Способ генерирования импульсов упругих

ОПИ САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

272579

Союз Советских

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 24.Х.1968 (№ 1278468/26-25) Кл. 42с, 42 с .присоединением заявки ¹

МПК G Olv

УДК 550,834:622.241 (088.8) Приоритет

Опубликовано 03.V1.1970. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 7.1Х.1970

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете министров

СССР

Ав?оры изобретения

В. М. Гуцалюк, М .В. Цалюк и Л. М. Гольдштейн

Институт геофизики АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ УПРУГИХ

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ПPИ АКУСТИЧЕСКОМ

КАРОТАЖЕ СКВАЖИН

Известны способы генерирования импульсов упругих механических колебаний при акустическом каротаже сквахкии, заключающееся в разряде статической емкости пьезоэлектрического преобразователя, заряжаемой от накопительной емкости блока питания излучателя. Излучаемые ири этом в исследуемую среду импульсы упругих механических колебаний обусловлены затухающими колебаниями механической системы излучателя, которые возникают в результате скачкообразного изменения энергетического состояния преобразователя.

Однако такие способы обладают рядом недостатков, препятствующих достижению необходимой точности и разрешающей способности акустических измерений.

Во-первых, недостаточная амплитуда излучаемых колебаний при макс?!мальио Возыож ном для данного излучателя напряжении, вследствие одноразового энергетического воздействия на пьезоэлектрический преобразователь, затрудняет выделение первого периода упругих колебаний, прошедших через исследуемую среду. В зависимости от затухания в исследуемой среде возмо кно явление «пропуска цикла», заключающееся в том, что регистрирующее устройство срабатывает на последующих периодах приходящего сигнала.

Во-вторы.;, из-за высокой добротности излучателей излучаемый импульс имеет значительную временную иротяженнос?ь. Это 11pllводит и нежелательному пош?жеиию частоты

5 посылок, искгночающей наложение предыдущих сигналов на последую?цие. Длинный импульс приводит к ухудше?шю разрешающей способности измерений, особенно ири работе иа отражение, когда необходимо выделить

10 сигналы, близкие Ilo времени.

В-третьих, частотиьш спектр изу1яемого импульса довольно широк, что является недостатком пpll некоторьlх вид<1х 1?к1 сти Iеско? 0 каротажа. Получение радиоимпульса извест15 ным способом технически трудно достижимо.

Цель данного изобретения — повысить точность и разрешающую способность акустических измерений путем получения оптима 1bной для данного вида акустических измерений

20 формы импульса упругих механических колебаний и увеличеш?я амплитуды колебаний. Оня достигается благодаря тому, что упругие механические колебания возбуждают с помощью заряда и последующих быстрых перезарядов статической емкости пьезоэлектрического преобразователя путем подключения пьезопреобразователя с помощью ключевых элементов к накопительным емкостям блока питания, заряженным напряжением противоположной

30 полярности.

272579

Чтобы сообщить преобразователю механические колебания, необходимо выполнить ус ловие т; << То и т,„<< То, где т — время заряда статической емкости пьезопреобразователя; т„, — время перезаряда статической емкости; To — период частоты механического резонанса.

Выбор накопительной емкости должен быть произведен пз условия;

Сн Спр где С„р — статическая емкость преобразователя;

ф— величина накопительной емкости, что позволит получить U р — U„, где U„ð— напряжение на пьезоэлектрическом преобразователе; U„ — напряжение на накопительной емкости. При этом воздействие на преобразователь возможно или разовое (цикл заряд— одиночный перезаряд), или многократное. в зависимости от требуемой формы импульса упругих колебаний для данного видя акустических измерений.

При этом возможно: увеличение амплитуды второй полуволны начального периода импульса упругих колебаний с подавлением последующих периодов, т. е. генерирование коротки. . акустических импульсов с повышенной амплитудой колебаний; увеличение любой полуволны последующих периодов импульса (получение «реперпого» импульса в излучаемом пакете колебаний); получение радиопмпульса 3 пругпх колебаний требуемой длительности.

Чтобы увеличить амплитуду колебаний, осуществляют спнфазную подачу последующих энергетических воздействий относительно колебаний, возникших под действием предыдущих, и наоборот; если последующие энергетические воздействия будут находиться в противофазе, амплитуда уменьшится.

Для выработки радиопмпульса производят синфазное энергетическое воздействие относительно колебаний, возникших под действием предыдущих возбуждений, однако рост амплитуды, после окончания переходного процесса, компенсируется внутренними потерями в преобразователе, что приводит к постоянству амплитуды. Так как преобразователь возбуждается на резонансной lûñòoòe мехяниче5 ской системы, амплитуда механических колебаний увеличивается примерно в Q раз по сравнению с одиночными воздействиями (где

Q — добротность механической системы излучателя) .

10 На фиг. 1 показана блок-схема устройства генерирования импульсов упругих механических колебаний по предлагаемому способу; на фиг. 2 — эпюра генерирования короткого акустического импульса; на фиг. 3 — генери15 рование «реперного» импульса в излучаемом пакете упругих колебаний; на фиг. 4 показано генерирование радиоимпульса упругих колебаний.

Устройство для генерирования импульса со20 стоит из пьезоэлектрического преобразователя I, накопительных емкостей 2 и 8, ключевых элементов 4 и 5, узлов управления б и

7 ключевыми элементами, генератора 8 частоты следования. Uc — напряжение па пьезо25 преобразователе, А — амплитуда упругих колебаний.

Пьезоэлектрический преобразователь (излучатель) периодически с помощью ключевых элементов 4 н б переключается на накопи30 тельные емкости 2 и,3, противоположно заряженные.

Предмет изобретения

35 Способ генерирования импульсов упругих механических колебаний при акустическом каротаже скважин, при котором возбуждают упругие механические колебания с помощью заряда статической емкости пьезопреобразо40 вателя от накопительной емкости, отличаюи ийсл тем, что, с целью повышения точности и разрешающей способности измерений акустических параметров горны.; пород, периодически перезаряжают статическую емкость

45 пьезопреобразователя путем подключения преобразователя к противоположным полюсам двух заряженных HHKQIIIITpJll llhlx емкостей.

272579

Фиг. 1

9 иг. 3

Ра г.4

Составитель Э. А. Терехова

Редактор В. Ф. Полещук Техред Т. П. Курилко Корректор Л. А. Царькова

Заказ 2428/18 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Я-35, Раушскан наб., д, 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

1 а!

1 1 11!

1 1