Устройство для акустического каротажа скважин

 

Qre.-:,; „„-о, RaYeH „,о, о п и -м. ои- "

ИЗОБРЕТЕН

1379899

Сова Соеетскик

Социалистических

Реслуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ

4ф

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.XI.1971 (№ 1710700/26с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20ЛЧ.1973. Бюллетень

Дата опубликования описания 16Х1

М. Кл. G 01ч 1/40 комитет по делам изобретеиий и аткрытий при Совете Мииистрав

СССР

УДК 550.834:622.241 (088.8) Авторы изобретения

В. П. Бодунов, И. И. Блажкевич и Л. Г. Бойчук

Физико-механический институт АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВА)КИН

Изобретение относится к устройствам для передачи и предварительной обработки сигнала при геофизических исследованиях сверхглубоких нефтяных и газовых скважин мегодом акустического каротажа (АК).

Известны устройства для акустического каротажа скважин, позволяющие проводить геофизические исследования скважин с температурой в забое не выше 120 С, в которых в качестве канала связи использованы трехжильные каротаж ные кабели.

При исследованиях в сверхглубоиих скважинах (глубиной более б000 м) с температурой в забое 200 С и выше необходимо обе спечить те рмостойкость и термостабильность измерительной аппаратуры.

Цель изобретения — обеспечение возможности передачи и предварительной обработки сигнала АК п ри исследованиях сверхглубоких и высокотермальных скважин с использо ванием скважи нного прибора с одним излучателем и двумя приемниками и с однож ильным каротажным кабелем.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве в выходной бест рансформаторный каскад скважинного снаряда, введена фазирующая цепочка, состоящая из последовательно соединенных сопротивления и емкости, в схему коммутатора акустического сигнала:введен источник смещения сеточных цепей, гальванически связанный с источником почитания анодных цепей, между выходной оомоткой схемы запуска излучателя и управляющим электродом аркотрона включено со5 противление, а в наземную, регистрирующую схему введен регенерато р синхроимпульсов, включенный между схемой разделения напряжения промышленной ча!стоты и акустического сигнала и схемой обработки сигнала.

10 На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 акустических импульсов содержит магнитострикционный излучатель 2, схему 8 запуска с накопительными емкостями

15 и ключом, бложинг-генератор 4 запуска, управляемый напряжением синхронизации.

Схема 5 обработки сигнала содержит пьезокерамические приемники б и 7, предварительные усилительные каскады 8 и 9, канальные

20 временные коммутаторы 10 и 11, управляемые триггером 12, сумматор 18, мощный выходной каскад 14. Питание сыважинного прибора осуществляется от блока 15.

Устройство 1б для предва рительной обра25 ботки информации на поверхности содержит фильтр 17 верхних частот, режекторный фильтр 18, регенератор 19 синхроимпульсов и сумматор 20.

В блок-схеме устройства предусмотрена воз30 можность использования различных приемни379899

60

65 ков и их комбинации, п ричем переключение осуществляют с поверхности п ри помощи переключателя, имеющегося в скважинном приборе. Этот переключатель позволяет изменять коэффициенты передачи по каналам информационного тракта скважинного прибора. Управление переключателем производится на тональной частоте (-3 кгпв). При использовании переключателя удалось:резко повысить производительность геофизических исследований сверхглубоких скважин (на блок-схеме переключатель не показан).

В скважинном пр иборе применены металлокерамические лампы, сопротивления, емкости и другие компоненты на рабочую температуру 200 — 250 С.

Работает устройство следующим образом.

Схема 8 управляет работой ключа, возоуждающего магнитострикционный излучатель. В качестве ключа использован газонаполненный разрядник с дополнительным анодом (аркот рон) типа АГИ-1-75/1,3 (максимальная,рабочая температура 250 С). Ключ зажигается импульсами от блокинг-генератора, который в свою очередь синхронизирует ся частотой питающего напряжения. В случае необходимости частота следования импульсов блокинг-генератора может быть равной или кратной ча; стоте питающей сети (50, 25 или 12,5 гц).

Принячые двумя пьезокерамическим и приемниками сигналы усиливаются и поступают на ключи для в ременного,разделения каналов. Управление ключами осуществляется триггером, который синхронизуется импульсамн, снимаемыми с токовой цепи излучателя.

Суммирование сигналов .происходит на общем анодном сопротивлении ключей. После сумматора сигнал поступает на мощный выходной каскад.

В скважиннном приборе предусмотрен блок питания анодных, накальных и смещающих цепей.

На поверхности сигнал поступает на фильтры, где производятся подавление питающего напряжения частотой 50 гц и,регенерация тактовых импульсов.

В устройстве в качестве канала связи использован одножильный каротажный кабель.

В кабеле одновременно присутствуют информационный сигнал и питающее напряжение частоты 50 гц, поэтому в скважинном и наземном приборах предусмотрены эффективные схемы для разделения этих сигналов.

Выходной бестрансформаторный каскад (катодный повторитель по каскодной схеме) собран на мощных металлоке рамических лампах (бПЗ7Н). В этом каскаде предусмотрена фазирующая цепочка для коррекции формы синхроимпульса, включенная между анодом и сеткой выходных ламп.

Разделение акустического сигнала и питающего напряжения на поверхности осуществляепся путем применения фильтра со сложной структурой, состоящего из фильтра высоких

45 частот, режекторного фильтра, регенератор а тактовых импульсов, Ы,режекторном фильтре предусмотрена точная подстройка для подавления частоты питающего напряжения. Суммарное подавление его составляет свыше 80 дб. 11ри прохождении сигнала через <рильтры происходит также уменьшение амплитуды синхроимпульса. В связи с этим в схеме предусмопрен регенератор тактовых импульсов, кото рый раоотает в двух режимах: режиме ручного совмещения регенерированных импульсов с пришедшими и режиме отслеживания возможных изменений фазы гактовых импульсов, поступающих со скважинного прибора.

В предложенном устроистве для синхронизации работы использованы расширенные DIпульсы (-50 лксек), гораздо меньше затухающие,в канале связи. Эти импульсы получены в коммутаторе временного разделения каналов.

Для обеспечения тер моста 6 ильи ости усилителей переменного напряжения вводят отрицательную обратную связь с применением в ее цепях сопротивлений с минимальными значениями систематических и случайных составляющих 1K(; (С2-б, М1 с номинальными значениями менее 10 ом, а также ЙЭВ).

llpH повышении температуры основную роль играют темпвратурные изменения сопротивлеmA, входящих в сеточные цепи ключей. Если в этих цепях использовать резисторы типов

С2-б, МТ мощностью 0,5 вт (800 — 500 ком), то коэффициент передачи ключей при повышении температуры до +200 С уменьшается более, чем в два раза. Необходимые для правильной работы схемы потенциалы получены на сопротивлениях (низкоомных) с минимальными величинами l КС, а подача указанных потенциалов на соответствующие электроды осуществлена через высокоомные сопротивления, изменения которых не оказывают влияния на точность работы устройства.

В случае использования двух отдельных источников, анодного и сеточного, величины ЛУ, их оказываются различными при изменении питающего напряжения, а также температуры.

Это объясняется тем, что выпрямитель источника анодного напряжения нагружен, а вып1; митель сеточного работает практически в режиме холостого хода.

Влияние ЛУ на 6К минимально в том случае, есл и знаки ЛУ анодной и сеточной цепей одинаковы. Для этого в устройстве и использован совместный выпрямитель анодного и смещающего напряжений, у которого вариации ЛУ„равны. Этот выпрямитель выполнен по схеме со средней точкой и введенным в цепь нагрузки сопротивлением, с которого снято отрицательное напряжение. Это напряжение совместно с положительными потенциалами, полученными с термостабильных делителей, обеспечивает требуемый режим ключей по постоянному току при изменениях питающего напряжения.

379899

Предмет изобретения

Г

1 (L

Лалпгра ьщ,иц

Составитель В. Карпушин

Редактор Э. Мельниченко Техред Е. Борисова Корректор Л Царькова

Заказ 1909/13 Изд. № 1483 Тираж 755 Подписное

LIHHHHH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважинного снаряда, содержащего один излучатель ia два приемника, коммутатор акустического сигнала, генератор запуска излучателя HB аркотроне, выходной бестрансформаторный каскад, источник питания, и наземной регистрирующей схемы, включающей в себя схему разделен ия переменного напряжения промышленной частоты и акустического сигнала, канал связи и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью осуществления измерений в сверхглубоких и высокотермальных сква-

6 жинах, в выходной бестрансформаторный каскад скважинного сна|ряда введена фазирующая цепочка, состоящая из последовательно соединенных сопротивления и емкости,,в схему

5 коммутатора акустического сигнала введен источник смещения сеточных цепей, гальванически связанный с источником питания анодных цепей, между выходной обмоткой схемы запуска излучателя и управляющим

10 электродом аркотрона включено сопротивление, а в наземную регистрирующую схему введен регенератор синхроимпульсов, включенный между схемой разделения напряжения промышленной частоты и акустического сиг15 нала и схемой обработки сигнала.