Зонд для акустического каротажа на отраженных волнах

 

i

О П И С А--Н- И"Е (iii654923

ИЗОБРЕТЕН И Л, Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.11.76 (21) 2419928/18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.в

G 01 V 1/40

ГосУдаРствениый комитет (23) Пр ор (43) Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 30.03.79 (53) УДК 550.83 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

В. П. Шумаков (71) Заявитель Южное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение «Южморгео» (54) ЗОНД ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

НА ОТРА)КЕ Н Н Ъ|Х ВОЛ НАХ

Изобретение относится к области акустических исследований скважин и подземных камер.

Известен зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий вращающийся электроакустический преобразователь и неподвижный центральный несущий стержень, соединяющий нижнюю и верхнюю секции скважинного прибора, разделенные акустически прозрачной встав- 10 кой, вокруг которого вращается соединенная с электроприводом втулка, на которой закреплен электроакустический преобразователь (1) .

В такой конструкции можно расположить электроакустический преобразователь с любым размером по оси прибора, необходимым для формирования заданной диаграммы направленности зондирующих колебаний в вертикальной плоскости. Однако его размеры в плоскости, перпендикулярной к оси зонда, далеки от принципиально достижимых размеров, поскольку значительная часть внутренней полости зонда занята центральным несущим стержнем и втулкой.

Это ограничивает направленность зондирующих упругих колебаний в азимутальной плоскости, поскольку направленность колебаний зависит от размеров преобразователя, 30

Известен также зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий верхнюю и нижнюю секции, соединенные акустически прозрачной вставкой, и электроакустическпй преобразователы(2).

В этом зонде излучающая поверхность электроакустического преобразователя также ограничена, что нс позволяет достичь максимальной направленности зондирующих упругих колебаний как в вертикальной, так и в азимутальной плоскостях.

Известные конструкции позволяют получать заданную направленность зондирующих упругих колебаний только на высоких (2000+400 кГц) частотах, когда не требуются значительные размеры излучающей поверхности преобразователя.

Однако при большом затухании высокочастотных упругих колебаний в скважинном флюиде частоту зондирующих колебаний приходится значительно понижать (до

200 — 100 кГц). При таких частотах известные зонды не обеспечивают удовлетворительной направленности зондирующих упругих колебаний из-за того, что размеры излучающей поверхности электроакустического преобразователя в таких конструкциях зондов недостаточны и далеки от принципиально достижимых в скважинных зондах. Вследствие этого разрешающая

654923

3 способность известных зондов на низких частотах зондирующих колебаний неудовлетворительна.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности устройства. 5

С этой целью в полости, ограниченной акустически прозрачной вставкой, установлен полый полуцилиндр, закрепленный в верхней и нижней секциях с возможностью вращения вокруг вертикальной оси зонда, в полости полуцилиндра установлен электроакустический преобразователь, причем его излучающая плоскость совпадает с вертикальной осевой плоскостью зонда.

Размер активной поверхности электроакустического преобразователя в плоскости, перпендикулярной к оси зонда, оказывается близким к максимально достижимому в зонде, а в вертикальной осевой плоскости выбирается, исходя из требований к диаграмме направленности в вертикальной плоскости. Таким образом, направленность зондирующих упругих колебаний в вертикальной плоскости может быть сформирована любой, а в азимутальной плоскости оказывается близкой к принципиально достижимой.

На чертеже показан предлагаемый зонд для акустического каротажа на отраженных волнах. 30

Зонд содержит верхнюю 1 и нижнюю

2 секции, соединенные акустически прозрачной вставкой 3, полый полуцилиндр 4, закрепленный с помощью подшипников о и 6 в верхней и нижней секциях, установленный в полуцилиндре электроакустический преобразователь, состоящий из пьезоэлементов 7 и демпфера 8. Зонд заполнен электроизолирующей жидкостью, например трансформаторным маслом.

Зонд работает следующим образом.

При движении зонда по скважине полый полуцилиндр с установленным в нем электроакустическим преобразователем приводится во вращение. Пьезоэлемент 8 преобразователя, возбуждаемый импульсом электрических колебаний от электронной схемы (на чертеже не показано), излучает короткие импульсы упругих колебаний в направл HHH, перпендикулярном к оси зонда, и принимает отраженные от стенки скважины эхо-импульсы. Излучение обратной стороны пьезоэлемента гасится в материале демпфера и экранируется полуцилиндром.

Предложенный зонд может быть использован в комплексной аппаратуре акустического каротажа на отраженных волнах в качестве зонда низкочастотного каверномера.

Формула изобретения

Зонд для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащий верхнюю и нижнюю секции, соединенные акустически прозрачной вставкой, и электроакустический преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности устройства, в полости, ограниченной акустически прозрачной вставкой, установлен полый полуцилиндр, закрепленный в верхней и нижней секциях с сохранением способности вращения вокруг вертикальной оси зонда, а электроакустический преобразователь установлен в полости полуцилиндра, причем его излучающая плоскость совпадает с вертикальной осевой плоскостью зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Англии № 1221471, кл. Н 4 D, опублик. 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 399814, кл. G 01 V 1/40, 1972.

654923

Составитель В. Зверев

Редактор Т. Рыбалова Техред А. Камышникова Корректоры: Т. Добровольская и Л. Брахнина

Заказ 308/13 Изд. № 235 Тираж 705 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2