Устройство для калибровки приборов акустического каротажа

 

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПОДБЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, .:,:,„, 13

К Д BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3981695/24-25 (22) 19.09 ° 85 (46) 23. 10.88. Бюл. У 39 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) 10,А,Гуторов, Ш.Ш.Шариязданов н P.Н.Ахмадеев (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11» 518749» кл. G 01 V 1/40» 1974 °

Авторское свидетельство СССР

Р 794579, кл, G 01 V 1/40, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ

ПРИБОРОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее звукопроводы, связанные с акустическими преобразователями, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и воспроизводимости операций поверки электронноакустического тракта аппаратуры по амплитудным параметрам, звукопровод выполнен в виде трубы, заполненной жидкостью» и имеет диаметр меньше половины длины волны упругих колебаний в жидкости, причем в местах контакта с акустическими преобразователями звукопровод снабжен концентраторами рупорного типа, имеющими по.верхность контакта, превышающую площадь активной поверхности преобразователей, и плавный дугообразный пе реход к сечению эвукопровода.

1432438

Изобретение относится к технике геофизических исследований геологоразведочных скважин и предназначено для использования при полевой повер5 ке и калибровке аппаратуры акустического каротажа по амплитудным параметрам»

Цель изобретения - повышение точности и воспроизводимости операций поверки электронно-акустического тракта аппаратуры по амплитудным параметрам.

На фиг. 1 показано устройство для калибровки приборов акустического 15 каротажа по амплитуде, общий вид; на фиг. 2 — устройство для иллюстрации закономерности распространения плоских волн в волновЬде звукопровода; иа фиг. 3 и 4 — графики изменения20 амплитудно-частотной характеристики пропускания волноводного звукопровода под влиянием присоединенной демпфирующей массы.

В калибровочное устройство входят 25 звукопровод 1, концентраторй 2 и 3 рупорного типа, которые крепятся непосредственно на узлах излучателя

4 и приемника 5 упругих колебаний, и съемные демпфирующие массы 6. Указан-30 ,ные части устройства являются самостоятельными узлами и сочленяются между собой с помощью узлов 7 и 8 фиксации, а с преобразователями сква" жинного прибора 9 — посредством хому35 тов-застежек 10. Торцовые поверхности звукопровода 1 и концентраторов 2 ,и 3 выполнены в виде эластичных мембран 11 и 12 из резины, которые прн взаимном соприкосновении одна с дру- 40 гой и цилиндрической поверхностью акустических преобразователей — излучателя 4 и приемника 5 образуют надежный акустический контакт. Звукопровод 1 и концентраторы 2 и 3 запол. 45 иены инертной, дегазированной жидкостью с волновым сопротивлением, близким к волновому сопротивлению резины.

Давление жидкости внутри отдель- 50 ных частей устройства регулируется с помощью гидронасоса 13, который можно присоединить с помощью наружных штуцеров 14 к той или иной части калибровочного устройства.

Увеличение давления внутри отдельных частей устройства вызывает деформацию контактных мембран 11 и 12 и обеспечивает надежный и воспроизводимый акустический контакт между ними.

Звукопровод 1 выполняет роль жидкостно-наполненного волновода с жесткими стенками. Чтобы упругие колебания распространялись; внутри такого звукопровода в виде плоской волны с минимальными потерями упругой энергии, внутренний диаметр d последнего должен быть равен d 1,2, где% длина волны в жидкости.

Для гарантированного выполнения такого условия, а также с целью уменьшения наружных габаритов звукопровода используется между этими величинами соотношение d -- A/2. В этом случае для рабочей частоты преобразователей 30 кГц и скорости распространения упругих колебаний в жидкости звукопровода Ч„„ = 1500 м/с диаметр последнего должен быть не более

2 5 см. Для обеспечения минимального искажения амплитудно-частотной характеристики упругого сигнала, передаваемого от звукопровода 1 калибровочного устройства к акустическим преобразователям — излучателю 4 и приемнику 5 скважинного прибора 9, первый снабжен концентраторами 2 и 3 рупорного типа, имеющими плавный дугообразный переход от диаметра звукопровода 1 к диаметру акустических преобразователей, образующему с осью калибровочного звукопровода 1 некоторый угол oC, а с осью скважинного прибора 9 — угол (3 .

Следующей задачей является получение нормированного ослабления упругих колебаний не менее чем в 1000 раз с целью калибровки канала измерения амплитуд по известным относительным значениям интенсивности сигнала.

Введение нормированного затухания основано на влиянии демпфирующих масс, выполненных из материала с резко отличающимися (от жидкости, заполняющей эвукопровод) волновыми сопротивлениями, I

Демпфирующие массы 6 представляют собой сменные цилиндры, которые плотно крепятся спомощью узлов 7 и 8 фиксации на эвукопроводе 1. Каждый цилиндр раэнимается в диаметральной плоскости на две половины, что обеспечивает его быструю фиксацию на эвукопроводе 1. Разная степень затухания упругих волн в волноводе путем присоединения демпфируннцих масс достига1432438 ется эа счет изменения сквозной амплитудно-частотной характеристики звукопровода под влиянием наружной присоединенной массы 6 (фиг. 3 и 4). По- 5 лучение нормированного ослабления сигнала не менее чем в 1000 раэ обеспечивается набором из трех сменных демпфирующих масс.

Устройство работает следующим об- 10 разом.

Концентраторы 2 и 3 закрепляют на узлах акустических преобразователей излучателя 4 и приемника с помощью хомутов-застежек 10 и подсоединяют к ним звукопровод 1 с помощью узлов 7 и 8 фиксации, Через штуцера

14 делают подкачку давления жидкости в каждом узле устройства до 1,5—

2 кгс/см с помощью гидронасоса 13. 20

При этом происходит уплотнение акустического контакта между мембранами

11 и 12. После выполнения указанных подготовительных операций устройство готово к работе. 25

Включают прибор акустического каротажа и приступают к его калибровке по амплитудным характеристикам упругих волн.

Упругие колебания на рабочей часто-30 те излучателя 3 поступают в виде цилиндрических волн через мембрану 12 в объем рупорного концентратора 2, распространяются по заполняющей его жидкости к входу в трубчатый звукопровод и, проходя через контактную мембрану 11, поступают в эвукопровод, в котором распространяются в виде плоской волны практически без затухания до выходного конца, где снова 40 проходят через контактную мембрану .11 и поступают в рупорный концентратор.

Упругие колебания в виде плоской волны проходят контактную мембрану 12 на узле приемника и достигают приемника 5, Потери энергии на контактных мембранах особенно незначительны, . если внутренние объемы узлов излучателя 4 и приемника 5 заполнены жидкостью с волновым сопротивлением, близким к волновому сопротивлению жидкости, заполняющей калибровочное устройство. При отсутствии демпфирующих масс на поверхности эвукопровода амплитуда упругого сигнала, дости" гающего приемник, является максимальной и принимается эа первое калибровочное значение (фиг. 3). Затем, надевая на звукопровод сменные демпфирующие массы 6 и вводя тем самьи дополнительное затухание распространяющихся по нему упругих колебаний, получают следующие нормированные (по отношению к максимальному значениям амплитуд А, при свободном звукопроводе) значения амплитуд упругих волн (фиг. 4) на приемном преобразователе (А, ) А» Аз А ). Полученный калибровочный график сравнивается с образцовым (эталонным) и в случае необходимости осуществляется корректировка характеристик скважинного прибора, после чего операция калибровки повторяется до получения полного соответствия. между получен-. ным и образцовым калибровочными графиками.

Устройство предназначено в основном для калибровки амплитудныхканалов приборов акустического каротажа, в том числе приборов для акустического контроля цементирования скважин в полевых условиях. Благодаря простоте и удобству конструкции устройства, а также стабильности амплитудно-частотных характеристик во времени и.. их контролируемым изменениям в процессе измерений устройство позволяет оперативно, с минимальными затратами времени и средств и с высокой точностью, обеспечить калибровку приборов акустического каротажа по амплитуд- ным параметрам.

1432438

1432438

С5

Ж je frlqy

Корректор А.Обручар

Тирал 522

Подписное

В11ИИПИ 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

Редактор А.Козориз

Заказ 5436/38 и го ы so у щ ад 4

Составитель В.Крутин

Техред Л.Олийнык