Акустический излучатель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 9 В 1/ ЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ П(НТ СССР САНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Производственногообъединения "Завод имени Владимира1Ильича 1 и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторскийинститут по проблемам освоения нефтяных и газовых ресурсов континентального шельфа(57) Изобретение относится к устройствам для получения механических колебаний звуковой и сверхзвуковойчастоты на основе магнитострикционного или пьезозффекта и может бытьиспользовано при сейсмическом каро"аже или для интенсификации добычинефти, воды или других текучих средиз скважин. Акустический излучатель содержит сборку из несколькихактивных модулей 1, установленйыхвнутри основного корпуса 9 на валу 4промежуточные втулки 1 Э, отражатели 5, размещенные са сторонь наружных торцов крайних активных модулей1, и концевые соединительные элементы 7 с токавводами 8, Каждый активньй модуль 1 снабжен дополнительнымкорпусом 11, Размеры наружных диаметров и продольных длин промежуточных втулок 10 и отражателей 5 выбра1581389 ны определенным образом н зависимости от акустических снойстн материалов, из которых они изготовлены, с учетом основной резонансной частоты излуче 5 ния активных модулей, Материалом втулок и отражателей является, например, пористый теплопроводный материал, заполненный теплопронодящей жидкостью. Пористость материала может изменяться по направлению от торцовых поверхностей, выполненных непроницаемыми для жидкости, к середиИзобретение относится к устройствам для получения механических колебаний звуковой и сверхзвуковой частоты, основанных на пьезоэлектрическомили магнитострикционном эффекте, иможет быть использовано в различныхlсистемах сейсмического каротажа . илиразличных технологиях интенсификации,процессов добынания или сбора водыиз грунтовых нод или других жидкихили текучих сред иэ буровых скважин.Цель изобретения - увеличение интенсивности излучения в радиальномнаправлении.На Фиг. 1 показан акустический излучатель; на фиг. 2 - сборка из нескольких активных модулей; на Фиг.3разрез А-А на Фиг. 2; на фиг. 4разрез Б-Б на фиг. 2; на Фиг. 5разрез В-В на фиг. 2,4 ОАкустический излучатель (Фиг.1)содержит активный модуль 1 цилиндрической формы, установленный по оси 2излучателя внутри корпуса 3 на валу 4,отражатели 5 цилиндрической Формы,размещенные со стороны торцов 6 активного модуля, и концевые соединительные элементы 7 с токовнодами 8.Продольная длина 1 активного модуляв1 определяется соотношением 1 =0,5 Л (1) где Л - длина волны на основной резонансной частоте излучения активного модуля в радиальном направлении.Наружный диаметр Рактивного модуля 1 определяется из условий, по которому длина ок 1)ужности по среднене промежуточных втулок. Устройствоснабжено системами 13 - 15 регулирования механического напряженного состояния н материалах соответственноактивных модулей 1, отражателей 5и промежуточных втулок 1 ОЭти системы установлены на валу 4. Активныемодули 1 выполнены из отдельных активных элементов, а основной корпусснабжен перфорационными отверстиями16 и 17. 4 з.п. Ф-лы, 5 ил,му диаметру активного модуля кратна ЛмСоотношение (1) выведено из условия единой резонансной частоты для продольных и поперечных колебаний.Акустический излучатель (фиг.2) содержит сборку из нескольких активных модулей 1 цилиндрической Формы, установленных по оси 2 излучателя внутри основного корпуса 9 на валу 4, промежуточные втулки 10, отражатели 5 цилиндрической формы, размещенные со стороны наружных торцов 6 крайних активных модулей 1, и,концевые соединительные элементы 7 с токовводами 8. Каждый активный модуль 1 снабжен дополнительным корпусом 11, установленным с акустическим контактом по сопрягаемой поверхности, который позволяет излучателю иметь острую диаграмму направленности.Продольная длина 1 каждого активного модуля 1 определяется соотношением (1), Наружный диаметр Ро отражателей 5 выполнен большим по сравнению с наружным диаметром Р актинного модуля 1. Промежуточные втулки 10 и отражатели 5 выполнены из материала с волновым сопротивлением, существенно отличающимся от волнового сопротивления материала активных модулей 1. С этой целью промежуточные втулки выполняют, например, из пористого тепло- проводного материала, заполненого жидкостью, например теплопроводящей жидкостью. Пористость материала может изменяться по направлению от торцовых поверхностей 1 к середине промежуточных втулок 10, Торцовые 12 и внут158138 ренняя поверхности промежуточных втулок 10 выполнены непроницаемыми дляжидкости или газа.Для варьирования свойств устройство снабжено системами 13, 14 и 15 ре 5гулирования механического напряженного состояния в материалах соответственно активных модулей 1, отражателей 5 и промежуточных втулок 10. Этисистемы установлены на валу 4. В системах 13 - 15 регулирования применены,например, тарельчатые пружины. Применительно к активным модулям 1 системы13 регулирования позволяют производить 15тонкую регулировку акустическихсвойств активныхмодулей 1, а применительно к отражателям 5 и промежуточным втулкам 10 системы 14 и 15 регулирования позволяют осуществлять регулирование отражательной способности этихэлементов и формовать диаграммы направленности активных модулей 1 иустройства в целом.Для улучшения излучательной способности активных модулей 1 каждыйиз них выполнен из отдельных активных элементов,Основной корпус 11 снабжен перфорационными отверстиями 16 и 17, способствующими лучшей теплопередаче отактивных модулей 1 во внешнюю средуи улучшающими акустическое согласование устройства с внешней средой,Вариантом выполнения основного корпуса 11 может быть сетка.Внутренняя полость вала 4 использована для электрических цепей междуактивными модулями 1 и токовводами 8.Соединительные элементы 7 и токовво Оды 8 предназначены соответственно длямеханической и электрической стыковок акустического излучателя с другими излучателями и модулями системы.Устройство работает следующим образом.Переменный электрический ток на основной резонансной частоте подается на акустический излучатель через токоввод 8 и активные элементы 7 в каждом активном модуле начинают синфазно изменять свои геометрические размеры, т.е. генерировать механические акустические колебания, Отражатели 5 и промежуточные втулки 10 препятствуют распространению колебаний в про- ., дольном направлении акустического излучателя, локализуя генерирование каждого активного модуля. Этому же спо 9 6собствуют дополнительные корпуса 11.Акустические колебания в поперечномнаправлении распространяются в окружающую среду, которая через перфорационные отверстия 17 в основном корпусе 11 омывает дополнительные кор-пуса 11. Одновременно с акустическойэнергией активные модули 1 генерируютв окружающую среду тепловую энергию.Более интенсивному теплоотводу от активных модулей способствуют промежуточные втулки 5, которые вследствиепористости материала, из которого онивыполнены, наполнены веществом окружающей среды, попадающим в них черезпроницаемую поверхность наружного диаметра. Формула изобретения1. Акустический излучатель, содержащий активный модуль цилиндрической формы, установленный по оси излучателя внутри корпуса на валу, отражатели, размещенные со стороны торцов активного модуля, и концевые соединительные элементы с токовводами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения интенсивности излучения в радиальном направлении, продольный размер активного модуля равен половине длины волны на основной резонансной частоте излучения в радиальном направлении.2. Излучатель по и. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что длина окружности отражателей по среднему диаметру кратна длине волны в материале отражателей на основной частоте излучения.3. Излучатель по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что промежуточные втулки выполнены большего диаметра по сравнению с диаметром активных модулей, при этом длина окружности промежуточных втулок по среднему диаметру кратна длине волны на основной частоте излучения в их материале, а продольный размер равен половине длины волны в материале промежуточных втулок на основной частоте излучения.4. Излучатель по и. 1, о т л и- чающий с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, промежуточные втулки выполнены из пористого материала, пористость которого уВеличивается по направлению от торцовых поверхностей к середине втулок, и заполнены теплопроводной щдкэстью.Заказ 2049 Тираж 395 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гага 101 5. Излучатель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что промежуточные втулки выполнены из теплопроводного материала, а их торцовые и внутренние поверхности - из влагопроницаемого материала.