Устройство для акустического каротажа Советский патент 1983 года по МПК G01V1/52 

СО X

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА,, состоящее из наземного пульта для измерения кинематических и Динги 1ических параметров упругих волн, соединенного геофизическим ка-J белем со скважинным прибором, содержащим- селектор пусковых импульсов, подключенный через блок временной задержки к генераторам зондирующих импульсов, нагрузкой которых являются магнитострикционные излучатели, блок питания, пьезоэлектрический приемник с предусилителем, включенный на входе усилителя мощности, при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов f подключены к геофизическому кабелю, отличающееся тем, что, с целью повышения термостойкости и снижения потребляемой мощности, в скважинный прибор введены транзисторный ключ, логический элемент ИЛИ и одновибратор, вход которого через элемент ИЛИ подключен к выходам селектора пусковых импульсов, а выход одновибратора соединен со входом транзисторного Kjno4a, включенного между выходом блока питания и шиной питания усилителя мощности.

СП

I Изобретение относится к геофизи(ческим Исследованиям скважин акусти ческими MeTOflatw. Известно устройство для акустиче.ского каротажа скважин, состоящее из наземного пульта и скважинного прибора, содержащего формирующее устройство, коммутатору генераторы токовых импульсов, магнитострикцион ные излучатели, приемник, предварительный усилитель я выходной трансформаторный усилитель мощности, в котором, с целью уменьшения средней Мощности рассеиваемой элементами усилителя, повышения термостойкости питание анодных цепей осуществляется от источника переменного напряже ния Г13иС2;. Однако в ламповых усилителях сум марная мощность рассеивания состав ляет несколько ватт. Поэтому термостатирование ламповых схем скважинной аппаратуры для проведения геофи зических исследований при температу ре свыше 150°С оказывается малоэффективным. Наиболее близкой к предлагаемой является серийно выпускаемая аппара тура акустического каротажа СПАК-б, выполненная на элементах микроэлект роники и транзисторной техники, в которой тепловьщеление элементов электронной схемы скважинного прибо в десятки раз меньше, чем в лампово варианте. Аппаратура СПАК-6 содержит назем ный пульт, состоящий из блока управления и блоков измерения кинема±ических и динамических параметров упругих волн, и скважинный прибор, соединенный с наземным пультом геофизическим кабелем и содержащий селектор пусковых импульсов, подключенный через блок временной задержк к генераторам зондирующих импульсов нагрузкой которых являются магнитострикционные излучатели, блок питания, пьезоэлектрический приемник с предусилителем, включенный на входе усилителя мощности, при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов подключены к гео физическому кабелю СЗ. Усилитель мощности скважинного прибора выполнен по квазикомплементарной схеме с безтрансформаторным выходом. Для обеспечения передачи электрических сигналов на наземный пульт каскады у Л1лителя работгиот в режиме класса Л (АВ), при котором суммарная мощность рассеивания на -ВЫХОДНЫХ транзисторах при номингшьном напряжении питания 40В составля 0,4-0,6 Вт. Поэтому максимально допустимая при эксплуатации температу ра окружающей среды составляет толЬ ко . Одним из наиболее приемлемых путей повышения термостойкости скважинной аппаратуры является термосхатирование ее электронных схем с использованием пассивных термостатов (сосуды Дюара). Эффективность их использования тем выше, чем меньше, при. прочих равных условиях, мощность рассеивания эле 1ентов электронной схемы. Оснрвным тепловыделяющим узлом в современной скважинной аппаратуре является усилитель мощности. Цель изобретения - повышение термостойкости и снижение потребляемой мощности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для акустического каротажа, состоящем из наземного пульта для измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, соединенного геофизическим кабелем со скважинным прибором, содержащимСелектор пусковых импульсов, подключенный через блок временной задержки к генераторам зондирующих импульсов, нагрузкой которых яйляются магнитострикционные излучатели, блок питания, пьезоэлектрический приемник с предусилителем, включен- . ный на входе усилителя мощности,при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов подклю чены к геофизическому кабелю, -в скважинный прибор введены транзистбрный Ключ, логический элемент ИЛИ и одновибратор, вход которого через элемент ИЛИ подключен к выходам селектора пусковых импульсов, а выход одновибратора соединен со входом транзисторного ключа, включенного между выходом блока питания и шиной питания усилитед1я мощности. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство состоит из наземного пульта 1 и скважинного прибора 2, соединенных между собой геофизическим кабелем 3. В состав скважинного прибора 2 входит селектор 4 пусковых импульсов, блок 5 временных задержек, генераторы 6 и 7 зондирующих импульсов, магнитострикционные излучатели 8 и 9, блок 10 питания, пьезоэлектрический приемник 11 с предусилителем, выходной усилитель 12 мог;ности, логический элемент ИЛИ 13, одновибратор 14 и транзисторный ключ 15. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при включе НИИ скважинного прибора питание постоянно подается на селектор 4 импульсов, блок 5 временных задержек, логический элемент ИЛИ 13 и одновибратор 14, т.е. на устройства,которые выполнены на микромощных микросхе- , мах.

Усилитель 12 мощности отключен от блока 10 питания транзисторным ключом 15.

При подаче с наземного пульта 1 по геофизическому кабелю 3 на включенный скважинный прибор 2 разнополярных пусковых импульсов (система синхронизации - запуск сверху, подтверждение снизу) в селектот ре 4 пусковых импульсов происходит их разделение по полярному признаку на два канала. Выходные импульсы селектора пусковых импульсов 4 поочередно по двум каналам поступают на блок 5 временных задержек, который предназначен для задержки импульсов запуска генераторов 6 и, 7 по отношению к пусковым импульссШ на время переходного процесса в усилителе 12 мощности.

Одновременно импульсами селектора пусковых импульсов 4 через логический элемент ИЛИ 13 запускается одновибратор 14, длительность выходных импульсов которого выбирается из условия передачи по кабельной линии связи на наземный пульт 1 наиболее информативной части акустического сигнала.(Для аппаратуры акустического каротажа на головных преломленных волнах типа СПАК-4 и СПАК-б это временное окно , составляет около 5 мс).

При срабатывании одновибратора 14 транзисторным ключом 15 к шине питания усилителя 12 мощности подключается соответствующий выход блока 10 питания.

Через время, достаточное для установления режима усилителя 12 мощности, запускается от блока 5 временных задержек (в зависимости от полярности пусковых импульсов) генера тор б и 7 зондирующих импульсов. При этом возбуждается соответственно излучатель8 или 9. ГенерируютсА акустические колебания, которые, пройдя через исследуемую породу ипромывочную жидкость, воздействуют iHa пьезоэлектрический приемник 11.

Предварительно усиленные выхрдт ные электрические, сигналы пьезоэлектрического приемника 11 поступают на 5 вход усилителя 12 мощности, нагруженного на кабельную линию связи.

Через линию связи вход назем:ного пульта 1 подаются электрические сигналы, соответствующие первым 0 группам волн акустических колебаний..

В наземном пульте 1 происходит .определение динамических и кинематических параметров упругих волн.

5 При этом время передачи информационного сигнала ограничивается длительностью выходного импульса одновибратора 14, по, окончанию которого транзисторный ключ 15 закрывается

Q и от усилителя 12 мощности отключается питание..

Режим работы усилителя 12 мощности при возбуждении излучателя другого каиала аналогичен вышеописанному.

5 Таким образом, благодаря переводу выходного усилителя мощности 12 в импульсный режим работы, существенно сокращается потребляемая им мо1цность, а главное, уменьшается мощность рассеивания на элементах

0 его схеьш.

Так, при частоте запуска излучателей, равной 25 Гц, и длительности временного окна 5 мс суммарная мощность рассеивания элементами схемы

5 усилителя 12 мощности снижается в 7 раз, а следовательно, снижается температура полупроводниковых структур транзисторов усилителя мощности, увеличивается его термостойкость

0 (усилителя мощности Кроме того, при термостатировании предлагаемой эЛектронной схемы возрастает допустимое время каротажа при 170-20О°С - расширяется рабочий диапазон температур

5 эксплуатации аппаратуры акустического каротажа.