Цифровая геоакустическая станция Советский патент 1986 года по МПК G01V1/00 

1

Изобретение относится ствам для сейсмоакустичеки подз емных неоднородно быть использовано в аппа звучивания для выявления шенного звукопоглощения,

звукопоглотителей, решения других геологических и инженерных задач, и является усовершекствованием устройства, по авт.св. J 1056101.

Пель изобретения - расширение функциональных возможностей путем визуализации измеряемого параметра среды.

На фиг. 1 приведена функциональная схема цифровой геоакустической станции; на фигуре 2 - схема размещения- пунктов излучения и приема упругих колебаний в скважинах.

Цифровая геоакустическая станция (фиг. 1) содержит источник 1 и приемник 2 упругих колебаний, блок 3 задания закона изменения частоты, устройство 4 управления, устройства обработки 5 и регистрации 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) бло 8 выявления времени вступления сигнала, блок 9 ввода информации, арифметическое устройство 10, блоки 11 и 12 памяти, счетчики 13 и 14, блок 15 управления, схему 16 начальной установки, блок 17 синхронизации, схему 18 сравнения и последовательно соединенные ключевук схему 19, блок 20 памяти дисплея, гене ратор 21 число-графический знак и электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 22

Выход блока 3 соединен с входом источника 1; а вход - с первым вы- ходом устройства 4 управления, другие выходы которого подключены к первому входу АЦП 7, первым входом блоков 11 и 12 памяти и первому входу устройства 5 обработки, выходы которого подключены к первому входу устройства 4 управления, входу устройства 6 регистрации и первому входу арифметического устройства 10, второй вход которого соединен с пер- вым входом блока 9, а выходы - с вторыми входами блоков 11 и 12 памяти, третьи входы которых соединены с выходами счетчиков 13 и 14 соответственно,, а четвертые входы - с пер- вым выходом блока 17 синхронизации, второй выход которого подключен к входу схемы 16, третий выход - к

0

5

0

входу блока 15 управления, а вход - к второму ныходу блока 9. Выход каждого блока 11 1 12 памяти соединен с первым и вторым входами ключевой схемы 19 и схемы 18 сравнения, выход которой подключен к входу ключевой схемы 19. Выходы схемы 16 соединены с первыми входами счетчиков 13 и 14., вторые входы которых подключены к выходам блока 15 управления. Выход блока 8 подключен к второму входу устройства 4 управления, а вход соединен с выходом приемника 2, который соединен также с входом блока 8. Выход АЦП 7 подключен к второму входу устройства обработки 5.

В качестве источника 1 упругих колебаний может быть использован магнитострикционный, а в качестве приемника 2 упругих колебаний - пьезокерамический преобразователи.

8качестве блока 3 может быть использован коммутируемый генератор. Устройство 4 управления и блок 15 управления могут быть выполнены в виде набора формирователей импульсов. Устройство 5 обработки может включать сумматор, ячейку памяти и ограничитель уровня сигнал-шум,

АЩТ 7, блоки 11,12 и 20 памяти, ключевая схема 19, счетчики 13 и 14, схема 18 сравнения, схема 16, блок 17 синхронизации, генератор 21 и ЭЛТ 22 могут быть выполнены на основе известных стандартных узлов и элементов. Блок 8 может содержать пороговое устройство,.две или более ячейки памяти, узел разрешения считывания информации и ехему совпадения. В качестве арифметического устройства 10 может быть использована мини-ЭВМ, например типа Электроника-60. Влок

9может содержать клавиатуру и электронные узлы и обеспечивает возможность ввода служебной информации, полученной до выполнения межскважин- ного прозвучивания. Устройство 6 регистрации может включать просмотровое устройство (осциллогра:ф) и маг- нитньй регистратор.

На фиг. 2 изображены скважины 23 и 24 с пунктами 25.1,...25.п размещения приемника 2 и с пунктами 26.1, ,..526.п размещения источника 1 соответственно.

Цифровая геоакустическая станция работает следующим образом.

В блоке 8 устанавливают минимальную величину измеряемого параметра. В схеме 18 сравнения задают критерий выбора информации по величинам измеренных параметров, которые сравниваются между собой. Например, може быть выбрана минимальная величина измеряемого параметра. В устройство 5 обработки задают минимальную величину отношения сигнал-шум, требуемую для уверенного вьщеления полезного сигнала на фоне помех. С помощью блока 9 в арифметическое устройство 10 вводят величины расстояний между пунктами возбуждения и приема упру-; гих колебаний, уровень излучения источника 1 на минимальном заданном расстоянии от излучающей поверхности и другую информацию, необходимую для расчета коэффициентов звукопоглощения oi или скорости распространения упругих колебаний С.

Опускают в скважины источник 1 и приемник 2 упругих колебаний и устанавливают их в пунктах 26.9 и 25.1 соответственно в скважинах 23 и 24 (фиг. 2). По команде оператора устройство 4 управления формирует импульсы управления, которые поступают в блок 3. Последний формирует низкочастотный сигнал возбуждения источника 1. Цуг низкочастотных колебаний проходит массив горных пород и поступает на вход приемника 2, который преобразует упругие колебания в электрические. Электрический сигнал усиливается и поступает в блок 8 Если сигнал вьш1е установленного уровня, то блок 8 вьщает сигнал в устройство 4 управления. В противном случае производится сброс и повторяется запуск устройства. Устройство 4 управления формирует команду блоку 3 для выработки сигнала рабочей частоты, которым запускается источник 1, и вырабатывает задержку импульса синхронизации работы АЦП 7 и устройства 5 обработки. Источник 1 возбуждает в среде упругие колебания рабочей частоты, которые проходят среду, поступают на вход приемника 2 и преобразуются последним в электрические колебания, которые усиливаются и поступают на вход АЦП 7.

В соответствии с задержкой, поступившей из устройства 4 управления, АЦП преобразует в цифровую форму только полезную часть сигнала, начиная с момента прихода его на

вход приемника.2 . Далее закодированная информация поступает в устройство 5 -обработки, которое начинает работать в соответствии с задержкой, также поступившей из устройства 4 управления. В устройстве 5 обработки закодированная информация накап- лива .тся до тех.пор, пока не будет достигнута заданная величина откошения сигнал-шум. При этом из устройства 5 обработки Р блок А управления поступает сигнал, в соответствии с которым блок 4 управления передает в блок 3 сигнал о выключении источника 1 и в устройство 5 обработки - сигнал о передаче накопленной информации в устройство 6 регистрации и арифметическое устройство 10.

В устройстве 6 регистрации закодированная информация преобразуется в аналоговую форму для предварительного визуального просмотра и записывается в требуемой форме. В арифметическом устройстве 10 поступившая информация о измеренной величине обрабатывается для получения, например, величины oi , после чего информация о величине о/ передается для запоминания в блок 11 памяти по адресу 0. Затем источник 1 и приемник 2 устанавливают в пунктах 26.10 и 25.2 в скважинах 24 и 23 соответственно и операцию повторяют. Полученную при этом информацию о величине о записывают в блоке 11

памяти по адресу 1. Перемещение источника 1 и приемника 2 запоминание в блоке 11 памяти полученной информации о величинах с по лучам просвечивания повторяют до тех пор.

пока не завершат просвечивание массива горных пород. Затем источник 1 и приемник 2 устанавливают в пунктах 26.1 и 25.9 в скважинах 24 и 23 соответственно и аналогично описанному процессу записывают в блок 12 памяти информацию о величине с по адресу 0. Затем, последовательно перемещая источник 1 и приемник 2 по скважинам 24 и 23 соответственно,

формируют массив информации в блоке 12 памяти о величинах oL по соответствующим лучам просвечивания (фиг. 2).

Далее формируют изображение величин о в точках среды межг.у скважинами на ЭЛТ 22. Рассмотрим этот процесс на примере точки между скважинами 23 и 24 (фиг. 2), находящейся на

f5

ересечении лучей просв€,чивания из унктов 25.10 - 26,2 и 25.8 - 26.20, вляющейся первой ,в строке, соответтвующей линии, соединяющей пункты 25-9 - 26.9.

По команде оператора через блок 9 блок 17 синхронизации вьщает сигнал на схему 16 и блок 15 управления. Схема 16 в соответствии с полученной ,Q командой устанавливает в счетчиках 13 и 14 начальные адреса хранения информации. В блоки 11 и 12 памяти поступает команда через счетчики

13и 14 соответственно от блока 15 управления на считывание информации по соответствующим адресам. Информация о величине визуализируемого параметра из блоков 11 и 12 памяти поступает в схему 18 сравнения и ключе- Q вую схему 19. Схема 18 сравнения выбирает по заданному Крите рию одну - из двух величин параметра и передает ее по команде ключевой схемы 19 через последнюю в блок 20, В соответ- 25 ствии с заданной программой блок 15 управления изменяет в счетчиках 13 и

14величины адресов на единицу, и весь процесс выбора информации о величине Ы для второй точки среды по Q указанной строке повторится аналогично описанному.

Также будет осуществлен выбор информации о величине о для всей строки. После этого по командам блока 15 - управления производится накопление информации в блоке 20 для второй строки, соответствующей, например, линии, соединяющей 25.10 - 26,10, Перед этим в счетчиках 13 и 14 устанавливаются требуемые адреса,Информация, накопленная в блоке 20 в требуемом объеме, в генераторе 21 преобразуется и высвечивается на экране ЭЛТ 22. Таким образом, на экране ЭЛТ 22 будет визуализирован накопленньй в блоке 20 параметр среды в виде точек, пятен и др„ Полученное изображение- параметра или цифровое поле позволяет сразу после выполнения прозвучи™ 50 вания выявить особенности акустического поля в межскважинном пространстве и при необходимости дополнить

полученную информацию без повторного возвращения к исследованным сква- 55

жинам.

40

45

В случае, если шаг перемещения источника 1 и приемника 2 отличается от того, который приведен на фиг,2, начальные адреса в счетчиках 13 и 14 устанавливают г в соответствии с зтим шагом.

Формула изобретения

Цифровая геоакустическая станция по авт.ев, № 1056101, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем визуализации измеряемого параметра среды, она дополнительно снабжена блоком ввода информации, арифметическим устройством, двумя блоками памяти, двумя счетчиками, ключевой схемой, схемами сравнения и начальной установки, блоками синхронизации и управления, блоком памяти дисплея, генератором число-графический знак и электронно-лучевой трубкой, при этом первьш выход блока ввода информации соединен с первым входом арифметического устройства, а второй выход - с входом бло- ка синхронизации, первый выход которого подключен к соответствующе- му первому входу каждого блока памяти, второй выход - к входу схемы начальной установки, третий - к входу блока управления, первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика,а второй - с первым входом счетчика, вторые входы которых соединены с первым и вторьп-1 выходами схемы начальной установки, а выход каждого счетчика соединен с соответствующим вторым входом каждого блока памяти, третьи входы которь х подключены к выходам устройства управления, а выходы - к первому и второму входам ключевой схемы и схемы сравнения, выход схемы сравнения соединен с третьим входом ключевой схемы, выход которой подключен через последовательно соединенные блок памяти дисплея и генератор число-графический знак к электронно-лучевой трубке, а третий выход устройства обработки соединен с вторым входом арифметического устройства, выходы которого подключены к четвертому входу каждого блока памяти.

Z5.n

-4

125.Л

2. ft

Фиг.2

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности цифровой геоакустической станции за счет обработки измеренных данных в арифметическом устройстве 10 с последующим формированием изобретения на экране ЭЛТ 22. Полученное изображение параметра или цифровое поле позволит сразу после выполнения прозвучивания высевать особенности акустического поля в межскважинном пространстве и при необходимости дополнить полученную информацию без повторного возвращения к исследованным скважинам. 2 ил.. Дополнительное к авт.св.№Т036101. с 9 (Л 1C to О) 00