Патент ссср 234685

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42с, 42

Заявлено 20Х!!.1967 (¹ 1175768/26-25) с присоединением заявки М

МПК 6 Olv

УДК 550.834:622.241 (088.8) Приоритет

Опубликовано 10Л.1969. Бюллетень ¹ 4

Дата опубликования описания 22Х,1969

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения П. Ф. Пузырев, А. H Герасимов, P Э. Чигиринский и Ю. П. Чепурнов

Заявитель

ГИДРОЛОКАТОР ДЛЯ ОБМЕРА ПОДЗЕМНЫХ ЕМКОСТЕЙ

Изобретение относится к техническим средствам дистанционного контроля за строительством и состоянием подземных емкостей, заполненных жидкостью.

Дистанционное ведение процессов при сооружении подземных хран, THIll; для топлива в отложениях каменной соли на больших глубинах препятствует осуществлению визуального инструментального контроля за формообразованием полости. Поэтому у нас и за рубежом применяется -,Iläðo;loêàöèîíllûé метод обмера подземных емкостей.

Сущность метода гидролокации подземных емкостей заключается в следующем. В подземную емкость на определенную глубину «ерез буровую скважину опускают прибор, содержащий вращающийся э1ектроакустическии излучатель упругих колебаний и электроннуlo схему. При работе излучателя упругая волна распространяется по жидкости. заполняющей полость подземного хранилища, до стенки емкости, от которой она отражается; часть отра>кенной волны возвращается к электроакустическому преобразовател1о, работающему в данный момент в реж11ме приема и принимается в виде отраженного импульса.

На поверхность по кабелю передаются первичный и вторичныи 1мпульсы. Устройство на поверхности позволяет измерять интерва T времени г между посылкой и Г!рисмом 11мпульса.

Зная скорость распространения упрупгх волн

В жидкости 0, заполня}ощсй емкость, с1ожно вычислить расстояние до отражающей поверх1 ности, которое равно L= — vt, 2 где L — расстояние от излучателя до отражающей поверхности.

Через некоторый период времени, которому

10 соответствует определенный угол поворота излучателя, этот процесс повторяется. За один полный поворот излучателя B современных п1дролокаторах посылается около 200 лоци. рующих импульсов, с помощью которых спре15 дсляется полная конфигурация емкости на глубине расположения излучателя скважинного прибора. Геометр гя горизонтального сечения емкости фиксируется на электронной трубке с фоторегистратором или на каком-ли20 бо другом самопишущем приборе. Специальное устройство осуществляет азимутальну1о привязку снятых горизонтальных сечений. Последовательно фиксируя форму горизонтальных сечений на раз !!1-1нь1х глубичах, получа25 ют достаточно поToe предсгавление о форме емкости, по которсй судят и об ее объеме.

Этот принцип реализоьан в известных моделях п1дролокаторов.

Однако при съемке часто получаются не

30 дейстьительные конфигурации сечений под234683 излучателей (см

60 земной емкости на уровне обмера, а некоторое их подобие. Это является следствием того, что применяемые в гидролокаторах излучатели имеют определенный угол раствора диаграммы направленности. Расхождение ме?кду действительным и полученным в результате обмера контурами зависит от угла раствора диаграммы направленности. Прп отсутствии фокусирующих и других специальных систем угол раствора определяется геометрическими размерами излучателя и частотой ультразвукового импульса, на кото„ îé "ведется лоцпрование. Выбор частоты ограничивается поглощением интенсивности ультразвукового импульса в рассоле или другом флюиде, заполняющем подземную емкость, а размеры излучателя — габаритами скважинного прибора. В известных гидролокаторах используются излучатели с углами раствора 5 — 7 . При таких углах раствора расхо?кдение между действительными сечениями и результатами обмера может достигать 11 — 15", о по площади. При этом необходимо учитывать и возможность принципиальных искажений формы — пропуск узких промоин и т. д. Обеспечить более узкий раствор излучателя с помощью фокусирующих устройств затруднительно из-за габаритных ограничений, пред.ьявляемых к скважинному прибору.

Цель изобретения — создать гидролокатор с малым углом раствора эффективной диаграммы направленности. Для этого в излучающей системе сква?кинно1 о приоора использован второй излучатель, жесгко связанный с первым и съюстированный так, что их диаграммы направленности совмещены по одной боковой кромке основного лепестка.

На фиг. 1 показана схема расположения излучателей в излучающей системе гидролокатора; на фиг. 2 — положение совмещенных диаграмм направленности двух излучателей в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси гидролокатора; па фиг. 3 — поверхности, лоцируемые двумя соьмещеннымп излучателями.

В сква?кинном приборе гидролокатора два излучателя-приемника 1 и 2 установлены один над другим. Оба излучателя закреплены на одной оси двигателя, обеспечивающего синхронное их вращение и круговой обзор подземной емкости. Излучатели должны иметь незначительно отличающиеся углы раствора диаграмм направленности в горизонтальной плоскости (азимутальные углы), а и а>.

Специальной юстировкой, производимой прн установке излучателей на ось вращения, смео щают ось одного излучателя на угол —, рав2 ный а — а, так, чтобы контуры их главных лепестков диаграммы направленности совпали по боковой кромке, противоположной направ5 ю

50 лению вращения обоих фиг. 2) .

Для удобства последующих измерений необходимо, чтобы полярный угол диаграмм направленности первого излучателя ср, был меньше его горизонтального угла раствора а> т. е. ср (а . Это обеспечивает эллиптическую форму объемной диаграммы направленности.

Объемная диаграмма направленности второго излучателя дол кна иметь форму кругового конуса, т. е. р = а .

При указанном подборе излучателей и их юстировке в ка?кдый лоцирующий цикл облучаются части поверхности стенок подземной емкости, показанные на фиг. 3 пунктирной и сплошной линиями. Поверхность, ограниченная сплошной линией, имеет эллиптическую форму и соответствует первому излучателю с горизонтальным и вертикальным углами раствора диаграммы направленности а> и в? .

Пунктирный круговой контур ограничивает поверхность, облучаемую вторым излучателем при равенстве азимутального и полярного углов раствора диаграммы направленности (а = — (1p). На фиг. 3 выделяются три области:

3 — лоцируемая обоими излучателями (не заштрихована), 4 — лоцируемая только первым излучателем (покрыта двойной встречной штриховкой), и 5 — лоцируемая только вторым излучателем (она состоит из двух зон и покрыта одинарной штриховкой).

При регистрации отраженных сигналов производится выделение сигналов, соответствующих только второй области, что равнозначно сужению угла раствора диаграммы направленности простого излучателя за счет увеличения его геометрических размеров или применения специальных фокусирующих устройств.

Электронная схема гидролокатора усиливает сигналы от обоих приемников и передает их по кабелю на поверхность, где они анализируются. Выделенные импульсы, соответствующие узкому пучку ультразвукового излучения, подаются на вход регистратора или индикатора кругового обзора.

Предлагаемое устройство содержит блоки питания, азимутальной привязки и другие известные блоки, необходимые для работы гидролокатора.

Предмет изобретения

Гидролокатор для обмера подземных емкостей, состоящий из скважинного прибора с излучателем и наземной панели, соединяемых между собой каротажным кабелем, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности измерений, излучающая система сква?кинного прибора содержит второй излучатель, жестко связанный с первым If съюстированный так, что их диаграммы направленности совмещены по одной боковой кромке основного лепестка.

Фс г.,у

Составитель Ю. И. Сериков

Редактор Л. А. Утехина Техред Т, П. Курилко Корректор А. П. Татаринцева

Заказ 668!19 Тираж 465 Подписное

ЦНИ11Г,!1 Ксмитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2