Поверочное устройство для аппаратуры акустического каротажа

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано для метрологического обеспечения аппаратуры акустического каротажа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей поверочного устройства путем обеспечения одновременной поверки по параметрам продольных и поперечных упругих волн. Поверочное устройства для аппаратуры акустического каротажа содержит заполненную жидкостью емкость, в которую помеща- .ется зонд поверяемой аппаратуры, и выполненный в виде тонкой пластины имитатор горной породы, погруженный в жидкость и расположенный над зондом, причем стенки емкости изготовленьг -из звукопоглощающего материала, а имитатор породы акустически изолирован от емкости и представляет собой сменный элемент, выбираемый из набора сменных элементов, прокалиброванных по скорости упругих волн и их затуханию. Новым в поверочном устройстве является выполнение тонкой пластины, имитирующей порЬду в .виде прямоугольного параллелепипеда, и расположение этой пластины в плоскости, перпендикулярной поверхности жидкости и проходящей через ось зонда таким образом, что основания пластины симметричны относительно этой плоскости и параллельны ей, а большая сторона основания параллельна оси зонда. Дпина пластины превы- . шает расстояние между максимально разнесенными электроакустическими преобразователями зонда, а ширина пластины превышает максимальную длину упругой волны в рабочем диапазоне частот поверяемой аппаратуры. Поверочное устройство позволяет осуществлять поверку аппаратуры акустического каротажа с различными типами зондов, в том числе с зондом, содержащим один излучатель и два приемника, а также с зондом, содержащим два излучателя и два приемника. 2 ил. (Л N9 00 СП 00 ел

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1293535 (51)4 С 01 Ч 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/l3

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (21) 3837838/24-25 (22) 04. 01. 85 (46) 28.02.87. Бюл. Ф 8 (71) Нижне-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики (72) 10.M.Áîëû÷åâñêèé и N.IO.Âîñòðèêîâ (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 693304, кл. G 01 V 1/40, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 894646, кл. G 01 Ч 1/40, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1065802, кл. G 01 V 1/40, 1984. (54) ПОВЕРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано для метрологического обеспечения аппаратуры акустического каротажа. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей поверочного устройства путем обеспечения одновременной поверки по параметрам продольных и поперечных упругих волн. Поверочное устройства для аппаратуры акустического каротажа содержит заполненную жидкостью емкость, в которую помеща.ется зонд поверяемой аппаратуры, и выполненный в виде тонкой пластины имитатор горной породы, погруженный в жидкость и расположенный над зон дом, причем стенки емкости изготовлены-из звукопоглощающего материала, а имитатор породы акустически изолирован от емкости и представляет собой сменный элемент, выбираемый из набора сменных элементов, прокалиброванных по скорости упругих волн и их затуханию. Новым в поверочном устройстве является выполнение тонкой пластины, имитирующей порбду в .виде прямоугольного параллелепипеда, н расположение этой пластины в плоскости, перпендикулярной поверхности жидкости и проходящей через ось зонда таким образом, что основания пластины симметричны относитель- Ж но этой плоскости и параллельны ей, а большая сторона основания параллель- %УФ на оси зонда. Длина пластины превы- С ,шает расстояние между максимально разнесенными электроакустическими Д преобразователями зонда, а ширина . вава. пластины превышает максимальную длину упругой волны в рабочем диапазоне частот поверяемой аппаратуры. Поверочное устройство позволяет осуществлять поверку аппаратуры акустического каротажа с различными типами зондов, в том числе с зондом, содержащим один излучатель и два приемника, а также с зондом, содержащим два излучателя и два приемника. 2 ил.

1293535

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для метрологичес" кого обеспечения аппаратуры акустического каротажа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей поверочного устройства путем обеспечения одновременной поверки по параметрам как продольной, так и поперечной упругих волн.

На фиг. 1 схематически изображено поверочное устройство и пути, распространения упругих волн для расположенного в нем трехэлементного зонда, на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1.

Поверочное устройство содержит емкость 1, в которую помещается зонд

2 поверяемой аппаратуры, содержащий электроакустические излучатели И, и И и приемник П.

Емкость выполнена из звукопоглощающего материала, скорость распространения упругих волн в котором меньше, чем в жидкости, что полностью исключает интерференцию полезного сигнала с паразитной волной по стенкам емкости и связанное с этим эффектом искажение полезного сигнала, воспринимаемого приемником. В качестве такого материала может быть использован, например, пенопласт.

Возможен также вариант изготовления емкости из металла с обклейкой ее стенок пористым звукопоглощающим материалом (пробкой, пенопластом).

Емкость выполнена, например, в виде ванны. В зависимости от конструктивных особенностей емкости зонд поверяемой апларатуры устанавливается в ней на подставках 3 или, например, подвешивается на специальных держателях с соблюдением условия горизонтальности его оси.

Емкость заполнена жидкостью 4, например водой. В жидкость над зондом погружается с помощью регулируемого приспособления, например талей, имитатор 5 горной породы. Имитатор породы крепится в емкости в подвешенном состоянии, например к стойкам б на подвесках 7. При этом выполняется условие его акустической изоляции от стенок емкости, что обеспечивает возможность получения для имитаторов породы калиброванных значений затухания. и (О, 15-0, 25)(Л,) 30 где (Л ) — минимальная длина продольной волны, соответствующая верхней граничной частоте Е„ спектра акустических импульсов.

Имитирующая горную породу тонкая прямоугольная пластина располагается в плоскости, перпендикулярной по- . верхности жидкости и проходящей через ось зонда., причем основания пластины симметричны относительно этой плоскости и паралЛельны ей, а большая сторона (ВС) основания параллельна оси зонда.

Имитатор горной породы представляет собой сменный элемент из набора элементов, входящих в комплект поверочного устройства, каждый из ко50 торых имеет калиброванные значения скоростей (Vð и 1, ) и затуханий (с и d. ) для продольной и поперечной упругих волн. Калиброванные значения поверяемых параметров для набора сменных элементов должны охва55 тывать весь диапазон их измерения поверяемой аппаратурой. Для получения необходимого набора значений

V (1 700-7000 м/c) H Ч (1 700

Расстояние между погруженным в жидкость торцом имитатора и зондом воспроизводит зазор между зондом и стенкой реальной скважины и выставля5 ется с помощью специальных калибров.

Имитатор породы выполнен в виде тонкой пластины прямоугольной формы, располагается он в емкости не только

10 в области одноименных преобразователей (И, и И ) зонда, но и в области разноименных преобразователей (П), т,е. его длина f, равная длине большей стороны ВС или ДЕ основания пластины, превышает расстояние между максимально разнесенными электроакустическими преобразователями (в данном случае между дальним излуча телем И и приемником П) .

Ширина тонкой прямоугольной пластины — имитатора, равная длине меньшей стороны BE или СД ее основания, превышает максимальную длину упругой волны в рабочем диапазоне частот поверяемой аппаратуры.

Толщина d пластины удовлетворяет следующему соотношению:

1293535

4000 м/с) при изготовлении сменных элементов, имитирующих различные типы горных пород, могут быть использованы алюминий и его сплавы, сплавы титана, органическое и сили- 5 катное стекло, а также различные композиционные материалы и пластмассы. Поскольку параметры, характеризующие затухание (d. и с ) упругих волн, различны в сменных элеменI тах, изготовленных из различных материалов, то одновременно обеспечивается набор калиброванных значений с u d. из диапазона измерения заP туханий поверяемой аппаратуры. Дополнительное расширение этого набора в сторону увеличения значений d, и с может быть достигнуто за счет применения накладных звукопоглотителей, устанавливаемых на основаниях пластин, а также за счет использования локальных экранов.

Поверочное устройство работает следующим образом.

При включении поверяемой аппаратуры акустического каротажа излучатели И, и И, начинают наботать поочередно через разделительные интервалы.

Акустический импульс от излучателя И, передается к имитатору 5 горной породы (прямоугольной пластине) по траектории H„G и возбуждает в нем продольную P и поперечную S упругие волны, которые, пройдя путь 35

СНП, приходят к приемнику П.

При срабатывании излучателя И акустический импульс от него передается по траектории И Р к той же пластине и возбуждает в ней Р и S 40 волны, приходящие к приемнику, пройдя путь ГСНП.

Первым приходит к приемнику П акустический импульс продольной волны от ближнего излучателя И,, затем акустический импульс поперечной волны от того же излучателя. Акустические импульсы от дальнего излучателя И приходят к приемнику П в той же последовательности, что и от ближ- 50 него излучателя И„, но со сдвигом во времени.

Длина пути GH или РН,пройденного упругими волнами в прямоугольной пластине, используемой в качестве 55 имитатора горной породы, достаточна для разделения во времени акустических импульсов P u S волн.

Акустические импульсы продольной и поперечной волн, приходящие к приемнику, преобразуются им в электрические сигналы, которые затем усиливаются в зонде и вместе с отметками моментов срабатывания излучателей (моментов излучения) поступают в наземную часть поверяемой аппаратуры, где производится их разделение, обработка и регистрация параметров. В результате измерений, проводимых с помощью поверяемой аппаратуры, определяются скорость (или интервальное время ьТ) продольной волны U скорость поперечной волны Чз, а также параметры затухания продольной ыр и поперечной « волн в прямоугольной пластине, имитирующей горную породу

Затем значения Vð, V, ыр и ы-з измеренные с помощью поверяемой аппаратуры, сравнивают с эталонными, т.е. полученными ранее для выбранной пластины при ее калибровке с помощью аттестованных средств, и определяют погрешность измерения скоростей и затуханий P u S волн в одной из точек диапазона измерений. После этого проводят аналогичные измерения с использованием в качестве имитаторов горной породы других сменных элементов в виде прямоугольных пластин, входящих в комплект устройства.

Таким образом, осуществляют поверку во всем диапазоне измерения поверяемых параметров продольных и поперечных волн. Для поверки аппаратуры в точке, соответствующей нижнему пределу Измерения скорости продольной волны, равному по величине ско- . рости гидроволны, в качестве имитатора горной породы, как и в известном устройстве, используют жидкость, заполняющую емкость

Поверочное устройство позволяет осуществить поверку аппаратуры акустического каротажа с различными типами зондов, в том числе с зондом, содержащим один излучатель и два приемника, а также с зондом, содержащим два излучателя и два приемника (встречная система наблюдения), необходимо лишь, чтобы длина имитатора горной породы в поверочном устройстве превышала расстояние между наиболее удаленными друг от друга электроакустическими преобразователями зонда.

1293535 формула и з о б р е т е н и я

Поверочное устройство для аппаратуры акустического каротажа, содержащее заполненную жидкостью емкость, выполненную иэ звукопоглощающего ма- 5 териала, в которую помещается зонд поверяемой аппаратуры, и имитатор горной породы, выполненный в виде .тонкой пластины, погружаемой в жидкость над зондом, акустически изолированный от емкости и выбираемый из набора сменных имитаторов породы, прокалиброванных по скорости упругих волн и их затуханию, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей поверочного устройства путем обеспечения одновременной поверки по параметрам как продольной, так и поперечной упругих волн, имитирующая породу тонкая пластина выполнена в виде прямоугольного параллелепипеда и расположена в плоскости, перпендикулярной поверхности жидкости и проходящей через ось зонда так,что основания пластины симметричны относительно этой плоскости и параллельны ей, а большая сторона основания параллельна оси зонда, при этом длина пластины превышает расстояние между максимально разнесенными электроакустическими преобразователями зонда, а ширина пластины превышает максимальную длину упругой волны в рабочем диапазоне частот поверяемой аппаратуры.

1293535

А-A

Фиг. 2

Составитель Н.Журавлева

Техред Л.Сердокова Корректор А.Зимокосов

Редактор .Н.Слободяник

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 375/44

Производственно-полиграфииеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4