Преобразователь для акустического каротажа

 

вдавя}} } вз ноя паТыитfel .r „, -iб} y." f g

Союз Советских

Социалистических

Республик

0 п и с+я-и--е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„,}746369

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290378 (21) 2597183/18-25 51) М, Кл.

0 01 Ч 1/40 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0 }}0780 Бюллетень № 25 (53) УДК 550.8З (088. 8) Дата опубликования описания 070780

С. М. Вдовин, A. Ф, Морозович, А. И. Старков, П. А. Прямов и О. A. Вдовина (72) Авторы изобретен и я

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики. (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО KAPOTAEA

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к магнитострикционным излучателям и приемникам для сква жинных приборов аппаратуры акустического каротажа по продольным и поперечным волнам.

Известен магнитострикционный преобразователь, который используется в скважинных приборах акустического каротажа для возбуждения или регистрации продольных волн или волн сжатия.

Этот преобразователь не позволяет эффективно возбуждатЬ и достаточно надежно регистрировать поперечные волны в горной породе, пересекаемой скважиной (1) °

Известен также магнитострикционный преобразователь, содержащий коль-2р цеобразный сердечник, жестко прикрепленный к штоку. Сердечник состоит иэ двух групп пластин, одна иэ которых изготовлена из материала,. обладающего положительной магнитострикцией, а 25 лх>угая - из материала, обладающего отрицательной ма1-нитострикцией. При подаче в обмотку возбуждения электрического тока в сердечнике происходит сжатие одной и растяжение другой Зр группы пластин. В результате он совершает изгибные колебания, которые передаются в породу посредством касательного контакта с ней свободного конца престбразователя, и возбуждает в горной породе, пересекаемой сква}киной, поперечные волны (2) .

Недостатком подобного преобразователя является то, что он не возбуждает и не регистрирует продольную волну.

Целью изобретения является обеспечение возбуждения как продольной, так и поперечной упругих волн в горной породе, пересекаемой скважиной.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дополнительный сердечник из магнитострикционного материала с собственной обмоткой возбуждения, причем сердечник из двух групп пластин размещен внутри дополнительно введенного сердечника, оба сердечника разделены экраном иэ фер ромагнитного или немагнитного материалов, основание преобразователя прикреплено к отжимному устройству скважинного прибора, а к его рабочему концу прикреплена контактная головка, выполняющая роль упора для внутреннего сердечника.

746369

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котбром показан преобразователь (в разрезе), касающий ся рабочим концом стенки скважины (горизонтальная плоскость сечения скважины)..

Преобразователь содержит внешний цилиндрический сердечник 1 из магни тострикционного материала с обмоткой

2 возбуждения, экран 3 из ферромагнит ного или немагнитного материала, внутренний сердечник, выполненный в виде двух полуцилиндров 4 и 5 из материалов с положительной и отрицательнбй магнитострикцией, например полуцилиндр 4 из пермендюровых пластин, а полуцилиндр 5 из никелевых пластин, 15 имеющих общую обмотку б возбуждения.

Нижний конец преобразователя жестко закреплен в металлическом основании 7,а к верхнему рабочему концу жестко прикреплена контактная головка 2О 8,которая касается стенки скважины 9.

Сна ужи преобразователь имеет звукопоглощающее покрытие 10.

Работает преобразователь следующим образом 25

С помощью отжимного устройства скважинного прибора он прижимается контактной головкой 8 к горной породе и при движений прибора скользит по стенке вдоль образующей скважины.

ЗО

При подаче возбуждающего напряжения в обмотку 2 внешний сердечник 1 начинает совершать продольные колебания по векторУ А и возбуждает в горной породе продольную упругую волну. При подаче возбуждающего напряжения в обмотку б полуцилиндр 4 начинает расширяться, а полуцилиндр 5 сжимается, в результате преобразователь будет совершать иэгибные колебания по вектору В, которые через контактную ro- 40 ловку 8 передаются в горную породу в виде сдвиговых колебаний и вбэбуждают в ней поперечную упругую волну

5Н поляризации. Если преобразователь повернуть вокруг его оси на 90О, то при подаче возбуждающего напряжения в,обмотку 6 он будет возбуждать в горной породе поперечную волну SV поляризации. Преобразователь может работать также в режиме избирательного приема упругих колебаний. В этом случае на обмотке 2 регистрируется сигнал от продольной волны, а на обмотке б — сигнал от поперечной волны. На иболее эффективно исйользование данных преобразователей в качестве излучателей и приемнйков в аппаратуре акустического каротажа по продольной и поперечной волнам, работакщей в импульсном режиме с поочередным возбуж"денйем уйругих волн различйых типов. g)

В первом цикле излучения возбуждакхцее напряжение поступает на обмотку 2 из" лучателя, а в горную породу излучатеяя — продольная волна, которая регистрируется на обмотке 2 подобного преобразователя, работающего в качестве приемника упругих колебаний. Во втором цикле возбуждакщее напряжение подается на обмотку б и возбуждает поперечную волну, которая регистрируется на обмотке 6 приемника. В третьем цик ле излучается и регистрируется продольная волна, в четвертом — поперечная и т.д.

При достаточно большой частоте излучаемых импульсов и скорости каротажа для всех реальных горных пород можно с достаточной для решения геолого- геофизическ их з ад ач точностью считать, что излучение продольной и поперечной волн производится в одной и той же точке скважины.

Применение данного преобразователя

Э аппаратуре акустического каротажа позволит повысить как геологическую эффективность метода эа счет регистрации комплекса параметров продольной и поперечной волн, так и технико экономический эффект эа счет сокращения числа спуско-подъемных операций при исследовании скважин раздельно аппаратурой акустического каротажа по продольным волнам и аппаратурой акустического каротажа по поперечным волнам, а также за счет упрощения и, следовательно, повышения надежности работы скважинных приборов, предназначенных для массовых исследований.

Формула изобретения

Преобразователь для акустического каротажа, включающий сердечник из двух групп пластин с положительной и отрицательной магнитострикцией и обмотку возбуждения, о т л и ч а ю— шийся тем", что, с целью обеспечения возбуждения как поперечной, так и продольной упругих волн в горной породе, пересекаемой скважиной, в не

ro введен дополнительный сердечник из магнитострикционного материала с собственной обмоткой возбуждения, причем сердечник из двух групп пластин раз-, мещен внутри дополнительно введенного сердечника, оба сердечника разделены экраном иэ ферромагнитного или немагнитного материала, основание преобразователя прикреплено к отжимному устройству скважинного прибора, а к его рабочему концу прикреплена контактная головка, выполняющая роль упора для внутреннего сердечника

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США У 3009131, кл 340-17, 1961.

2. Патент США Р 3354963, кл. 180-5, 1967 (нрототйп).

746369

Составитель Э. Волконский

Техред М. Кузьма Корректор М. Демчик

Редактор Л.Курасова

Псдпис ное

Заказ 3935/34 Тираж 649

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, т. Уитород, ул. Проектная, 4