SU754344A1 - Well-logging piezoelectric geophone - Google Patents
Well-logging piezoelectric geophone Download PDFInfo
- Publication number
- SU754344A1 SU754344A1 SU782669070A SU2669070A SU754344A1 SU 754344 A1 SU754344 A1 SU 754344A1 SU 782669070 A SU782669070 A SU 782669070A SU 2669070 A SU2669070 A SU 2669070A SU 754344 A1 SU754344 A1 SU 754344A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- piezoelectric
- well
- geophone
- sensor
- logging
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
Изобретение относится к звукометрическим приборам-геофонам и может быть использовано для регистрации проявлений горного давления в шахтных условиях.The invention relates to sound meters-geophones and can be used to record the manifestations of rock pressure in mine conditions.
В горных условиях нашли применение скважинные звукометрические датчики ти- 5 па ШШГ, включающие цилиндрический корпус диаметром около 40 мм, в котором находится подвижное в осевом направлении массивное тело, воздействующее на пьезометрический куб [1].In mining conditions have been used downhole sensors audiometric five- SHSHG 5 Pa, comprising a cylindrical body approximately 40 mm in diameter, which is movable in the axial direction the massive body, acting on the piezometric cc [1].
Для увеличения чувствительности пред- 10 ложено вместо пьезометрического элемента, работающего на сжатие-растяжение,,применить пакет'пластинок, изгибающихся под действием указанной массы [2].In order to increase the sensitivity, it is proposed to use a package of plates bent under the action of a specified mass instead of a piezometric element working in compression and tension, [2].
Приборы подобного типа отличаются тем недостатком, что с наибольшей чувствитель- 1 ностью они воспринимают колебания, направленные по оси скважины. Это вызвано тем, что диаметр корпуса приборов ограничен размерностью скважины, инертная масса в этих датчиках может иметь одну степень свобо- 20 ды — по оси скважины. Для надежного восприятия звуковых волн в горном массиве эти устройства должны иметь хороший контакт со стенками скважины. Это требует спе2Devices of this type differ from the disadvantage that with the greatest sensitivity 1 NOSTA they perceive the vibrations directed along the borehole axis. This is due to the fact that the diameter of the instrument case is limited by the dimension of the well, the inertial mass in these sensors can have one degree of freedom — along the axis of the well. For reliable perception of sound waves in the mountain range, these devices must have good contact with the walls of the well. This requires spe2
циальных мер, предусматривающих расклинивание корпуса датчиков в скважинах, удорожает и усложняет звукометрическую аппаратуру.Special measures involving wedging of the sensor body in the wells increases the cost and complexity of the sound-measuring equipment.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинный пьезоэлектрический геофон, содержащий цилиндрический корпус датчика с размещенные в нем у одного из торцов пьезоэлементом и регистрирующую аппаратуру. Такой датчик не требует специального расклинивания в скважине и может быть просто опущен в наклонную скважину, а затем, по надобности, вынут и использован вторично [3].The closest in technical essence to the invention is a downhole piezoelectric geophone containing a cylindrical sensor body with a piezoelectric element placed at one of its ends and recording equipment. Such a sensor does not require special wedging in the well and can simply be lowered into an inclined well, and then, if necessary, removed and used again [3].
Недостатком такого преобразователя звукового давления является его односторонняя направленность. Наибольшую чувствительность этот датчик имеет в направлении, перпендикулярном плоскости пьезоэлектрической пластинки, что вызывает необходимость ориентации его в скважине. В труднодоступных местах ориентация датчика в скважине, как правило, исключается, поэтому эффективность применения подобных устройств сильно снижается.The disadvantage of this sound pressure transducer is its one-sided orientation. This sensor has the greatest sensitivity in the direction perpendicular to the plane of the piezoelectric plate, which makes it necessary to orient it in the well. In hard-to-reach places, the orientation of the sensor in the well, as a rule, is excluded, therefore the effectiveness of using such devices is greatly reduced.
Цель изобретения — увеличение чувствительности геофона и расширение диаграм3The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the geophone and the expansion of the diagram3
754344754344
мы направленности пьезоэлектрического датчика прибора.We are the directivity of the piezoelectric sensor device.
Поставленная цель достигается тем, что в скважинный пьезоэлектрический геофон введены второй пьезоэлемент, детектирующие звенья и сумматор сигналов, причем второй пьезоэлемент, детектирующие звенья и сумматор сигналов, причем второй пьезоэлемент размещен у второго торца корпуса в плоскости, перпендикулярной плоскости первого пьезоэлемента, и оба пьезоэлемента через детектирующие звенья и сумматор подключены к регистрирующей аппаратуре.This goal is achieved by the fact that a second piezoelectric element, detecting links and a signal adder are inserted into a downhole piezoelectric geophon, the second piezoelectric element, detecting links and a signal adder, with the second piezoelectric element placed at the second end of the body in a plane perpendicular to the plane of the first piezoelectric elements and the piezoelectric elements. the detection units and the adder are connected to the recording equipment.
На фиг. 1 изображена блок-схема скважинного пьезоэлектрического геофона; на фиг. 2 — конструкция датчика; на фиг. 3—5 показан сигнал на пьезоэлементах, после детектирования и после звена суммирования соответственно.FIG. 1 is a block diagram of a downhole piezoelectric geophone; in fig. 2 - sensor design; in fig. 3-5 shows the signal on the piezoelectric elements, after detection and after the summation link, respectively.
Геофон включает корпус 1 датчика цилиндрической формы, внутри которого и по его оси размещены два прямоугольных пьезоэлемента 2 и 3. Пьезоэлементы 2 и 3 в корпусе 1 закреплены консольно. Плоскости пьезоэлементов взаимно перпендикулярны.The geophone includes a case of a cylindrical sensor 1, inside of which and along its axis two rectangular piezoelectric elements 2 and 3 are placed. Piezo elements 2 and 3 in case 1 are fixed to the console. The planes of the piezoelectric elements are mutually perpendicular.
Рабочие поверхности пьезоэлементов электрически связаны со звеньями 4 детектирования. Детекторы 4 соединены с сумматором 5 сигналов, который в свою очередь связан с регистрирующей аппаратурой 6, расположенной обычно вне скважины.The working surfaces of the piezoelectric elements are electrically connected with the links 4 of detection. Detectors 4 are connected to a signal adder 5, which in turn is connected to recording equipment 6, usually located outside the well.
Датчик (см. фиг. 2) включает цилиндрический корпус 1 в виде трубы, закрытой с торцов резьбовыми крышками 7 и 8 через герметизирующие прокладки 9. Крышки прижаты к специальным буртикам державок 10 пьезоэлементов 2 и 3. Державки выполнены в виде вилок, в пазах которых пластинки 2 и 3 консольно закреплены поджимными винтами И. От державок 10 и винтов 11 пластины 2 электрически изолированы. Угловое положение державок зафиксировано штифтами 12. Для передачи сигнала от датчика служит кабель 13, пропущенный через крышку 8. Кабель укреплен в корпусе винтовой пробкой 14 с герметизирующими прокладками 15 и 16.The sensor (see Fig. 2) includes a cylindrical body 1 in the form of a pipe, closed at the ends with threaded covers 7 and 8 through sealing gaskets 9. The covers are pressed to the special flanges of the holders 10 of the piezoelectric elements 2 and 3. The holders are made in the form of forks, in the slots of which plates 2 and 3 are cantilevered with gland screws I. From the holders 10 and screws 11, plates 2 are electrically insulated. The angular position of the holders is fixed by pins 12. To transmit the signal from the sensor, there is a cable 13, passed through the cover 8. The cable is fixed in the housing with a screw plug 14 with sealing gaskets 15 and 16.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
На расположенный в специально пробуренной скважине датчик воздействуют звуковые волны, заставляющие вибрировать консольно закрепленные пьезоэлементы 2 и 3. На рабочих поверхностях пьезоэлементов возникает меняющийся во времени электрический заряд. Пьезоэлементы могут колебаться с некоторым сдвигом по фазе, какA sound wave is applied to a sensor located in a specially drilled well, causing the cantilever-mounted piezoelectric elements 2 and 3 to vibrate. On the working surfaces of the piezoelectric elements, a time-varying electric charge occurs. Piezo elements can oscillate with some phase shift, like
это показано на фиг. 3 диаграммами изменения заряда на двух пьезоэлементах (позиции 17 и 18). Вызываемые этими зарядами токи детектируются в звеньях 4. Диаграмма токов после детекторов показана на фиг. 4. После суммирования токов (или напряжений) в сумматоре 5, сигнал, поступающий в регистрирующую аппаратуру, имеет вид, показанный на фиг. 5.this is shown in FIG. 3 diagrams of change of charge on two piezoelements (positions 17 and 18). The currents caused by these charges are detected in the links 4. The current diagram after the detectors is shown in FIG. 4. After summing up the currents (or voltages) in the adder 5, the signal entering the recording equipment has the form shown in FIG. five.
По сравнению с известными, предлагаемый скважинный пьезоэлектрический геофон обладает более широкой диаграммой направленности. Теоретически не будут восприниматься лишь волны, приводящие в движение датчик точно по оси скважины. Но так как звуковые источники создают как продольные, так и поперечные волны, датчик будет реагировать на источник звука, находящийся по отношению к нему в любом месте. Известное устройство не будет реагировать еще и на волны, воздействующие на пьезопластинку в направлении ее плоскости. Указанное преимущество позволяет не заботиться о том как ориентирован датчик в скважине, что значительно упрощает его эксплуатацию.In comparison with the known ones, the proposed downhole piezoelectric geophone has a wider radiation pattern. Theoretically, only the waves driving the sensor exactly along the axis of the well will not be perceived. But since sound sources create both longitudinal and transverse waves, the sensor will react to the sound source located anywhere in relation to it. The known device will not react also to the waves acting on the piezo-plate in the direction of its plane. This advantage allows not to worry about how the sensor is oriented in the well, which greatly simplifies its operation.
Кроме того предлагаемый геофон обладает по сравнению с известным большей чувствительностью, так как сигнал на регистрирующую аппаратуру подается с двух пьезопластин.In addition, the proposed geophone has a higher sensitivity than the known one, since the signal to the recording equipment is supplied from two piezoplates.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782669070A SU754344A1 (en) | 1978-09-08 | 1978-09-08 | Well-logging piezoelectric geophone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782669070A SU754344A1 (en) | 1978-09-08 | 1978-09-08 | Well-logging piezoelectric geophone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU754344A1 true SU754344A1 (en) | 1980-08-07 |
Family
ID=20787283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782669070A SU754344A1 (en) | 1978-09-08 | 1978-09-08 | Well-logging piezoelectric geophone |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU754344A1 (en) |
-
1978
- 1978-09-08 SU SU782669070A patent/SU754344A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6575033B1 (en) | Highly sensitive accelerometer | |
US4163206A (en) | Apparatus and method for seismic wave detection | |
US4986350A (en) | Device for the seismic monitoring of an underground deposit | |
US9476293B2 (en) | Transducer assembly for a downhole tools | |
CN101416032A (en) | Fibre optic sensor package | |
US3374663A (en) | Vibration detector | |
US2923916A (en) | woodworth | |
HU224151B1 (en) | Device for receiving seismic waves and method for coupling it with a solid environment | |
US3432000A (en) | Submersible detector for sensing underwater sounds | |
US3104335A (en) | Accelerometer | |
SU754344A1 (en) | Well-logging piezoelectric geophone | |
SE7505652L (en) | RECEIVER DEVICE FOR SEISMIC PROSPECTION. | |
US4015233A (en) | Pressure sensor of low sensitivity with respect to acceleration | |
US6176128B1 (en) | Borehole tilt meter | |
MY117118A (en) | A hole-folding apparatus having intergrated sensors | |
US2923915A (en) | vogel | |
US5889731A (en) | Vibration detector | |
US3363450A (en) | Probe for testing cables for leaks | |
US3346838A (en) | Pressure sensitive detector for marine seismic exploration | |
SU911407A1 (en) | Deep-well piezoelectric geophone | |
SU1160345A1 (en) | Well piezoelectric geophone | |
SU681401A1 (en) | Ultrasonic sound logging probe | |
RU2012020C1 (en) | Well acoustic transducer | |
US3289155A (en) | Seismic acceleration detector | |
US3810083A (en) | Self-righting geophone |