Наземный пульт для скважинных акустических зондов Советский патент 1985 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к устройствам для геофизическргк исследований геологического разреза скважин акустическим методом и может быть использовано при акустическом каро таже скважин. Цель изобретения - повышение надежности предотвращения аварийной ситуации в скважине. На фиг. i изобралсена блок-схема наземного пульта; на фиг. 2 - эпюры напряжений при нормальном спуске зонда; на фиг, 3 - то же, при остановке нижней части зонда; на фиг, 4. положение составных частей зонда при нормальном спуске; на фиг. 5 - то же, при остановке его нижне- части. Наземный пульт состоит из схемы синхронизации 1, устройства фиксации 2 времени прихода упру гих колебаний, схем фиксированной 3 и следящей 4 блокировок помех, устройства для вычисления параметр упругих колебаний 5, а таклсе детек тора 6 аномального изменения времени, состоящего из схемы совпадения 7 и триггера 8, и устройства сигнализации 9. Сигнальные входы детектора б, являющиеся одновременно сигнальными входами схемы совпадения 7, подключены: один - к выходу.схемы фиксированной 3, второй - к вьгхо ду схемы следящей 4 блокировок. Од из входов триггера 8 подключен к в ходу схемы совпадения 1 а второй вход, являясь входом синхронизации детектора 6, подключен к выходу сх мы синхронизации 1. Вькод схемы синхронизации 1 соединен также с входами запуска схем фиксированной 3 и следящей 4 блокировок с устройством фиксации 2 времени прихода упругих колебаний. В процессе каротажа информаиион ный сигнал 10 в виде пакета колеба ний, соответствующего упругим коле баниям, поступающим в калсдом такте работы акустического зонда на приемник зонда, вместе с сиихроимпульсом 115 соответствующим по вре мени моменту возбуждения излучателя зонда, поступает покаротаж-, ному кабелю в наземный пульт, где синхроимпульс Бьщеляется схемой си хронизации 1,. а информационный сиг нал поступает на информационньш вх 582 устройства фиксации 2 времени прихода упругих колебаний и в устройство для вычисления параметров упругих колебаний 5. Временное положение информационного сигнала, т.е. его задержка относительно момента возбуждения, определяется отношением расстояния между излучателем и приемником зонда (зондового расстояния) к скорости распространения упругих колебаний в окружающей среде. . При установленном для данного зонда зондовом расстоянии время прихода информационного сигнала относительно синхроимпульса изменяется в зависимости-от скорости распространения упругих колебаний в проходимых зондом породах. При плотных породах, где скорость максимальная, это время имеет минимальное значение, а при рыхлых породах - соответственно, максимальное значение. Диапазон времен от минимальных и до максимальных определяет интервал ожидания информационного сигнала. На управляющие входы устройства фиксации 2 поступают прямоугольные импульсы 12 с выхода схемы фиксированной и прямоугольные импульсы 13 - с выхода схемы следящей блокировки помех. Длительность импульса 12 схемы фиксированной блокировки помех соответствует временному интервалу, располол енному в зоне помех, связанных с передачей синхроимпульсов, и примыкающему почти вплотную к началу интервала ожиДания информационного си1нала. Длительность же импульса 13 схемы следящей блокировки не постоянна, она изменяется, следит за временем прихода информационного сигнала, отставая от этого времени примерно на 40 МКС, причем слежение осуществляется благодаря обратной связи в цепи: выход устройства фиксации 2 - управляющий вход схемы 4 следящей блокировки. Воздействие устройства фиксации 2 по обратной связи на схему 4 следящей блокировкии, соответственно, на длительность выходного импульса 13 зависит от зафиксированного времени прихода информационного сигнала в предьщущем такте (мало отличающегося от ожидаемого

времени прихода сигнала в настоящем такте).

Импульс на выходе устройства фиксации 2 времени прихода упругих колебаний появляется в каждом такте пр поступлении на его информационный вход сигнала, превышающего поро срабатывания устройства, но не ранее, чем закончатся импульсы 12 и 13 фиксированной и следящей блокировок. Тем самым исключается срабатывание на помехи в интервале от синхроимпульса и до заднего фронта импульса 13. Вероятность же попадания помехи в незащищенный относительно небольшой интервал (40 мкс) между задним фронтом импульса 13 схемы следящей блокировки и моментом прихода информационного сигнала невелика.

11мпульс с выхода устройства фиксации 2 упругих колебаний в качестве отметки момента фиксации информационного сигнала поступает.на второй информационньй вход устройства вычисления параметров упругих колебаний 5.

Импульс 12 с выхода схемы фиксированной блокировки и импульс 14, соответствующий заднему фронтуимпулса 13, с второго выхода схемы следящей блокировки поступают на входы схемы совпадения 7, являющиеся сигнальными входами детектора 6 аномального изменения времени. При нормальном спуске, когда кабельная вставка акустического зонда с гибким соединением приемной и излучающей части зонда находится в натянутом состоянии и зондовое расстояние соответствует установленному знчению, изменение времени прихода информационного сигнала происходит нормально, т.е. в пределах.интервала ожидания. В этом случае импульс 14 от заднего фронта импульса 13, следящего за информационным сигна лом, не может попасть во временной интервал импульса 12 (даже при прохождении зондом наиболее плотных пород) и поэтому не проходит на выход схемы совпадения 7.

При остановке или торможении нижней части зонда, когда верхняя часть зонда начинает приближаться к нижней, уменьшается расстояние между излучателем и приемником (зондовое расстояние), вследствие

24584

чего происходит аномальное изменение (уменьшение) времени прихода упругих колебаний, при котором информационный сигнал 10, приближаясь к 5 синхроимпульсу 11, выходит за пределы интервала ожидания сигнала, соответствующего нормальному зондовому расстоянию. Следующий за информационным сигналом 10 задний

0 фронт импульса 13 схемы следящей блокировки и, соответственно, импульс 14 на ее выходе попадают в этом случае в интервал импульса 12 схемы фиксированной блокировки, и

5 на выходе схемы совпадения 7 детектора 6 аномального изменения времени от входного импульса 14 появляется иь{пульс 15, которьш опрокидывает подключенньй к выходу схемы

Q совпадения триггер 8. На выходе триггера 8 и, соответственно, выходе детектора 6 появляется перепад напряжения 16, запускающий устройство сигнализации 9, причем

5 переключение триггера 8 в исходное состояние осуществляется синхроимпульсом следующего такта.

При срабатывании устройства сигнализации включается световой индикатор на пульте для привлечения вни мания оператора и подается звуковой сигнал в кабину машиниста подъемника для срочной остановки спуска и принятия необходимых мер, исключающих возможность аварийной ситуации, в том числе прекращения каротажа и проработки скважины для облегчения спуска зонда. При использовании программно-управляемой 1каротажной станции звуковой сигнал |Дублируется соответствующей командой для ЭВМ, управляющей работой ;станции. I

j Использование изобретения, по крайней мере, в несколько раз уменьшит вероятность возникновения аварийной ситуации при сближении разнесенных частей акустических

зондов, имеющих гибкое соединение, и тем самым исключит возможные непроизводительные материальные затраты за счет простоя скважин и необходимости обеспечения мероприятий

5 по ликвидации аварий, а также за

счет порчи каротажного кабеля или потери (оставления) в скважине самого зонда.

фиг.

1. НАЗЕМНЫЙ ПУЛЬТ ДЛЯ СКВАЖИННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ЗОНДОВ, включающий схему синхронизации, устройство фиксации времени прихода упругих колебаний, устройство вычисления параметров упругих колебаний, а также схему фикст рованной блокировки помех и схему следящей блокировки помех, при этом к входу назем- . ного пульта подключены схема синхронизации, устройство фиксации времени прихода упругих колебаний и устройство вычисления параметров упругих колебаний, выход схемы синхронизации подключен к входам запуска схемы фиксированной блокировки помех и схемы следящей блокировки помех, а также к входу запуска устройства фиксации времени прихода упругих колебаний, выходы схем фиксированной и следящей блокировок помех подключены к входам устройства фиксации времени прихода упругих колебаний выходы которого соединены с входом схемы следящей блокировки помех и входом устройства вычисления параметров упругих колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности предотвращения аварийной ситуации в скважине, в наземный пульт дополнительно введены детектор аномального изменения вре(Л мени и подключенное к выходу детектора аномального изменения времени устройства сигнализации, причем сигнальные входы детектора аномального изменения времени подключены: первый - к выходу схемы фиксированной блокировки помех, второй - к выходу следящей блокировки помех, а вход синхронизации подключен к выходу схемы синхронизации. , 2. Пульт по п. 1, отличающийся тем, что детектор аномального изменения времени состоит из схемы совпадения, входы которой являются сигнальными входами детектора аномального изменения времени, и триггера, один из входов которого подключен к выходу схемы совпадения, а второй является входом синхронизации детектора.

УКIff

т

Фиг.2

15

1В

фиг.З

у

Ч

ч

Л

N