Устройство для геофизическихисследований b скважинах

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 180579 (21) 2768153/18-25 (51)M. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— !

G 01 V 5/04

Государственный комитет

ССГ, Р ао делам изобретений н откр ыти й

Опубликовано 300381.Бюллетень Н9 12

Дата опубликования описания 300381 (53) УДК 5 50.83 (088. 8) А.A.Èëüèíñêèé, Б.Э.Мецгер и В.И.Пятахин (72) Авторы изобретения

t т ядер нбй ."

Всесоюзный научно-исследовательский инсти геофиэики и геохимии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ

В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к геофизическому приборостроению и предназначено для проведения геофизических исследований в скважинах, в том числе в сверхглубоких.

Изв ес тна аппаратура для геофиэи ческ их ис следов аний в скв ажинах, состоящая иэ скважинного прибора с датчиком, предусилителем, преобразователем напряжение-ток. формирователем длительности информационного сигнала с сохранением амплитуды, дискриминатором, двумя одновибраторами. каротажного кабелг и наземной панели с усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами 11 (.

При использовании в такой аппаратуре стандартных бронированных каротажных кабелей информационные сигналы от скважинного прибора поступают s наземную, регистрирующую аппаратуру со значительными потерями, возникающими вследствие просчетов информационных сигналов на формиров ателе длительности и воздействия внешних и внутренних помех, Поэтому укаэанная аппаратура обеспечивает трансляцию информационных сигналов с необходимой точностью лишь при длине каротажного кабеля не более 3 км. При этом интегральные загрузки не должны превышать 3-10 имп/с. Кроме того, сравнительно сложная электронная схема скважинного прибора не позволяет выполнить его в термоустойчивом исполнении.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является anf0 паратура, содержащая скважинный прибор с датчиком и предусилителем, каротажный кабель и наземную панель с амплитудным выравнивателем, усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами. В этой аппаратуре амплитудный

15 выравниватель устраняет амплитудночастотные искажения информационных сигналов, возникающих в кабеле в полосе частот от 0 до .500 кГц, что

-позволяет использовать бронйрован.20 ные каротажные кабели длиной до 6 км включительно (2J.

Однако расширение полосы частот в этой аппаратуре приводит к возрастанию влияния внешних и внутренних помех на информационные сигналы, что не позволяет применять в указанной аппаратуре бронированные каротажные кабели длиной 10 км и более для проведения геофизических исследова30 ний в сверхглубоких скважинах .

817649

Цель изобретения - увеличение точности исследов аний., Поставленная цель достигается тем, что путем подавления внешних и внутренних помех, в аппаратуре для геофизических исследований в скважи,нах при увеличении длины используе5 ого. бронированного каротажного кабеля, в устройстве для геофизических исследов аний в скважинах, содержащем скважинный прибор с датчиком и предусилителем, каротажный кабель и на-. земную панель с амплитудным выравнивателем, усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами между амплитудным выравнивателем и усилителем дополнительно введен активный

RC-фильтр, модуль ко.зффициента передачи которого определяется по выражению

Jk(ð((4/ (+%(ьъ) (h О () (и (t) J (fg j gPj где К = const; 25

W(w) — суммарная спектральная плотность мощности внешних и внутренних помех; и — максимальная интегральная

-г 30

U — средний квадрат амплитуды информационных сигналов; — постоянная времени анодной цепи датчика, Э вЂ” время высвечивания сцинтил- З5 лятора;

4> — кругов ая частота; — мнимая единица, На фиг. 1 представлена структурная схема аппаратуры для геофизических исследований в скважинах; на фиг. 2 - 40 принципиальная схема дополнительного активного RC-фильтра.

Устройство содержит скважинный прибор 1, состоящий из датчика 2, преобразующего параметры измеряемого 45 геофизического поля в электрические информационные сигналы, и термоустойчивого предусилителя 3 через бронированный каротажный кабель 4, длиной до 12 км включительно, подключен к амплитудному выравнивателю.

5, после которого включен дополнительный активный фильтр 6. После фильтра подключены .усилитель 7, кодирующее устройство 8 и регистрирующее устройство 9 °

Дополнительный активный RC-фильтр состоит из интегрального операционного усилителя 10 с нес имметричной

Т-образной мостовой схемой 11 в цепи отрицательной обратной связи. На Я) входе усилителя 10 включена дифференцирующая RC-цепочка 12, а на выходе — две интегрирующих цепочки 13.

Устройство работает следующим образом.

Информационные сигналы с датчика 2, имеющие спектральную плотность мощности через предусилитель 3 поступают на вход каротажного кабеля 4, а затем на амплитудный выравнив атель 5, Проходя по кабелю, информационные сигналы искажаются по форме и амплитуде изза перекоса амплитудно-частотной характеристики кабеля, что приводит к взаимным наложениям сигналов и влиянию внешних помех. При прохождении сигналов через амплитудный выравниватель 5, последний устраняет амплитудно-частотные искажения (а тем саьим и взаимные наложения), подчеркивая высокочастотные составляющие в спектре сигналов, но вносит при этом дополнительные внутренние помехи, не устраняя влияния внешних помех. С выхода амплитудного выравнивателя ин формационные сигналы поступают на вход дополнительного активного RC фильтра б, модуль коэффициента передачи которого имеет частотную зави-. симость по выражению (1) . При прохождении смеси информационных сигналов и помех через указанный фильтр вследствие различия н спектральных плотностях мощности $ (ju) И W (м) низкочастотные и высокочастотные составляющие помехи подавляются. В области средних частот, где уровень помех не высок, поддерживаются спектральные составляющие информационных сигналов, что позволяет минимизировать среднеквадратичную ошибку в воспроизведении формы и амплитуды сиг-. налов на выходе дополнительного активного RC-фильтра б и практически устраняет искажения сигналов эа счет действия внешних и внутренних помех, Это дает воэможность регистрировать без искажений спектра гамма-.Излучения при проведении исследований в верхнеглубоких скважинах методами естественной радиоактивности, радиационного захвата и наведенной активности при длине используемого каротажного кабеля,до 12 км включительно и интегральных загрузках до 104 имп/с .

Предлагаемое устройство позволяет снизить мощность информационных сигналов со скважинного прибора в

4 раза, существенно упростить принципиальную схему скважинной части аппаратуры, а следовательно, повысить ее надежность. Кроме того, предложенная аппаратура позволяет минимизировать влияние внешних и внутренних помех на информационные сигналы в полосе частот 0-500 кГц при использовании бронированного каротажного кабеля. длиной до 12 км вклю817649

Вх.

ВНИИПИ Заказ 1436/62 ТиРаж,7З2 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. УжгОрод.,ул. Проектная,4 . ъ чительно при перекосе частотной характеристики затухания кабеля до 16 неп и интегральной загрузке до 10 имп/с.

При этом становится в-озможным использование этой аппаратуры для проведения геофизических, в частности гамма-спектрометрических исследовайий в сверхглубоких скважинах.

Формула изобретения ,Устройство для геофизических исследований в скважинах, содержащее скважинный.прибор с датчиком и пред;усилителей, каротажный кабель и наземную панель с амплитудным выравнивателем, усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами, о т л и" l5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности исследований, между амплитудным выравнивателем и усилителем дополнительно введен активный

RC-фильтр,. модуль коэффициента переда-gP чи.которого определяется по формуле где Ко = const;, W(u) — суммарная спектральная плотность мощности внещних и внутренних помех;

n — максимальная интегральная загрузка;

U — средний квадрат амплйтуды информационных сигналов; — постоянная времени анод.ной цепи датчика; — в ремя высвечивания сцин тилляторау — круговая частота; — мнимая единица.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Брагин A.À. Скважинный гаммаспектрометр СГСЛ-2.. Сборник,. Геофизическая аппаратура, вып. 56, Л., Недра, 1974, с.ll.

"2. Авторское свидетельство СССР

9 609878, кл. E 21 В 47/12, (прототип) .