Скважинный пьезоэлектрический геофон

Скважинный пьезоэлектрический геофон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

И, Н. Точкин, З. Н. Некрасов, С. Г. Тактаров и А. Д. Павлов (1i ) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕОФОН

Изобретение относится к звукометрйческим приборам-геофонам и может быть использовано для регистрации проявлений горного давления в шахтных условиях.

Известен скважннный пьезоэлектрический геофон, содержащий цилиндрический корпус датчика с размешвнным в нем у ,одного из торцов пьезоэлементом и регистрирующую аппаратуру )1)

Недостатком такого прибора»»an»»ercs егo односторонняя направленность. Наибольшую чувствительность этот датчик имеет в направлении, перпендикулярном: плоскости пьезопластины, что вызывает необходимость ориентации его в скважине. В труднодоступных местах ориентапия датчика в скважине, как правило, исключается, поэтому эффективность применения подобных устройств сильно снижается.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является скважинный пьезоэлектрический геофон, содержа-) ший корпус датчика, внутри которого размешены перпендикулярно друг другу две прямоугольные пьезопластины, детекI тируюшне звенья и сумматор сигналов

Г2)

Однако s наиболее реальных условиях, когда се@смоакустич еская волна приходит на пьезопластицы под углом, не равным

80, происходит искажение характериоо тик, так как сигналы при этом вычитаются. Наиболее существенное искажение происходит в слунае, когда волна приходит в противофазе, т.е. под углом, приблизительно равным 45О, Для предотвращения этого вводят детектируюшие звенья и суьяиатор, которые вносят свои иска35

1 женин в амплитудно-частотную характеристику сигнала, затрудняющие его анализ, и увеличивают габариты устройства.

Кроме того, требуется тщательный под20 бор пар кристаллов по чувствительности.

Иель изобретения «повышение информативности и достоверности получаемых результатов.

3 9114

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном пьезоэлектрическом геофоне, содержашем . регистрирующую аппаратуру, датчик с цилиндрическим корпусом, в котором размещен пьезоэлемент, представляющий собой прямоугольную пластину, прямоугольная пластина пьезоэлемента изогнута по винтовой линии относительно ее оси симметрии, при этом стороны пластины, перпен- i6

Ликулярные этой оси, развернуты отно- . сительно друг друга на 90о.

На фиг. 1 изображена конструкция датчика; на фиг. 2 - пьезопластина.

Скважинный пьезоэлектрический гео- s фон содержит корпус 1 цилиндрической формы, внутри которого размещена пьезо» электрическая пластина 2, выполненная изогнутой по винтовой линии относительно ее симметриии,Пластина 2 закреплена 2о в державке 3 с помошью винта 4. Между пьезоэлектрической пластиной 2 и винтом 4 проложена диэлектрическая прокладка 5. Державка в корпусе 1 крепится ..с помошью винтовой пробки 6 с гермети 2S зируюшими прокладками 7. Передача сигнала с пьезокристалла на регистрирующее устройство осуществляется по кабелю 8, проходяшему в отверстии винтовой пробки 6 и крышки 9. 30

Устройство работает: следуюшим образом.

Сейсмоакустическне волны, возникаюшие в горном массиве в результате динаМических процессов, воздействуют на пьезопластину 2, вызывая ее механические колебания. Механическая деформация, обусловленная колебаниями, вызывает появление электрических зарядов на гранях пьезопластины. Величина образуюшегося заряда или развиваемая ЭДС пропорциональна велИчине сейсмоакустической вол,ны. Механическая деформация, возникаю- шая под действием сейсмоакустической волны, знакопереыенная, поэтому и заряд, „ образующийся на гранях, изменяет знак, что приводит к появлению гармонического

07 4 еигнала. Так как после прекращения действия сейсмоакустической волны колебательный процесс носит затухающий характер, то и сигнал на выходе пьезопластины будет иметь форму гармонического затухающего сигнала, частота колебания и затухание которого будут зависеть от характеристик пластины. Сигнал с пьезопластины 2 по кабелю 8 передается на регистрирующее устройство. Фронт нарастания сигнала и амплитуда первого вступления будут характеризовать сейсмоакустическую волну.

Вьполнение пьезопластины изогнутой по винтовой линии позволяет по сравне.нию с известным увеличить чувствитель ность и уменьшить искажения за счет того, что сейсмоакустическая волна, приходяшая к пластине под углом, близким или равным 45о, вызывает сложение сигнала, что приводит к увеличению его амплитуды на выходе пьезопластины, без искажения формы сигнала.

Формула изобрет ения

Скважикный пьезоэлектрический геофон, содержаший регистрируюшую аппаратуру и датчик с цилиндрическим корпусом, в котором размещен пьезоэлемент, представляющий собой прямоугольную пластину, отличающийся тем, что; с целью повышения информативности и достоверности получаемых результатов, прямоугольная пластина пьезоэлемента изогнута по винтовой линии относительно ее оси симметрии, при этом стороны пластины, перпендикулярные, этой оси, развернуты относительно друг друга на 90, о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 84490, ьд. G 01 1/20, 1949.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2669870/25, кл. Ь 01Ч 1/20, 1979 (прототип).

911407

7 у

4 Х

Фиг. 1

Составитель Н. Журавлева

Редактор Р.. видика Техред Ж. Кастелевич Корректор Л. Вокщан

Заказ 1117/35 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4lS

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4