Способ возбуждения акустических колебаний при акустическом каротаже

 

(I)) 424098

О П И С Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.01.73 (21) 1876430 26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 19.09.74 (51) М. Кл, G 01v 1/40

Государственный комитет.

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Н. Иконников и А, И. Галкин (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ КАРОТАЖЕ

Изобретение относится к области геофизического исследования скважин при помощи акустического каротажа.

В акустическом каротаже применяют в основном способы возбуждения акустических колебаний, основанные на пьезоэлектрическом эффекте и эффекте магнитострикции.

Однако мощность излучения акустических колебаний известными способами является недостаточной и ограничивается при использовании эффекта магнитострикции насыщением магнитострикционного материала, а при использовании пьезоэлектрического эффекта— механическим разрушением пьезоэлемента.

Недостаточная мощность излучателей не обеспечивает при акустическом кар отаже прием сигнала приемником в породах с большим коэффициентом затухания. Это приводит к

«проскальзованию» циклов, и тем самым снижается точность измерений и информативность каротажа.

Акустический сигнал, возбужденный известными способами, имеет большую длительность, порядка единиц миллисекунд. Это не позволяет увеличить частоту посылок возбуждающих импульсов на излучатель с тем, чтобы улучшить разрешающую способность aIIпаратуры и увеличить скорость каротажа.

При возбуждении колебаний способами, основанными на пьезоэлектрическом эффекте магнитострпкцип, нет возможности перестраивать частоту излучателя электрическим способом. Изменить частоту колебаний, возбужденных такими способами, можно только путем использования сменных магнитострикторов и пьезоэлементов с различными геометрическими размерами. Сигнал, возбужденный названными выше способами, имеет широкий частотный спектр, что значительно усложняет

10 его прием и обработку.

Технология изготовления излучателей, основанных на эффектах магнитострикции и пьезоэлектричества, является сложной и дорого15 стоящей. Кроме того, пьезоэлектрические излучатели не обладают достаточной термостойкостью, что ограничивает их применение при каротаже сверхглубоких скважин.

Цель изобретения — увеличение мощности

20 излучаемого сигнала и повышение тем самым точности измерения при акустическом каротаже.

Это достигается тем, что пропускают им25 пульс электрического тока пО витку, выполненному пз проводящего материала, например меди. стали, в форме разорванного кольца и вызывают возмущение внешней среды за счет изменения диаметра витка под дейст30 вием магнитного поля.

424098

Фиа.1

Иа генератппр фиг

На фпг. 1 показана схема устройства для возбу>кдения акустического сигнала предлагаемым способом; на фиг. 2 — излучатель.

Для возбу>кдения ультразвуковых колебаний используют генератор 1 импульсов тока и непоср.,ствеп((о излучатель 2. Генератор работает по принципу разряда накопительной емкости 3 через излучатель при включенном ключе 4. Излучатель выполнен в виде витка (разорванного кольца) из проводящего материала, например меди, стали.

Импульс тока с генератора 1 поступает на излучатель 2, при этом диаметрально противоположные участки витка отталкиваются, так как магнитное поле, возникшее при прохождении тока, создает силы, стремящиеся у велпчить диаметр витка. Увеличение диаметра витка возбуждает в окружающей среде акустические колебания.

По окончании импульса тока виток под действием сил упругости возвращается в первоначальное состояние. Мощность акустического сигнала зависит от величины сил расталкивания, которые определяются величиной магнитного поля. Изменением амплитуды импульса тока и использованием излучателей различного диаметра можно регулировать мощность излучения. Практически мощность излучения ограничивается только возможностями генератора 1. Используя упругие материалы и увеличивая ток, можно создать колебания большой интенсивности. После окончания импульса тока механические колебания в излучателе затухают быстро, и возбуждаемый акустический сигнал имеет небольшую длительность. Это дает возможность улучшить разрешающу(о способность при акустическом карота>ке путем увеличения частоты посылок запускающего импульса тока. Частота колебаний, возбу>кдасмых предложенном способом, может плавно перестраиваться путем изменения параметров контура LC, где L — индуктивность излучателя, С вЂ” разрядная емкость генератора.

Материал и геометрия поперечного сечения проводника, форма и размеры витка определяются спецификой решаемых задач и могут быть выбраны самыми разнообразными. Например, в акустическом каротаже целесооб15 разно Г!ри.. енять цил ндрический излучатель, выполненный в виде ленты проводника, свернутойй в кол ьцо (ф иг. 2) .

Излучатели, основанные на взаимодействии проводников с током просты и надежны, технология их изготовления несложная.

Излучатели обладают большой термостойкостью и могут быть использованы при исследовании сверхглубоких скважин.

25 Предмет изобретения

Способ возбуждения акустических колебаний при акустическом каротаже, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения мощности акустического сигнала, пропускают импульс электрического тока по витку, выполненному из проводящего материала, например меди, стали, в форме разорванного кольца и вызывают возмущение внешней среды за счет изменения диаметра витка под действием маг35 нитного поля.