Устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа

 

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 . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повьшение точности воспроизведения измеряемых динамических параметров упругих волн. Устройство содержит заполненную жидкостью ванну из звукопоглощающего материала и набор звукопроводов цилиндрической формы . Звукопроводы имеют продольные окна для установки скважного прибора. Для достижения цели в теле каждого звукопровода выполнены продольные прорези, разделяющие звукопровод на цилиндрические сегменты. Часть сегментов закрыта акустическими экранами.Q Продольные прорези в звукопроводе выполнены со стороны дальнего электроакустического преобразователя измерительной базы трехэлементной зондовой установки. 1 з.п. ф-лы., 2 ил. в (Л со ел о. 05 со оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 V 1/40

ВСЙ(:ВЮЗИ / rОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втоескоМУ свидЬтидьСтвМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3936385/24-25 (22) 05.08г85 ,(46) 07.11.87.. Бюл. И - 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) В.О. Цирульников и Э.Г. Подушкин (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 1065802, кл. G 01 Ч 1/40, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1202616, кл. G 01 Ч 1/40, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ АППАРАТУ-, Ры АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к методам акустических исследований в промысловой геофизике и предназначено для поверки и контроля аппаратуры акустического каротажа.при измерении интер„„SU„„1350638 А1 вального времени и коэффициента затухания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение точности воспроизведения измеряемых динамических параметров упругих волн. Устройстзо со-: держит заполненную жидкостью ванну из звукопоглощающего материала и набор звукопроводов цилиндрической формы. Звукопроводы имеют продольные окна для установки скважного прибора.

Для достижения цели в теле каждого звукопровода выполнены продольные прорези, разделяющие звукопровод на цилиндрические сегменты. Часть сегментов закрыта акустическими экранами.

Продольные прорези в звукопроводе выполнены со стороны дальнего электроакустического преобразователя йзмерительной базы трехэлементной зондовой установки. 1 з.п. ф-лы, 2 нл. о

1 13506

Изобретение относится к метоцам акустических исследований в промысловой геофизике и предназначено для поверки и контроля аппаратуры акус5 тич6ского каротажа при измерении интервального времени и коэффициента затухания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повыше- 1О ние точности воспроизведения измеряемых динамических параметров упругих волн.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа; на фиг.2 сечение А-А на фиг. 1.

Устройство включает заполненную жидкостью акустическую ванну 1, выполненную из материала с большим затуханием упругих волн„ например из полиэтилена, в которую помещен звукопровод 2 {в данном случае полуцилиндр). Звукопровод 2 имеет цилиндрические сегменты 3 и 4, закрытые 25 .акустическими экранами 5 и 6. Сегмент

7 не имеет акустического экрана.

Внутрь звукопровода 2 соосно устанавливается поверяемый скважинный прибор 8, трехэлементная зондовая уста- 30 новка которого содержит электроакустические преобразователи 9-11 (преобразователи 9 и 10 — приемники, апреобразователь 11 — излучатель; когда измерительную базу зондовой установки прибора 8 образуют два излучателя, преобразователи 9 и 10 — излучатели, преобразователь 11 — при мник).

Звукопровод 2 установлен в ванне

1 на подставках 12 и 13. Так как ван- 40 на 1 выполнена из матерйала с большим поглощением упругих колебаний, она практически не оказывает влияния на процессы распространения волн в системе скважинный прибор — звукопровод.

Процессы, возникающие при распространении волны в звукопроводе, помещенном в жидкость, протекают следующим образом.

B соответствии с принципом Г ойгенса-Френеля при возбужцекии волн в эвукопроводе, помещенном в жидкоств, они распространяются по звукопроводу с одновременным излучением в жидкость вторичных волн.

Максимальная интенсивность головных обменных преломленных волн достигается при размещении кольцевого

38 2 излучателя соосно, а приемника давления с круговой характеристикой на- . правленности — на оси цилиндрического звукопровода, так как в этом случае в точке приема происходит синфазное сложение колебаний, излученных соответствующими точками поверхности звукопровода.

Интенсивность головных обменных волн, фиксируемых приемником давления на оси цилиндрического звукопровода, можно изменять, если в теле звукопровода выполнить несколько прорезей одинаковой длины (не меньше двух). Часть цилиндрических сегментов, заключенных между соседн пж прорезями, закрыты акустическими экранами. Количество заэкранированных сегментов зависи. от требуемого оспабления. С увеличением количества заэкранированных сегментов интенсив- ность головных обменных волн в точке на оси звукопровода падает. Максимальная интенсивность достигается, когда экранирование полностью отсутствует.

При расположении кольцевого излучения соосно в сегментной части звукопровода интенсивность волны, зарегистрированной на оси в сплошной части звукопровода, зависит от площади поверхности незаэкранированных сегментов, находящихся в акустическом контакте с излучателем.

С уменьшением площади незаэкранированных сегментов интенсивность волны на оси звукопровода за пределами участка с сегментами падает.

Когда излучатель установлен на оси звукопровода в его сплошной части, при импульсном возбуждении кольцевого излучателя в теле звукопровода возникают головные преломленные волны, которые распространяются также в сторону цилиндрических сегментов.

При достижении упругими колебаниями границы сегментов существенного ис-. кажения фрочта волны и отражений не наблюдается, так как прорези расположены нормально фронту волны, а их ширина не превышает О,1 длины распространяющейся головной волны, т.е. волна не чувствительна к неоднородностям — продольным прорезям, поэтому процесс распространения волны непосредственно в цилиндрических сегмен-.тах одинаков. з 135063

При этом только с поверхности незаэкранированных сегментов происходит излучение в жидкость вторичных волн, которые достигают оси звукопровода;.С заэкранированных сегмен5 тов излучение практически отсутствует, так как происходит отражение и затухание упругих волн в акустических экранах, расположенных на поверх- 1О ности этих сегментов.

Аналогичный процесс происходит при проведении поверки аппаратуры акустического каротажа, база зондовой установки которого выполнена на двух приемниках. Для этого скважинный прибор 8 помещают соосно внутрь звукопровода 2 таким образом, чтобы дальний приемник (преобразователь 10) размещался над незаэкранированным сегментом 7, а ближний приемник (преобразователь 9) и излучатель (преобразователь 11) — за пределами сегментной части звукопровода 2.

При этом ослабление сигнала по каналу 25 излучатель — дальний приемник по сравнению с каналом излучатель — ближний приемник осуществляется за счет снижения интенсивности головной обменной продольной волны, фиксируемой приемником из-за поглощения волн, излучаемых точками поверхностей сегментов 3 и 4, соответственно акустическими экранами 5 и б.

Тем самым имитируется ослабление

35 волн, приходящих по звукопроводу 2 на приемник (преобразователь 10) от излучателя, т.е. имеется возможность определения по известной методике коэффициента затухания и погрешности его измерения поверяемой аппаратурой акустического каротажа. Поверка измерительного канала интервального времени аппаратуры осуществляется без смены звукопровода 2 также по извест- 45 ной методике.

Когда над сегментной частью звукопровода 2 расположен дальний излучатель скважинного прибора, базу трехэлементнои зондовои установки ко 50 торого образуют два излучателя, интенсивность первых фаз обменной преломленной продольной волны, зарегистрированной приемником зондовой установки, зависит от площади поверхности

55 сегмента 7, находящейся в акустическом контакте с излучателем 10. Чем больше при заданных размерах излучателя ширина сегмента 7, тем больше энергии: вводится в тело звукопровода

2. С уменьшением ширины сегмента 7 уменьшается акустическая энергия, вводимая от излучателя 10 в цилинд- рический сегмент 7 звукопровода 2.

При этом в теле сегмента 7 возникают упругие колебания, которые распространяются .в обе стороны. Достигнув границы сегмента 7 (дна проре- зей), происходит расхождение фронта волны, т.е. имеется переходная область, но она незначительна по протяженности, так как в заэкранированные сегменты 3 и 4 происходит частично

"отсос" акустической энергии.

При поочередной работе излучателей поверяемого скважинного прибора

8 интенсивность первых фаз обменной продольной волны, зарегистрированной приемником зонцовой установки, различна из-за меньшей энергии, вводимой от дальнего излучателя в звукопровод 2. Таким образом имитируется ослабление упругих волн, приходящих по физической модели — звукопроводу

2 — от дальнего. излучателя. Следовательно, как и для приборов с базой, образованной, двумя приемниками давления, можно по известным методикам проводить поверку аппаратуры акустического каротажа по интервальному времени и коэффициенту затухания.

Используя в устройстве набор звукопроводов из одного и того же материала и одного типоразмера, но с различной шириной незаэкранированного сегмента (сегментов), можно произ-. водить поверку аппаратуры по измерительному каналу интервального време.ни в нескольких точках динамического диапазона затухания упругих волн, встречаемых в реальных породах.

С целью повьппения стабильности характеристик устройства необходимым условием при измерении затухания является отсутствие интерференции в первых трех-четырех фазах головной продольной волны, для чего расстояние от места установки дальнего преобразователя измерительной базы зондовой установки от конца сегментной части звукопровода должно быть не ме" нее двух длин волн в материале звукопровода.

Акустические экраны, используемые в устройстве, представляют собой цилиндрические сегменты, выполненные из материала с большим коэффициентом

Составитель Н. Журавлева

Редактор П. Гереши Техред Л.Олийнык Корректор О. Кравцова

Заказ 5283/47 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13506 затухания и малой скоростью распространения упругих колебаний, например из микропористой резины, наклеенной на поверхность сегментов звукопровода, Б

Применение предлагаемого устройства повышает оперативность поверки, так как на одном звукопроводе можно осуществлять в данной точке диапазона поверку по интервальному времени и . коэффициенту затухания.. Повышение точности воспроизведения динамических параметров упругих волн (первых трех фаз головной обменной продольной волны) достигается за счет наличия на границе сегментного участка звукопровода незначительной переходной области, эа пределами которой всегда имеется возможность расположить дальний преобразователь измерительной базы зондовой установки даже при малых базах.

Формула изобретения

1. Устройство для поверки аппаратуры акустического каротажа, содержащее заполненную жидкостью ванну, выполненную из звукопоглощающего материала, и набор звукопроводов цилиндрической формы, имеющих продольные окна для установки скважинного прибора, с калиброванными значениями скоростей упругих волн, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности воспроизведения измеряемых динамических параметров упругих волн, в теле каждого звукопровода выполнены продольные прорези; разделяющие звукопровод на цилиндрические сегменты, часть из которых закрыта акустическими экранами.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что продольные прорези в звукопроводах выполнены со стороны дальнего электроакустического преобразователя измерительной базы трехэлементнбй зондовой установки скважинного прибора с шириной, не превышающей О,i длины головной преломленной волны.