Устройство ограничения приращений в измерителе кинематических характеристик сигнала акустического каротажа Советский патент 1986 года по МПК G01V1/48 

Изобретение относится к геофизиче ским исследованиям скважин акустическим методом. Цель изобретения - увеличение помехоустойчивости измерений кинематических характеристик акустического сигнала. На фиг.1 представлена структурная схема устройства} на фиг.2 - временные диаграммы сигналов на выходе его основных углов. Схема (фиг.1) содержит фильтры 1 и 2 верхних частот, смеситель 3, бло 4 межзондовой корреляции, блок 5 обрыва измерения, схему 6 передачи модуля, компараторы 7 и 8, преобразователь 9 код - аналог, схему 10 вычитания, схемы 11-14 совпадения, реверсивный счетчик 15, формирователь 16 импульсов записи, схемы 17 и 18 запоминания, индикаторы максимума 19 и минимума 20, усилитель-ограничител 21, схему 22 сравнения, схему 23 выделения фронтов и схему 24 логического сложения. Устройство работает следующим образом. Устройство предназначено для работы с двухзондовой акустической аппаратурой с поочередной передачей информации от ближнего и дальнего излучателя. Алгоритм работы, применяемый в этом случае для измерителей кинематических характеристик, заключается в том, что интервал времени от момента излучения до первой вьщеляемой фазы принимаемого сигнала (эПюры 25 и 26) преобразуется в каждом такте в линейJHo нарастающее напряжение (эпюра 27) В момент окончания измеряемого интервала формируется команда (эпюра 28) на запоминание нового значения (эпюра 29). В момент запоминания в выходном напряжении появляется ступенька напряжения, величина которой прямо про порциональна разности между предыдущим и новым значением времени приход сигнала. Эти приращения (эпюра 30) измеряемого параметра, получаемые на ближнем и дальнем зонде в устройстве в фильтрах 1 и 2 верхних частот отде ляются от постоянной составляющей и усиливаются до необходимой величины. Затем они складываются в смесителе 3 и поступают на вход блоков межзондовой корреляции 4 и обрыва измерения 5 В последнем эти приращения измеряемой величины приводятся схемой передачи модуля сигнала к одной полйрности, например положительной, и поступают затем на компараторы 7 и 8, на другие входы которых подается напряжение с выхода преобразователя 9 код - аналог. Причем это напряжение на компаратор 7 поступает непосредственно, а на компаратор 8 через схему 10 вычитания, где оно уменьшается на определенную постоянную величину. В простейшем случае роль этой схемы может выполнять, например, стабилитрон с соответствующим напряжением пробоя. Роль компараторов заключается в сравнении величины приращения измеряемой величины с напряжением jHa их вторых входах. Если приращение (эпюры 30) оказывается выше напряжения с выхода преобразователя 9 код - ансшог, то в момент их равенства компаратор 7 выдает команду на схему запоминания в измеритель кинематических характеристик (эпюра 31) для прекращения ее работы. Таким образом, она отработает не все изменение измеряемого параметра, а только некоторую ее часть, величина которой определяется напряжением на выходе преобразователя 9 код - аналог.-Сработав, компаратор 7 открьтает также схему 11 совпадения, через которую (а также схему 13 .совпадения) на суммирующий вход реверсивного счетчика 15 проходит сигнал с выхода формирователя 16 ш пульса записи, который формируется в нем и в момент окончания команды на запоминание в измерителе кинематических характеристик (эпюры 28 и 32). С поступлением импульса на суммирующий вход реверсивного счетчика число, записанное в нем, увеличивается на единицу, что приводит к увеличению напряжения на выходе преобразователя 9 код - аналог, т.е. в следующем такте измерителю кинематических характеристик разрешено отработ ать большее изменение измеряемого параметра. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на выходе преобразователя 9 код - аналог не станет больше приращений, получаемых временем прихода сигналаза один такт. При этом компаратор 7 перестает срабатывать и прекращается поступление импульсов на

суммирующий вход реверсивного счетчика 15.

В случае, если приращение измеряемого параметра оказывается меньше напряжения на втором входе компаратора 8, он перестает срабатывать и закрывать схему 12 совпадения, при этом импульсы записи с выхода формирователя 16 начинают поступать через схему 24 сложения и схему 14 совпадения на вычитаюпщй вход реверсивного счетчика.

Этот процесс происходит до тех пор, пока амплитуда приращений не окажется меньше напряжения на компараторе 7, нобольше, чем на компараторе 8. В этом случае схемы 11 и 12 совпадения оказываются запертыми и никаких изменений в состоянии реверсивного счетчика не происходит.

Таким образом, устройство следит за величиной приращений, получаемых измеряемым параметром, и разрешает измерителю отрабатывать только эту реличину.

При этом постоянная времени (инерционность) схемы выбрана такой, чтобы исключить динамические ошибки измерения и не разрешать отрабатывать резкие, хаотичные приращения, вызываемые сбоями срабатывания амплитудного дискриминатора на шумы.

При мощности пластов больше длины зондов возникают ситуации, когда изменение времени прихода сигнала на ближнем зонде прекратилось,на дальнем еще продолжается. При этом, естественно, таккак в устройстве доверительный интервал устанавливается в общий на оба зонда, его необходимо поддерживать на прежнем высоком уровне до тех пор, пока и дальний зонд полностью не входит в новый пласт, т.е. пока не прекращается на нем изменение времени прихода сигнала.

Для этого в схему введена схема 17 запоминания, которая по команде импульса записи запоминает состояние компаратора В. Поэтому на его выходе всегда отражено состояние компаратора 8 во время приема сигнала другого зонда. Таким образом, прохождение импульсов через схему 12 совпадения на вычитающий вход реверсивного счетчика, т.е. уменьшение доверительного интервала, разрешается только в том случае, если -и на другом зонде также требуется его уменьатть,

Для ограничения величины доверительного интервала применены индикатор 19 максимума и индикатор 20 минимума, которые закрывают схемы 13 и 14 совпадения, прекращая тем самым возможность дальнейшего увеличения или уменьшения показаний счетчика при достижении ими соответственно максимально или минимально допустимой величины.

В устройство для лучшего распознавания систематических приращений входной величины от случайных введен блок 4 межзондовой знаковой корреляции.

Приращения сигнала со смесителя 3 поступают через усилитель-ограничитель 21 на схему 22 сравнения и схему 18 запоминания, в которой хранится знак приращения на другом зонде. Таким образом, на вход схемы 22 сравнения подается информация о знаках приращения измеряемого параметра на ближнем и дальнем зонде в двух.соседних посылках. Если эти знаки одинаковые, схема 13 совпадения открыта и разрешает, в случае необходимости, увеличить доверительный интервал. Различие этих знаков указывает на то, что один из них ложный, поэтому увеличение доверительного интервала в этом случае запрещается (схема 13 совпадения закрыта) .

Кроме того, желательно уменьшение доверительного интервала. Для этого в устройство введен блок 23 выделения фронтов. Каждый раз, когда схема 18 запоминания меняет свое состояние, т.е. если знаки приращения на обоих зондах различны, блок вьфабатывает . импульс, который через схему 24 сложения и схему 14 совпадения поступает на вычитающий вход реверсивного счет чика и вызьгеает уменьшение доверительного интервала.

Таким образом, благодаря применению предлагаемого устройства, измеритель имеет возможность отработать изменение времени прихода сигнала настолько, насколько это определяется литологией. Резкие же изменения вызываемые случайными факторами, ограничены на низком уровне, чем и достигается увеличение помехоустойчивости измерений. Применение устройства позволяет -резко повысить качество каротажного материала в пластах с низким уровнем сигнала и увеличить скорость

движения снаряда на остальных участках .

Формула изобретения

1. Устройство ограничения приращений в измерителе кинематических характеристик сигнала акустического каротажа, содержащее два фильтра верхних частот, входы которых являются информациоными входами устройства, блок передачи модуля и компаратор, отличающее ся тем, что, с целью увеличения помехоустойчивости измерений, в устройство введены смеситель, схема логического сложения, формирователь, две схемы совпадения, реверсивный счетчик, преобразователь код - аналог, индикаторы максимума и минимума, блок межзондовой корреляции и блок обрыва измерения, при этом выходы фильтров верхних частот через смеситель связаны с входом блока межзондовой корреляции и первым входом блока обрыва измерения, вход формирователя является запускающим входом устройства, а его выход соединен с запускающими входами блока межзондовой корреляции и блока обрыва измерения, выход реверсивного счетчика связан с входами индикатора максимума, индикатора минимума и преобразователя код - аналог, выход которого связан с вторым входом блока обрыва измерения, один из входов схемы логического сложения соединен с первым выходом блока межзондовой корреляции, другой вход - с первым выходом блока обрыва измерения, а выход соединен с первым входом первой схемы совпадения, второй вход которой соединен с выходом индикатора минимума, а выход - с вычитающим входом реверсивного счетчика, первый вход второй схемы совпадения соединен с вторым выходом блока обрыва измерения, второй вход с BTopbtM выходом блока межзондовой корреляции, третий - с выходом индикатора максимума, а выход соединен с

суммирующим входом реверсивного счетчика, при этом третий выход блока обрыва измерения является выходом устройства .

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок межзондовой корреляции состоит из усилителяограничителя, схемы запоминания, схемы сравнения и схемы вьщеления фронтов, причем вход усилителя-ограничителя является информационным входом блока, а его выход соединен с одним из входов схемы сравнения, с информационным входом схемы запоминания, управляющий вход которой является запускающим входом блока, а выход соединен с другим входом схемы сравнения и с входом схемы выделения фронтов, причем выход схемы сравнения соединен с вторым выходом блока, а выхЬд схемы выделения фронтов - с его первым выходом.

3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок обрыва измерения состоит из схемы передачи модуля, двух компараторов, схемы вычитания, двух схем совпадения и схемы запоминания, при этом вход схемы передачи модуля является первым, информационным, входом блока, а ее выход соединен с неинвертирующим входом первого компаратора непосредственно и инвертирующим входом второго компаратора, входы которых связаны с вторым, информационным, входом блока- через схему вычитания, первый вход первой схемы совпадения соединен с выходом схемы запоминания, второй входс выходом второго компаратора и информационным входом схемы запоминания, третий - с запускающими входами блока и схемы запоминания, а также с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход которой соединен с выходом первого компаратора и третьим выходом блока, при этом выход первой схемы совпадения является первым вы.ходом блока, а второй выход - его вторым выходом. Ипрайлякзщ. импульс на хтмгн.-; BtfxoS на рыв измерение

Изобретение касается геофизических исследований скважин акустическими методами. Целью изобретения является увеличение помехоустойчивости измерений. Поставленная цель достигается тем, что за один цикл измерений выходному напряжению измерителя времени прихода сигнала разрешается измениться на величину, не превышающую значения доверительного интервала, который изменяется в зависимости от литологии. При этом для измерения истинных приращений сигнала используют методы частотной селекции и взаимной корреляции их на ближнем и дальнем зонде. Применение устройства позволит в несколько раз понизить допустимое соотношение сигнал/шум, при котором получается качественный каротажный материал. Положительный эффект достигается за счет того, что в устройство для ограничения приращений в измерителе кинематических характеристик сигнала акустического каротажа введеW ны смеситель, схема логического сложения, формирователь импульсов записи, две схемы совпадения, реверсивный счетчик, преобразователь код-аналог, индикаторы максимума и минимума, блок межзондовой корреляции и блок обрыва ю ю ю измерений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. со СП