Электроакустический преобразователь аппаратуры для акустического каротажа на отраженных волнах

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалнстическик

Республик

< 1981913 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 09.06.80 (2! ) 2938203/18-25 с присоединением заявкн М (23) Прнорнтет (5l)M. Кл, G 01 Ч 1/40

9кударсткнны1 квмнтет

СССР ав делам нзебретеннй н вткрытнй

Опубликовано 15. 12.82. бюллетень № 46 (53) УД К550. .83(088.8) Дата опубликования описания 15.12.82 (72) Авторы изобретения

В. И. Пасник, P. С. Челокьян и Б. С. Вознесенский

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения (7l ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

АППАРАТУРЫ ЙЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

НА ОТРАЖЕННЫХ ВОЛНАХ

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа (АК) на отраженных волнах (акустические каверномеры-профилемеры, аппаратура видеокаротажа) .

Известны электроакустические преобразователи АК на отраженных волнах, выполняющие функпии излучателя и приемника поочередно. Такие преобразователи состоят щ из пластины пьезокерамики, укрепленной на вращающейся детали (1) или на неподвижной детали 12).

В известных конструк иях lIpe06p830 ватель работает в режиме свободных колебаний, поэтому излучаемый пакет уп ругих колебаний имеет большую длительность, в результате чего преобразователям присуща значительная протяженность 2О мертвой зоны, т.е. пространства, в пределах которого невозможен прием эхосигналов. Это значительно снижает экьплуатационные характеристики аппара туры АК, не позволяет ее использовать в скважинах малого диаметра.

Наиболее близким к предлагаемому является электроакустический преобразователь, состоящий из пластинчатого пьезоэлемента и жестко присоединенного к нему демпфера (3).

Присоединение демпфера искусствеино1 понижает добротность акустического преобразователя, и тем самым сокращается протяженность мертвой зоны. Однако при понижении добротности падает чувствительность преобразователя, поэтому демпфирование доводят до некоторого оптимального значения, определяемого условиями работы.

Одной из причин увеличения длительности пакета излучаемых пьезоэлементом колебаний является наличие низкочас тотных радиальных колебаний, которые существуют одновременно с толшинными высокочастотными колебаниями. Низкочастотные радиальные колебания накладываются на полезные высокочастотные

3 98Ы13 4 колебания, при этом возникает паразиъ- При возбуждении пьезоэпемента 1 ная амплитудная модуляция высокочастот - электрическим импульсом он начинает ных колебаний низкой частотой, что ре- колебаться, совершая при этом как тол ально приводит к увеличению длительности шинные 4-4 и 5-5, так и радиальные излучаемого пакета. колебания 6-6. Толщинные колебания 5Демпфер, присоединенный к обратной 5 от обратной стороны пьезоэлемента, стороне пьезоэлемента, практически на являясь мешающими, увеличивают длитель затухания колебаний не влияет. ность пакета излучаемых импульсов. ПоНедостатком такого преобразователя этому они ослабляются в теле демпфера является также значительный уровень бо- 10 и, отразившись от границы демпфера, ковых лепестков, особенно в случае, имеющей скос под углом 60О, рассеивакогда геометрические размеры пьезоэле- ются и затухают. мента сравнимы с длиной волны излучае- Радиальные колебания 6-6 распрострамых колебаний.- няются в направлениях от пьезоэлемента

Цель изобретения - повышение ломе-. 1S к веРтикальным границам демпфеРа и, хозащищенности преобразователя за счет отразившись от них, возвращаются к уменьшения длительности пакета излучае- пьезоэлементу. мых колебаний и уровня боковых лепест- При этом интенсивность за счет затухания в теле демпфера понижается, Ф

2О настолько, что промодулировать толщинПоставленнаЯ цель достигается, ные колебания и увеличить длительность что в электРоакУстическом преобразова- излучаемого пакета они уже не могут. теле аппаратуры акустического каротажа на отраженных волнах, состоящем из пла При частоте толщинных колебаний стинчатого пьезоэлемента и жестко при- 5 1 2 1.ц (пьезоэлемент-диск толщиной соединенного к немУ демпфеРа, пьезоэле 1-2 мм диаметром 15 20 мм) для у мент установлен внутри демпфера и с< - транения влияния радиальных колебаний единен с полостью Распространения упру необходимо на их пути иметь и)льцо из гих колебаний при помощи канала-звук - материала демпфера (% 85 Ь и феновода, выполненного в теле демпфераг при,о пласт 15 p) с толщиной стенки 10-15мм. чем канал-звуковод имеет в сечении Фор" Толщинные колебания 4-4 от передму, совпадающую с формой пьезоэлемен ней стороны пьезоэлемента распостраняж и длину, равную протяженности ближнеи ются по каналу-звуководу 3 и выходят зоны характеристики направленности пь " наружу. При этом в ближней зоне пьезоэлемента. зоэлемента протяженностьк происходит

На фиг. 1 показан электроакустичес- интерференция колебаний и формируется кий преобразователь, разрез; на фиг. 2 - характеристика направленности, содержато же, вид сверху. шая главный 7 и боковые лепестки 8.

Электроакустический преобразователь Е предлагаемом преобразователе боковые аппаратуры акустического каротажа на

40 лепестки характеристики направленности отраженных волнах состоит из пьезоэле- приходятся на плошадь, занимаемую деммента 1 и демпфера 2, выполненного из пфером, материал которого обладает материала az7cT eeKoe сопростивление большим коэффициентом затухания. ПокотоРого близко к акУстическомУ сопРо- этому колебания боковых лепестков ос тивлению пьезоэлемента и обладающего

45 лабляются энергия их рассеивается и

Ф большим коэффициентом затухания для они не могут создать помеху при рабоУпРУгих колебаний. Пьезоэлемент 1 Уо- те аппаратуры тановлен внутри тела демпфера 2 и соеди- Применение предлагаемого преобранен с ним жестко. Пьезоэлемент 1 созователя позволяет создать аппаратуру единен с наружной полостью при помощи акустического каротажа на отраженных канала-звуковода 3, который имеет в се волнах с повышенной помехозашищен50 чении форму, совпадающую с формои п е ностью и возможностью исследования зоэлемента (круг). Же а канала вукс " скважины малого диаметра {начиная от вода 3 равна протяженности ближней зо- 32 ны характеристики направленности пьезоэлемента. Формула изобретения

Преобразователь работает следующим образом.

Электроакустический преобразователь аппаратуры для акустического карота5 9819i3 d жа на отраженных волнах, состоящий из с формой пьезоэлемента, и длину, раеьпластинчатого пьезоэлемента и жестко ную протяженности ближней зоны харак присоединенного к нему демпфера, о т - .тевистикн направленности пьезоэлемента. л и ч а ю шийся тем, что, с целью Источники информапии, повышения помехозащищенности rrpeo6- g принятые во внимание при экспертизе разователя, пьезоэлемент установлен l. Патент США № 3511334, внУтРи демпфеРа и соединен с полостью кл. 181 104, опублик. 1970. распроотранения упругих колебаний при 2. Патент CHIA ¹ 3504758, помоищ канала-звУковюда, выполненного кл. 181-104, опублик. 1970. в теле демпфера, причем канал-звуковой о 3. Патент США ¹ 3406780, имеет в сечении форму, совпадающую кл. 181-104, опублик. 1968,.(прототип).

ВНИИПИ Заказ <703 64

Тираж 717 Подписное

Фипиап ППП "Патент", г.Ужгороп, уп. Проектная, 4