Приемник аппаратуры акустического каротажа

 

Изобретение относится к аппаратуре для акустического каротажа скважин и может быть использовано в других гидроакустических устройствах. Целью изобретения является обеспечение равномерной частотной характеристики i приемника в рабочем диапазоне частот при каротаже глубоких скважин. Цель изобретения достигается за счет выполнения стержня 3 из материала с тем же коэффициентом температурного расширения , что и пьезокерамическая сфера 1, а также за счет отвакуумирования жидкости, заполняющей полость сферы. 1 з.п.ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (!! ) (si)s G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

6 1Ф

8 13 15 15

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4716297/25 (22) 06.06.89 (46) 30.12,91. Бюл. М 48 (71) Раменский филиал Всесоюзного науч-. но-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института геологических, геофизических и геохимических информационных систем . (72) А,А,Махов, Е.В.Савохин, В.Н.Ведерников, А.M.Öèåð и Г.Н.Ягодов (53) 550;83 (088.8) (56) Акустический метод выделения коллекторов с вторичной пористостью. ВНИИЯГТ.

М.: Недра, 1981, с. 115 — 118.

Техническое описание к аппаратуре

АКШ. ТО КОЭЗ "Геофизприбор", 1989. (54) ПРИЕМНИК АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к аппаратуре для акустического каротажа скважин и может быть использовано в других гидроакустических устройствах. Целью изобретения является обеспечение равномерной частотной характеристики приемника в рабочем диапазоне частот при каротаже глубоких скважин, Цель изобретения достигается за счет выполнения стержня 3 из материала с тем же коэффициентом температурного расширения, что и пьезокерамическая сфера 1, а также за счет отвакуумирования жидкости, заполняющей полость сферы. 1 з,п.ф-лы.

1 ил.

1702335

Изобретение относится к аппаратуре для акустического каротажа скважин и может быть использовано в других гидроакустических устройствах.

Известен приемник аппаратуры акустического каротажа типа АКН-1, содержащий сферу диаметром 30 мм из пьезокерамики

ЦТС-19, которая находится в маслонэполненной полости, образованной прозрачным для акустических колебаний резиновым защитным колпаком, Колпак закреплен на корпусе приемника. Сфера с помощью хомута крепится на державке, которая также закреплена на корпусе, С обратной стороны корпуса находится компенсатор внешнего давления, Выбор пьезокерамической сферы в качестве чувствительного элемента обусловлен тем, что этот тип приемника иэ-за наличия у него сферической характеристики направленности вносит наименьшее искажение в регистрируемое акустическое поле.

В данном приемнике, кроме высокочастотного около 50 кГц, наблюдается еще один низкочастотный резонанс в районе

3 кГц. Этот резонанс обусловлен тем, что сфера с отверстием, заполненная жидкостью является аналогом резонатора Гельмгольца.

Указанный резонанс зависит от соотношения диаметров сферы и отверстия. Для устранения низкочастотного резонанса и выравнивания частотной характеристики приемника необходимо исключить влияние отверстия сферы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является приемник, используемый в аппаратуре широкополосного акустического каротажа АКШ, содержащий пьезокерамическую сферу, горловиной посаженную нэ стержень, с отверстием для токоввода. Стержень выполнен из стали, Между сферой и металлическим стержнем для уплотнения находится изоляционный материал (фторопласт), который должен препятствовать осевому перемещению пьезоэлемента. Металлический стержень винтами крепится к фторопластовой втулке, которая в сборе упирается в корпус приемника. Сфера, стержень и втулка размещены во фторопластовом защитном кожухе, который через уплотнение крепится нэ корпусе приемника. С противоположной стороны корпуса закреплен компенсатор внешнего давления, через отверстия в корпусе приемника соединенный с обьемом под защитным кожухом и с внутренним обьемом сферы. Компенсатор заполнен диэлектриче25

55 ской компенсационной жидкостью (кремнийорганической).

В этом приемнике устранение низкочастотного резонанса достигается за счет уменьшения центрального отверстия в стержне, уплотнения места посадки и сферы, а также за счет прижима сферы к защитному кожуху и веса стержня, на который сфера посажена.

Однако из-за того, что температурный коэффициент расширения материала сферы и стержня различный, то при изменении температуры среды, где находится приемник между сферой и стержнем, возможно возникновение зазора и крепления сферы не будет жестким, что приведет к возникновению дополнительного низкочастотного резонанса. Кроме того, даже при жестком закреплении сферы на стержне дополнительный резонанс будет возникать из-за наличия пузырьков воздуха, растворенных в кремнийорганической жидкости, находящейся внутри сферы, т.е, будет проявляться эффект резонатора Гельмгольца, Целью изобретения является обеспечение равномерной частотной характеристики приемника в рабочем диапазоне частот при каротаже глубоких скважин, Поставленная цель достигается тем, что в приемнике аппаратуры акустического каротажа, содержащем пьезокерамическую сферу, горловиной посаженную на стержень с отверстием для токоввода, крепящейся на фторопластовой втулке, сфера, стержень и втулка размещены в защитном кожухе, который через уплотнение закреплен на корпусе приемника, с противоположной стороны корпуса закреплен компенсатор внешнего давления, заполненный диэлектрическим материалом, а сфера и кожух заполнены диэлектрической компенсационной жидкостью, пьезокерамическая сфера жестко закреплена на стержне, который выполнен из материала с таким же коэффициентом температурного расширения, что и материал самой сферы, например из керамики той же марки, а жидкость внутри сферы отвакуумирована.

Сущность технического решения заключается в том, что горловина сферы жестко закрыта стержнем, выполненным иэ материала, имеющим тот же температурный коэффициент расширения, что и сфера. Таким образом, при изменении температуры среды жесткая связь сфера — стержень не нарушается, что при нахождении вакуумированной жидкости внутри сферы исключает появление дополнительного низкочастотного резонанса.

1702335 рый сфера жестко посажена, имеет такой же температурный коэффициент расширения и он также увеличивает свой диаметр как раз на величину увеличения диаметра горловины, не позволяя нарушить цельность конструкции в месте жесткого соединения.

Аналогичные процессы происходят при понижении температуры до нормальных и ниже, только в этом случае диаметр горловины 2 и сферы 1 и диаметр стержня 3 уменьшаются. Таким образом, цельность конструкции заделки горловины сферы не нарушается, что позволяет долгое время использовать приемник беэ изменения его частотных характеристик.

Температурные испытания изготовленных приемников показали, что действительно при многократных изменениях температуры от 20 до 120 С они не изменили своих первоначальных характеристик.

Составитель Н,Жукова

Редактор M.Áàíäóðà Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 4542 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Кроме того, сфера не прижимается своей внешней поверхностью к дну защитного кожуха, что также положительно влияет на характеристики приемника.

На чертеже изображен приемник аппаратуры акустического каротажа, продольный разрез, Приемник содержит пьезокерамическую сферу 1 с горловиной 2, жестко закрепленной эпоксидной смолой на стержне 3 из керамического материала той же марки, что и сама сфера, отверстия 4 для токоввода и выравнивания давления внутри и вне сферы. Стержень 3 крепится на фторопластовой втулке 5, которая удерживается на корпусе 6 приемника. Защитный кожух 7 из фторопласта через уплотнение 8 крепежной гайкой 9 также крепится к корпусу 6. С обратной стороны корпуса 6 закреплен компенсатор 10 внешнего давления, который заполнен диэлектрической пастой 11. Сфера 1 и кожух 7 заполнены отвакуумированной диэлектрической компенсационной жидкостью 12.

Приемник содержит также два штырька

13 для крепления электрических проводов

14 от сферы 1 и соединительные провода 15.

Приемник работает следующим образом.

Поставленный в скважинный прибор акустического каротажа приемник имеет равномерную частотную характеристику преобразования принимаемых акустических сигналов в диапазоне частот от 1,5 до

50 кГц при нормальных температурных условиях. Однако при опускании в глубокую скважину с температурой среды на забое

100 — 120 С жидкость 12 внутри сферы и сам материал сферы 1 увеличиваются в объеме, Излишек жидкости иэ внутренней части сферы 1 переходит внутрь защитного кожуха 7, который сообщается с компенсатором

10 внешнего давления. На компенсаторе 10 происходит выравнивание давления компенсирующей части жидкости 12 и давления снаружи IlpMBMHI

При увеличении объема сферы 1 от температуры также увеличивается диаметр ее горловины 2. Однако стержень 3, на котоФормула изобретения

1, Приемник аппаратуры акустического каротажа, содержащий размещенные в защитном кожухе пьезокерамическую сферу с горловиной, стержень с отверстием для токоввода и фторопластовую втулку, а также корпус и компенсатор внешнего давления, заполненный диэлектрическим материалом, при этом на стержень, закрепленный во фторопластовсй втулке, надета горловина пьеэокерамической сферы, пьезокерамическая сфера и защитный кожух заполнены диэлектрической компенсационной жидкостью, а указанный кожух закреплен на корпусе, с противоположной стороны которого размещен компенсатор внешнего давления, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью обеспечения равномерной частотной характеристики приемника в рабочем диапазоне частот при каротаже глубоких скважин, пьеэокерамическая сфера закреплена на стержне и выполнена из материала с тем же, что и стержень, коэффициентом температурного расширения, а диэлектрическая компенсационная жидкость отвакуумирована.

2, Приемник по и. 1, отличающийся тем, что стержень выполнен из керамики одного состава с керамической сферой.