективность изол тора может приводить к по влению в первых вступлени х «ложных сигналов, что делает невозможным безощибочное выполнение каротажа.In ultrasonic (acoustic) logging of wells, one of the necessary elements in the wellbore is the acoustic isolator, which serves to absorb elastic signals propagating from the radiator to the receivers directly along the material of the probe. The lack of effectiveness of the isolator can lead to the appearance of false signals in the first entries, which makes it impossible to perform well without any logging.

Основные требовани , предъ вл емые к акустическому изол тору, состо т в следующем: 1) изол тор должен обладать малой скоростью распространени  упругих волн (по крайней мере меньще, чем скорость волн в буровом растворе, т. е. меньше 1500 м/сек; 2) изол тор должен обладать высоким коэффициентом поглощени  упругих волн, чтобы по возможности максимально ослабл ть все волны, проход щие по зонду.The basic requirements for an acoustic isolator are as follows: 1) the isolator must have a low velocity of propagation of elastic waves (at least less than the velocity of the waves in the drilling fluid, i.e. less than 1500 m / s; 2) the insulator must have a high absorption coefficient of elastic waves in order to attenuate as much as possible all the waves passing through the probe.

Известны различные конструкции изол торов как в Советском Союзе, так и за рубежом . Примен ютс  разнообразные типы резиновых изол торов, изол торы в виде изогнутых металлических пластин, изол торы из цепных соединений, изол торы с металлическими грузами-фильтрами и др. Большинство из указанных изол торов имеют гибкую или полужесткую конструкцию, и все они даютVarious insulator constructions are known both in the Soviet Union and abroad. Various types of rubber insulators, insulators in the form of curved metal plates, insulators of chain connections, insulators with metal filter weights, etc. are used. Most of these insulators have a flexible or semi-rigid construction, and all of them give

возможность помещать внутри только лишь несколько электрических проводников, необходимых дл  передачи различных сигналов от элементов зонда, разделенных изол тором. В св зи с этим такие изол торы обладают следующими недостатками:the ability to place inside only a few electrical conductors necessary to transmit various signals from the probe elements, separated by an insulator. Therefore, such insulators have the following disadvantages:

1)полужестка  конструкци  создает возможность изгиба зонда в скважине, что приводит к получению ошибочных значений измер емых величин (например, скорости упругих волн);1) the semi-rigid structure creates the possibility of the probe bending in the well, which results in erroneous values of the measured values (for example, elastic wave velocities);

2)к аналогичному же результату приводит выт гивание изол тора под собственным весом зонда и весом груза-ут желител , а также изол тора под высоким давлением, что измен ет рассто ние между преобразовател ми , в этом случае ошибки нос т систематический характер;2) a similar result is caused by stretching the insulator under the proper weight of the probe and the weight of the weight-weight of the gel, as well as the insulator under high pressure, which changes the distance between the transducers, in this case the errors are systematic;

3)достаточно сильные изгибы зонда при работе и перевозке  вл ютс  причиной повреждени  токонесущих проводников, проход щих внутри изол тора.3) sufficiently strong bends of the probe during operation and transportation cause damage to the current-carrying conductors passing inside the insulator.

4)дл  размещени  электронной схемы необходимо иметь специальный .контейнер,4) to accommodate the electronic circuit it is necessary to have a special container,

который значительно увеличивает размеры и вес зонда; 3 . 6) гибкий зонд создает неудобства в обращении и требует применени  специальных устройств дл  его неревозки и хранени . Дл  повыиюни  коэффициента поглон.гени , уменьшени  скорости расиространени  унру-5 гих волн и обеспечени  жесткости конструкции изол тор выполнен в виде металлической трубы, имеющей иоиеречные канавки с внешней и внутренней сторон, расположенные через определенные интервалы, и нокрытой10 слоем материала с высоким коэфс{)ициентом поглощени  ультразвука. На фиг. 1 изображен акустический изол тор; на фиг. 2 - схема расиоложенн  Kaiiaвок в трубе и показан путь акустической вол-15 ны; на фиг. 3 - записи акустических волн. В св зи с принциниальными особенност ми ультразвукового каротажа рассто ние между излз чателем и приемниками в скзажинном20 снар де должно иметь величииу пор дка 1-3 м. Конструкци  изол тора позвол ет нолностыо использовать это пространство дл  размещени  внутри изол тора электроиисй схемы или других необходимых устройств,25 тогда как в существующих зоидах это рассто ние зан то акустическим изол тором. Изол тор представл ет собой металлическую трубу /, имеющую тонкие поперечные30 каиавки 2, расположенные с внешней и виутренней поверхности по всей длине трубы че рез некоторые интервалы. Сверху труба покрываетс  слоем резины или другого м гкого материала 3. Каждый -из указанных элемен-35 тов выполн ет в изол торе определенные функции. Металлическа  труба придает зоиду достаточную жесткость и позвол ет располагать внзтри нее необходимые элементы электронных схем или других устройств.40 Кажда  прорезь в трубе  вл етс  границей отражени  и рассе ни . Она заставл ет часть упругой энергии отражатьс  назад, а другую часть - обходить прорезь в виде дифрагированной волны. Такой процесс много-45 кратно повтор етс  на BceiM множестве щелей. что приводит к значительному ослаблению волны. Покрывающа  трубу резина выполн ет50, роль поглотител  как пр мых волп, которые распростран ютс  по трубе от излучател , так и волн, которые отражаютс  иа каждой из .щелей. По изол тору могут распростран тьс  различные тины воли: продольные,55 поперечные, поверхностные, изгибные и пр, Изол тор должен хорошо поглощать все эти волны. Особенно важно, чтобы скорость продольных воли была достаточно мала. Тот факт, что в насто щем изол торе про-60 дольна  волна па своем пути обходит каждую из щелей, нриводит к увеличению расиространенил волны вдоль зонда. Така  «кажуща с  скорость (У) распространени  продольной волны вдоль зоида может быть65 4 рассчитана по следующей приближенной формуле у -(- - . I где А - глубина щелей, /,- рассто ние между щел ми, V - скорость упругой волны в металле. Из формулы видно, что легко уменьшить скорость раснространени  волны вдоль металлической трубы даже в 3-4 раза. Таким образом, если труба изготавливаетс  из стали , скорость продольных волк в которой 5500 м1сек, то скорость распространени  продольной волны зонда может легко быть уменьшена до 1200-1500 ж/се/с, Кроме того, така  система (изрезанна  труба с резиновым покрытием) представл ет собой фильтр иизких частот. Таким образом, спектр проход щих по изол тору воли оказ{з1ваетс  в низкочастотной области, где его легко подавить посредством частотной фильтрации в усилител х. На фиг. 3, а, б иллюстрируетс  эффект уменьшени  скорости пробега волны вдоль зонда путем моделировани . В качестве модели была вз та алюминиева  пластина длипой 35 /мж, шириной 5 см и толщиной 7 мм. На одном конце пластииы укрепл лс  излучатель из сегиетовой соли, а аналогичный приемник передвигалс  по поверхности модели с остаиовками через 2 см. На фиг. 3, а приведены записи, сделанные при перемещении приемника по сплошной нластине. Перва  фаза продольной волны показывает скорость 5580 м/сек. Видно, что затухаиие волн практически отсутствует, На фиг. 3, б показаны заниси вдоль профил , пройдеиного но модели с прорез ми глубиной 2,5 мл1, пропилеииыми с иитервалами мм. Перва  фаза ири этом следует со скоростью 2350 м/сек, т. е. почти в 2,5 раза медленнее. На фиг. 3, д иллюстрируетс  эффективиость описываемого типа изол тора, котора  сравниваетс  с эффективиостью чисто резинового изол тора, считающегос  в насто щее врем  наилучщим. На фиг. 3, в представлены записи волн вдоль профил , пройденного по поверхности пластииы, вырезанной из м гкой вакуумной резины. Отчетливо заметно сильное затухаиие всех тииов волн. При этом наиболее интенсивна  из всех волн уменьщаетс  по амплитуде в 7 раз на рассто нии 30 см. На фиг. 3, г показан аналогичный профиль в случае, когда под резиной находитс  сплошпа  алюминиева  пластина (имитаци  целой трубы). Акустический контакт между резиной и металлом создавалс  касторовым маслом, В этом случае (при одинаковой начальной амплитуде волн) в иервых вступлени х регистрируетс  довольно интенсивна  высокоскоростна  волна, распростран юща с  металлу, котора  затухает медленно. На фиг. 3, д показан профиль, когда под той же резиной находитс  аналогична  алюминиева  пластина, имеюща  прорези глубиной 2,5 мм через интервалы в 5 мм. Как видно , затухание волн в 7 раз, которое па резине происходит через 30 см (см. фиг. 5, б),,здесь достигаетс  всего лишь через 8 см, т. е. почти, в 4 раза быстрее. На удалении 30 см но сравнению с фиг. 5, 8 и 5 г колебани  здесь практически отсутствуют. 5 10 Предмет изобретени  Акустический изол тор дл  скважинного снар да ультразвукового каротажа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента поглош:ени , уменьшени  скорости распространени  упругих волн и обеспечени  жесткости конструкции, он выполнен в виде -металлической трубы, имеющей поперечные канавки с внешней и внутренней сторон, расположенные через определенные интервалы, и покрытой слоем материала с высоким коэффициентом поглощени  ультразвука.which significantly increases the size and weight of the probe; 3 6) the flexible probe creates inconvenience in handling and requires the use of special devices for its non-transport and storage. In order to increase the coefficient of waveform, reduce the rate of unrau-5 wave propagation and ensure rigidity of the structure, the isolator is made in the form of a metal pipe having internal and external grooves located at certain intervals on the outer and inner sides, and covered with a layer of material with high coefficients {) by the absorption of ultrasound. FIG. 1 shows an acoustic isolator; in fig. 2 shows a diagram of Kaiiav's rationalization in the pipe and shows the path of the acoustic wave-15; in fig. 3 - records of acoustic waves. In connection with the basic features of ultrasound logging, the distance between the transmitter and the receivers in the baseline 20 should be about 1-3 meters. The design of the isolator allows the spacer to use this space for the electrical circuit or other necessary devices. , 25 whereas in existing zoids this distance is occupied by an acoustic insulator. The insulator is a metal pipe / with a thin transverse 30 caia 2, located on the outer and inner surface along the entire length of the pipe through certain intervals. From above, the pipe is covered with a layer of rubber or other soft material 3. Each of these 35 elements in the insulator performs certain functions in the insulator. The metal tube gives the zoid sufficient rigidity and allows the necessary elements of electronic circuits or other devices to be positioned externally.40 Each slit in the tube is the boundary of reflection and scattering. It causes part of the elastic energy to be reflected back, and the other part to bypass the slot in the form of a diffracted wave. Such a process is repeated many-five times over a BceiM set of slots. which leads to a significant attenuation of the wave. The rubber covering the pipe performs 50, the role of an absorber both as direct volpas that propagate through the pipe from the radiator and as waves that are reflected on each of the slits. Different muds of the will can spread across the insulator: longitudinal, 55 transverse, surface, bending, etc. The insulator must absorb all these waves well. It is especially important that the speed of the longitudinal will was sufficiently small. The fact that in the present isolator a pro-60 longitudinal wave bypasses its path along each of the slots leads to an increase in the propagation of waves along the probe. Such an apparent propagation speed (V) of the longitudinal wave along the zoid can be calculated by the following approximate formula y - (- -. I where A is the depth of the slots, /, is the distance between the slots, V is the velocity of the elastic wave in the metal It can be seen from the formula that it is easy to reduce the wave propagation speed along the metal pipe by even 3-4 times. Thus, if the pipe is made of steel, the speed of a longitudinal wolf in which is 5500 m1s, then the speed of propagation of the longitudinal wave of the probe can easily be reduced to 1200 -1500 w / ce / s, in addition, so and the system (rugged rubber-coated pipe) is a low frequency filter. Thus, the spectrum of the will passing through the insulator is found in the low-frequency region, where it can be easily suppressed by frequency filtering in amplifiers. In Fig. 3, a , b illustrates the effect of reducing the speed of the wave along the probe by simulating an aluminum plate with a length of 35 / mJ, a width of 5 cm and a thickness of 7 mm was taken as a model. At one end, the plastium was reinforced with a segateta salt emitter, and a similar receiver moved along the surface of the model with an air gap 2 cm. In FIG. 3, and the records made when moving the receiver on a continuous nlastin are given. The first phase of the longitudinal wave shows a speed of 5580 m / s. It can be seen that the damping of the waves is practically absent, FIG. 3, b are shown below along the profile, which was passed through a model with slits 2.5 mm deep, propylene with mm sutures. The first phase of iris follows this at a speed of 2350 m / s, i.e., almost 2.5 times slower. FIG. 3 (e) illustrates the effectiveness of the described type of insulator, which is compared with the efficiency of a pure rubber insulator, which is currently considered the best. FIG. 3, the records of the waves along the profile traversed along the surface of the plastia cut from soft vacuum rubber are presented. Clearly noticeable strong damping of all these waves. At the same time, the most intense of all waves decreases in amplitude by a factor of 7 at a distance of 30 cm. In FIG. 3, a similar profile is shown in the case when there is a solid aluminum plate under the rubber (imitation of a whole pipe). Acoustic contact between the rubber and the metal was created by castor oil. In this case (with the same initial wave amplitude), a rather intense high-velocity wave propagating to the metal, which slowly decays, is recorded in the first entries. FIG. 3, e shows the profile when under the same rubber there is a similar aluminum plate having slots 2.5 mm deep at intervals of 5 mm. As can be seen, the wave attenuation is 7 times, which occurs in rubber after 30 cm (see Fig. 5, b), here it is reached only in 8 cm, i.e. almost 4 times faster. At a distance of 30 cm but compared with FIG. 5, 8 and 5 g are practically absent here. 5 10 Subject of the Invention Acoustic isolator for an ultrasonic logging well borehole, characterized in that, in order to increase the coefficient of extrusion, reduce the speed of propagation of elastic waves and ensure the rigidity of the structure, it is made in the form of a metal pipe having transverse grooves with and the inner sides, spaced at regular intervals, and covered with a layer of material with a high absorption coefficient of ultrasound.

i-fc  i-fc

iF 4 iF 4

Р R

IP IP

- WftKW lif/ tlt#/tm- WftKW lif / tlt # / tm

fue.dfue.d

SU894852A ACOUSTIC INSULATOR SU189164A1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU189164A1 true SU189164A1 (en)

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604561C1 (en) * 2015-08-27 2016-12-10 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Insulator for acoustic logging instrument during drilling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604561C1 (en) * 2015-08-27 2016-12-10 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Insulator for acoustic logging instrument during drilling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6940420B2 (en) Drill string telemetry system
AU2019268107B2 (en) Acoustic illumination for flow-monitoring
Silk et al. The propagation in metal tubing of ultrasonic wave modes equivalent to Lamb waves
Blair et al. Attenuation of explosion‐generated pulse in rock masses
US5728978A (en) Acoustic isolator for acoustic well logging tool
US11098583B1 (en) Method for determining the integrity of a solid bonding between a wellbore and a casing
US3381267A (en) Well logging tool
AU7755691A (en) Methods and apparatus for discrete-frequency tube-wave logging of boreholes
US3191143A (en) Acoustic delay member for well logging tools
CN103362502B (en) Acoustic logging eliminates the method for direct-wave jamming, system and acoustic logging instrument
CA2858819A1 (en) Enhanced bandwidth transducer for well integrity measurement
US11554387B2 (en) Ringdown controlled downhole transducer
SU189164A1 (en) ACOUSTIC INSULATOR
US5541890A (en) Method for predictive signal processing for wireline acoustic array logging tools
Courtney et al. Calculation of acoustic parameters by a filter‐correlation method
Blair et al. Sound pressure levels generated by internal combustion engine exhaust systems
Mikeska et al. Evaluation of transducer window materials
RU2305767C1 (en) Acoustic borehole logging method
RU2570693C1 (en) Multi-layer sound-insulating structure
Budenkov et al. Acoustics of the annular space of producing and injection wells
GB2383356A (en) Drill String Telemetry System with Reflector
Balogh The borehole tubewave damper probe
BRPI0715370A2 (en) apparatus and method for attenuating accidental propagating waves within a pipe wall
CN116068615A (en) Device and method for eliminating high-frequency acoustic wave interference signals recorded by advanced detection of tunnel elastic waves
SU981913A1 (en) Electroacoustic converter for reflected-vawe logging equipment