Способ определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн через керн

 

Изобретение относится к технике петрофизических исследований и может быть использовано для измерения акустических параметров керна при условиях, приближенных к пластовым. Цель изобретения - повышение точности и достоверности измерений скорости поперечной волны за счет обеспечения узкой направленности смещений в направлении, перпендикулярном направлению распространения колебаний. В каждый из поршней 1 и 2 дополнительно введено по одному преобразователю 3 и 4, расположенному соосно первому, причем их исо макисмальной чувствительности параллельны поверхности поршня, прижимаемой к керну 5, расстояние между торцами преобразователей, имеющими акустический контакт с поршнем, выбирают из условия λ/4≤L≤λ/2, где λ - длина продольной волны в материале поршня, причем преобразователи-излучатели 3 имеют акустический контакт с поршнем 2 разноименными полюсами, а другими полюсами подсоединены к одному из выходов генератора импульсов возбуждения 9, преобразователи-приемники 4 имеют акустический контакт с поршнем 1 одноименными полюсами, а другими полюсами подсоединены к разным входам усилителя 10, выполненного дифференциальным. При этом картина поперечной волны не искажается наложением продольной волны. 1 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1610433 (51) S G 01 N 29/18

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

r-.

l. Ь

6

12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4388905/25-28 (22) 09.03.88 (46) 30.11.90, Бюл, h - 44 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (72) Н.А. Смирнов и В,Г. Топорков (53) 620, 179. 16 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР !

1- 1229979, кл, Н 04 R 17/00, 1986.

Патент СНА N 4380930, кл, G 01 N 29/00 1983. (54) СПОСОБ О1!РЕДЕЛЕПИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАЛЕ!!1!Л ПОПЕРЕ1!! !ЫХ УЛЬТРАЗВУКОВЬИ BOJHI ЧЕРЕЗ КЕРН

2 (57) Изобретение относится к технике петрофизических исследований и может быть использовано для измерения акустических параметров керна при условиях> приближенных к пластовым, Цель изобретения — повышение точности и достоверности измерений скорости поперечной волны за счет обеспечения узкой направленности смещений B направлении, перпендикулярном направлению распространения колебаний, В каждый иэ поршней 1 и 2 дополнительно введено по одному преобразователю (3 и 4),расположенному соосно с первым, причем их оси максимальной чувствительности параллельны поверхности Щ поршня, прижимаемой к керну 5, рассто1610433

10

50 яние между торцами преобразователей, имеющими акустический контакт с порш% 3

HeM,выбирают из условия — «с. 1 «( где — длина продольной волны в материале поршня, причем преобразователи-излучатели 3 имеют акустический контакт с поршнем 2 разноименными полюсами, а другими полюсами подсоединены к одному из выходов генератора

Изобретение относится к технике петрофизических исследований и может быть использовано для измерения акустических параметров керна при условиях, приближенных к пластовым, Цель изобретения — повышение точности и достоверности определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн за счет обеспечения узкой направленности смещений в 25 направлении, перпендикулярном направлению распространения колебаний, На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа определения скорости распространения ультразвуковых поперечных волн через керн, Устройство содержит поршни 1 и 2, в которые вмонтированы преобразователи-излучатели 3 и преобразователи-при35 емники 4, Между поршнями 1 и 2располагают исследуемый керн 5 в резиновой манжете 6. Преобразователи установлены в поршнях таким образом, что их оси максимальной чувствительности па- 40 раллельны поверхности поршня, прижимаемой к керну, а сами преобразователи установлены по одной оси. Одни торцы преобразователей имеют акустический контакт с поршнями, а остальные 45 поверхности акустически развязаны с поршнем с помощью манжет 7 и пробок 8 °

Расстояние 1 между торцами преобразователей выбирают из условия

9, — 1 а --,— где ф — длина про4 2 дольной ультразвуковой волны. Преобразователи-излучатели 3 имеют акустический контакт с поршнем 2 разноименными полюсами, а их другие полюса подсоединены к одному из выходов генератора 9 импульсов возбуждения. Преобразователи-приемники 4 имеют акус9 импульсов возбуждения, преобразователи-приемники 4 имеют акустический контакт с поршнем 1 одноименными по1 люсами, а другими полюсами подсоединены к разным входам усилителя 10, выполненного дифференциальным, При этом картина поперечной волны не искажается наложением продольной волны, 1 ил, тический контакт с поршнем 1 одноименными полюсами, а их другие полюса подсоединены к разным входам дифференциального усилителя 10. Выходы дифференциального усилителя 10 и генератора 9 импульсов возбуждения соединены с входами измерителя 11 временных ин— тервалов, Керн 5 размещен в камере

12 высокого давления, а преобразователи-излучатели 3 и преобразователиприемники 5 изолированы от жидкости

13, служащей для создания всестороннего сжатия., Способ осуществляют следующим образом.

Генератор 9 импульсов возбуждения периодически возбуждает преобразователи-излучатели 3 и синхронизирует изме— ритель 11 временных интервалов, Преобразователи-излучатели 3 под действием электрического импульса деформируются, при этом один из них удлиняется, а второй укорачивается в направлении, параллельном поверхности образца керна 5. Поскольку деформации в поршне происходят в направлении, параллельном поверхности керна 5 и направлены в одну сторону, то в керне 5 формируется преимущественно поперечная волна S а деформации, формирующие продольную волну P компенсируются, так как для них деформации от разных преобразователей-излучателей 3 противоположно направлены. Поперечная волна, пройдя керн 5, возбуждает колебания в поршне 1 с преобразователями-приемниками 4, электрические напряжения которых сдвинуты по фазе на 180, а электрические напряжения, обусловленные продольной волной, синфазны. С выхода дифференциального усилителя 10 сигнал поступает на вход измерителя 11 временных интервалов, Скорость распространения поперечной

1610433

Формула и з о б р е т ения где Ъ вЂ” длина продольной ультразвуковой волны.

Составитель И. Ардашева

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Малец

Редактор А. Огар

Заказ 3737 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, . сква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 волны вычисляют по известным формулам.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность и достоверность определения скорости распространения поперечной волны, так как ее вступления на волновой картине не искажены наложением колебаний продольной волны, Способ определения скорости распространения поперечных ультразвуковых волн через керн, заключающийся в том, что керн размещают между парой преобразователей ультразвуковых волн, нагружают керн с тех же сторон, измеряют время прохождения ультразвуковой волны, по которому судят о скорости ее распространения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности определения скорости распространения попе5 речных ультразвуковых волн используУ ют дополнительную пару преобразователей ультразвуковых волн, размещают ее аналогично основной паре преобразователей, оси преобразователей ориентируют параллельно поверхности керна, оси пар преобразователей с обеих сторон керна устанавливают соосно, преобразователи-излучатели ориентируют разноименными полюсами относительно друг друга, преобразователи-приемники — одноименными полюсами, а расстояние 1 меяду торцами преобразователей выбирают из условия — — с 1 «

Я %

4 2