Патент ссср 233229
233229 что излучатель возбуждают за одну посылку двумя импульсами, временной интервал между которыми является переменной величиной и равен, в случае совпа де!Ния волновых картин на обоих приемниках, искомой величине — ин- 5 тсрвалу времени пробега звуковой волны на базе измерения, в случае трехэлемонтного зонда это расстояние между Обоими приемниками.
1IpH несовпадении волновых ка ртин временной интервал между импульсами посылки автома- 10 тически изменяется и дово IHTcH Io искомой велич!(!!ы. Регулировка Осуществ.!ястся Hp .! использовании функции корреляции двух волновых, процессов, принятых приемниками, имеющей максимум при нулевом сдвиге фаз 15 между ними. При отклонении функции корреляции ст максимума электрическая схема скважинного прибора выдает сигнал рассогласования, который управляет генератором зондирующих импульсов. 20
На фиг. 1 показан трехэлементный зонд, на фиг. 2 — схема возбуждения излучателя и приема импульсов обоими приемниками; на фиг. 3 — схема возбуждения излучателей и приема импульсов; на фиг. 4 — четырехэлементный зонд.
Трехэлементный зонд состоит из одного из.!учателя И и двух прием ников П, и П>, расстояние Л! между которыми является базой измерения. 30
Излучатель возбуждается парами электрических импульсов, которые вырабатываются
1 генераторо м с частотой повторения Л! =
1+Л1
U т
l — расстояние от излучателя до первого приемника П„
Al — расстояние между приемниками, v — скорость распространения звука в породе. где
Соответственно:
U где 4 — время прохождения звуковой волны 60 между излучателем и приемником П,.
Очевидно, что 1 — — 1+т — cl>
Интервал времени между импульсами пары т является переменной величиной, которой можно управлять в известных пределах.
Каждый из приемников .принимает волновую картину, возбуждаемую одним из импуль- 40 сов пары. От первого импульса ка ртины принимается вторым, более удаленным приемником, а от второго — ближним.
В общем случае (фиг. 3) между моментами прихода колебаний существует интервал вре-! мени ть Время между моментом излучения гервого импульса и его приходом к приемнику
П равно
11зменяя время т можно добиться, чтобы звуковые импульсы пришли на оба приемника одновременно. В этом случае т! — — О.
hl
=Лi, U где Al время прохождения ззуковой волны на базе измерения.
Таким образсм отсчет интервала 5i, который является объектом регистрации IlpH акус I H !еское! Каро f Hil В случае т ф0 измерительная схема вырабатывает напряжение, которое воздействуетна генератор посылок и изменяет временной интервал т до тех пор, пока т!=О, т. е. до полного совпадения двух волновых картин. Измерения интервала т можно осуществлять с помощью счетно-решающего усгройства извсстного типа, причем благодаря крутому персднему фронту импульсов генератора, последнее работает безотказно. Схема, реагирующая на несовпадение волновых картин, в общем случае может быть заимствована из электронно-вычислительной техннкн, с помощью которой Определяется равенство двух функций, отличающихся в данном случае фазовым членом. В частном случае, если предположить, что частота излучателя выбрана такой, что Л(при всех встречающихся значениях скорости v не будет превышать периода принятых колебаний, такой схемой будет фазовый дискриминатор, который реагирует на несовпадение фаз двух колебаний на угол (2д. Совмещение двух волновых картин до полного совпадения может быть осуществлено оолее точно, чем совмещение отдельной точки на каждой волновой картине со шкалой отсчета. Первое менее критично к затуханию сигнала на базе измерения. Для нормальной работы трехэлементного зонда по предлагаемых!у способу необходимо, чтобы колебания излучателя затухали до того, как его возбудил второй импульс пары. В противном случае второй импульс пары возбудит излучатель на фоне его колебаний, вызванных первым импульсом, и обе волновые картины будут искажены, а их совмещение затр удн е но. Для устранения такого ограничения может быть использован четырехэлементный зонд, который состоит из двух излучателей и двух гр иемников (фиг. 4) . Расстояние, между излучателями равно Л/„а между приемниками Л1 . Звуковой импульс от первого излучателя принимается первым приемником, а от второгo излучателя — вторым приемником. Излучатели возбуждаются парой импульсов с интервалом времени т. 233229 1+ А11 1+A12 1 t2 + 1 A l — Л1, = Ы. Л1,— Л12 71 и, фu2 фиг Иг Аналогично предыдущему, можно записать; Изменяя интервал т между импульсами посылки, можно добиться одновременного прихода двух звуковых импульсов к приемникам, т, с. т=О. Тогда Таким образом, в момент совпадения волновых картин, принятых приемниками, интервал времени между импульсами пары равен времени пробега волны на базе, равной разности 1 асстояний между излучателями и приемника ми. Такой четырехэлсментный зонд позволяет при значительных расстояниях между его элементами, продиктованных конструктивными соображениями, получить весьма малые зна«ения Л1, т. е. близкие по величине пути прооега оооих звуковых ичпульсов по породе, и тем самым добиться почти полной идентичности волновых картин, принятых приемниками, что обеспечит их наиболее точное совмещение. Пре:.1мст изобретения 1. Спосоо !1 кчсти !сского кяротяжя скважин, oснованный на периодическом возбуждении 5 в скважине звуковой волны с помощью излу.1ателя, приема звуковой волны, прошедшей по породе, с помощью приемников и измсрс !ш интсрва IB времени пробега звуковой волны на базе изчcðåния, oтлп !а!о ц!!!1сл тем, чTо, 10 с целью повышсHIIII точности измерения врсмснного интервала, излу гят,JI возбужда!от зя одну посылку двумя импульсами, времен:!011 интервал между которыми является переменной величинои и равен, в случае одноврл1сн15 ного прихода колебаний к обоим приемникам, искомой величине — времени пробега звуковой голны на базе измерения, равной расстоянию между присмникями; затем IIpII несовпадении волновых картин, принятых приемниками, Bc 20 личину временного интервала между импульс",ìö автоматически изменяют до наступления совпадения волновых картин, для чего используют функцию взаимной корреляции двух волHoBI Ix процсссов, принятых приемника чи, 25 имеющую макси!муч при нулевом сдвиге фяз м ежду ни м и. 2. Способ по п, 1, от,1пчаю!цпйся тем, что при использовании для исследования четырехэлемснтного зонда с двумя излучателями кяж30 дый из излучателей возбуждают одним из импульсов пары, а времен;1ой интервал смежду импульсами в момент совпадения волновых картин равен времени пробега звуковой волны 1.а базе измерения, равной разности рясстоя35 ний между излучателями и приемниками.
