Устройство для акустического каротажа скважин Советский патент 1989 года по МПК G01V1/44 

1

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин.

Цель изобретения - повышение скорости акустического каротажа.

На фиг.1 изображен скважинный снаряд; на фиг.2 - наземный блок.

Устройство содержит скважинный снаряд 1 и наземный блок 2. Скважинный снаряд 1 и наземный блок 2 соединены каротажным кабелем 3.

Скважинный снаряд 1 включает в себя излучатель 4 акустических импульсов, соединенный с первым выходом генератора 5 токовых импульсов, второй выход которого соединен с первым входом блока 6 связи с кабелем, второй вход блока 6 связан с кабелем соединен с кабелем 3, а третий - с выходом усилителя 7, последовательно соединенного с аттенюатором 8 и приемником 9. Вторые выводы приемника 9 и излучателя 4 акустических сигналов заземлены. В скважинный снаряд введены линия 10 задержки, вход которой

00

соединен с вторым выходом генератора 5 токовых импульсов, счетчик 11, обнуляющий вход которого соединен с выходом линии 10 задержки, а синхров- ход - с выходом блока б связи с кабелем, выходные шины счетчика 11 соединены с управляющими шинами аттенюатора 8.

Наземный блок 2 содер жит наземный блок 12 связи с кабелем 3, первый выход которого подключен к измерителю амплитуды и времени прихода сиг- пала, второй выход этого блока подключен также к измерителю амплитуды и времени прихода сигнала и к входу мультивибратора 13. Выход мультивибратора 13 соединен с первым входом схемы 14 совпадения. Выход схемы 14 совпадения подключен к первому входу схемы ИЛИ 15. Второй вход схемы ИЛИ 15 связан с выходом триггера 16. Выход схемы ИЛИ 15 подключен к входу генератора 17, выход которого связан с синхровходом счетчика 18 и вторым входом блока 12 связи с кабелем, Обнуляющий вход счетчика 18 подключен к второму выходу блока 12 связи с кабелем. Выходные шины счетчика 18 подключены к первой схеме 19 сравнения и к второй схеме 20 сравнения. Второй вход схемы 19 сравнения соединен с источником кодовой комбинации, задающим коэффициент усиления продольной волны, а выход этой схемы подключен к второму входу схемы 14 совпадения. Второй вход схемы 20 сравнения соединен с источником кодовой комбинации, задающим коэффициент усиления поперечной волны, выход схемы 20 сравнения подключен к R-входу триггера, 16, S-вход которого связан с измерителем амплитуды и времени прихода сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Из скважинного снаряда 1 в наземный блок 2 через блоки 6 и 12 связи, а также каротажный кабель 3 поступает стартовый импульс, соответствующий моменту срабатывания генератора 5 токовых импульсов и излучателя 4 акустических сигналов. Этот импульс обнуляет счетчик 18 и запускает мультивибратор 13 наземного блока 2. В результате схема 14 совпадения на время, необходимое для обработки полезной информации, запирается. По истечении этого интервала времени схема 14 совпадения отпирается и через схему ИЛИ 14 запускает генератор 17. Как только количество импульсов на его выходе достигнет заданного числа, сработает схема 19 сравнения и запрет схему 14 совпадения, а следовательно, и генератор 17. В результате этого процесса вниз

поступит цуг импульсов, количество которых определяется кодом, подаваемым на второй вход схемы 19 сравнения. Источником этого кода может являться переключатель, либо устройство АРУ. Импульсы управления коэффициентом передачи, поступив вниз из блока 6 связи с кабелем 3, подаются на синхровход счетчика 11, который перед этим был обнулен старQ товым сигналом, задержанным в линии 10 задержки. Время задержки задается не более длительности импульса, генерируемого мультивибратором 13. В результате заполнения счетчика 11

5 в цифровой аттенюаторе 8 устанавливается для следующего цикла определенный коэффициент передачи сигнала с приемника 9 на усилитель 7. Пришедший на поверхность сигнал с блока 12 связи с кабелем подается на измеритель амплитуды и времени прихода сигнала, где происходит измерение кинематических и динамических характеристик продольной волны. Как только этот процесс закончится, с измерительной аппаратуры на триггер 16 поступает импульс, приводящий его в рабочее состояние. Потенциал с его выхода вновь запускает (через схему ИЛИ 15) генератор 17 и числа, записанные с счетчиках 18 и 11, вновь начинают увеличиваться, а коэффициент передачи цифрового аттенюатора 8 соответственно уменьшается. Как только коды на обоих входах схемы 20 сравнения совпадут, триггер 16 вернется в исходное состояние и посылка дополнительных импульсов вниз прекратится. В результате в аттенюаторе 8 устанавливается коэффициент передачи, необходимый для передачи S-волны без искажения.

Таким образом, в каждом такте после окончания акустического сигнала вначале устанавливается заново

5 коэффициент передачи Р-волны, а по

окончании измерения ее параметров

i

в следующем такте вниз посылаются

дополнительные импульсы, уменьшающие

0

5

0

5

0

514764

коэффициент передачи аттенюатора для неискаженного пропускания более мощной S-волны.

В общем случае выражение для коэф- фициента к передачи может быть представлено в виде

К Ь-а

-п.

где b - коэффициент пропорциональности;

а - кратность изменения коэффициента передачи при переходе на соседний диапазон; п - номер диапазона, определяемый количеством импульсов, посылаемых в каждом такте. Рекомендуемая кратность изменения чувствительности приборов для измере ния напряжения равна 10 дБ (, отношение амплитуд поперечной и продольной волн,как правило, не превышает 10. Из этого следует, что максимальное количество дополнительных импульсов, которые необходимо посылать для неискаженной передачи поперечной волны, равно двум и они свободно могут быть размещены на участке между окончанием измерения дина- мических параметров продольной волны, интервал измерения которых обычно не превышает двух первых периодов колебаний сигнала, и началом поперечной волны.

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее соединенные каротажным кабелем наземный блок, включающий наземный блок связи с кабелем, первый вход которого соединен с кабелем, а первый и второй выходы - с измерителем амплитуды и времени прихода сигнала, и скважинный снаряд, включающий генератор токовых импульсов, излучатель акустических сигналов, блок связи с кабелем и последовательно соединенные приемник,

аттенюатор и усилитель, при этом пер

0

5 0 25 зо

35

о 4g

о и

186

вый выход генератора токовых импульсов соединен с излучателем акустических сигналов, а второй выход - с первым входом блока связи с кабе- лем, у которого второй вход соединен с кабелем, а третий - с выходом усилителя, причем вторые выводы приемника и излучателя акустических сигналов заземлены, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости акустического каротажа, в скважинный снаряд введены линия задержки, вход которой подключен к второму выходу генератора токовых импульсов, и счетчик, синхровход которого связан с выходом блока связи с кабелем, обнуляющий вход - с выходом линии задержки, и выходные шины подключены к управляющим шинам аттенюатора, а наземный блок снабжен подключенным к второму выходу блока связи с кабелем мультивибратора, схемой совпадения, схемой ИЛИ,генератором, счетчиком, двумя схемами сравнения и триггером, при этом выход мультивибратора подключен к первому входу схемы совпадения, выход которой связан с первым входом схемы ИЛИ, выход схемы ИЛИ через генератор соединен с синхровходом счетчика, обнуляющий вход которого связан с вторым выходом блока связи, а выход подключен к первым входам схем сравнения, причем второй вход первой схемы сравнения соединен с источником кодовой комбинации, задающим коэффициент усиления продольной волны, а ее выход связан с вторым входом схемы совпадения, у второй схемы сравнения второй вход соединен с источником кодовой комбинации, задающим коэффициент усиления поперечной волны, а выход - с RT-входом триггера, S-вход которого соединен с измерителем амплитуды и времени прихода сигнала и выход подключен к второму входу схемы ИЛИ, а второй вход блока связи подключен к выходу генератора.

з

Р

V

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин. Целью изобретения является повышение скорости акустического каротажа. Перед очередным излучением сигнала запускается генератор импульсов, который начинает заполнять предварительно обнуленные счетчики, расположенные на поверхности и в скважинном снаряде. Количество импульсов сопоставляется в наземной части первой схемы сравнения с кодом требуемого коэффициента усиления Р - волны. При достижении их равенства генератор запирается. При этом в обоих счетчиках - код требуемого коэффициента усиления, которым в скважинном снаряде управляется цифровой аттенюатор, стоящий между приемником и усилителем. По окончании измерения параметров Р - волны генератор запускается вновь и работает до тех пор, пока количество импульсов не сравняется с кодом требуемого коэффициента усиления S - волны, подаваемым на вторую схему сравнения. Так как отношение амплитуд поперечных и продольных волн не превышает обычно 10, количество дополнительных импульсов получается небольшим, и они свободно могут быть размещены на участке между окончанием измерения параметров продольной волны и началом поперечной. 2 ил.

Фиг.1

j