Способ изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя из пермендюра

 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться при изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущественно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны. Цель - повышение КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышение прочности преобразователя . В способе изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя из пермендюра производят вырезку отрезков из магнитострикционной ленты, снятие заусениц и обезжиривание магнитной ленты, нав -гвку-. отрезков магнитострикционной ленты в цилиндр, отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч с одновременным нанесением на формируемый цилиндр обмотки возбуждения для возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда. Для достижения цели отрезки магнитострикционной ленты наматьтают на цилиндрическую оправку под углом 40- -50° по отношению к оси цилиндра со сдвигом каждого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное L . d/cos , где d - ширина ленты. Ч - угол между продольной осью ленты и направлением магнитного поля. Продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под углом 80-100. ЗоП, ф-лы, 6 ил. ( (Л to vl со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С О1 Ч 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4179248/24-25 (22) 07,01 87 (46) 30.09.88. Бюл. 11 - 36 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра AH СССР (72). В.В. Тараканов, В.Д. Болтачев, Н.А. Баранова, В.В. Дрягин и А.А. Печков (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 490508, кл. В 06 В 1/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

936458, кл. Н 04 R 15/00, 1982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА

СКВАЖИННОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИЗ

ПЕРИЕНД10РА (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться при изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущественно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны. Цель — повышение КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышение прочности преобразоватеÄÄSUÄÄ 1427319 А 1 ля. В способе изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя из пермендюра производят вырезку отрезков из магнитострикционной ленты, снятие заусениц и обе зжиривание

MdTHHTHoH ленты, навивку. отрезков магнитострикционной ленты в цилиндр р отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч с одновременным нанесением на формируемый цилиндр обмотки возбуждения для возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда.

ДЛя цостииеиия цели отрезки мегиито- (/) стрикционной ленты наматывают на цилиндрическую оправку под углом 40-50 по отношению к оси цилиндра со сдвигом каждого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное

d/cos Ч, где d — ширина ленты Ч угол между продольной осью ленты и направлением магнитного поля. Продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под С углом 80-100q. 1 з.п, ф- лы, 6 ил.

1427319

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться лри изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущест-5 венно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя путем уве- 10 личения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышение прочности преобразователя.

На фиг, 1 показан отрезок магнито- !5 стрикционной ленты, где НП вЂ” направление прокатки, Й, и h — внешние постоянное и переменное магнитные поля, на фиг. 2 — ."-ависимости коэффициента магнитомеханической связи о угла P 20 между направлением прокатки и направ- лением внешнего магнитного поля, на фиг. 3 — цилиндрическая оправка, на которую навит один слой магнитострикционной ленты, общий вид; на фиг.4 25 и 5 — ориентация ленты по отношению к оси цилиндра для двух соседних слоев сердечника; на фиг. 6 — сердечник, общий вид.

Для реализации способа предварительно проведены эксперименты по определению наиболее выгодной ориентации внешнего постоянного магнитного поля по отношению к оси ленты (оси прокатки). На фиг. 2 показана зависимость коэффициента магнитомеханической связи К от угла Ч при различных значениях величины постоянного ма1 нитно1 О IIQ31H Измерения проводи- 40 ли на образцах стержневого типа из пермендюра. У каждого образца пластины были вырублены под определенным .углом к направлению прокатки в интервале 0 — 90» .

Для всех значений постоянного поля коэффициент связи имеет максимальноее значение в случае, ко гда внешнее поле ориентировано под углом

40 — 50 к направлению прокатки ленты.

Способ реализуется следующим образом.

Из ленты пермендюра вырезают отрезки, длина которых немного больше

L1 величины --- m D где Ь» — длина

Э сердечника магнитострикционного преобразователя; d — ширина ленты; D— диаметр намотки; коэффициент m = — 5,22 или 5,57 при 40 и 50 соответственно..Ширина ленты должна быть равна 1,53 ° D при М = 40 и 1,29 D при Ч = 50

Отрезки ленты пермендюра обмывают и с краев удаляют заусеницы. Далее производят навивку первого слоя на оправку. Навивку второго слоя производят таким образом, чтобы ось ленты второго слоя пересекалась с осью первого слоя под углом 80-100

Аналогично навивают последующие слои по отношению к предыдущим »фиг.4 и 5). При навивке ленту пермендюра пересыпают окисью алюминия (это необходимо для того, чтобы слои не спекались при отжиге . Последний слой навивки закрепляют и производят вакуумный отжиг при 850 в течение

3 ч. После отжига сердечник охлаждают вместе с печью со скоростью 0

50 С/ч до комнатной температуры.

Отожженный сердечник магнитострикционного преобразователя либо пропитывают склеивающим компаундом, либо каждый слой сердечника снимают с.цилиндрической оправки при сохранении формы и далее последовательно надевают на оправку, начиная с внутреннего слоя, при этом на каждый слой наносят склеивающий компаунд.

Далее компаунд полимеризуют в течение не менее 30 ч, при этом на изготовленный цилиндр наносят обмотку возбуждения с числом. витков, равным . .80. В указанную обмотку с целью получения остаточной намагниченности в магнитопроводе подается кратковременный импульс тока величиной 40 А, после чего обмотку подключают к источнику однополярных импульсов тока величиной 10 А, возбуждающих магнитопровод на частоте 20 кГц. c

Торцы изготовленного сердечника обрезают на токарном станке. Возможный электрический контакт между слоями, возникающий при обработке торцов, устраняют методом электрофореза.

Предлагаемым способом был изготовлен цилиндрический преобразователь для каротажа из пермендюра длиной

12 см, диаметром 2 см и толщиной сердечника 0,14 см. При потребляемой мощности 50 Вт цилиндрический преобразователь из пермендюра, изготовленный предлагаемым способом, имел КПД равный 90%. Аналогичный преобразователь из пермендюра, состоящий из нес1427319 а,е

0,3

0,2

0,У

f08 кольких соосно расположенных преобразователей длиной 12 см и изготовленный произвольной навивкой сердечников этих преобразователей, т.е. без учета угла между направлением магнит5 ных постоянного и переменного полей и осью прокатки и сдвига по оси цилиндра, имел КПД, равный 70Х. Иэ приведенного сопоставления следует, что предлагаемый способ позволяет повысить КПД на 20Х.

Фо рмула изо б ре т ения

1. Способ изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя иэ пермендюра, включающий вырезку отрезков иэ магнитострикционной ленты, снятие заусениц и обезжиривание магнитострик-20 ционной ленты, навивку отрезков магнитострикционной ленты в цилиндр, отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч с одновременным нанесением на формируе- 25 мый цилиндр о б мо т к и в о э 6 ужден ия для возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности з а сче т роста коэффициента магнитомеханической связи, отрезки магнитострикционной ленты наматывают на цилиндрическую оправку под углом 40-50 по отношению к оси цилиндра со сдвигом каждого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное L = d/cos 9 где

d — ширина ленты; -угол между продольной осью ленты и направлением магнитного поля.

2. Способ .по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности сердечника преобразователя, продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под углом 80-100 .

1427319 цг.

Составитель B. Ищенко

Техред А. Кравчук Корректор M. Демчик

Редактор И. Рыбченко

Подписное

Тираж 522

Заказ 4850/43

ВПИИПИ 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