Устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа

 

1 .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАМ,содержащее имитатор породы - звукопровод цилиндрической формы, имеющий продольное окно для установки скважинного прибора , зонд которого содержит одноименные , образующие измерительную базу, и разноименные, излучаюрд1е или приемные электроакустические преобразователи , отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности и качества поверки, звукопровод выполнен с вырезами со стороны дальнего одноименного преобразователя. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что звукопровод помещен в заполненную жидкостью ванну, выполненную из материала , скорость распространения упруI гих колебаний в котором меньше СП нижнего предела поверяемого рабочего диапазона скоростей. 3.Устройство по П.1 и 2, отличающееся тем, что ванна выполнена из поглощающего упругие колебания материала.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

216 А

09} (И} (51}ф С 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Qf. i .

К втоеСНОЬЮ саиДЯтЕЛьСтВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3743612/24-25 (22) 28.05.84 (46) 23.12.85. Бюл. М 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) В.О.Цирульников, Д.В.Белоконь и Э.Г.Подушкин (53) 550,83(088.8) (56) Патент СН1А Ф 3056464, кл, 181-102, опублик. 1965.

Блюменцев А.М., Кузнецов О.Л., Дзебань И.П., Ягодов Г.Н, Методы и средства поверки. Аппаратура акустического каротажа. ОИ 41-001-77, изд-во ВИЭМС., М., 1977. (54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, с оде ржащее имитатор породы- звукопровод цилиндрической формы, имеющий продольное окно для установки скважинного прибора, зонд которого содержит одноименные, образующие измерительную базу, и разноименные, излучающие или приемные электроакустические преобразователи, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения оперативности и качества поверки, звукопровод выполнен с вырезами со стороны дальнего одноименного преобразователя.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что звукопровод помещен в заполненную жидкостью ванну, выполненную иэ материала, скорость распространения упругих колебаний в котором меньше нижнего предела поверяемого рабочего диапазона скоростей °

3. Устройство по п.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что ванна выполнена из поглощающего упругие колебания материала., 1

Изобретение относится к методам акустических исследований в промысловой геофизике и,предназначено для поверки и контроля аппаратуры акустического каротажа при измерении интервального времени и коэффициента затухания.

Цель изобретения — повышение оперативности и качества поверки àïnàратуры акустического каротажа.

Иа фиг.1 изображено устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа, на фиг.2-4 — звукопро.вод на участке выреза в развертке, . примеры выполнения °

Устройство включает звукопровод

1 с вырезом 2 (в данном случае полуцилиндр), помещенный в заполненную жидкостью ванну 3. Последняя установлена на подставках 4. Внутрь звукопровода 1 соосно устанавливается поверяемый скважинный прибор 5, трехэлементный зонд.которого образуют два электроакустических преобразователя — излучатели 6,7 и преобразователь-приемник 8.

Для случая, когда измерительную базу зонда прибора 5 образуют два приемника (фиг.1), преобразовательприемник 8 — излучатель.

В данном устройстве для поверки аппаратуры акустического каротажа используется зависимость интенсивности регистрируемой на оси звукопровода цилиндрической формы волны давления от поперечного сечения и направления распространения волн по телу звукопровода.

Если эвукопровод цилиндрической формы выполнен с переменной площадью, поперечного сечения, .т.е. в его теле имеется, например, ступенчатый вырез в виде сегмента (фиг.2 и 3), то при распространении по телу эвукопровода объемной упругой волны на границе перехода от участка звукопровода с большим поперечным сечением к участку с меньшим сечением происходит отражение волн. Поэтому, если осуществлять регистрацию головных обменных волн (звукопровод помещен в жидкость) в пределах суженной части звукопровода (сегмента), то интенсивность приходящих обменных волн будет меньше, чем при измерениях на участке звукопровода с большим поперечным сечением. Причем отношение интеисивнос1200216 2 тей (регистрируемых амплитуд) головных продольных волн на различных. . участках звукопровода при прочих равных условиях прямо пропорционально отношению площадей попереч- . ных сечений этих участков.

В случае распространения волн в звукопроводе в направлении от сегмента интенсивность волн, регистри10 звукопровода, пропорциональна площади поверхности сегмента, где осуществляется ввод акустических колебаний. образом.

b,, о(- И1л — —, А

55 руемых на оси в ненарушенной части

Процесс поверки аппаратуры акусткаческого каротажа при использовании устройства для случая, когда измерительную базу образуют два излучателя, осуществляется следующим

Помещают скважинный прибор 5 (или его зондовую часть) соосно внутрь звукопровода 1, имеющего вырез (фиг.1)., таким образом, чтобы дальний излучатель 7 был расположен в сегменте-вырезе 2, а ближний излучатель 6 и приемник

8 . — в части звукопровода с большим сечением.

При работе кольцевых излучателей вводимая в звукопровод 1 акустическая.энергия практически пропорциональна площади поверхности данного участка звукопровода 1, находящегося в акустическом контакте с излучателем.

Упругие колебания, возбуждаемые каждым иэ излучателей 6 и 7, через жидкость (например, дегазированную воду, дизельное топливо) падают на стенку звукопровода 1 и, преломившись, распространяются по телу звукопровода 1 и в виде головной волны фиксируются приемником 8 зонда скважинного прибора 5.

Амплитуды первьм фаз упругих колебаний, регистрируемых приемником

8, без учета затухания на измерительной базе зонда, пропорциональны акустической энергии, вводимой от излучателей б и 7 в звукопровод 1.

Поэтому, расположив соосно с приемником 8 аттестованный гидрофон и измерив максимальную амплитуду в первых фазах головной продольной волны, можно по формуле

1200216 эж=(W, -М, (2) 1S где aa — погрешность измерения времени аттестованной аппаратурой.

Относительная погрешность измерения интервального времени 3 определяется выражением з где А g и А„- амппитуды продольных волн, зарегистрированных при работе соответственно ближнего и дальнего излучателей 6 и 7, определить коэффициент затухания Мз

Затем регистрируют коэффициент затухания ec„ измерительным наземным . пультом аппаратуры акустического каротажа.

Погрешность измерения аппаратурой коэффициента затухания hg на.ходится . как разность его значений, определенных аттестованной () . и поверяемой аппаратурой (eC„), плюс погрешность аттестованной аппар атуры

Поверка канала измерения интерваль.ного времени ничем ие отличается от общепринятой при применении звукопровода цилиндрической формы, то есть, используя метод годографа, метрологическим пультом и специальным ,, координатным устройством с требуемой точностью определяют скорость распространения упругих волн по всей длине звукопровода 1, а следовательно, и величину, обратную скорости-интервальное время 41 . Затем регистрируют интервальное время

4 „, измеренное с помощью аппаратуИ ры, скважинный прибор которой расположен в данном звукопроводе и определяют абсолютную и относитель, ную погрешность измерений. При этом абсолютную погрешность измерений интервального времени A.(a4 ) вычисляют по формуле:

a(acj-(д,-й„ +ьа, (3) ь(аМ,„

gt = — "

При проверке аппаратуры, изме - . рительную базу трехэлементного акустического зонда скважинного прибора которой образуют. два приемника, прибор устанавливается соосно в звукопроводе 1 (фиг.1) таким образом, что дальний приемник 7 помещается на участке звукопровода 1 с вырезом 2, а ближний к излучателю

10 приемник 6 и сам излучатель 8 — в части звукопровода 1 с большим поперечным сечением.

При работе с излучателя 8 упру- . гие колебания распространяются ло звукопроводу 1 и фиксируются ближним приемником 6.

При достижении головной волной границы выреза (плоской границы раздела двух сред с различным акустическим сопротивлением — звукопровод-жидкость), расположенный нормально распространению волн (фиг.2, прямоугольный вырез), происходит отраженйе и преломление волн, т.е. д. снижение интенсивности упругих волн, приходящих к второму приемнику 7.

Таким образом, имитируется затухание волн на измерительной базе зонда скважинного прибора акустического каротажа без искажения спектра излучаемого упругого импульса.

В общем случае звукопровод может быть выполнен многоступенчатым (фиг.4), что позволяет при заданном

35 значении скорости распространения упругих волн в теле звукопровода имитировать несколько точек динамического диапазона затухания, встречаемого в реальных горных породах.

С целью повышения стабильности характеристик устройства, необходимым условием при измерении затухания является отсутствие интерференционных явлений в трех первых периодах головной продольной волны, для чего расстояние от места установки дальнего одноименного преобразователя до конца звукопровода кпи следующей ступеньки сегмента должно быть не менее полутора длин воли .в материале звукопровода на частоте упругого импульса излучателя прибоpa °

Использование предлагаемого уст5 ройства позволяет повысить оперативность, и существенно повышает качество поверочных работ с аппаратурой акустического каротажа.

1200216

Составитель Н.Журавлева

Техред А.Бабинец Корректор И.Муска

Редактор П.Коссей

Заказ 78б2Г51 Тирах 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ухгород, ул. Проектная, 4