Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин акустическими методами. Цель изобретения - повьппение точности и стабильности корреляционного измерителя кинематических, характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин. Преобразователь напряжение - время заменяется преобразователем код - время, а зарядно-разрядная схема реверсивным счетчиком, вычитающий и суммирующий входы которого связаны с выходами двух разных/ перемножителей . При этом у первого перемножителя на один из входов подается цуг из импульсов с эталонной частотой следования, время начала которого определяется фазой принимаемого в данном такте сигнала, а длительность равна четверти его периода, а на другой вход подается прямоугольный импульс той же длительности, момент поступления которого определяется временем прихода сигнала в предыдущем такте. При этом на второй перемножитель подаются аналогичные сигналы , сдвинутые относительно первых на четверть периода (цуг опережает, а прямоугольный импульс отстает) . Устройство позволит повыситьточность измерения кинематических характеристик сигналов при акустическом каротаже скважин, что особенно необходимо для вычисления интервального времени при работе на больших зондах . 2 ил. i (Л С со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3959874/2? -25 (22) 29.07.85 (46) 30.08.87. Бюл. № 32 (71) Волжский отдел Института геологии и разработки горючих ископаемых (72) А,С.Агеев, А.Ф.Башкеев, В.П.Иванов и А.Е.Макеев (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 762571, кл. G 01 V 1/40, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1170396, кл. С 01 Ч 1/40, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛА ПРИ

АКУСТИЧЕСКОМ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области геофизических исследований скважин акустическими методами. Цель изобретения — повышение точности и стабильности корреляционного измерителя кинематических,характеристик сигна",а при акустическом каротаже скважин.

Преобразователь напряжение — время заменяется преобразователем код— время, а зарядно-разрядная схема— реверсивным счетчиком, вычитающий и суммирующий входы которого связаны с выходами двух разных(перемножителей. При этом у первого перемножителя на один из входов подается цуг из импульсов с эталонной частотой следования, время начала которого определяется фазой принимаемого в данном такте сигнала, а длительность равна четверти его периода, а на другой вход подается прямоугольный импульс той же длительности, момент поступления которого определяется временем прихода сигнала в предыдущем такте. При этом на второй перемножитель подаются аналогичные сигналы, сдвинутые относительно первых Е на четверть периода (цуг опережает, а прямоугольный импульс отсТает) .

Устройство позволит повысить- точность С измерения кинематических характеристик сигналов при акустическом ка- Д ротаже скважин, что особенно необ- ходимо для вычисления интервального времени при работе на больших зондах. 2 ил.

133

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин акустическими методами.

Цель изобретения — повышение точности и стабильности устройства для измерения кинематических характеристик сигнала.

На .фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжения на выходе его основных узлов, Устройство содержит преобразова. тель 1 код — время, формирователь 2 окна измерения, формирователь 3 импульсов слежения, аналоговый ключ 4, измеритель 5 динамических характеристик, блок 6 выделения и запоминания фазы сигнала, первый усилитель-ограничитель 7,инвертор 8,фазовращатель

9,второй усилитель-ограничитель 10, кварцевый генератор 11,схемы 12 и 13, перемножители 14 и 15, реверсивный счетчик 16, схему ИЛИ 17, счетчик

18, цифровой компаратор 19, блок 20 автонастройки "Вперед", блок 21 автонастройки "Назад" и блок 22 выключения автонастроек.

Устройство работает следующим образом. дается также через фазовращатель 9, который осуществляет его сдвиг на

90, на второй усипитель-ограничитель

10 (эпюра 27). В результате перемно5 жения Импульсов с выходов блоков, 8 и

10, а также сигнала с кварцевого генератора 11 на выходе схемы 12 и 13 совпадения получаются пачки импульсов длительностью в четверть периода колебаний на выходе блока 6, сдвинутые относительно друг друга также на четверть периода (эпюры 28 и 29, фиг.2).

Формирователь 3 импульсов слежения также выдает два импульса, сдвинутые относительно друг друга на четверть периода аналогичной длительности (эпюры 30 и 31, фиг.2) .

Таким образом, расположение по

20 времени пачек импульсов определяется фазой вновь пришедшего сигнала, а импульсов слежения — моментом

его прихода в предыдущем такте.

Эти сигналы попарно подаются на перемножители 14 и 15 (сигналы на эпюрах 28 и 30 — на один, а сигналы на эпюрах 29 и 31 — на другой). В установившемся режиме, когда принимаемые сигналы не изменяют своего положения, импульсы на эпюрах 28 и

30, а также импульсы на эпюрах 29 и 31 по времени не перекрываются и на выход перемножителей 14 и 15 не проходят. Как только время прихода

35 входного сигнала начнет изменяться, на выходе одного из перемножителей появляются импульсы эталонной частоты. Если, например, время прихода сигнала увеличивается, перекрываются 40 по времени импульсы на эпюрах 28 и 30, если уменьшатся — то импульсы на эпюрах 29 и 31. Соответственно в первом случае начинается поступление импульсов на суммирующий

50 ла, По команде синхроимпульса преобразователь 1 код — время вырабатывает импульс (эпюра 23, фиг.2), задержка которого относительно запуска определяется кодом, присутствующим на его управляющих шинах, и в установившемся режиме соответствует по времени моменту прихода первой фазы принимаемого сигнала. Этот импульс поступает на формирователь 2 окна измерения, который срабатывает запуская формирователь 3 импульсов слежения, а также аналоговый ключ 4 и измеритель 5 динамических характеристик, который определяет какой-либо динамический параметр, например максимальную амплитуду или действующее значение той части акустического сигнала, которая попадает в окно измерения, и выдает сигнал в виде постоянного напряжения. Часть волнового пакета, прошедшая на выход аналогового ключа,подается на блок 6 выделения и запоминания фазы сигнала, колебания с выхода которого (эпюра 24) поступают затем на усилитель-ограничитель

7 (эпюра 25) и инвертор 8 (эпюра 26).

Сигнал, несущий информацию о фазе пришедшего сигнала (эпюра 24), по4100 2 вход реверсивного, счетчика 16, а во втором — на вычитающий.Причем их количество строго пропорционально времени, на которое успел сдвинуться входной сигнал за один такт. Показания счетчика и время задержки импульсов слежения в следующем такте изменяются на соответствующую величину. Таким образом осуществляется слежение за фазой приходящего сигнаПреимуществом описанной схемы слежения, для которой и был разработан длинный алгоритм работы, является

1334100

55 то, что количество импульсов на выходе того или иного перемножителя равно изменению времени прихода сигнала за один такт. Это позволяет упростить устройство, так как исключается необходимость использования специальных узлов для получения указанной информации.

Импульсы с выхода перемножителей, пройдя через схему ИЛИ 17,подсчитываются в счетчике 18, который перед каждым тактом сбрасывается в нуль синхроимпульсом. Если количество превысит определенное значение, величина которого задается кодовой,ком бинацией на одном из входов цифрового компаратора 19, он срабатывает и закрывает схемы 12 и 13 совпадения, прекращая тем самым заведомо ошибочное измерение.

Для автонастройки устройства на

1первое вступление служат блок 20 автонастройки "Вперед" и блок 21 автонастройки "Назад". Автоматическая настройка устройства Вперед" включается в том случае, если система оказывается по каким-либо причинам настроенной не на первую фазу сигнала, а на послеДующие. Этот блок работает следующим образом. Выходным импульсом преобразователя 1 кодвремя формируется окно поиска длительностью, равной периоду сигнала (эпюра 32). Одновременно происходит сравнение входного сигнала с порогом, равным К U, где К вЂ” коэффициент усиления U — напряжение с выЭ хода блока 5 измерения динамических характеристик, причем К выбирают таким, чтобы компаратор реагировал на третью и последующие нечетные фазы входного сигнала (эпюры 24 и 33).

В случае правильной настройки окно поиска 32 и сигналы с выхода компаратора не совпадают во времени и команда на перестройку Вперед не вырабатывается, если произошел сбой (эпюра 32, пунктирная линия), то первым же импульсом 33 с компаратора формируется импульс, равный длительностью 1/2 периода входного сигнала, который поступает в блок 15 умножения, С выхода блока 15 умножения пачка эталонных импульсов поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 16. Длительность импульсов равна 1/2 периода сигнала. Это происходит в каждом такте до тех пор, пока устройство не настроится на первую фазу входного сигнала.

Блок 21 автонастройки "Назад" работает следующим образом. Импульсом с выхода преобразователя 1 код— время формируется короткое временное окно, задержанное на 3/4 периода входного сигнала, в течение которого сигнал с усилителя-ограничителя 7 поступает на интегратор, выходной сигнал которого поступает на нуль †орг.

В случае правильной настройки это окно нриходится на экстремум второй полуволны входного сигнала (эпюра

34), поэтому на выходе интегратора происходит накопление отрицательно потенциала, который выключает нульорган. В случае сбоя системы на один нли более периодов вперед на интегратор.поступают усиленные до ограничения акустические шумы. Так как шум и запуск прибора не зависят друг от друга, вероятности попадания в окно положительных и отрицательных полуволн равны, то на выходе интегратора напряжение колеблется около нуля, что вызывает срабатывание нуль-органа, на выходе которого формируется выходной импульс, равный длительностью 1/4 периода входного сигнала, который поступает на блок 14 умножения. С выхода блока 14 умножения пачка эталонных импульсов длительностью, равной 1/4 периода сигнала,поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 16. Это происходит в каждом такте до тех пор, пока устройство не настроится на первое вступление.

При последующем движении "Назад", т.е. в сторону увеличения задержки, включается блок 20 автонастройки

"Вперед", импульс с выхода которого вызывает установку интегратора в исходное состояние и выключение нульоргана, т.е. выключение блока 21 автонастройки "Назад".

При уменьшении соотношения сигналшум увеличивается вероятность ложного включения автонастроек, поэтому в устройство введен блок 22 выключения автонастроек, сущность работы которого заключается в следующем.

Между синхроимпульсом и первым вступлением измеряется действующее значение шума, которое сравнивается с сигналом с выхода блока 5 измерения ди5 1ЗВ намических параметров. В случае превышения шума над полезным сигналом блоком вырабатывается сигнал, который блокирует выходные сигналы блоков 20 и 21 автонастроек "Вперед" и "Назад", т.е. блоки автонастройки имеют возможность работы только на тех участках скважины, где соотношение сигнал — шум позволяет с высокой вероятностью исключить их ложное срабатывание.

Таким образом, весь процесс слежения за фазой принимаемого сигнала и выдача результатов измерения происходят в цифровой форме, поэтому инструментальная ошибка измерения в основном определяется ценой младше@о разряда реверсивного счетчика 1б и стабильностью кварцевого генератора 11.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин, состоящее из перемнойителя, измерителя динамических характеристик, аналоговый вход Которого соединен с сигнальным входом устройства, блока автонастройки "Вперед", первый аналоговый вход которого соединен с сигнальным входом устройства, а второй вход — с выходом измерителя динами ческих характеристик, блока выключения автонастроек, у которого первый аналоговый вход соединен с сигнальным входом устройства, второй — с выходом измерителя динамических характеристик, а запускающий вход — с синхровходом устройства в целом, последовательно соединенных аналогового ключа, блока выделения и запоминания фазы сигнала и усилителя-ограничителя, при этом вход аналогового ключа соединен с сигнальным входом устройства, блока автонастройки "Назад, у которого аналоговый вход соединен с выходом усилителя-ограничителя, а второй управляющий вход — с вторым управляющим входом блока автонастройки "Вперед" и выходом блока выключения автонастроек, формирователя окна измерения, выход которого соединен с управляющими входами аналогового ключа иизмерителя динамических характеристик, а вход соединен с первым управляющим входом блоков

6 автонастройки Вперед" и "Назад", обнуляющий вход последнего соединен с выходом блока автонастройки "Вперед", о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности устройства, в него введены преобразоватедь код — время, 5

40 и с выходом кварцевого генератора, а выход — с вторым входом первого перемножителя, у второй схемы совпадения третий вход соединен с выходом первого усилителя-ограничителя, а выход — с вторым входом второго перемножителя, у которого,в свою очередь, управляющий вход соединен с выходом блока автонастройки "Впе1 ред", а выход — с вычитающим входом реверсивного счетчика и одним из входов схемы ИЛИ, при этом у первого перемножителя управляющий вход соединен с выходом блока автонастройки "Назад, а выход соединен с вторым входом схемы ИЛИ и с суммирую45

55 формирователь импульсов слежения, кварцевый генератор, инвертор, фазовращатель, второй усилитель-ограничитель, две схемы совпадения, реверсивный счетчик, второй перемножитель, схема ИЛИ, счетчик, цифровой компаратор, при этом у преобразователя код — время запускающий вход соединен с синхровходом устройства в целом, счетный вход — с выходом кварцевого генератора, управляющие шины — с выходными шинами реверсивного счетчика и выходом устройства, а выход — с входом формирователя окна измерения, у формирователя импульсов слежения вход соединен с выходом формирователя окна измерения, первый выход — с одним из входов первого перемножителя, а второй выход — с одним из входов второго перемножителя, у фазовращателя вход соединен с выходом блока выделения и запоминания фазы сигнала, а выход — с входом второго усилителя-ограничителя, у инвертора вход соединен с выходом первого усилителя-ограничителя, а выход — с первым входом первой схемы совпадения, у которой второй вход соединен с первым входом второй схемы совпадения ис выходом второго усилителя-ограничителя, а третий вход соединен с вторым входом второй схемы совпадения и с выходом цифрового компаратора, четвертый вход соединен с четвертым входом второй схемы совпадения

27

Составитель А.Кондратьев Техред И.Попович Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Огар

Заказ 3959/43 Тирам 130 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Умгород. ул.Проектная,4 щим входом реверсивного счетчика, обнуляющий вход счетчика соединен с синхровходом устройства в целом, а счетный вход соединен с выходом

1334100 8 схемы ИЛИ, у цифрового компаратора ,первый вход соединен с выходными шинами счетчика, второй вход — с источ5 ником кодовой комбинации.

Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин Устройство для измерения кинематических характеристик сигнала при акустическом каротаже скважин 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизических исследований необсаженных и обсаженных скважин и может быть использовано при определен|5и акустических свойств горных пород в массиве

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано в зондах акустического коротажа

Изобретение относится к системам отображения совокупности данных измерений вдоль траектории ствола скважины

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах, а именно к анализу и обработке полученных данных с устройства акустического каротажа

Изобретение относится к областям скважинной геологии и геофизики и, более конкретно, к идентификации и оцениванию глубинных зон, имеющих упругую среду, видоизмененную наведенными природными трещинами или напряжениями эффектов

Изобретение относится к области промысловой геофизики

Изобретение относится к атрибуту напряжения в горных породах, обеспечивающему проведение анализов геологических сред. Технический результат заключается в эффективном определении атрибута напряжения, обеспечивающего понимание напряжений в пласте горной породы и, как следствие, принятие верного решения о месте и методе извлечения ресурса. Считываемый компьютером носитель содержит исполняемые компьютером инструкции для инструктирования вычислительной системы для расчета напряжения для поверхности, связанной с пластом горной породы, на основании радиусов кривизны двух поверхностей, связанных с пластом горной породы, расчета напряжения для другой поверхности, связанной с пластом горной породы, и расчета одного или более напряжений в пласте горной породы на основании рассчитанного напряжения для поверхности и рассчитанного напряжении для другой поверхности. Способ преобразования трехмерного атрибута напряжения пласта горной породы в пласте горной породы заключается в том, что принимают информацию о геологической среде, включающей в себя пласт горной породы. Выбирают трехмерный атрибут напряжения пласта горной породы, причем трехмерный атрибут напряжения пласта горной породы зависит, по меньшей мере частично, от радиусов кривизны двух или более поверхностей, связанных с пластом горной породы. Моделируют геологическую среду и преобразуют трехмерный атрибут напряжения пласта горной породы для пласта горной породы геологической среды. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может найти применение при разработке нефтяных залежей. Способ включает проведение геолого-геофизических и промысловых исследований скважин, комплексный анализ их результатов, выделение литотипов по данным ГИС, оценку разделения литотипов в полях скоростей продольных, поперечных волн и плотности, проведение синхронной инверсии частичных угловых сумм сейсморазведочных работ 3Д, в результате чего получают трехмерные кубы скоростей продольной, поперечной волн и плотности. Пересчитывают их в дискретный куб литологии на основе литотипов, выделенных по скважинным данным, и проводят калибровку и верификацию по данным ГИС. На основе результатов обработки и интерпретации сейсморазведочных работ 3Д строят карты когерентности волнового поля по кровле баженовской свиты и подошве ближайшего вышележащего проницаемого пласта. Определяют критическое значение индекса когерентности, ниже которого продуктивность скважин близка к нулю. Проводят совместный анализ карт когерентности и выделяют потенциально продуктивные зоны баженовской свиты. Проводят анализ зависимости мощности литотипов от запускных дебитов скважин. Затем на основе разработанных петрофизических алгоритмов и выявленных связей по данным ГИС и исследований керна рассчитывают коэффициенты пористости и нефтенасыщенности, по результатам чего строят карты эффективных нефтенасыщенных мощностей, пористости, нефтенасыщенности и распределения плотности запасов нефти. Технический результат - повышение точности прогнозирования распространения запасов нефти. 8 ил.
Наверх