Всь:союзная

 

О П И С А Н И Е 379898

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

СОюз СОВетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02ЛХ.1971 (¹ 1694677/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20ЛЧ.1973. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 2ЗХ11.1973

М. Кл. Сз Otv 1/40

Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Чинистров

СССР

УДК 550,834:622.241 (088.8) Авторы изобретения

В. П. Бодунов, И. И. Блажкевич и Г. В. Дахнов

Физико-механический институт АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для передачи и предварительной обработки сигнала при геофизических исследованиях нефтяных, газовых или рудных скважин методом акустического каротажа.

Известны устройства для акустического карота?ка (АК) скважин, состоящие из передающей (скважинный прибор) и приемной (наземные устройства) частей, соединенных между собой каротажным кабелем.

Основная обработка ичформационных сигналов в этих устройствах производится на поверхности, а скважинные приборы имеют два излучателя и один приемник или один излучатель и два приемника.

В первом случае схемы приборов предельно просты, так как временное разделение каналов осуществляется путем поочередного запуска двух излучателей, однако при этом изза отсутствия идентичности частотных характеристик излучателей и ряда трудностей технического характера возникают значительные погрешности при измерении параметров сигналов АК.

Во втором случае для временного разделения каналов в схему скважинного прибора введен коммутатор, причем для устранения влияния импульсов, возникающих при работе коммутатора на первых вступлениях сигнала

АК, приходится вводить глубокое интегрирование коммутационных импульсов, подаваемых н а ключи, что приводит к резкому увеличен ию межканальных влияний. Несмотря на определенные трудности реализации схемы

5 скважин ных приборов с одним излучателем и двумя приемниками, эти приборы наиболее перспективны при большом объеме обработки акустического сигнала.

10 Цель изобретения — повышение точности, расширение диапазона, ускорение процесса измерения и улучшение эксплуатационных характеристик устройства для АК.

15 Цель достигается тем, что в предлагаемом скважинном приборе в коммутатор акустического сигнала введен преобразователь напряжения синхронизации, выполненный, например, в виде триггера, гальванически связанно20 го с управляющими сетками ключевых ламп коммутатора, к управляющему электроду тиристора генератора запуска, параллельно источнику питания которого включен опорный диод, подсоединен источник отрицательного

25 подпирающего напряжения, между анодами выходных ламп трансформаторного усилителя включена корректирующая индуктивность, а в наземную регистрирующую схему между каналом связи и схемой дальнейшей обработки

ЗО введена схема исключения перескока фазы.

379898

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — схема управления тиристором.

В предлагаемом устройстве генератор акустических импульсов содержит магнитострпкционный излучатель 1, схему 2 запуска с накопительными емкостями и ключом на кремниевом тиристоре, блокинг-генератор 3 запуска, управляемый напряжением синхронизации.

За приемнйками 4 и 5 акустических колебаний следуют предварительные усилители б и

7, коммутатор информационного сигнала, состоящий из симметричного триггера 8, запускаемого от узла 2, двух ключей 9, 10 и суммирующего устройства 11, а таки :е мощный выходной каскад 12. Питание скважинного прибора осуществляется от блока 18.

Наземная аппаратура содержит схемы 14 и 15 предварительной обработки информационного сигнала; устройство lб, разделяющее сигналы от первого и второго приемниксв; усилитель-формирователь 17; схемы 18, 19 формирования импульсов для 3HIIgcl . Олок нг-генератора; сумматор — 20, блокинг-генератор 21.

I åHåðàòoð акустических импульсов cHíõðîнизируется частотой 50 гц п Isa;o!!Ieй сети или кратной ей частотой 25; 1, 5 ги,. Акустический импульс с широким спектром излучается в окружающую скважинный прибор среду. Сигналы, несущие информацию о строении пород, поступают на входы пьезокерамических ультразвуковых широкополосных приемников и после усиления подаются на коммутатор, со-т-оящий из z риггера 8, запускаемого от угла 2, и двух ключей 9 и 10, выполненных на пентодах 6Ж2Б с двойным управлением, в анодные епи которых включено суммирующие сопротивление ll. После усиления в мощном выходном каскаде на двойном тетроде 6Р2П через выходной трансформатор Т„сигнал, мощность которого доходит до 4 вт, поступает в канал связи и далее на схему предваритс;и:нoй обработки информационного сигнал а, после чего производится его ооработка станцией ЛАК-З, в результате которой регистрируются лакограмма, интервальное время Л» и ряд других параметров акустического сигнала.

В качестве тактовых импульссв длл синхронизации работы устройства использованы импульсы, возникающие в момент перекл оченил коммутатора с одного канала на другой за счет различной длительности фронтов управляющего напряжения, подаваемого с анодов ламп тирггера на сетки ключевых ламп. Длительность этих импульсов определяется величинами форсирующих емкостей триггера и мало зависит от его режима. Запуск триггера ссуществляется раздельно через диоды по сеткам ламп импульсами, возникающими в момент запуска магнитострикционного излучателя, причем по схеме запуска триггера проходят лишь импульсы запуска, а периодический процесс за счет запирания диодов в

60 б5 сеточных цепях ламп триггеров отсекается, не проникая в канал обработки информационного сигнала; этим исключается возможность возникновения дополнительных ошибок (сбоев) в работе вычислителя интервального времени в момент первого вступления.

При прохождении тактового импульса через выходной трансформатор задний фронт его затягивается. Длл устранения этого в мощном выходном каскаде параллельно анодам вы?:ог„ HI!õ ламп включена корректирующая индуктивность 22, благодаря которой общая длина импульса не превышает 100—

120 мкеек; ширина первого полупериода импульса равна 50 якеек при ам плитуде, превышающей 25 в. Такие параметры тактового импульса обуславливают незначительное его затухание в канале связи и обеспечивают надежную синхронизацию системы при длинах кабелл до 6000 л и более.

Коммутирующее напряжение, подаваемое на ключи, не проинтегрировано, благодаря чему обеспечено глубокое закрывание ключевой лампы по управляющей сетке, а уровень межканальных влияний составляет 60 дб.

Ключ на кремниевом тиристоре в схеме генератора акустических импульсов обладает весьма малым динамическим сопротивлением и небольшим остаточным напряжением по сравнению с ключами, выполненными на газонаполненных приборах (разрядники, тиратроны) .

B цепь управляющего электрода тиристора

28 введен ток в полярности, противоположной полярности тока открывания. Благодаря этому пробивное напря?кение тиристора сохранено постоянным в рабочем диапазоне температур до +120 С, а схема ключа выполнена на одном тиристоре.

Питание схемы скважинного прибора осуп1ествллетсл напряжением промышленной частоты 50 ". I и; cxå?!å, разделяющей цепи питания и информаци .нного сигнала. В скважинном прибо;;е имеются трансформаторы и выпрями гели, Ооеспсчивающие питание накальных и агo, ных,епей., причем питание блокин. -гене,: а-ора»табилиз .ровачо с помощью опорного диода., что обеспечивает надежное функц .Он.;рова I;.e всей схемы при изменении питающего на.:.p;I Нил Оолее чем В три раза.

Метрологическьс харак-.еристики устройства при измепени пита1ощего сква?кинный прибор на;рл?кения в с-î Ih широких пределах практически не ухудшаются. что позволяет получать кач;" тв.-нные резу.".. таты в сложных геоф,зичес . I? разрезах и самых различных эксплу;тациси,üë условиях.

Пре:,варительнал Оо работка информационного сигнала выполняется одинаковыми блоками 14 и 15. Для устранения неправильного срабатывания системы при изменении полярности первых вступлений в этих блоках после усилителя-формирователя введены схемы 18 и 19, формирующие импульсы из положительных и отрицательных фаз сигнала, причем

379898 г !

I

l

1

Каротпажньш" на3епь

Фиг. 2 сформированные в блоке 19 импульсы повернуты по фазе так, что на вход блокинг-генератора указанные импульсы поступают в одинаковой полярности, т. е. срабатывает блокинггенератор всегда от первого импульса, независимо от того, какова его полярность. При таком построении блоков 14 и 15 на лакограмме прописываются полупериоды информационного сигнала; если необходима фиксация только полных периодов, последовательного со схемами 18 и 19 вводят делители на два.

Предмет изобгетения

Устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважинного прибора, содержащего один излучатель и два приемника, коммутатор акустического сигнала, генератор запуска излучателя на тиристоре, выходной трансформаторный усилитель, наземной регистрирующей схемы, канала связи и схемы дальнейшей обработки сигнала, отличиюи ееся тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона, ускорения про5 цесса измерений и улучшения эксплуатационных характеристик, в скважинном приборе в коммутатор акустического сигнала введен преобразователь напряжения синхронизации, выполненный, например, в виде триггера, 10 гальванически связанного с управляющими сетками ключевых ламп коммутатора, к управляющему электроду тиристора генератора запуска, параллельно источнику питания которого включен опорный диод, подсоединен ис15 точник отрицательного подпирающего напряжения, между анодами выходных ламп трансформаторного усилителя включена корректирующая индуктивность, а в наземную регистрирующую схему между каналом связи и

20 схемой дальнейшей обработки введена схема исключения перескока фазы.