Устройство для акустического каротажа скважин

 

Союз Советскик

Социалистическиx

Республик в «750411 (61) Дополнительнов к авт. свид-ву (22) Заявлено 12. 09. 77(21) 2524421/18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 23.0780. Бюллетень Р 27

Дата опубликования описания 25,07.80 (51)М. Кл.

G 01 V 1/40

Государственным комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 83 (088. 8) Д. В. Белоконь, Е. А. Виноградов, В. Д. Гончаров и B. Г. Рафиков (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН

Изобретение относится к геофизи «еским методам исследования скважин, в частности к акустическому каротажу.

При акустическом каротаже (АК) время распространения упругих колебаний 5 в горных породах определяется по первым вступлениям полезного сигнала,амплитуда которых превышает определенный уровень. В целях повышения помехоустойчивости аппаратуры АК применяют накопление принимаемого сигнала в оперативном запоминающем устройстве, а по окончании накапливания записывают суммарный сигнал на магнитную ленту для измерений временных и 15 амплитудных параметров.В этом случае полезный сигнал суммируется синфазно, в то время как шумы суммируются случайным образом. Однако эффективность накопления полезного сиг- 20 нала снижается при.появлении временного сдвига первого вступления полезного сигнала в соседних посылках относительно друг друга. Временной сдвиг первых вступлений наблюдает- 25 ся при изменении диаметра скважины, скорости звука пс глубине скважины, .и зависит от скорости каротажа.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, в котором ЗО влияние временного сдвига на эффект синхронного накопления полезного сигнала уменьшается эа счет введения на входе наземного регистратора усилителя с задержанной обратной связью, величина которой регистрируется в зависимости от времени распространения акустической волны, полученном регистратором t1j .

Наличие задержанной на период посылки обратной связи усилителя обеспечивает процесс накопления, а изменение величины обратной связи в пределах от 0 до 1 пропорциональное изменению зарегистрированной скорости звука обеспечивает оптимальное число накоплений.

Наиболее близким к изобретению.haляется устройство акустического каротажа, в котором происходит запоминание времени вступления полезного сигнала предыдущей посылки во вспомогательном блоке памяти (2) . Во время приема сигнала следующей посылки.происходит сравнение вновь измеренного. времени с хранящимся в памяти временем вступления предыдущей посылки.

Если абсолютная разность между обоими сигналами меньше предварительно выбранного порогового значения, на750411 пример периода излучаемого акустического сигнала, то измерение считается истинным.и последний сигнал передает дя во вспомогательный блок памяти и а измерительный накопитель. Однако устройство f2) лишь пассивно констатирует случаи "перескока на фазу" пофоговым устройством. Схема не производит своевременного анализа достоверности выделения акустического сигнала и лишь впоследствии по результатам произведенных замеров и coIIO ставлений производится отказ от ложного замера, что приводит к потере информации, а следовательно, к снижению точности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения устройства.

Достигается это тем, что в известное устройство акустического каротажа, содержащее скважинный прибор, состоящий из излучателя, приемника, электронного блока, и наземной аппаратуры, включающей синхронизатор, уси литель, схему выделения имгульса излучения, измерительный триггер, пороговое устройство, генератор счетных импульсов, ключ, счетчик импульсов, измерительный накопитель, вспомогательный блок памяти со схемой управления, причем выход синхронизатора связан с входом установки нуля счетчика импульсов, выход схемы выделения импульса излучения соединен с входом установки единицы триггера,а вывод триггера с вторым входом ключа, введены два расширителя импульсов и схема совпадения, причем вход одного из расширителей непосредственно связан с выходом порогового устройства, а вход другого — через вспомогательный блок памяти, при этом выходы расширителей соединены через схему совпадения с входом установки

"нуля" измерительного триггера.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства акустического каротажа.

Устройство для акустического каротажа скважин содержит скважинный прибор, состоящий из приемника 1, излучателя 2, электронного блока 3 и наземной аппаратуры, состоящей из синхронизатора 4, усилителя 5, схемы б введения импульса излучения сигнала излучателя скважинного прибора, измерительного триггера 7, порогового уст@ойства 8, последовательно включенных генератора счетных импульсов

9, ключа 10, счетчика импульсов 11, а также измерительного накопителя 12, вспомогательного блока памяти 13 со схемой управления 14, расширителей

15, 16 и схемы совпадения 17. Генератор счетных импульсов 9 соединен через .схему управления 14 с вспомогательным блоком памяти 13, выполненного, например, на сдвиговом регистре. В этом случае схема управления 14

Может быть выполнена на кольцевом, счетчике па модулю, равным числу ячеек сдвигового регистра. Выход ячеек счетчика 11 соединен с входами измерительного накопителя 12. Сигнальный выход скважинного прибора соединен через усилитель 5 с пороговым устройством 8 и со схемой б выделения импульса излучения и далее с.входом установки единицы измерительного триг О гера 7,выход которого соединен с одним из входов ключа 10.Вход расшири.теля 15 связан непосредственно с выходом. порогового устройства 8,а вход расширителя 16 — через вспомогательный блок памяти 13.Выходы расширителей 15 и 16 соединены через схему совпадения 17 с входом установки нуля измерительного триггера 7 и входом разрешения записи измерительного накопителя 12.Расширители 15 и 16 выполнены, например, в виде ждущих мультивибраторов.с малым временем восстановления.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с выхода синхронизатора 4 синхронизируют работу излучателя 2 скважинного прибора, и приводят в исходное состояние счетчик 11. Приемник 1 преобразует прошедший через qoщо роду акустический сигнал в электрический, который после усиления в электронном блоке 3 передается по кабелю на вход наземной аппаратуры. Через усилитель 5 сигнал, в общем случае состоящий из импульсов излучения, помех и полезного сигнала, поступает на схему выделения импульса излучения б. Схема выделения импульса излучения б вырабатывает из принятого сигнала импульс, соответствующий моменту излучения, который устанавливает "единицу" в измерительном триггере 7. Триггер 7 открывает ключ 10, который пропускает импульсы с генератора счетных импульсов 9 на вход счетчика 11, тем самым начинается отсчет времени распространения акустического сигнала в скважине. Одновременно выработанный схемой выделения импульс дает разрешение на прохождение импульсов генератора счетных импульсов 9 через схему управления 14 на тактовый вход вспомогательного блока памяти 13, обеспечивая привязку хранящейся в нем информации к моменту излучения сигнала.

Сигнал с усилителя 5 поступает также на вход порогового устройства 8, которое формирует при превышении принятым сигналом определенного уровня последовательность коротких импульЬО сов. Эта последовательность импульсов поступает на вход расширителя 15 и одновременна на вход вспомогательного блока памяти 13.

При появлении на входе блока памя65 ти 13 каждого импульса порогового

750411 устройства 6 в первой ячейке сдвигового регистра блока памяти 13 записывается единица. Вновь записанная еди.ница, а также ранее записанная информация перемещается по регистру с помощью импульсов генератора счетных импульсов 9, поступающих через схему .управления 14 на тактовый вход регистра.

Следовательно, одновременно с записью импульсов порогового устройст- IQ ва от принятого сигнала последней посылки с выхода блока памяти 13 выдается последовательность импульсов порогового устройства от сигнала предыдущей по@алки, идущая на расширитель 16. В расширителях 15 и 16 длительность каждого приходящего импульса увеличивается до 4-12 мкс в зависимости от ожидаемого временного сдвига полезного сигнала между посылками. Последовательность расширенных импульсов, собтветствующих исходному сигналу и сигналу с порогового устройства предыдущей и последней посылки, подается на вход схемы совпадения 17.

Импульсы порогового устройства, соответствующие помехе, во времени распределены хаотично, а расположение импульсов, соответствующих полезному сигналу, совпадает от посылки к посылке эа счет увеличения их длительности в расширителях 15 и 16.

Поэтому появление импульса на выходе схемы совпадения 17 свидетельствует о выделении момента вступления 35 полезного сигнала. Этим импульсом опрокидывается измерительный триггер 7, закрывается ключ 10 и код счетчика 11, соответствующий времени прихода полезного сигнала, пере- фЦ носится в измерительный накопитель

12.

Таким образом принятие решения о выделении первого вступления полезного сигнала в предлагаемом устройстве происходит на основе сопоставления во времени импульсов различных посылок. Благодаря этой особенности, предлагаемое устройство безинерционно реагирует на изменение времени вступления полезного сигнала. Принятое решение о времени вступления полезного сигнала соответствует моменту вступления полезного сигнала последней посылки при увеличивающемся от посылки к посылке измеряемом времени, а не осредненному времени вступления полезного сигнала анализируемого числа посылок.

В связи с тем, что импульсы порогового устройства 8 в дальнейшем анализируются с.целью выделения полезного сигнал" на фоне импуль сов от помехи, уровень порога делается более чувствительным, что уменьшает вероятность " перескока на фазу" и повышает точность измерения.

Так как в данном устройстве вспомоГательный блок памяти связан непо средственно с пороговым ус ройством, вследствйе чего в блоке памяти записываются сведения о всех срабатываниях порогового устройства на принимаемый сигнал,как на полезный сигнал так и на помехи.

Данная особенность позволяет производить селекцию полезного сигнала на фоне помех при сопоставлении сигна ла предыдущей посылки с вновь принятым сигналом последней посылки„ что повышает помехоустойчивость, и, в конечном счете, точность измерения.

Формула изобретения устройство для акустического каротажа скважин, содержащее скважинный прибор, состоящий из излучателя, приемника, электронного блока и наземной аппаратуры, включающей синхронизатор, усилитель, пороговое устройство, схему выделения импульса излучения, измерительный триггер, генератор счетных импульсов, ключ, счетчик импульсов, вспомогательный блок памяти со схемой управления, измерительный накопитель, причем выход синхронизатора связан с входом установки нуля счетчика импульсов, выход схемы выделения импульса излучения соединен с входом установки единицы триггера, а выход триггера со вторым входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения устройства, в него введены два расширителя импульсов и схема совпадения, причем вход одного иэ расширителей непосредственно связан с выходом порогового устройства, а вход другого — через вспомогательный блок памяти, при этом выходы расширителей соединены через схему совпадения с входрм установки "нуля" измерительного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 399815, кл. 0 01 Ч 1/40 1972

2. Патент Франции Р 2171957, кл. G 01 V 1/40, 1975 (прототип).

750411

Составитель Э. Волконский

Редакто Е. Гончар Техред M.Êåëåìåø Ко ректор Г. Назарова

Заказ 4645/36 Тираж 649 Подписное

ЦНИИПИ Государствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4