Скважинный преобразователь

(51)5 Е 21 С 39/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский горный институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 819337, кл. Е 21 С 39/00, 1979.Авторское свидетельство СССРМ 1214926, кл. Е 21 С 39/00, 1984.(57) Использование: в системах прогнозаопасных динамических явлений, Сущностьизобретения: преобразователь содержиткорпус 1 с радиальными отверстиями, на Изобретение относится к горному делу, предназначено для приема акустических сигналов в массиве горных пород и может быть использовано при прогнозе динамических явлений по параметрам акустической эмиссии. Известен скважинный преобразователь, в корпусе которого размещена армирующая трубка с частотно-понижающими накладками и прижимными гайками на концах и кольцевым выступом посередине, относительного которого симметрично установлены пьезоэлементы, связанные через частотопонижающие накладки с дугообразными упругими пластинами.Известен также скважинный преобразователь, в корпусе которого перпендикулярно оси закреплены продольно поляризованные пьзоэлементы, акустичеторцах которого установлены верхняя 3 и нижняя 4 крышки из диэлектрического материала. По краям корпуса 1 и на крышках 3, 4 закреплены соответственно внутренняя 5 и наружная 6 эластичные оболочки из электропроводного материала. В нижней крышке 4 имеются центральное и дополнительное воздухоподводя щие отверстия, в которых закреплены штуцеры 7, 8 и которые связаны соответственно с полостью внутри корпуса 1 и с полостью между оболочками 5, 6. Внутренняя оболочка 5 выполнена более жесткой, чем наружная 6, Давление воздуха в полости внутренней оболочки 5 превышает давление в полости между оболочками 5 и 6, 1 ил. ски связанные с контактными накладками прижимного устройства.Известен скважинный преобразователь, включающий цилиндрический корпус с установленными на его торцах крышками из диэлектрического материала, емкостный датчик в виде внутренней и наружной цилиндрических эластичных оболочек, коаксиально установленных на корпусе и герметично закрепленных в крышках, в одной из которых выполнено отверстие для подачи рабочей среды в полость внутренней оболочки,Недостатком известного преобразователя является низкая чувствительность, обусловленная большой жесткостью твердого диэлектрика между обкладками емкостного датчика.Цель изобретения - повышение чувствительности, 1731947Указанная цель достигается тем, что в скважинном преобразователе, включающем цилиндрический корпус с установленными на его торцах крышками из диэлектрического материала, емкостный датчик в виде внутренней и наружной цилиндрических эластичных оболочек, коаксиально установленных на корпусе и герметично закрепленных в крышках, в одной из которых выполнено отверстие для подачи рабочей среды в полость внутренней оболочки, эластичные оболочки выполнены из электроприводного материала, внутренняя оболочка выполнена более жесткой, чем наружная, в качестве рабочей среды использована воздушная, в крышке имеется дополнительное отверстие для подачи воздушной среды в полость между внутренней и наружной оболочками, при этом давление воздушной среды в полости внутренней оболочки больше давления в полости между оболочками.На чертеже представлена конструкция скважинного преобразователя.Скважинный преобразователь содержит цилиндрический корпус 1 с радиальными отверстиями 2, верхнюю 3 и нижнюю 4 крышки из диэлектрического материала, установленные на торцах корпуса 1, внутреннюю 5 и наружную 6 эластичные оболочки из электропроводного материала (например, электропроводной резины), закрепленные с помощью бандажей по краям на корпусе 1 и крышках 3, 4 соответственно. В нижней крышке 4 имеется центральное воздухоподводящее отверстие, в котором закреплен штуцер 7, и дополнительное боковое воздухоподводящее отверстие, в котором закреплен штуцер 8. Таким образом, воздушный канал в штуцере 7 связан с полостью внутри корпуса 1 и, соответственно, внутренней оболочкой 5, а воздушный канал в штуцере 8 - с полостью между внутренней оболочкой 5 и наружнойоболочкой 6, Ка нижней крышке 4 закреплена штанга 9. Внутренняя оболочка 5 - более жесткая (например, за счет большей толщины), чем наружная оболочка 6. Скважинный преобразователь работает следующим образом,Штуцеры 7 и 8 соединяют с помощью пневмопроводов с перекрытым источником сжатого воздуха, С помощью штанги 9 преобразователь подают на заданную глубину скважины. Далее, открыв источник сжатого воздуха, нагнетают через штуцер 8 воздух в полость между эластичными оболочками 5 и 6. При этом наружная оболочка 6 раздувается и плотно прилегает к поверхности сква 25 30 35 конденсатора, образованного оболочками 5 и 6. В результате в цепи указанного конден сатора начинает протекать ток, сила которого изменяется в соответствии с принятым акустическим сигналом.Относительно низкий уровень давленияв полости между оболочками 5 и 6 обеспечи вает свободные колебания наружной обо. лочки 6. В то же время колебанийвнутренней оболочки 5 практически не происходит, поскольку, являясь более жесткой, она подпирается изнутри существенно 50 большим давлением воздуха, чем давление,воздействующее со стороны наружной оболочки 6. Это и обеспечивает повышение чувствительности приема аКустических сигналов. 55 5 .10 15 20 жины. Давление в полости между оболочками 5 и 6, необходимое для обеспечения качественного контакта оболочки 6 с поверхностью скважины, 1,2 - 1,5 атм и может быть проконтролировано с помощью манометра, подключенного к пневмосистеме.Далее, открыв источник сжатого воздуха, нагнетают последний через штуцер 7 в полость внутри корпуса 1, откуда воздух через радиальные отверстия 2 попадает в пространство, огражденное внутренней эластичной оболочкой. При этом внутренняя оболочка 5 раздувается, Нагнетание воздуха через штуцер 7 заканчивают, когда зазор между оболочками составит примерно 1 мм. Величину этого зазора можно контролировать по предварительно полученной тарировочной зависимости между величиной зазора и емкостью цилиндрического конденсатора, образующегося между оболочками 5 и 6. Поскольку внутренняя оболочка 5 - более жесткая, чем внешняя оболочка 6, давление воздуха, подаваемого в полость внутри оболочки 5, превышает давление воздуха в полости между оболочками 5, 6, и составляет примерно 2,5 - 3 атм.Затем с помощью двужильного кабеля, жилы которого подпаяны к внутренней 5 и наружной 6 оболочкам, прикладывают постоянное напряжение. При воздействии акустических сигналов на наружную эластичную оболочку 6 расстояние между ней и внутренней оболочкой 5 изменяется, приводя к соответствующим изменениям емкости Расчеты и экспериментальные оценки показывают, что при расстоянии между оболочками 5 и 6 1=1 мм и напряжении источника питания Е=10 В преобразователь позволяет регистрировать смещения Л 1=10м.1731947 Составитель В. ШкуратникТехред М.Моргентал Корректор Д. Сычева Федото дак аз 1564 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 роиз Формула изобретения Скважинный преобразователь, включающий цилиндрический корпус с установленными на его торцах крышками из диэлектрического материала, емкостный датчик в виде внутренней и наружной цилиндрических эластичных оболочек, коаксиально установленных на корпусе и герметично закрепленных в крышках, в одной из которых выполнено отверстие для подачи рабочей среды в полость внутренней оболочки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, эластичные оболочки выполнены из электро- проводного материала, внутренняя оболочка выполнена более жесткой, чем на ружная, в качестве рабочей среды использована воздушная, в крышке выполнено дополнительное отверстие для подачи воздушной среды в полость между внутренней и наружной оболочками, при этом давление 10 воздушной среды в полости внутреннейоболочки больше давления в полости между оболочками.