Акустический изолятор

 

АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗОЛЯТОР,содержащий звукоизоляционную секцию в виде металлической спирали и переходники , отличающийся тем, что, с целью повьщ ения эффективности звукоизоляции, звукоизоляционная спираль выполнена в виде призматической треугольнообразной навивки, а переходники изготовлены из cлaбo проводящего звук электроизолирующего материала, например: из полиэтиленового композита П2-С5.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(sl) G 01 V l 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИЬЛК03-,,1 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3316266/24-25 (22) 15.07.81 (46) 23.05.85. Бюл, 9 19 (72) И.П.Грибанов, В.Н.Кимлык, П.С.Кривонос и Е.П.Чистяков (71) Научно-исследовательский горнорудный институт (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

ll - 200209, кл. G Ol V 1/40, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

У 314175, кл. G 01 V l/40, 1966.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 773555, кл, G 01 Ч l/40, 1978 (прототип), „„SU„„1157497 (54) (57) АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗОЛЯТОР, содержащий звукоизоляционную секцию в виде металлической спирали и переходники, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности звукоиэоляции, звукоизоляционная спираль выполнена в виде призматической треугольнообразной навивки, а переходники изготовлены из слабо . проводящего звук электроизолирующего материала, например из полиэтиленового композита П2-С5, 1157

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и может использоваться для акустического каротажа скважин> проходящих по породам, имеющим низкие скорости и сильно поглощающим энергию распространяющихся по ним волн.

Известен акустический изолятор, содержащий переходники и волноводиую часть в виде стальной спирали, за- 10 полненной внутри кремнийорганической смолой с наполнителем, в которой размещены диски из материалов с резко отличающимися акустическими свойствами 11 J„

Недостатком устройства является зависимость его характеристик от длины волноводной части для того, чтобы обеспечить требуемую задержку, погасить энергию распространяющегося импульса. Наполнитель не оказывает, существенного влияния на гашение импульса и поэтому не обеспечивает ожидаемого эффекта.

Известен также акустический изолятор, в котором звукоизоляционная секция выполнена из пластин или стержней, причем звукоизоляционная секция заполнена пластичным веществом, например резиной (2).

Недостатком акустического изолятора является то, что в нем задержка сигнала при зигзагообразной конструкции звукоизоляционной секции зависит от качества соединений между пластинами или стержнями и от общей длины 55 стержней, которая не может быть большей, чем в винтовой пружине, поэтому обеспечить более качественную звукоизаляцию такая конструкция не может. Наполнитель здесь играет 40 роль связующего вещества.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является акустический изолятор, содержащий звукоизоляционную секцию в виде металлической спирали и переходники, при этом звукоизоляционная секция выполнена иэ трубчатой скважины плоскоовального сечения (3).

Недостатком известного акустичес- 50 кого изолятора является то, что при сравнительно небольших расстояниях между переходниками в звукоизоляционной секции трубчатой плоскоовальной формы невозможно обеспечить дос- 55 таточно большое сопротивление распространяющимся в ней упругим колебаниям и гашение их энергии путем

497 увеличения числа витков пружины без изменения их диаметра.

Целью изобретения является повышение эффективности звукоизоляции, Поставленная цель достигается тем, что в акустическом изоляторе, содержащем звукоизоляционную секцию в виде металлической спирали и пере-. ходники, звукоизоляционная спираль выполнена в виде призматической треугольнообразной навивки, а переходники изготовлены йэ слабопроводящего звук электроизолирующего материала, например иэ полиэтиленового композита II2-С5.

На фиг. 1 изображена схема каротажного зонда, расположенного в скважине, в котором используются акустические изоляторы; на фиг. 2 — акустический изолятор, общий вид, на фиг.Зконструкция навивки пружины звукоизоляционной секции, аксонометрия; на фиг ° 4 — форма поперечного сечения навивки звукоизоляционной секции, л аксонометрия; на фиг, 5 - схема распространения (преломления и отражения ) волновых лучей в месте изгиба пружины звукоизоляционной секции, на фиг. 6 — вид формы отражения поверхностей на изгибах пружины, на фиг. 7 — вариант выполнения изгиба пружины.

Акустический изолятор является составной частью каротажного зонда (фиг. 1 ).

Каротажный зонд содержит акустические преобразователи 1, акустические изоляторы 2 и соединительные пружины 3.

Акустический изолятор 2 состоит иэ звукоизоляционной секции и переходников 4 и 5 (фиг. 2).

Звукоизоляционная секция выполнена из металлической пружины 6 треугольной (или полигональной ) навивки с углом изгиба меньшим угла полного внутреннего отражения в этом материале. Пружина 6 выполнена иэ сплошного или полого (трубчатого) стержня.

Форма поперечного сечения стержня выбирается из расчета обеспечения наибольшей жесткости на скручивание.

Переходники 4 и 5 выполнены из слабопроводящего ультразвук материала, например полиэтиленового композита П2-С5, Это обусловлено необходимостью избежать распространения по каротажному зонду случайных электрических сигналов, а также з 11 подавлять вторичные колебания, спо- 1 собные вызывать паразитные импульсы.

Звукоизоляционная секция крепится своими торцами к переходникам путем заливки полиэтиленовым композитом

П2-С5 при изготовлении переходников.

Акустический изолятор 2 соединяется с преобразователями 1 каротажного зонда посредством соединительных пружин 3 (фиг, 1 и 2 ).

Акустический изолятор используется следующим образом.

Зондирующий импульс генерируется одним из преобразователей 1 зонда .(фиг. 1 ) и распространяется, с одной стороны,по исследуемому участку породного массива, а с другой— по корпусу зонда, переходя от преобразователя-генератора через акустические изоляторы 2 и соединительные пружины 3. При распространении в звукоизоляционной секции монохроматического ультразвукового сигнала (фиг. 5 )падающая на изгиб пружины волна частично отражается (в плоскости нормальной падению ), частично выходит за пределы пружины в виде переломленной волны к следующим изгибам. Таким образом, в каждом изгибе пружины энергия волны теря-! ется в виде обратно отраженной и преломленной волны. При этом чем больше угол изгиба отличается от угла полного внутреннего отражения в стержне, тем больше потери энергии распространяющейся волны за счет ее перехода в волну преломленную.

Большую роль в величине потерь играет также форма и положение отражающей поверхности на изгибе (фиг. 6 и 7).

Фактическое распространение ультразвуковой волны по пружине, имеющей резкие изгибы, более сложно.

При распространении монохроматичесйого пучка волн .на изгибах он разделяется на серию хаотических отра57497

Преимуществом изобретения является то, что акустический изолятор со звукоизоляционной секцией, выполненной из пружины треугольной (или полигональной ) навивки, обеспечивает наиболее эффективное снижение скорости распространения звука и гашение

40 энергии колебаний за счет многократного отражения и преломления звуковых волн. В конечном итоге это позволяет повысить точность измерения параметров колебаний, распространяющихся в слабых и трещиноватых горных породах. жений как в сторону хода, так и навстречу падающему пучку.униты вая, что все отраженные колебания когерентны прямым лучам, после прохождения ими первого изгиба уже развиваются интерференционные явления, значительно ослабляющие энергию распространяющихся по стержню пружины звукоизоляционной секции колебаний.

В действительности движущийся звуковой поток далеко не монохроматичен, так как состоит из импульсных сигналов с широким спектром частот, поэтому в звукоизоляционной секции распространяется более сложный поток когерентных колебаний с более сложной картиной интерференционных явлений, гасящих энергию распространяющихся ультразвуковых волн, резко

20 ослабляющихся от изгиба к изгибу пружины. Поскольку наиболее активно затухают высокочастотные наиболее энергонесущие составляющие импульсов, вместе с амплитудой несколько снижается и скорость распространения колебаний. Кроме того, при снижении несут щей частоты увеличивается длина волны, а скорость распространения волны становится равной скорости

З0 наиболее низкой иэ всех известных, характерной, для тонкого стержня.

1 157497

1157497!! 57497

Составитель Н.Журавлева

Редактор А.Шандор . Техред Ж.Кастелевнч Корректор М.Самборская

Заказ 3364/45 Тираж 748 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i!3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4