Преобразователь для акустического каротажа

ф вФвяв Фз ная пТ 4 ви тир .с ,1 ф Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 290378 21) 2597183/18-25 51) М. Кл. 0 01 Ч 1/40 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 550.83088.8) Дата опубликования описания 070780 С. М. Вдовин, А. Ф, Морозович, А. И. Старков, П. А. Прямов и О. А. Вдовина(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, а более конкретно к магнитострикционным излучателями приемникам для сква жинных приборов аппаратуры акустического каротажа по продольным и поперечным волнам.Известенмагнитострикционный преобразователь, который используется в 1 О скважинных приборах акустического каротажа для возбуждения или регистрации продольных волн или волн сжатия. Этот преобразователь не позволяет эффективно возбуждать и достаточно на дежно регистрировать поперечные волны в горной породе, пересекаемой скважиной 11Известен также магнитострикционный преобразователь, содержащий коль) цеобразный сердечник, жестко прикрепленный к штоку. Сердечник состоит иэ двух групп пластин, одна иэ которых изготовлена из материала,. обладающего положительной магнитострикцией, а 25 .тцзугая - из материала, обладающего отрицательной ма 1.нитбстрикцией. При подаче в обмотку возбуждения электрического тока в сердечнике происходит сжатие одной и растяжение другой 3 О 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 скважиной, поперечные волны 2 .Недостатком подобного преобразователя является то, что он не возбуждает и не регистрирует продольную волну.Целью изобретения является обеспечение возбуждения какпродольной, 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.Сущность изобретения поясняетсячертежом, на котбром показан преобразователь (в разрезе), касающийся рабочим концом стенки скважины)цилиндрический сердечник 1 из магнитострикционного материала с обмоткой2 возбуждения, экран 3 из ферромагнит"ного или немагнитного материала, внутренний сердечник, выполненный в видедвух полуцилиндров 4 и 5 из материалов с положительной и отрицательнбймагнитострикцией, например полуцилиндр 4 из пермендюровых пластин,аполуцилиндр 5 из никелевых пластин, 15имеющих общую обмотку б возбуждения.Нижний конец преобразователя жестко закреплен в металлическом основании 7,а к верхнему рабочему концужестко прикреплена контактная головка 2 О8,которая касается стенки скважины 9.Снаружи преобразователь имеет"звукопоглощающее покрытие 10,Работает преобразователь следующимобразом 25С помощью отжимного устройстваскважинного прибора он прижимаетсяконтактной головкой 8 к горной породеи при движений прибора скользит постенке вдоль образующей скважины,3 ОПри подаче возбуждающего напряженияв обмотку 2 внешний сердечник 1 начинает совершать продольные колебанияпо векторУ А и возбуждает в горнойпороде продольную упругую волну, Приподаче возбуждающего напряжения в обмотку б полуцилиндр 4 начинает расширяться, а полуцилиндр 5 сжимается,в результате преобразователь будетсовершать иэгибные колебания по вектору В, которые через контактную головку 8 передаются в горную породув виде сдвиговых колебаний и вбэбуждают в ней поперечную упругуюволну5 Н поляризации, Если преобразовательповернуть вокруг его оси на 90 , топри подаче возбуждающего напряженияв,обмотку 6 он будет возбуждать вгорной породе поперечную волну ВЧ поляризации, Преобразователь может работать также в режиме избирательногоприема упругих колебаний. В этом случае на обмотке 2 регистрируется сигнал от продольной волны, а на обмотке 6 - сигнал от поперечной волны. Наиболее эффективно исйользование данных преобразователей в качестве излучателей и приемнйков в аппаратуре акустического каротажа по продольной ипоперечной волнам, работакщей в импульсном режиме с поочередным возбуж"денйем уйругих волн различйыхтипов. щоВ первом цикле излучения возбуждакцее"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 напряжениеподается на обмотку б и возбуждает поперечную волну, которая регистрируется на обмотке б приемника. В третьем цик ле йзлучается 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-геофизических задач 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 изобретенияПреобразователь для акустическогокаротажа, включающий сердечник издвух групп пластин с положительной иотрицательной магнитострикцией и обмотку возбуждения, о т л и ч а ю -щ и й с -я тем","что, с целью обеспечения возбуждения как поперечной, таки продольной упругих волн в горнойпороде, пересекаемой скважиной, в него введен дополнительный сердечник измагнитострикционного материала с собственной обмоткой возбуждения, причемсердечник из двух групп пластин раз-,мещеН внутри дополнительно введенного сердечника, оба сердечника разделены экраном иэ ферромагнитного илинемагнитного материала, основаниепреобразователя прикреплено к отжимному устройству скважинного прибора,а к его рабочему концу прикрепленаконтактная головка, выполняющая рольупора для внутреннего сердечникаИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США У 3009131,кл 340-17, 1961.2. Патент США Р 3354963,кл. 180-5, 1967 (нрототйп).рек Тираж 649рственного комитета СССизобретений и открытийа, Ж, Рауюская наб.,аказ 3935/ ЦНИИПИ по делам 113035, Мос34 Госуд ис но 4 илиал ППП"Патентф, г . Ужгород, ул. Проектная, 4