Скважинный прибор для акустического видеокаротажа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимос от авт. свидетельства ¹

Заявлено 23.1 l.1972 (№ 1751437/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано ОЗ.Х.1973. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 2б.11.1974

М. Кл. 6 OIv 1/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР

30 делам нзооретений и открытий;

УДК 550.834:622:241 (088.8) Авторы изобретения

В. И. Пасник, М. В. Цалюк, А. К. Мельцер и И. Б. Шехтман

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения

Заявитель

СКВА)КИНН1э1Й ПРИБОР ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

В ИД ЕО КАР ОТАЖА

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быгь использовано в акустическом видеокаротаже, предназначенном для исследования стенок нефтяных и газовых скважин.

Известен cKBBil(nnnbIH прибор, содержащий металлический корпус, состоящий из двух трубчатых секций, соединенных звукопроводящей вставкой в плоскости приема и излучения, в которой размещены элементы электронной схемы и заполненная жидкостью акустическая система, содержащая неподвижный электроакустический преобразователь, ось приема и излучения которого совпадает с осью прибора, и отражатель, установленный под углом 45 на валу электропривода.

Металлические трубчатые секции расположены по разные стороны от плоскости приема и излучения, поэтому звукопроводящая вставка установлена в средней части прибора.

Однако в известном приборе звукопроводящая вставка, установленная в средней части скважинного прибора, подвергается опасным изгибающим и растягивающим усилиям, возникающим как при транспортировке прибора, так и при эксплуатации его в скважине, что может привести к поломке прибора.

Целью изобретения является повышение надежности работы и исключение волн-помех.

Для этого отражатель установлен в заполпенном жидкостью цилиндре, имеющем окно для пропускания ультразву овых колебаний н связанном посредством механической передачи с электроприводом.

В результате этого плоскость приема и излучения, а следовательно, и малонрочная звукопроводящая вставка переносятся в самый низ прибора, где опасные изгн ьающне и растягивающие усилия намного меньше.

10 Кроме того, цилиндр выполнен из нгсрнала с акустическим сопротивлением, превышающим акустическое сопротивление жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и малой

)5 скоростъю распространения ультразвуковых колебаний, например текстолита, а стенки ци,1индра внутри и снаружи покрыты слоем звукопоглощающего материала с акустическим сопротивлением, близким к акустическому

20 сопротивленшо жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и малой скоростью распространения ультразвуковых колебаний, например резиной.

25 Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведен общий вид прибора; на фиг. 2 — конструкция нижней части прибора в разрезе.

Скважинный прибор для акустического вн30 деокаротажа состоит из металлического кор399814 пуса 1, звукопроводящей вставки 2 и окончания 3.

Внутри корпуса размещены элементы электронной схемы 4 и акустическая система, которая включает в себя неподвижно укрепленный электр оакустический преобразователь 5 (см. фиг. 2) и наклонный (45 ) отражатель

6, укрепленный внутри цилиндра 7. Цилиндр

7 имеет окно 8 для пропускания ультразвуковых колебаний (УЗК) и механическую передачу 9 для связи с электроприводом 10.

Наружная и внутренняя поверхности цилиндра 7 покрыты слоем звукопоглощающего материала 11.

Внутренняя полость прибора, где размещается акустическая система, заполнена жидкостью (например кремнийорганической) .

Во время каротажа электроакустический преобразователь 5 излучает импульсы УЗК, которые узким лучом распространяются по оси прибора внутри цилиндра 7 и попадают на отражающую поверхность отражателя 6.

Отражатель 6 изменяет направление излучения и направляет его по оси, перпендикулярной к оси скважинного прибора — к стенке скважины. Достигнув внутренней стенки звукопроводящей вставки 2, импульс УЗК, вследствие неравенства акустических сопротивлений материала вставки и жидкости, заполняющей акустическую систему, частично отражается, а остальная часть энергии импульса проникает в стенку вставки. На границе вставка — буровой раствор импульс УЗК вновь частично отражается, а остальная часть энергии его, пройдя слои бурового раствора, достигнет стенки скважины. Отразившись от стенки скважины, импульс УЗК распространяется в обратном направлении и в виде эхосигнала достигает преобразователя 5.

Часть энергии импульса, отразившаяся от внутренней стенки звукопроводящей вставки

2, может достигнуть преобразователя 5 и создать помеху для слабого эхо-сигнала от стенки скважины. Для того чтобы данная помеха не могла распространяться по пути: стенка вставки 2 — отражатель 6 — преобразователь 5, вставке придана форма усеченного конуса.

При этом отраженный от наклонной поверхности луч-помеха направляется в сторону и не попадает в окно 8 цилиндра 7.

Однако существует опасность, что он может достигнуть преооразователя сквозь стенку цилиндра 7.

Для предотвращения этого, согласие изобретению, полый цилиндр ", внутри которого происходит распространение УЗК между отражателем и преобразователем, выполнен из материала, акустическое сопротивление которого значительно больше, чем акустическое сопротивление заполняющей жидкости. В этом случае большая часть энергии луча-помехи будет отражаться от поверхности цилиндра 7. Остальная часть энергии помехи после преломления на границе раздела, про5

65 никнет в стенку цилиндра 7 и в виде продольных и поперечных волн будет распространяться по ней. В этом случае, в соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля, каждая точка внутренней (и наружной) поверхности цилиндра 7 станет источником вторичных волн, которые могут достигнуть преобразователя и создать помеху в тракте сигнала.

Для ослабления волн-помех, распространяющихся по стенкам цилиндра 7, цилиндр 7 выполнен из материала с большим коэффициентом затухания для УЗК. При излучении импульса преобразователем часть энергии, распространяющейся в направлении боковых лепестков, достигнет стенок цилиндра и после преломления будет распространяться по ним в виде продольных, поперечных и др. волн. Для того чтобы волны, распространяющиеся по стенкам цилиндра 7, не достигали отражателя 6 ранее основной волны, распространяющейся по жидкости внутри цилиндра

7, и не искажали форму излучаемого импульса, цилиндр 7 выполнен из материала с малой скоростью распространения УЗК.

В связи с тем, что акустическое сопротивление материала, из которого выполнен цилиндр 7, отличается от акустического сопротивления заполняющей жидкости, лучи-помехи сквозь окно в цилиндре могут попасть на внутреннюю стенку цилиндра и после многократного отражения достигнут преобразователя и создадут помеху в тракте сигнала.

Для поглощения многократно отражающихся лучей-помех, внутренняя и наружная поверхности цилиндра 7 покрыты слоем материала с акустическим сопротивлением близким к акустическому сопротивлению заполняющей жидкости и с большим коэффициентом затухания УЗК, например резиной.

Предмет изобретения

1, Скважинный прибор для акустического видеокаротажа, содержащий металлический корпус со звукопроводящей вставкой в плоскости приема и излучения, в которой размещены элементы электронной схемы и заполненная жидкостью акустическая система, содержащая неподвижный электроакустический преобразователь, ось приема и излучения которого совпадает с осью прибора, отражатель, установленный под углом 45, осуществляющий крутовой обзор стенок скважины, и электропривод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы прибора, отражатель установлен в заполненном жидкостью цилиндре, имеющем окно для пропускания ультразвуковых колебаний и связанном посредством механической передачи с электроприводом.

2. Прибор IIO п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения волн-помех, цилиндр выполнен из материала с акустическим сопротивлением, превышающим акустическое сопротивление жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом за399814

1а

Фиг 2

Фиг 1

Составитель В. Пасник

Техред Л. Грачева

Корректор В. Брыксина

Редактор А. Зиньковский

Заказ 220/6 Изд. № 46 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 тухания и малой скоростью распространения ультразвуковых колебаний, например текстолита, а стенки цилиндра внутри и снаружи покрыты слоем звукопоглощающего материала с акустическим сопротивлением, близким к акустическому сопротивлению жидкости, заполняющей акустическую систему, большим коэффициентом затухания и ма".îé скоростью распространения ультразв новых колебаний, например резиной.