Акустический изолятор

, 80115749 4(5) С 01 Ч 1 40 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬСТ й г ство СССР1966.во СССР1966.во СССР1978 ал ко ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ(прототип),(54)(57) АКвещий звуковиде металлмодникиотем, что, с ности звуко ная спираль тической тр а переходни проводящего го матери ленового СТИЧЕСКИИ ИЗОЛЯТОР,содерзоляционную секцию вческой спирали и переличающийсяцелью повышения зффективзоляции, звукоизоляционвыполнена в виде призмаугольнообразной навивки,и изготовлены из слабозвук электроизолирующе, например. из полиэтипозита П 2-С 5,11571Изобретение относится к промыслово"геофизическим исследованиям скважин и может использоваться для акустического каротажа скважин проходящих по породам, имеющим низкие скорости и сильно поглощающим энергиюраспространяющихся по ним волн.Известен акустический изолятор,содержащий переходники и волноводиуючасть в виде стальной спирали, за Ополненной внутри кремнийорганическойсмолой с наполнителем, в которой размещены диски из материалов с резкоотличающимися акустическими свойствами Г 1 3,15Недостатком устройства являетсязависимость его характеристик отдлины волноводной части для того,чтобы обеспечить требуемую задержку,погасить энергию распространяющегосяимпульса, Наполнитель не оказывает,существенного влияния на гашениеимпульса и поэтому не обеспечиваетожидаемого эффекта.Известен также акустический изолятор, в котором звукоизоляционнаясекция выполнена из пластин или стержней, причем звукоизоляционная секциязаполнена пластичным веществом, например резиной 2.Недостатком акустического изолятора является то, что в нем задержкасигнала при зигзагообразной конструкции звукоизоляционной секции зависитот качества соединений между пластинами или стержнями и от общей длины 35стержней, которая не может бытьбольшей, чем в винтовой пружине,поэтому обеспечить более качественную звукоизаляцию такая конструкцияне может. Наполнитель здесь играет 40роль связующего вещества.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является акустический изолятор, содержащий звукоизоляционную секцию в виде металлической спирали и переходники, при этомзвукоизоляционная секция выполненаиэ трубчатой скважины плоскоовальногосечения 3.Недостатком известного акустического изолятора является то, что присравнительно небольших расстоянияхмежду переходниками в звукоизоляционной секции трубчатой плоскоовальной формы невозможно обеспечить достаточно большое сопротивлениераспространяющимся в ней упругим колебаниям и гашение их энергии путем 497 увеличения числа витков пружины безизменения их диаметра.Целью изобретения является повышение эффективности звукоизоляции,Поставленная цель достигаетсятем, что в акустическом изоляторе,содержащем звукоизоляционную секциюв виде металлической спирали и пере-.ходники, звукоизоляционная спиральвыполнена в виде призматическойтреугольнообразной навивки, апереходники изготовлены йэ слабопроводящего звук электроизолирующегоматериала, например иэ полиэтиленового композита П 2-С 5,На фиг. 1 изображена схема каротажного зонда, расположенного в скважине, в котором используются акустические изоляторы; на фиг. 2 - акустический изолятор, общий вид, на фиг.Зконструкция навивки пружины звукоизоляционной секции, аксонометрия;на фиг4 - форма поперечного сечениянавивки .звукоизоляционной секции,лаксонометрия; на фиг, 5 - схемараспространения (преломления и отражения ) волновых лучей в месте изгибапружины звукоизоляционной секции;на фиг. 6 - вид формы отражения поверхностей на изгибах пружины; нафиг. 7 - вариант выполнения изгибапружины.Акустический изолятор являетсясоставной частью каротажного зонда(,фиг. 1 )Каротажный зонд содержит акустические преобразователи 1, акустическиеизоляторы 2 и соединительные пружины 3,Акустический изолятор 2 состоитиэ звукоизоляционной секции и переходников 4 и 5 ( фиг, 2 ).Звукоизоляционная секция выполнена из металлической пружины 6 треугольной (или полигональной ) навивки суглом изгиба меньшим угла полноговнутреннего отражения в этом материале. Пружина 6 выполнена иэ сплошного или полого (трубчатого) стержня.Форма поперечного сечения стержнявыбирается из расчета обеспечениянаибольшей жесткости на скручивание.Переходники 4 и 5 выполнены изслабопроводящего ультразвук материала, например полиэтиленового композита П 2-С 5, Это обусловлено необходимостью избежать распространенияпо каротажному зонду случайныхэлектрических сигналов, а такжез 11 подавлять вторичные колебания, спо собные вызывать паразитные импульсы.Звукоизоляционная секция крепится своими торцами к переходникам путем заливки полиэтиленовым композитом П 2-С 5 при изготовлении переходников,Акустический изолятор 2 соединяется с преобразователями 1 каротажного зонда посредством соединительных пружин 3 (фиг, 1 и 2 ).Акустический изолятор используется следующим образом.Зондирующий импульс генерируется одним из преобразователей 1 зонда .( фиг. 1 ) и распространяется, с одной стороны,по исследуемому участку породного массива, а с другой - по корпусу зонда, переходя от преобразователя-генератора через акустические изоляторы 2 и соединительные пружины 3. При распространении в звукоизоляционной секции монохроматического ультразвукового сигнала (фиг. 5 )падающая на изгиб пружины волна частично отражается ( в плоскости нормальной падению ), частично выходит за пределы пружины в виде переломленной волны к следующим изгибам. Таким образом, в каждом изгибе пружины энергия волны теряется в виде обратно отраженной и преломленной волны. При этом чем больше угол изгиба отличается от угла полного внутреннего отражения в стержне, тем больше потери энергии распространяющейся волны за счет ее перехода в волну преломленную,Большую роль в величине потерь играет также форма и положение отражающей поверхности на изгибе (фиг. 6 и 7).Фактическое распространение ультразвуковой волны по пружине, имеющей резкие изгибы, более сложно. При распространении монохроматичесКого пучка волн.на изгибах он разделяется на серию хаотических отра 57497 25 Преимуществом изобретения являетсято, что акустический изолятор созвукоизоляционной секцией, выполненной из пружины треугольной (илиполигональной ) навивки, обеспечиваетнаиболее эффективное снижение скорости распространения звука и гашение 40 энергии колебаний за счет многократного отражения и преломления звуковых волн. В конечном итоге это позволяет повысить точность измеренияпараметров колебаний, распространяющихся в слабых и трещиноватых горныхпородах. жений как в сторону хода, таки навстречу падающему пуск,унитывая, что все отраженные колебаниякогерентны прямым лучам, послепрохождения ими первого изгиба ужеразвиваются интерференционные явления, значительно ослабляющие энергию распространяющихся по стержнюпружины звукоизоляционной секции 1 О колебаний.В действительности движущийся звуковой поток далеко не монохроматичен, так как состоит из импульсныхсигналов с широким спектром частот,поэтому в звукоизоляционной секциираспространяется более сложный потоккогерентных колебаний с более сложной картиной интерференционных явле ний, гасящих энергию распространяющихся ультразвуковых волн, резко 20ослабляющихся от изгиба к изгибупружины. Поскольку наиболее активнозатухают высокочастотные наиболееэнергонесущие составляющие импульсов,вместе с амплитудой несколько снижается и скорость распространения колебаний. Кроме того, при снижении несутщей частоты увеличивается длинаволны, а скорость распространенияволны становится равной скорости ЗО наиболее низкой иэ всех известных,характерной, для тонкого стержня.