SU1405002A1 - Apparatus for impedance acoustic well logging - Google Patents
Apparatus for impedance acoustic well logging Download PDFInfo
- Publication number
- SU1405002A1 SU1405002A1 SU864105220A SU4105220A SU1405002A1 SU 1405002 A1 SU1405002 A1 SU 1405002A1 SU 864105220 A SU864105220 A SU 864105220A SU 4105220 A SU4105220 A SU 4105220A SU 1405002 A1 SU1405002 A1 SU 1405002A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- impedance
- rod
- vibrator
- probe
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к устройствам акустического.каротажа скважин и предназначено дл использовани в геофизических исследовани х. Целью изобретени вл етс повьшзение чувствительности ,и точностиjизмерений импеданса горных пород путем повыше- ни добротности зонда и снижени его рабочей частоты. Цель достигаетс тем, что зонд снабжен высокодобротным вибратором продольных колебаний в виде стержн .Вибратор коаксиально размещен в защитной цилиндрической оболочке и механически св зан с последней при помощи дискового акустического трансформатора. Акустичес- кич трансформатор преобразует продольные механические направжени стержневого вибратора в радиальные колебани защитной цилиндрической оболочки с последующим переизлучением их в окружающую среду. Использование кодобротного вибратора снижает импеданс собственных потерь и повышает чувствительность импедансных измерений . 3 ил.The invention relates to acoustic well logging devices and is intended for use in geophysical surveys. The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measuring the impedance of rocks by increasing the quality factor of the probe and reducing its operating frequency. The goal is achieved by the fact that the probe is equipped with a high-quality longitudinal oscillation vibrator in the form of a rod. The vibrator is coaxially placed in a protective cylindrical shell and mechanically connected to the latter by means of a disk acoustic transformer. An acoustic transformer transforms the longitudinal mechanical directions of the rod vibrator into radial vibrations of the protective cylindrical shell and then re-emit them into the environment. The use of a code-vibrator reduces the impedance of its own losses and increases the sensitivity of the impedance measurements. 3 il.
Description
слcl
о о юoh oh
Изобретение относитс к устройствам акустического каротажа скважин и предназначено дл использовани в геофизических исследовани х, The invention relates to acoustic well logging devices and is intended for use in geophysical surveys,
Целью изобретени вл етс повьше- ние чувствительности и точности измерений импеданса горных пород путем .повышени добротности зонда и снижени его рабочей частоты.The aim of the invention is to increase the sensitivity and accuracy of measurements of rock impedance by increasing the quality factor of the probe and reducing its operating frequency.
На фиг,I схематически показано предлагаемое устройство; на фиг.2 - блок-схема реализации блока возбуждени и преобразовани колебаний; на фиг.З - блок-схема второй реализации указанного блока.Fig, I schematically shows the proposed device; Fig. 2 is a block diagram of an implementation of an excitation and vibration conversion unit; FIG. 3 is a block diagram of a second implementation of said block.
Устройство состоит (фиг,) из сква- жинного акустического зонда 1, возбуждающего преобразовател 2, приемного преобразовател 3, цилиндричес- кой оболочки 4, высокодобротного вибратора 5 продольных колебаний,дискового акустического трансформатора 6 акустических ловушек 7, блока 8 возбуждени и преобразовани , .центрирующего устройства 9, каротажного кабел 10 и наземной контрольно-регистрирующей панели II,The device consists (FIG.) Of a downhole acoustic probe 1, an exciting transducer 2, a receiving transducer 3, a cylindrical shell 4, a high-quality longitudinal oscillation vibrator 5, a disk acoustic transformer 6 acoustic traps 7, an excitation and conversion unit 8 centering device 9, wireline 10 and ground control and recording panel II,
На фиг.2 приведен первый вариант выполнени блока 8 возбуждени и преобразовани колебаний. Блок 8 содержит предварительный усилитель 12, фазовый корректор J3, фильтр 14, управ- л емьй усилитель 15, выходной усилитель 16, измерительный преобразова- тель 17 амплитуды и частоты выходного сигнала, линейный усилитель 18, детектор 19, сравнивающее устройство 20, источник 21 опорного сигнала.Fig. 2 shows a first embodiment of the block 8 for exciting and converting vibrations. Block 8 contains a preamplifier 12, a phase corrector J3, a filter 14, a control amplifier 15, an output amplifier 16, a measuring transducer 17 for amplitude and frequency of the output signal, a linear amplifier 18, a detector 19, a comparison device 20, a reference source 21 signal.
На фиг.З приведен второй вариант выполнени блока 8 возбуждени и преобразовани колебаний, который содержит генератор 22 импульсов, фильтр 23 измерительный преобразователь 24 собственной частоты и логарифмического декремента затухани - колебаний,FIG. 3 shows a second embodiment of an excitation and conversion oscillation unit 8, which comprises a pulse generator 22, a filter 23, a natural frequency measuring converter 24 and a logarithmic decay-oscillation decrement,
В первом варианте выполнени блока 8 возбуждени и преобразовани колебаний приемный преобразователь 3 и возбзпкдающий преобразователь 2 включен в кольцо самовозбуждени , состо щее из предварйП-ельного усилител 12, фазового корректора 13,фильтра 14, управл емого усилител 15 и выходного усилител 16. Кроме того, приемный преобразователь 3 подклю- чен через линейный усилитель 18 и детектор 19 к одному из входов сравнивающего устройства 20, к второму входу которого подключен источник 2 сигнала. Выход сравнивающего устройства подключен к управл ющему входу управл емого усилител 15.In the first embodiment of the excitation and conversion unit 8, the receiving converter 3 and the exciter converter 2 are included in a self-excitation ring consisting of a pre-amplifier 12, a phase corrector 13, a filter 14, a controlled amplifier 15 and an output amplifier 16. Also the receiving transducer 3 is connected via a linear amplifier 18 and the detector 19 to one of the inputs of the comparison device 20, to the second input of which the signal source 2 is connected. The output of the comparison device is connected to the control input of the controlled amplifier 15.
Устройство при первом варианте выполнени блока возбуждени и регистрации колебаний работает следующим образом.The device in the first embodiment of the implementation of the excitation unit and the registration of vibrations operates as follows.
Высокодобротный вибратор 5 продольных колебаний, включенный посредством возбуждающего 2 и приемного.3 преобразователей в кольцо самовозбуждени , совершает гармонические автог колебани на одной из резонансных частот продольных колебаний, котора выбираетс фильтром 14,A high-quality longitudinal vibration vibrator 5, turned on by means of exciting 2 and receiving 3. converters into a self-excitation ring, performs harmonic auto-oscillations at one of the resonant frequencies of longitudinal vibrations, which is selected by filter 14,
Соблюдение баланса фаз в кольце самовозбуждени устанавливаетс фазовым корректором 13, Дл устранени погрешности, обусловленной нестабильностью коэффициента усилени в кольце самовозбуждени , введена автоматическа стабилизаци амплитуды автоколебаний , задаваема источником 21 опорного сигнала. При отклонении амплитуды автоколебаний от заданной по вл етс сигнал рассогласовани на выходе сравнивающего устройства 20, который астатически регулирует коэффициент усилени управл емого усилител J5.Observance of phase balance in the self-excitation ring is established by the phase corrector 13. In order to eliminate the error caused by the instability of the gain factor in the self-excitation ring, automatic stabilization of the amplitude of self-oscillations set by the source 21 of the reference signal is introduced. When the amplitude of the self-oscillations deviates from the given one, the error signal appears at the output of the comparison device 20, which statically adjusts the gain of the controlled amplifier J5.
Таким образом, при посто нной амплитуде резонансных автоколебаний вы- со;содобротного вибратора 5 продольных колебаний амплитуда возбуждени на возбуждающем преобразователе 2 пропорциональна механическому импедансу высокодобротного вибратора 5 продольных колебаний, который на частоте резонанса часто активен и равен сумме импеданса потерь 2 и импеданса излучени Z упругих волн цилиндрической оболочкой 4.Thus, at a constant amplitude of resonant high-frequency self-oscillations, longitudinal oscillations of a vibrating vibrator 5, the excitation amplitude on the excitation transducer 2 is proportional to the mechanical impedance of the high vibrational vibrators 5 of longitudinal vibrations, which at the resonance frequency is often active and equal to the sum of the impedance of the losses 2 and the radiation impedance of the emulator. waves of a cylindrical shell 4.
Это излучение происходит благодар тому, что при колебани х стержн возникающие механические напр жени сжати дисковым акустическим трансформатором 6 превращаютс в радиальные колебани оболочки 4, излучающей, в свою очередь, через промывочную жидкостьупругие волны в окружающую скважину среду. Импеданс излучени Z обусловлен отводом упругих волн от поверхности оболочки 4, Чем выше исходна добротность стержн , тем меньше собстйенный импеданс потерь Zg, а следовательно, и вьш1е чувствитель- 1405002This radiation occurs due to the fact that, when the rod oscillates, the resulting mechanical stresses of the disk acoustic transformer 6 turn into radial oscillations of the shell 4, radiating, in turn, through the flushing fluid, elastic waves into the surrounding well. The radiation impedance Z is due to the removal of elastic waves from the surface of the shell 4, the higher the initial quality of the rod, the lower the impedance of the loss Zg, and hence the higher the sensitivity, 1405002
ность системы, поэтому стержень из- му декременту затухани колебаний, готавливаетс из высодобротного мате- которые передаютс по каротажному ка- риала, например из дюралюмини , Из белю 10 в наземную контрольно-регист- объема, ограниченного оболочкой 4, рирующую панель 11, дл этой же цели откачиваетс воздух. Фильтр 23 обеспечивает выделениеthe system, therefore the rod, due to the decrement of the damping of oscillations, is prepared from high-quality materials that are transferred along the logging carriage, for example, from duralumin, from white 10 to ground control register-volume, bounded by shell 4, drawing panel 11, for this the same purpose, the air is pumped out. Filter 23 provides a selection
Дл уменьшени отвода колебатель- затухающих колебаний лишь одной соб- ной энергии по корпусу зонд 1 снабжа- ственной моды высокодобротного вибра- .етс акустическими ловушками 7, кото- тора 5 продольных колебаний, рые представл ют собой комбинацию IQ Логарифмический декремент d затуха- фланцеви проточек, размещенных на ни колебаний св зан с добротностью кра х корпуса зонда. Цилиндрическа Q вибратора 5 зависимостью оболочка 4 дл уменьшени потерьj To reduce the diversion of oscillatory-damped oscillations of only one of its own energy through the body of the probe 1 of the supplying mode of high-quality vibration, acoustic traps 7, which 5 longitudinal oscillations, rye, are a combination of IQ Logarithmic decrement d-flange of grooves placed on oscillations is associated with the quality of the edges of the probe body. Cylindrical Q of the vibrator 5 dependent shell 4 to reduce losses j
энергии также изготовлена из .высоко-Q energy is also made of .high-Q
добротного материала,15 Дб бротность Q обратно пропорциоСнижение собственного импеданса нальна импедансу (Zo+Z), поэтому ре- потерь Zu колебательной системы повы- гистраци логарифмического декремен- шает чувствительность импедансных из- та затухани колебаний позвол ет так- мерений. Практически удалось достичь же измерить импеданс горных пород, добротности стержн пор дка 6000, 20 Первьй вариант измерени импедан- что во столько же раз увеличивает чув- са более предпочтительный, так как ствительность измерений. Это дает второй, учитыва высокую добротность возможность снизить частоту колеба- резонатора, требует значительное вре- ний и несмотр на уменьшение импедан- м на установление колебаний и, сле- са излучени Z упругих волн в массив 25 довательно, меньшую скорость прове- горных пород со снижением частоты дени каротажа. обеспечить приемлемую чувствитель- | ность измерений.Положительный эффект изобретени A good material, 15 dB, the Q-factor is inversely proportional to its own impedance, the impedance (Zo + Z), so the Zu loss of the oscillating system, increasing logarithmic decrements the sensitivity of the impedance from the damping of oscillations, allows for measurements. It was practically possible to achieve the same measurement of the impedance of rocks, a rod Q-factor of about 6000, 20 Perviy version of the measurement of impedance, which increases by the same time the sensation more preferable, since the measurement is accurate. This gives the second, taking into account the high quality, the opportunity to reduce the oscillation frequency of the resonator, requires considerable time and despite the reduction of the impedances for the establishment of oscillations and, after the emission of Z elastic waves into the massif 25, a lower velocity of spurs reduction in the frequency of day logging. provide acceptable sensitivity- | measurement accuracy. Positive effect of the invention
Снижение частоты конструктивно заключаетс в повышении чувстви- осуществл етс удлинением высокодоб- 30 тельности и точности измерени импе- ротного вибратора 5 продольных колеба- данса горных пород. НИИ, что может быть осуществлено безFrequency reduction constructively consists in increasing the sensitivity, which is carried out by lengthening the high-yield capacity and the accuracy of measuring the impulse vibrator 5 of the longitudinal oscillation of rocks. Research institutes that can be implemented without
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864105220A SU1405002A1 (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Apparatus for impedance acoustic well logging |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864105220A SU1405002A1 (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Apparatus for impedance acoustic well logging |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1405002A1 true SU1405002A1 (en) | 1988-06-23 |
Family
ID=21251940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864105220A SU1405002A1 (en) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | Apparatus for impedance acoustic well logging |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1405002A1 (en) |
-
1986
- 1986-05-19 SU SU864105220A patent/SU1405002A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент US № 3883841, кл. 340-15.5А, опублик. 1975. Патент US № 2868311, кл., опублик.1959. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7551518B1 (en) | Driving means for acoustic marine vibrator | |
CN108594238B (en) | Transient signal-based device and method for calibrating electroacoustic performance of underwater acoustic transducer | |
SU1405002A1 (en) | Apparatus for impedance acoustic well logging | |
SU913303A1 (en) | Method and device for acoustic well-logging | |
US4219095A (en) | Acoustic transducer | |
JPH08195998A (en) | Portable ultrasonic underwater sensor | |
SU693305A1 (en) | Well acoustic radar | |
SU853445A2 (en) | Hydraulic acoustic pulser for checking pressure transducers | |
RU173582U1 (en) | ACOUSTIC PULSE FORMING DEVICE | |
SU744407A1 (en) | Acoustic logging transducer | |
SU830172A1 (en) | Near system | |
SU1700411A1 (en) | Device for determination of member oscillation parameters | |
RU2699421C1 (en) | Method of acoustic impact on well | |
SU1659938A1 (en) | Method for exciting seismic oscillations | |
SU1457587A1 (en) | Device for calibrating transducers of acoustic emission signals | |
SU690322A1 (en) | Method of measuring resonant frequencies of vibrations | |
SU1527559A1 (en) | Method of determining dry friction force and viscous friction coefficient in oscillatory system | |
SU1114896A1 (en) | Method of determination of flexural vibration natural frequencies | |
SU1277033A1 (en) | Method and apparatus for exciting vibration seismic signals | |
SU662160A1 (en) | Vibrator | |
SU608565A1 (en) | Vibrated drill-bit | |
SU1547084A1 (en) | Device for generation of ultrasound pulses | |
SU1017942A1 (en) | Multi-channel vibration testing system | |
SU1676116A2 (en) | Device for calibrating hydrophones | |
SU1173368A1 (en) | Method of seismic prospecting |