Способ изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя из пермендюра

(51) 4 С ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОСУДАРСТВЕКПО ДЕЛАМ ИЗ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕПЬСТ К АВТОРС времени р омп аунда. магнитот на Се м оси ци1.нты Ч) енты и Проло ся по Ж(71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) В,В, Тараканов, В.Д. Болтачев, Н,А. Баранова, В,В, Дрягин и А.А. Печков(56) Авторское свидетельство СССР Ф 490508, кл. В 06 В 1/08, 1976,Авторское свидетельство СССР Р 936458, кл. Н 04 К 15/00, 982. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРДЕЧНИКА СКВАЖИННОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО МАГНИТОСТРИКЦИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИЗ ПЕРИЕНД)ОРА(57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться при изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущественно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны, Цель - повышение КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышение прочности преобразователя. В способе изготовления сердечника скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя изпермендюра производят вырезку отрезков из магнитострикционной ленты,снятие заусениц и обезжириваниемагнитной ленты, навивку. отрезковмагнитострикционной ленты в цилиндр,отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч содновременным нанесением на формируемый цилиндр обмотки возбуждения длявозбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего затвердевания склеивающего к Для достижения цели отрезки стрикционной ленты наматываю цилиндрическую оправку под у .50 по отношению к оси цилин сдвигом каждого витка вдоль линдра на расстояние, равноес 1/сов Ч, где с 1 - ширина ле угол между продольной осью л направлением магнитного поля дольные оси ленты в соседних сердечника взаимно пересекаю углом 80-100 . 1 з.п, ф-лы, 1427319Изобретение относится к ультразвуковой технике и может применяться лри изготовлении высокоэффективных цилиндрических преобразователей, преимущественно из пермендюра, для акустического каротажа скважин и акустической обработки призабойной зоны.Целью изобретения является повышение КПД преобразователя путем уве личения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи и повышениепрочности преобразователя,На фиг. 1 показан отрезок магнито стрикционной ленты, где НП - направление прокатки, Й, и Ь - внешние постоянное и переменное магнитные поля; на фиг. 2 - ."ависимости коэффициента магнитомеханической связи от угла 1 20 между направлением прокатки и направ- лением внешнего магнитного поля; на фиг, 3 - цилиндрическая оправка, на которую навит один слой магнитострикционной ленты, общий вид; на фиг,4 25 и 5 - ориентация ленты по отношению к оси цилиндра для двух соседних слоев сердечника; на фиг. 6 - сердечник, общий вид.30Для реализации способа предварительно проведены эксперименты по определению наиболее выгодной ориентации внешнего постоянного магнитного поля по отношению к оси ленты ( оси прокатки). На фиг. 2 показана зависимость коэффициента магнитомеханической связи К от угла Ч при различных значениях величины постоянного магнитного поля, Измерения проводи ли на образцах стержневого типа из пермендюра. У каждого образца пластины были вырублены под определенным .углом к направлению прокатки в интервале 0 - 90,45Для всех значений постоянного поля коэффициент связи имеет максимальное значение в случае, когда внешнее поле ориентировано под углом 40 - 50 к направлению прокатки ленты.Способ реализуется следующим образом,Из ленты пермендюра вырезают отрезки, длина которых немного большеЬ 1величиныш Э где Ь - длинаД Эсердечника магнитострикционного преобразователя; й - ширина ленты; Э - диаметр намотки; коэффициент ш =- 5,22 или 5,57 при 40 и 50 соответственно,.Ширина ленты должна быть равна 1,53 Э при М = 40 и 1,29 Э при Ч = 50Отрезки ленты пермендюра обмывают и с краев удаляют заусеницы. Далее производят навивку первого слоя на оправку. Навивку второго слоя производят таким образом, чтобы ось ленты второго слоя пересекалась с осью первого слоя под углом 80-100 Аналогично навивают последующие слои по отношению к предыдущим 1.фиг,4 и 5). При навивке ленту пермендюра пересыпают окисью алюминия ( это необходимо для того, чтобы слои не спекались при отжиге . Последний слой навивки закрепляют и производят вакуумный отжиг при 850 ц в течение 3 ч, После отжига сердечник охлаждают вместе с печью со скоростьюО50 С/ч до комнатной температуры. Отожженный сердечник магнитострикционного преобразователя либо пропитывают склеивающим компаундом, либо каждый слой сердечника снимают с цилиндрической оправки при сохранении формы и далее последовательно надевают на оправку, начиная с внутреннего слоя, при этом на каждый слой наносят склеивающий компаунд. Далее компаунд полимеризуют в течение не менее 30 ч, при этом на изготовленный цилиндр наносят обмотку возбуждения с числом. витков, равным . ,80. В указанную обмотку с целью получения остаточной намагниченности в магнитопроводе подается кратковременный импульс тока величиной 40 А, после чего обмотку подключают к источнику однополярных импульсов тока величиной 10 А, возбуждающих магнитопровод на частоте 20 кГц.сТорцы изготовленного сердечника обрезают на токарном станке, Возможный электрический контакт между слоями, возникающий при обработке торцов, устраняют методом электрофореза.Предлагаемым способом был изготовлен цилиндрический преобразователь для каротажа из пермендюра длиной 12 см, диаметром 2 см и толщиной сердечника 0,14 см. При потребляемой мощности 50 Вт цилиндрический преобразователь из пермендюра, изготовленный предлагаемым способом, имел КПД равный 90%, Аналогичный преобразователь из пермендюра, состоящий из нес 1427319кольких соосно расположенных преобразователей длиной 12 см и изготовленный произвольной навивкой сердечников этих преобразователей, т.е. безучета угла между направлением магнит 5ных постоянного и переменного полейи осью прокатки и сдвига по оси цилиндра, имел КПД, равный 703. Иэприведенного сопоставления следует,что предлагаемый способ позволяетповысить КПД на 203,Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1. Способ изготовления сердечника 15 скважинного цилиндрического магнитострикционного преобразователя иэ пермендюра, включающий вырезку отрезков иэ магнитострикционной ленты, снятие заусениц и обезжиривание магнитострикционной ленты, навивку отрезков магнитострикционной ленты в цилиндр, отжиг, склейку и полимеризацию склеивающего компаунда в течение 30 ч с одновременным нанесением на формируе мый цилиндр обмотки возбуждения для возбуждения магнитострикционного материала цилиндра пропусканием импульсов тока на частоте его механического резонанса в течение всего времени затвердевания склеивающего компаунда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД преобразователя путем увеличения акустической мощности за счет роста коэффициента магнитомеханической связи, отрезки магнитострикционной ленты наматывают на цилиндрическую оправку под углом 40-50 по отношению к оси цилиндра со сдвигом каждого витка вдоль оси цилиндра на расстояние, равное Ь = Й/соэ У, где д - ширина ленты;-угол между продольной осью ленты и направлением магнитного поля.2. Способ .по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности сердечника преобразователя, продольные оси ленты в соседних слоях сердечника взаимно пересекаются под углом 80-100 ,1427319 г Состав Техред актор И. Рыбчен емч 2 50/4 исн к ии и 4/ шс одственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ВПИИПИ Госуд по делам 3035, Москва