Устройство акустического каротажа обсаженных скважин

 

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а конкретно к аппаратуре для акустического коротажа обсаженных скважин. Целью изобретения является повышение эффективности выделения головных продольных волн по горным породам за счет повышения динамического диапазона устройства и снижения влияния переходных процессов. Цель достигается тем, что для подавления волны-помехи по обсадной колонне в устройство акустического каротажа введены блок 2 преобразования принимаемых сигналов в прямоугольные импульсы одной полярности, блок 3 выделения синхроимпульса, блок 4 генератора прямоугольных импульсов противоположной полярности, по частоте равной колебаниям волны-помехи по обсадной колонне, блок 5 вычитания и блок 6 вычисления и регистрации. В блоке вычитания из преобразованного полного принятого сигнала исключается волна-помеха, что позволяет надежно регистрировать параметры показных волн по породе при самых неблагоприятных соотношениях сигнал/помеха. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (g))5 С 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР I (21) 4388170/ 3-25 (22) 28.12.87 (46) 30.07.90. Бюл. ¹ 28 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) IT.À.Прямов, M.A.Сулейманов, Т.А>Чернышева и С.И.Тарасов (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 342152, кл. G 01 V 7/40, 1971.

Авторское свидетельство СССР № 572735> кл. G 01 V 1/40, 1976, (54) УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН (57) Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а конкретно к аппаратуре для акустического каротажа обсаженных скважин. Целью изобретения является повышение эффективности вьделения головных продольных волн по горИзобретение относится к устройствам .для геофизических исследований скважин, конкретнее к аппаратуре для акустического каротажа обсаженных скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности вьделения головных продольных волн по горным породам за счет увеличения динамического диапазона устройства и снижения влияния переходных процессов.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры сигналов.

„SU„„1582159 А 1

2 ным породам за счет повышения динамического диапазона устройства и снижения влияния переходных процессов.

Цель достигается тем, что для подавления волны-помехи по обсадной колонне в устройство акустического каротажа введены блок преобразования принимаемых сигналов в прямоугольные импульсы одной полярности, блок 3 выделения синхроимпульса, блок 4 генератора прямоугольных импульсов противоположной полярности, по частоте равной колебаниям волны-помехи по обсадной колонне, блок 5 вычитания и блок 6 вычисления и регистрации. В блоке вычитания из преобразованного полного принятого сигнала исключается волна-пОмеха, что позволяет надежно регистрировать параметры показных волн по породе при самых неблагоприятных соотношениях сигнал/помеха. 2 ил.

Устройство содержит акустический зонд, состоящий из излучателя (излучателей) и приемника (приемников), усилитель 1, блок 2 преобразования синусоидальных колебаний в прямоугольные импульсы одной полярности блок

3 вьделения синхроимпульсов, генератор 4 прямоугольных импульсов противоположной полярности, блок 5 вычитания, блок 6 вычислений и регистрации.

Выход приемника соединен с входом блока 2 преобразования синусоидальных колебаний в прямоугольные импульсы одной, обычно положительной, поляр1582159 кости, выход блока 2 соединен с входом блока 3 выделения имульсов сонхронизациии первым входои блока 5 вычитания. Выход блока 3 выделения импульсов синхронизации соединен с входом генератора 4 прямоугольных импульсов противоположной, обычно отрицательной полярности, выход которого соединен с вторым входои блока

5 вычитания. Выход блока 5 вычитания ! соединен с входом блока с входом блока б вычислений и регистрации.

Устройство работает следуюшим образом, 15

Излучатель создает в скважине импульсы упругих колебаний, распространяющиеся по околоскнажинной среде и воздействующие на приемник упругих колебаний. Приемник преобра20 зует акустические сигналы н электрические импульсы, которые усиливаются усилителем 1. С выхода усилителя эти импульсы синусоидальной формы 1 (диаграмма 7 на фиг. 2) поступают на выход блока 2 преобразования. синусоипальных колебаний в прямоугольные импульсы положительной полярности. В качестве этого блока можно использовать, например, компаратор, который вырабатывает на выходе положительный импульс (диаграмма 8 на фиг.2), когда амплитуда положительных фаз выходного сигнала превьш ает пороговой уровень компаратора. С выхода блока 2 прямоугольные импульсы 35 положительной полярности поступают на вход блока 3 выделения импульсов синхронизации и первый вход блока

5 вычитания.

Блок 3 может быть выполнен, напри- 40 мер, н виде счетчика, выделяющего первый из входных имгульсов, В нуле ное исходное состояние этот счетчик устанавливается н начале каждого цикла работы устройства, например, в момент срабатывания излучателя.

В момент поступления на вход первого импульса блок 3 формирует на выходе импульс, запускающий ждущий генератор 4 прямоугольных импульсов отрицательной полярности. Частоту колебаний этого генератора устанавливают равной частоте подавляемых колебаний (волн по обсадной колонне) экспериментально на скважине или заранее расчетным путем. Генератор

4 вырабатывает в течение заданного времени прямоугольные импульсы отр ицательной полярности (диаграмма

9 на фиг.2), длительность которых равна длительности положительных импульсов первого (подаваемого) пакета колебаний картины (диаграмма

7 на фиг.2). С выхода генератора 4 отрицательные импульсы поступают на второй вход блока 5 вычитания.

Блок 5 вычитания выполняют, например, в ниде логического устройства (схемы сонпадений) или аналогового нычитающего устройства. Когда импульсы на первом и втором входах блока 5 находятся в противофазе, на выходе блока 5 имеется нулевой потенциал.

В случае совпадения полярностей входных сигналон на выходе формируются положительные или отрицательные импульсы полезной волны (диаграмИа

10 на фиг.2) .

С выхода 5 сигналы поступают на вход блока 6 вычислений и регистрации.

На диаграмме 7 фиг.2 изображена типичная волновая картина акустического каротажа н обсаженной скважине.

Первый пакет колебаний представляет собой высокочастотные волны, распространяющиеся по обсадной колоне, а второй — головные продольные волны по горным породам. Данное устройство позволяет выделить эти полезные вол— ны по породе на фоне волн-помех по колонне, так как частота упругих колебаний .по колонне в 1,2-1,7 раза выше, чем частота колебаний головных продольных волн, распространяющихся по горным породам. В отличие от исследований необсаженной скважины, где амплитуда головных поперечных волн, как правило, н несколько раз больше амплитуд головных продольных волн, при контроле цементирования обсадных колонн B о зависимости от качества цементирования колонны амплитуда волн по колонне может быть как меньше амплитуды головных продольных волн по породе, так и значительно (до 10-20 раз) больше их (при некачественном цементировании), В последнем случае зарегистириронать параметры продольных волн (например, время прихода) на фоне больших по амплитуде волн по колонне, используя, например, фильтры низких частот с известным спадом коэффициентапередачи в области верхних частот, практически невозможно, 21 59 6 ния Т,, Т и интервальных вре«н

Д 7 а также для пострбения фазокорй реляционных диаграмм.

5 158 так как рабочие частоты обоих типов нолн отличаются незначительно, а обеспечить достаточное превышение амплитуд волн по породе над уровнем амплитуд волн по колонне не представляется возможным.

Устройство позволяет регистрировать параметры продольной волны по породе практически при всех встречающихся соотношениях между уровнем амплитуд волны по породе и волны по колонне, так как для разделения волн используется чисто частотный признак. Даже незначительная разница в частотах волн по колонне и породе достаточна для выделения волн по породе на фоне волн по колонне. Устройство может быть реализовано на пифровых стандартных блоках (генераторах, компараторах, логических устройствах) достаточно высокого быстродействия, что снижает влияние переходных процессов, свойственных устройствам с обычными фильтрами. 2

Импульсы, поступающие на блок вычислений и регистрации, используются ,для управления работой плавающего временного "окна, дающего .разрешение на выделение амплитуды волн, распространяющихся по породе в обсаженной. скважине для преобразования временной задержки по малому и ,большому зондам или в цифровые ко- ды. с соответствующими схемами, устройствами и алгоритмами обработки для получвния амплитуд А, коэффициентов затухания, времен распространеФормула изобретения

Устройство акустического каротажа обсаженных скважин, содержащее излучатель упругих импульсов с подключенным к нему генератором импульсов возбуждения, приемник акустических сигналов с подсоединенным к нему усилителем, линию связи и блок вычислений и регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности выделения головных продольных волн по горным породам за счет увеличения динамического диапазона устройства и снижения влияния переходных процессов, оно снабжено блоком преобразования принимаемых сигналов в прямоугольные импуль ы одной полярности, блоком вЫцеления импульсов синхронизации, генератором прямоугольных импульсов противоположной полярности и блоком вычитания, причем вход блока преобразования соединен с выходом усилителя, а выход соединен с входом . блока вычитания, выход блока выделения импульсов синхронизации соединен с входом генератора прямоугольных отрицательных импульсов, выход которого соединен с вторым входом блока вьгчитания, а выход блока вычитания соединен с входом блока вычислений и регистрации.

1582159 аа е5садне3 д р пп аиРе8е

Составитель В.Коптев

Техред M. Xopацнч Корректор И. Кучерявая

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 2088 Тираж 419 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат " Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101