Кважинный акустический приемник

 

i! I1 5 IO68I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!па Соеетскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 03.10.73 (21) 1961894/25 (51) Ч. Кл. - G 01V 1, 40 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 16.06.76 (53) УДК 550.834(088.8) (72) Авторы изобретения

E. И. Наспер и А. Л. Перельман (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики (54) СКВА)КИННЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ПРИЕМНИК

Изобретение предназначено для использования в аппаратуре акустического каротажа и может найти применение при разведке месторождений полезных ископаемых.

Известен скважинный акустический приемник, в котором установлены два независимых приемных элемента, подключенных в противофазе к входу одного канала передачи информации. АкусIH÷åñêèé приемник снабжен звуковым экраном, отделяющим один из двух приемных элементов от заполняющей скважину жидкой или газовой среды, по которой распространяются полезные сигналы. Таким образом, один из приемных элементов воспринимает как полезные сигналы, так и помехи, распространяющиеся по конструктивным элементам, а второй приемный элемент — только помехи. Поскольку приемные элементы подключены противофазно, помехи вычитаются, что способствует улучшению отноше!шя снгнаЛа К ПОМЕХЕ.

Недостаток известного скважннного акустического приемника состоит в том, что два приемных элемента установлены в нем не идентично: один из них связан с корпусом и скважинной жидкостью через тонкую гибкую мембрану, на которую может воздействовать гидростатическое давление скважинной жидкости, а другой связан только с корпусом посредством толстой негибкой мембраны, и гидростатнчсскос давлеш1с на него никак не воздействует. В результатс чувствительность приемных элементов к помехам и зависимость этой чувствительности от частоты оказываются существенно различными. Компенсация этого недостатка прп обраоотке сигналов в приемной аппаратуре вызывает значительныс трудности.

Д;и уменьшения влияния звуковых помех в прсд:12гаемом скважпнном ак стпческом приемнике оба прпсмных элемента имеют одинаковуio чувствительность по отношению к помехам, распространяющимся по конструктивным элементам скважинного прибора; оба приемных элементы установлены в корпусе

1;, приемника совсршеiino одинаково и одинаково испытывают гпдростатнческое воздействие заполняющей скважину жидкости, для этого в звуковом экране, отделяющем один пз прием1! ы х элементов ÎT скважпннон "кпдкостп, есть

20 отверстие, днaìoòð которÎго много меньше (нa

ПОР ЯДОI П ООЛСС) !Л11Н ВО.)Н ПОЛЕЗНЫХ СИ(li алов, поступаннцих на скважпнный акустический приемник через заполняющую скважину жидкость. Такое отверстие беспрепятственно 25 передает на приемный элемент гпдростатнческое давление скважинной жидкости, нс нарушая звукопзолирующпх свойств звукового экр2па ПО Отношс!!н!О к, динамическое!у 3131 Новому процессу. имеющему место прн распростра30 пении через жидкость полезных упрупгх во.ш.! о

На фиг. 1 показан скважинный акустический приемник, разрез; на фиг. 2 (а и o)--примеры записи фазокорреляционных,ц)аграмм сигналов без вычитания волн-номе: (фиг. 2а) и с вычитанием (фиг. 2б), нолучс)IIbIx в скважине при помощи макета предлагаемого приемника.

Предлагаемый скважинньш акустический приемник (фиг. 1) состоит из цилин рического корпуса 1, в поперечном отверстии которого при помощи уплотннтельных колец 2 устано«лены два одинаковых стакана 3 н 4, соединенных резьбовым соединением. Внутри стаканов установлены два одинаковых ньезоэлеменга 5 и 6, плотно закрепленных на дне стаканов прн помощи развязывающих pe;31))ro«) l прокладок

7 и цилиндрических гаек 8.

Стаканы 3 и 4 с пьезоэлементами 5 и 6 с<>ставляют два приемных элемента. Стакан 3 с пьезоэлементом 5 закрыт метал )irческой крышкой 9, укрепленной краями на корпусе 1 и пе касающейся стакана 3. Поверх корпуса 1 и крышки 9 есть эластичное резиновое покрытие 10. Крышка 9 и покрытие 10 составл5!101 звуковой экран, препятствующий приходу полезных волн на пьезоэлемент 5.

В покрытии 10 и крышке 9 против сrt)r «))r;)

3 есть отверстие 11, диаметр которого много меныпе, чем длины во lli полезных сип!алов. !

Этверст?!е 11 беспрепятственно передаст к стаKBH> 3 гидростяти lccKo< дяв.l<-.ни<. сквя?1 .Инной жидкости; в то же время малый диаметр отверстия практически нс ухудшает звукоэкранирующих свойств экрана.

Наружная поверхность дна стакана 4 яв.!яется рабочей приемной поверхностью прн приеме полезных сигналов пьезоэлементом 6, поэтому против стакана 4 звуковой экран полностью отсутствует. Размеры отверстия в корпусе 1 и покрытии 10 против стакана 4 colloставимы с длинами полезных волн нлн прс«11шают lrx. Таким образом, пьезоэлемент 6 беспрепятственно при)шмаст полезные волны, распространя!ощиеся по скважннной жидкости.

Провода 12 от обоих приемных элементов выведены через центральное осевое отверстие . 3 If подкл)очень! В IrpÎTII1301)oложнОЙ поля)>ПОстн и общему входу усилителя в канале переда ili информационных сигналов.

Таким образом, из двух пьезоэлементов 5 и 6 только пьезоэлемент 6 принимает полезные сигналы, распространяющиеся по скважин))ой жидкости, пьезоэлемент 5 экраниро«ан от )I)ix крышкой!) и покрытием 10. Вместе с reit, оба пьезоэлемента 5 и 6 имс)от оz»riar<0«ую чувствите,lbHocT« rlo отношению к волнамномеХЯ м, p<) CI1pOCrp a)151 )Otil)IAIC51 )10 KO)ICTp \ Ктивным элеыснтям CK«a>K?IIIIIQIO прибора, Г (K как они о;цшаковым образом установлены « корпусе 1 и испытывая>г одинаковое воздействие гндростатнческоп>,!явления сk«n>K)II)II( жидкости.

В результате прн вычитании сигналов, прнп?)гых пьезоэлементами 5 н 6, достигается хорошая взаимная компенсация волн-помех и улучшается выделение полезных «олн.

На фиг. 2а приведен пример записи фазокорреляционной диаграммы, полученной прн испытании макета скваж!шного прибора акустического кяротa>êа в ск13?1>кин<., Оез выч:.!тяния помех.

На временах 320 — 420 мкс запись полезных

30 III >re!53>Kerr ) интенси«ной Borf)ro?r-I10>ie>;OÉ, распространяющейся по корпусу скважин«о(о прибора.

На фиг. 2о приведена запись фазокорр<. ляционной диаграммы, выполненная в той >кс скважине и в том жс интервале глуб)111, с вы »)Tян?1е;r сигналов, прин>)т?!х д)3> мя приемными элемснтамн. Волна-помеха на загнсн о(сутствуст, полсзныс волны зафиксированы бс" нскя>ксннй.

Ф 0 p .;! у л и и 3 0 б p e 1 р н II 51

Ск«а>к:иный акустический приемник, содержащий по крайней мере одну пару независимых приемных элементов, установленных в одном диаметральном сечении и подклк)ченных

«противофазе к одному каналу псрслячи информации, и звуковой экран, отде,)яющнй один из приемных элементов от сквяжинной среды отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния помех, звуковой экран имеет отверстие, диаметр которого много мсlti— ше длины полезных волн.

/70/ РЕ0 кс

f00 100 Ф00 500 600 700

200 700 400 500 б00 700

Сост»»в»»тель 3. Терехова

Тскред Т. Трусова

Корректор Л. Стеиаиови

Рс»»а»»тор И. Шубина

Т»»иограф»»я. пр. Са»»»»о»»а, 2

Заказ 1257! 11 Изд. М 1332 Тираж 690 - Подиисиос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета М»»»»»»стров ССС1з по делам»»зобретеш»»» и открытий

113035, .Чос»»ва, Ж-35, Раугвская нао., д 4, 5