Устройство акустического каротажа Советский патент 1986 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акусти- ческим методом и может быть использовано для определения кинематических и динамических упругих характе- ристик горных пород.

Цель изобретения - повьшение точности определения параметров акустического сигнала путем обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних.

На фиг. 1 показана структурная схеыа устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его.работы.

о

Устройство содержит электроакустический узел 1 излучения и приема упругих колебаний, приемники 2 и 3 узкополосного и широкополосного зондов, принимающих упругие колебания из ближней 4 и дальней 5 зон прозву- чивания, генератор 6 тактовых импульсов, управляемый формирователь 7 окна, первый и второй аналоговые ключи 8 и 9, усилитель 10, наземную аппаратуру 11, дополнительный широ- койолосный приемник 12, пороговое устройство 13, -аналоговый ключ 14, формирователь 15, узел 16 управления пороговым устройством.

На фиг. 2 показаны тактовые импульсы 17 синхронизации, электрические сигналы 18 приемника узкополосного зонда от ближнего и дальнего излу .чателей, импульсы 19 и 20, соответствующие первым вступлениям продольной волны с выходов порогового устройства 13 и формирователя 15 импульсов, суммарные электрические сигналы 21с выхода формирователя и дополнительного широкополосного приемника 12, импульсы 22 формирователя окна для узкополосного зонда и дополнительного широкополосного приемника, суммарный сигнал 23 с выхода усилителя 10.

Устройство работает следующим образом. .

Находящиеся в зонде излучатели и и и„ поочередно излучают в око- лоскважинное пространство упругие импульсы, которые, проходя через исследуемые горные породы, воспринимаются в первую очередь приемником 2(П) узкополосного зонда, имеющего небольшой разнос между излучателями, преобразуются ним в электрические сигналы и подаются на вход порогового устройства 13. Данные акустические колебания имеют достаточно большую амплитуду, а пакеты волн практически не разделены по времени. Уровень дискриминации порогового устройства устанавливается с наземной аппаратуры 11 с помощью узла 16 управления пороговым устройством. Пороговое устройство вырабатывает.последователь- ность импульсов 19, первый из кото- рых соответствует первому вступлению продольной волны на резонансный приемник узкополосного зонда.

С переднего фронта данного им- пульса с помощью формирователя 15 . импульсов формируется короткий импульс, .который после дополнительного усиления с помощью усилителя 10 через кабель подается в наземную ап- паратуру 11, где в блоке измерения времен Т формируются интервалы времени t при работе ближнего излучателя и t при работе дальнего излучателя и вычисляется значение м t - t . Одновременно в наземной аппаратуре этот же импульс используется для запуска стробирукмцего импульса окна, подаваемого в измеритель амплитуды. Аналогичная после- довательность операции осуществляется при работе другого излучателя устройства.

В скважинном приборе от указанного импульса 20 первого вступления срабатывает аналоговый ключ 14, отключая от входа первого аналогового ключа 8 сигнал от приемника 2 узкополосного зонда и подключая сигнал от дополнительного широкополосного приемника, котоввый во временном окне, определяемом формирователем 7, усиливается усилителем 10 и подается в наземную аппаратуру,, где записьша- ется в виде фазокорреляционньт диаграмм и волновьос картин, а также подается в измеритель амплитуды. Временное окно измерителя начинается от момента первого вступления продольной волны на узкополосный приемник. После окончания имг ульса 22

ключ 8 закрывается, -открывается ключ

9 и на усилитель 10 поступает сигнал

от приемника 3 широкополосногч) зонда.

Таким образом, суммарной сигнал

23, поступающий в наземную аппарату- ру, состоит из трех сигналов, следующих друг за другом. Вначале посту- .пает импульс первого вступления приемника 2 (П) .узкополосного зонда, а за ним сигнал от дополнительного широкополосного приемника 12 (П), имеющего достаточно четкое разделени во времени основных типов волн - про дольных и поперечных, а затем сигнал от приемника 3(П ) широкополосного зонда. При этом для приемника узкополосного зонда и дополиительного пирокополосного приемника, располо- женных на некотором минимальном разносе друг от друга, обеспечивается единая точка записи, как поканаль - ная, так и интервальная.

Разнос между приемником узкопо- лосного зонда и широкополосным приемником устанавливается исходя из значения минимального промежутка времени, необходимого для выделения информирования импульса первого вступления, срабатывания третьего аналогового ключа. При этом значение скорости продольной волны принимается равным максимально возможному (порядка 8000 м/с). Например, указан- ный суммарный промежуток времени при видимой частоте первых вступлений продольной волны от 17 до 32 кГц и применении современных радиоэлектронных элементов не .превьшает 4 - 8 МКС. Тогда разнос/ между приемниками равен 6f (3-6) см.

Причем, если St. 3 см, упругие импульсы могут достичь широкополосного приемника раньше, чем произойдет переключение третьего аналогового ключа, и начальные периоды сигнала от дополнительног9 широкополосного приемника не зарегистрируются.

При (5 f 6 см увеличивается доля мертвого времени в окне измерителя наземной аппаратуры.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность и надежность определения физико-механических свойств пород, производительность исследований.

Формула изобретени

Устройство акустического каротажа, состоящее из наземной аппарату-

5 to

15 20 25

5

0

5

0

ры и скважинного прибора,- содержащее . электроакустический узел излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к наземной аппаратуре, а выходы соединены с электроакустическим узлом излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, усилитель сигналов, первый и второй аналоговые ключи, формирователь сйсна узкополосного зонда, пусковой вход которого соединен с генератором тактовы с импульсов, управляю1ций вход подсоединён через кабель к наземной annapi- туре, выходы соединены с управляюпрти входами аналоговых ключей, входы которых соединены с выходами йриемни- ков упругих колебаний узкополосного и ошрокополосного зондов, а выходы подключены к усилителю сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров акустического сигнала путем обеспечения единой точки ваписи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних, в скважинный прибор введены дополнительный широкополосный приемник, установленный непосредственно после приемника узкополосного зонда, пороговое устройство, третий аналоговый ключ, формирова тель нм- пульсов, а в наземную аппаратуру - узел управления пороговым устройством, выход которого через кабель подключен к управляющему входу порогового устройства, другой вход которого присоединен к выходу приемника узкополосного зонда, при этом выход порогового устройства подключен к входу формирователя импульсов, выходы которого подключены к входу усилителя и управляющему входу третьего аналогового кшоча, причем два других входа третьего аналогового ключа присоединены соответственно к входам приемника узкополосного зонда и дополнительного широкополосного приемника, при этом выход третьего аналогового ключа подключен к входу первого аналогового ключа.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическим методом и может быть использовано для определения кинематических и динамических упругих характеристик горных пород. Целью изобретения является повышение точности определения параметров акустического сигнала, которая достигается путем обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних. С этой целью в устройство акустического каротажа, состоящее из наземной аппаратуры и скважинного прибора, введены новые блоки и связи. Устройство содержит электроакустичес- кий узел излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, генератор тактовьгх импульсов, усилитель сигналов, первый и второй аналоговые ключи, формирователь окна узкополосного зонда. В скважинный прибор введены дополнительный широкополосный приемник, который установлен непосредственно . после приемника узкополосного зонда, пороговое устройство, третий аналоговый ключ, формирователь импульсов. В наземную аппаратуру введен узел управления пороговьп устройством. Введение новых блоков позволяет одновременно принимать, передавать на поверхность, обрабатывать и регистрировать информацию от обоих зондов и широкополосного приемника, причем для приемника узкополосного зонда и широкополосного приемника обеспечивается единая точка записи. 2 ил. с (О &) 00 CD ЮО

Цг

Редактор И.Касарда

Составитель Н.Журавлева

Техред л.Сердюкова КорректорЕ.Сирохман

Заказ 5227/47Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственкого комитета СССР

по делам изо.бретенирЧ и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1

(fe.e