Устройство для регистрации акустических параметров при каротаже скважин Советский патент 1984 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано при разработке акустической скважинной аппаратуры. Известно устройство регистрации логарифма отношений амплитуд при акустическом каротаже (АК) скважин, в котором детектированные сигналы поступают на два диодных логарифмических преобразователя, построенных по принципу кусочно-линейной аппроксимации. Полученные напряжения поступают на схему вычитания, выходной ток которой пропорционален логарифму отношения амплитуд l3. Недостатком устройства является то, что преобразование амплитуды в логарифмическое напряжение осуществляется ступенями, в каждой из которых нарушается пропорциональность с логарифмическим законом преобразования. Известен способ для регистрации временных параметров в АК, заключающийся в измерении времени путем выделения мсж4ента срабатывания порогового устройства от сигнала, превышающего определенный уровень С23 Так как амплитуда этого сигнала в зависимости от скважинных условий меняется, то происходит вместе с этим, и плавание момента срабатывания порогового устройства, что является недостатком способа и устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство регистрации лога рифма отношения амплитуд, содержащее два одновибратора (или симметричный мультивибратор) , две схемы запсмйинания усредненных значений гилплитуд сигналов от ближнего и дальнего излучателей акустического зонда, ключ, схему формирования (кс 1паратор} , которай формирует напряжение, изменяющееся по логарифмической экспоненте, открытый транзистор, компенсирующий температурное влияние, сравнивающее устройство, схему совпапения, мультивибратор (генератор блокировки) и генератор тока. На вход устройства поступает сигнал предварительнб продетектированный. Это напряжение поступает на две идентичные схемы запсминания. Напряжения на схемы запоминания поступают в определенные временные интервалы, которые формируются соответственно двум одновибратор и 1, С выхода первой схемы запсялинания напряжение поступает через ключ на схему формирбвания напряжения с логарифмическим .cna дом заднего фронта, которое в свою очередь поступает на вхсщ сравнивающего устройства, с вто|рой схемы чере открытый транзистор, котвпенсируквдий влияния тёмперату1йз, напряжение поступает на второй вход сравнивающего устройства. Разностное напряжение усиливается сравнивающим устройством, и сформированные прямоугольные импульсы поступают на схему совпадения, которая пропускает прямоугольные импульсы с длительностью, пропорциональной логарифму отношения амплитуд, на вход генератора тока. Управление схемой совпадения и ключом осуществляется одновибратором, формирует прямоугольные импульсы определенной длительности Сз. Недостатке известной схемы является то, что погрешность из-за температурного влияния полностью не компенсируется, так как компенсационный элемент (открытый транзистор) предназначег для компенсации термонестабильности только компаратора (цепи формирования), Компенсация же нестабильности селекторов и схем запоминания,, несмотря на их номинальную симметричность, не может быть полной из-за фактических различий термонестабильности казкдого из полупроводниковых элементов, обусловленной разбросом их параметров, Такая нестабильность в диапазоне температур от 10 до 45 может достигать 70 мв,что соизмеримо с величиной сигнала в нижней области динамического диапазона (для микросхем типа К140 УД 1Б сигналы порядка ЬО мВ), Повшиение стабильности может быть достигнуто только специальным подбором элементов ,. . . Суммарная погрешность возрастает из-за нестабильности напряжения питания и может составить значительную величину, . Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешности регистрируемых параметров от нестабильности температурЕ), Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации акустических параметров, содержащем последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему формирования, оравнивакадее устройство, схему совпадения, генератор блокировки и генератор тока, первый вхрд сравнивающего устройства подключен к выходу ключа, вход, которого соединен с первым входом схемы совпадения и с входом, схемы формирования, второй вход сравнивающего устройства подключён, к выходу схемы запс $инания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего устройства, кото1х й соединен с входом схемы совпадения, а второй вход схемы запся4йнания (лючен к выходу схемл формирования, при 31СЯЛ третий вход схекш совпадения прдключйн к выходу генератора блокировки, а оба выхода схемы совпадения подключены к генераторам тока. На фиг.1 представлена блок-схема устройства для регистрации акус гическлх параметров при каротаже сква жин; на фиг.2 - диаграммы напряжеНИИ, поясняющие его работу. Устройство {фиг,1) содержит одно вибратор 1, схему 2 запоминания, ключ 3, схему 4 формирования, сравнивакядее устройство 5, схему 6 совпадения, генератор 7 блокировки, ге нераторы 8 и 9 тока и фоторегистратор 10, На фиг.2 показаны форма строб-им пульса 11, пакет исходных волновых импульсов 12, импульс 13, преобразо ванный в амплитуду, импульс 14, преобразованный в длительность, и (разностный импульс 15. Устройство работает следукицим об раз ом. На неинвертируквдий вход сравниваквдего устройства 5 поступает пакет ; импульсов 12, выделенных ключем 3. Управление работой ключа осу ще ствляется с т роб-импульс ом 11. сни маемым с одновибратора 1. Работа ключа основана на шунтировании пере менной составляющей напряжения во всем переменном интервале, кроме ин тервала времени воздействия стробимпульса 11. В это время ключ 3 закрывается и пакет волновых импульсо 12 поступает на первый вход сравнивающего устройства 5. Пакет волновы импульсов 12 усиливается сравнивающим устройством 5 и поступает на вход .схемы 2 для запоминания максимальной из фаз выделенного пакета импульсов 12. Управление схемой 2 з псмиинаиия осуществляется импульссил 13, снимаемым со схемы 4 формирования, схема 2 запоминания поддерживает амплитуду с пиковым значением импульса 13 на время, равное.длител ности строб-импульса 11. По окончаНИИ строб-импульса 11 с ьыхода схемы 2 запсминания импульс 13 поступа на второй вход сравниваняцего устрой ства 5. Так как в сравнивающем устройстве 5 после сравнения пакета импульсов 12 с импульсом 13, происхсяит дополнительное усиление, то улавливаются очень малые различия, образующие разностный сигнал, являю щийся показателем ошибки сравнения и стабилизации режима работы устрой ства. По окончании действия стробимпульса 11 сигнал на неинвертирующем первом входе сравнивающего устройства 5 отсутствует, а на втор вход будет -продолжать воздействоват импульс 13, который запирает усилитель сравниваквдего устройства 5 по первому входу. В результате импульс 13 будет усилен до ограничени а на выходе сравнивающего устройств 5сформируется прямоугольный импульс 14. Так как формирование логарифмической экспоненты начинается по окончании строб-импульса 11, то из импульса 14 в схеме 6 совпадения вычитается длительность импульса 11. Прямоугольный импульс 15, сформированный как разность импульсов 14 и 11 от первого зонда со схемы совпадения поступает на вход генератора 8 тока (от второго зонда сигнаш соответственно поступает на вход.генератора 9 тока)f управление схемой 6совпадения осуществляется генератором 7 блокировки. Между выходными точками генераторов 9 и 8 тока включается фоторегистратор 10 каротажной станции, отклонение блика гальванометра которого соответствует разкостHcwy напряжению генераторов тока, т.е. пропорционально логарифму отношения входных сигналов от .первого и гвторого зондов скважинного прибора. Устройство может быть использовано и для регистрации амплитуд акустических сигналов. В этом случае схемоЯ 2 запоминания совместно со схемой 4формирования формируется линейно падающее напряжение. В результате на выходе сравннваквдего устройства 5формируется прямоугольный импульс с длительностью, пропорциональной амплитуде входного сигнала, а с каждого из генераторов тока снимается напряжение постоянного тока, пропорциональное амплитуде акустического сигнала от соответствующего зонда скважинного прибора. Подключение схемы 2 запоминания к выходу сравнивающего устройства 5 позволяет запоминать в одной схеме два информационных сигнала и, следовательно, использовать один канал для обработки сигналов, принятых от двух зондов скважинного прибора. Кроме того, сравнение вькодного с 1гнала схемы 2 запоминания с сигналом от предварительного усилителя с псмощью одного канала дает возможность избежать погрешность термонестабильности, возникающую при работе двух полных каналов. Таким образом, преобразование амплитуд-в длительность пропорциоI а t нальнуюеп- - осуществляется в одном AZ общем канале, что исключает появление дополнительных погрешностей Ът различного влияния температуры. Устройство повыиает точность определения положения вершин сигнгшов и, следовательно, может быть использовано при регистрации интервального времени. Как видно из фиг,2г импульс t4 первый отрицательный фронт прямоугольного импульса соответствует положению вершины одной из первых фаз принятого сигнала и, сгедовательно, этот фронт .не зависит от сраватывания порогового устройства канала измерения времени по уровню. В известных устройствах погрешность измерения времени может достигать четверти периода. Кроме того, возможность определения положения вершин сигналов с большой точностью позволяет использовать устройство в аппаратуре АКИУС и других для формирования импульсов подсветки ЭЛТ на максимумах амплитуд сигналов. В этом случае строб-импульс в устройстве должен быть сформирован на каждую

фазу сигнала, например, триггером Шмидта.

Кроме того, определенная структура расположения элементов схемы позволяет использовать ее для регистра5 ции любого из основных акустических

Л параметров А;,, tfj , формирова ния импульсов,сбответствунадих положению вершины каждой из фаз при10 нятого сигнала, и тем самым унифицировать измерительные устройства аппаратуры акустического каротажа.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН, с.одержащее последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему, формирования, сравнивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки и генератсзры тока, отличающееся тем, что, с повышения точности путем уменьшения погрешности регистрируемых паргкметров от нестабильности температуры, первый вход сравнивахщего устройства подключен к выходу ключа, вход которогЬ соединен с первым входом схемы совпадения и с входом схемы формирования, второй вход сравнивающего устройства подключен к выходу схекол запоминания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего ус.тройства, который соединен с входом схемы совпгщения, а втЬрой вход схемы запоминания подключен к выходу схемы формирования, при этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блокировки, а оба выхода cx&ta совпадения подключены к генераторам тока. rCD

L/

Ф1/г.2