Устройство для акустического катоража скважин

 

Всеоою„.;;;, IICTQf т,о песка .

- "" T êé ЫЬФ

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 493746

Союз Советскюс

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 04.01.74 (21) 1984449/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.75. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 18.02.76 (51) М, Кл, G 01ч 1 40

Государстеенныв комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834.622, .241(088.8) (72) Авторы изооретсиия

В. И. Блинков, В. Il. Бандов и t:. С. Шарифуллин, (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТ11т1БСКОГО КАРОТА)КА

СКВАЖИИ

Изобретение относится к области геофизических методов разведки и, в частности, может быть использовано при проведении акустических скважинных измерений.

При акустическом каротаже ультразвуковой приемник прибора, перемещенного в скважине, принимает комбинацию нескольких типов волн, характеризующихся различными скоростями распространения, интенсивностью и частотным составом. Эти особенности волнового поля имеют тесную связь с физико-механическими свойствами пород, слагающих разрез скважин. Использование их при акустическом каротаже расширяет границы применения метода и его возможности. Таким образом, при проведении акустических измерений желательна запись как можно большего объема информации.

Известно устройство для акустического каротажа, обеспечивающее непрерывную амплитудно-корреляционную запись и в отдельных точках с определенным шагом по глубине, позволяющее регистрировать на осциллографную фотобумагу развернутую волновую картину. Устройство включает скважинный прибор и регистратор, содержащий электроннолучевую трубку и лентопротяжный механизм.

Акустический сигнал из скважинного прибора подается на блок выделения сигнала, где из волновой картины вырезается участок в несколько периодов (от первого вступления).

Выделенный волновой пакет поступает в блок отклонения луча по оси х (поперек бумаги), На экране трубки засвечивается неразверну5 тый сигнал, что достигается подачей на модулятор импульса генератора подсвета равной по длительности выделенной части сигнала.

Подбор амплитуды импульса подсвета и

10 скорости движения фотоносителя позволяет регистрировать в виде кривых экстремальные положения промодулированного сигнала луча.

В определенные моменты времени при замыкании контактного механизма, размещен15 ного на валу лентопротяжного устройства, генератор ждущий временной развертки (по оси у) разворачивает сигнал вдоль бумаги и на 4отоносителе засвечивается выделенный интервал волновой картины.

20 Волновые картины, зарегистрированные таким образом, могут иметь только вспомогательное 3 IH".åíèå. Размещение временной оси волновой картины вдоль диаграммы не обеспечивает необходимого шага наблюдения и

25 приводит к недопустимой потере акустической информации, тем самым исключая возможность использования записей для анализа волнового поля и динамической обработки.

Качество записи полученного таким обра30 зом материала будет зависеть от надежно493746

3 сти выделения вступлений первой волны, осуществляемого в блоке выделения сигнала.

Описанное устройство не позволяет регистрировать временные параметры и требует дополнительного временного канала.

Целью данного изобретения является получение динамически интерпретируемой записи при акустическом каротаже, не требующей длительной и трудоемкой обработки. На один фотоноситель, например, осциллографную фотобумагу, во временном масштабе, пригодном для обработки, устройство позволяет осуществлять непрерывную фазокорреляционную запись акустических сигналов и с любым желаемым шагом по глубине, перпендикулярно направлению протяжки фотоносителя регистрировать волновые картины в том же временном масштабе, что и фазокорреляционная диаграмма.

Поставленная цель достигается подключением выхода усилителя акустического сигнала к катоду и вертикально-отклоняющей системе электронно-лучевой трубки, а также применением тахогенератора, установленного на ведущем валу механизма протяжки носителя записи и подключенного к тахогенератору усилителя постоянного тока с ключем в обратной связи, при этом выход усилителя постоянного тока соединен с модулятором электронно-лучевой трубки, а на вход ключа подключен выход генератора импульсов подсвета.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — интервал полученной диаграммы.

Устройство содержит скважинный прибор

1, приемный тракт которого подключен к усилителю 2 акустических сигналов наземного пульта. Выход усилителя 2 через усилительограничитель 3 с дифференцирующей ячейкой соединен с катодом электронно-лучевой трубки 4, горизонтально-отклоняющая система которой связана с генератором 5 временной развертки. В то же время выход усилителя 2 через контакты переключателя 6 и схему «И»

7 подключен к вертикально-отклоняющей системе 8 трубки 4. Генератор 5 временной развертки соединен также с генератором 9 импульсов подсвета, своим выходом который включен на вход схемы «И» 7. Контакты переключателя 6 замыкаются выступами программного диска 10, соединенного с ведущим валом механизма 11 протяжки, связанного с блок-балансом 12. Тахогенератор 13, посаженный на ведущий вал лентопротяжного механизма 11, подключен к усилителю 14 постоянного тока, в обратную связь которого подставлен ключ 15, Выход усилителя 14 нагружен на модулятор 16 трубки 4, а вход ключа 15 связан с генератором 9 импульсов подсвета.

Устройство имеет оптическую систему 17, переносящую изображение с экрана трубки на фотобумагу 18.

На фиг. 2 а — фазокорреляционные линии, б — волновые картины.

Устройство работает следующим образом.

1О

4

Излучатели скважинного прибора 1 (фиг.

1) посылают в породу акустические сигналы, которые принимаются приемником, передаются на поверхность и поступают на вход усилителя 2 акустических сигналов. Усиленные сигналы расходятся по двум цепям. В первом случае через усилитель-ограничитель

3 с дифференцирующей ячейкой на выходе они поступают на катод электронно-лучевой трубки 4. Генератор 5 временной развертки, срабатывающий от каждой посылки упругого импульса, осуществляет развертку луча перпендикулярно направлению протяжки фотоносителя и на экране трубки 4 высвечиваются точки перехода сигнала через нулевую линию (каждый период) . Одновременно с выхода усилителя 2 через контакты переключателя 6 и схему «И» 7 сигналы поступают на пластины вертикально-отклоняющей системы 8трубки 4. Это оказывается возможным лишь .при подаче на вход схемы «И» 7 импульса с генератора импульсов 9 подсвета, запускаемого генератором 5 временной развертки, и замыкании контактов переключателя 6 выступами программного диска 10, насаженного на ведущий вал лентопротяжного механизма 11, связанного с блок-балансом 12. Таким образом, в моменты, соответствующие определенным глубинам размещения прибора 1 в скважине, на экране трубки 4 будет засвечиваться полная волновая картина, развернутая генератором 5 временной развертки. Изображение экрана электронно-лучевой трубки 4 (точки перехода сигнала через нулевую линию, засвечиваемые от каждой посылки упругого импульса и появляющаяся с определенным шагом по глубине волновая картина, высвечиваемая на время одной посылки) через оптическую систему 17 проектируется на осциллографную фотобумагу 18, перемещаемую лентопротяжным механизмом 11. Точки перехода сигнала через ноль, проецируясь на движущуюся бумагу, записываются в виде непрерывных фазокорреляционных линий, одновременно на диаграмму фиксируются и волновые картины.

При записи фазокорреляционных линий и невысокой скорости протяжки луч многократно засвечивает фотослой и вызывает излишнее его почернение, в то время как экспозиция при регистрации волновой картины остается постоянной и малой (время одной посылки). К тому же интенсивность засветки фазовых линий существенно зависит от скорости протяжки фотоносителя (масштаба записи и скорости каротажа) . В предлагаемом устройстве это явление устраняется следующим образом. Тахогенератор 13, установленный на вал лентопротяжного механизма 11, вырабатывает управляющий сигнал, пропорциональный скорости протяжки фотобумаги

18, который усиливается усилителем 14 постоянного тока с отрицательной обратной связью. Напряжение с выхода усилителя 14 прикладывается к модулятору 16 трубки 4, С

493746 увеличением скорости протяжки фотобумаги

18 напряжение на модуляторе 16 будет расти, в связи с чем повысится и яркость свечения луча. При записи фазокорреляционных линий ключ 15 в цепи отрицательной обратной связи усилителя 14 открыт и коэффициент усиления усилителя занижен. В момент засветки на экране трубки 4 волновой картины импульс с генератора импульсов подсвета закрывает ключ 15, снимая с усилителя 14 влияние обратной связи и увеличивая тем самым интенсивность свечения луча. Получаемая акустическая диаграмма показана на фиг. 2.

Предлагаемое устройство позволяет регистрировать диаграммы как для кинематической, так и для динамической обработки. Совместная запись на одну диаграмму фазокорреляционных линий и волновых картин дает возможность выявить и устранить погрешности в работе электронных схем прибора, повысить качество регистрации параметров. Использование описанного устройства повышает надежность выделения различных типов волн, эффективность исследования зон трещиноватости и участков газопроявления. Перспективным является применение устройства при исследовании верхней части разреза и обсаженных скважин, где наличие волн — помех (в первом случае — по скважинной жидкости, во втором — по колонне) затрудняет выделение полезных волн.

Регистратор предлагаемого устройства также вполне может заменить киноприставку

АКР. При этом он обеспечит экономический эффект за счет снижения трудоемкости опера5 ции обработки полученного материала и существенного сокращения затрачиваемого на нее времени.

Предмет изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее скважинный прибор и наземную панель, содержащую усилитель акустических сигналов, генератор временной раз15 вертки, схему «И», генератор импульсов подсвета, механизм протяжки фотоносителя, программный диск с переключателем и электронно-лучевую трубку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества записи

20 и информативности диаграммы, механизм протяжки фотоносителя связан с тахогенератором, подключенным к усилителю постоянного тока с переключателем в цепи обратной связи, связанным с генератором импульсов, 25 а выход усилителя постоянного тока соединен с модулятором электронно-лучевой трубки, при этом усилитель акустических сигналов подключен к катоду электронно-лучевой трубки через усилитель — ограничитель с диффе30 ренцируюш,им звеном, а к вертикально-отклоняющей системе трубки — через схему «И», 493746

Составитель 3. Терехова

Техред Е. Митрофанова Корректор Т. Гревцова

Редактор В. Булдаков

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 133/16 Изд. № 2005 Тираж 619 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4 5