Скважинный гидролокатор Советский патент 1991 года по МПК E21B47/08 

Изобретение относится к устройствам для акустического исследования подземных хранилищ нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов, создаваемых путем размыва в пластах каменной соли через буровые скважины.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений гидролокатора.

На чертеже представлена структурная схема гидролокатора.

Скважинный гидролокатор содержит скважинный снаряд 1, связанный каротажным кабелем 2 с наземной аппаратурой 3. Наземная аппаратура 3 содержит блок 4 питания, регистратор 5 кругового обзора (РКО), вход которого соединен с выходом блока 6 разверток, один из входов которого связан с выходом первого усилителя 7 отраженных сигналов, соединенного входом через каротажный кабель 2 со скважинным снарядом 1. Передатчик 8 команд управления выходом соединен с входом приемника 9 кватанций опроса и с каротажным кабелем 2.

Второй выход передатчика 8 команд управления соединен с блоком 6 разверток, а входы передатчика 8 команд управления и приемника 9 квитанций опроса соединены с одним из выходов блока 4 питания.

Скважинный снаряд 1 содержит блок 10 питания, усилитель 11 мощности зондирующих импульсов, выход которого связан со входом коммутатора 12 и входом второго усилителя 13 отраженных сигналов, донный излучатель 14, обзорный излучатель 15, компас 16, электродвигатель 17 вращения, генератор 18 тактовых импульсов, приемник 19 команд управления, регулируемый,генератор 20 ультразвуковой частоты зонди- рующих импульсов, регулируемый формирователь 21 длительности зондирующих импульсов и передатчик 22 квитанций опроса. Один из входов приемника 19 команд управления и выход передатчика 22 квитанций опроса связаны через каротажный кабель 2 с выходом передатчика 8 команд управления и входом приемника 9 квитанций опроса. Выходы приемника 19 команд управления и входы передатчика 22

квитанций опроса соединены с входом коммутатора 12, регулируемого генератора 20 ультразвуковой частоты зондирующих импульсов (УЗЧ ЗИ), регулируемого формирователя 21 длительности зондирующего

импульса и регулируемого усилителя 11 мощности зондирующих импульсов. Входы приемника 19 команд и передатчика 22 квитанций опроса соединены с выходом блока 10 питания.

Блоки 8, 9,19, 22 выполнены с применением интегральной схемотехники. Передатчик 8 содержит генератор импульсов, формирователь команд, выходной усилитель, блок управления, кодирующий блок.

Приемник 9 включает входной блок, дешифратор квитанций опроса, счетчик квитанций состояния генератора 20, индикатор генератора 20, счетчик квитанций состояния формирователя 21, индикатор формирователя

21, счетчик квитанций состояния усилителя 11, индикатор усилителя 11, счетчик квитанций состояния коммутатора 12, индикатор коммутатора 12.

Приемник 19 содержит генератор импульсов, входной блок, дешифратор команд управления, переключатели выходов управления генератором 18, формирователем 21, усилителем 11 и коммутатором 12. Передатчи к 22 включает выходной усилитель, формирователь квитанций опроса, компаратор сравнения состояния генератора 20, блок запуска передатчика, переключатель квитанций опроса, компаратор сравнения состояния формирователя 21, компаратор сравнения состояния усилителя 11, компаратор сравнения состояния коммутатора 12 (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Управление параметрами зондирующего импульса (ЗИ) и режимами работы производится с помощью пульта управления (не показан) передатчика 8 наземной аппаратуры 3. При нажатии какой-либо из клавиш пульта управления передатчика 8 команд управления, относящихся к установлению параметров зондирующего импульса, режиму работы или проведению опроса состояния коммутаторов скважинного снаряда 1, в него через каротажный кабель 2 поступают времяимпульсные команды, каждая из которых имеет свой шифр, состоящий из двух импульсов, разнесенных друг от друга на различное точно установленное время. Каждая команда предназначена для выполнения вполне определенных функций: прямого и обратного дискретного переключения настройки регулируемого генератора 20 ультразвуковой частоты ЗИ, прямого и обратного дискретного переключения регулируемого формирователя 21, длительности ЗИ, прямого и обратного переключения регулируемого усилителя 11 мощности ЗИ, пе- реключения коммутатора 12 донного излучателя 14 и обзорного излучателя 15 и включения передатчика 22 квитанций опроса.

Команды от передатчика 8 команд управления поступают на приемник 19 команд управления скважинного снаряда 1 по одной из жил каротажного кабеля 2, где дешифруются и с выходов приемника 19 команд управления поступают в виде им: пульсов на регулируемый усилитель 11 мощности ЗИ, регулируемый формирователь 21 ЗИ, регулируемый генератор 20 УЗЧ ЗИ, коммутатор 12 или передатчик 22 квитанций опроса.

В зависимости от числа команд одного шифра, поданных последовательно, соответствующий исполнитель этих команд (блоки 11, 21, 20 и 12) занимает определенное положение и остается в таком состоянии во время работы. После окончания регулирования параметров скважинного снаряда 1 оператор нажатием клавиши опроса запускает передатчик 22 квитанций опроса, который по той же жиле каротажного кабеля 2 передает их в виде аналогичных времяимпульсных команд.

Передатчик 22 квитанций опроса работает в автоматическом режиме после получения им соответствующей команды. Одновременно с ним в автоматическом режиме работает и приемник 9, выход которого связан со световыми индикаторами (находящимися в приемнике) состояния параметров скважинного снаряда 1.

Опрос состояния заканчивается после передачи всех данных обо всех исполнителях команд.

. Для синхронизации работы передатчика 8 команд управления, приемника 9 квитанций опроса, приемника 19 команд управления и передатчика 22 квитанций опоса применяются синхроимпульсы, вырабатываемые блоком 4 питания наземной

аппаратуры 3 и блоком 10 питания скважинного снаряда 1, которые синхронизируются от питающего злектроисточника переменного тока частотой 50 Гц.

Напряжение электропитания подается

в скважинный снаряд 1 по одной из жил каротажного кабеля 2, Все команды, передаваемые передатчиком 8 команд управления и передатчиком 22 квитанций опроса, находятся в диапазоне инфранизких частот,

что практически исключает их затухание в каротажном кабеле 2.

С передатчика 8 команд управления поступают также команды в блок 6 разверток в виде двоичной системы сигналов для управления режимом его работы (переключе- кие скорости развертки, калибровка и измерение скорости звука).

Отраженные сигналы (ОС), принятые данным излучателем 14 или обзорным излучателем 15 скважинного снаряда 1 через коммутатор 12 поступают во второй усилитель 13 ОС и далее по жиле каротажного кабеля 2 в первый усилитель 7 ОС наземной аппаратуры 3.

В эту же жилу каротажного кабеля 2 через второй усилитель 13 ОС подаются импульсы генератора 18 тактовых импульсов, который в скважинном снаряде 1 управляет работой регулируемого формирователя 21

длительности ЗИ, а тот, в свою очередь, работой регулируемого усилителя 11 мощности ЗИ, а в наземной аппаратуре 3 через первый усилитель 7 ОС управляет работой блока б разверток, который обеспечивает

регистрацию отраженных сигналов и импульсов азимута в регистраторе 5 кругового обзора. Импульсы азимута, поступающие от компаса 16, вращаемого синхронно с обзорным излучателем 13 ОС, подаются как итактовые импульсы, через каротажный кабель 2. на первый усилитель 7 ОС наземной аппаратуры 3 и после их селекции через блок разверток на РКО 5.

С регулируемого генератора 20 УЗЧ ЗИ сигнал высокой частоты подается на вход регулируемого усилителя 11 мощности ЗИ, где формируется в зондирующие импульсы и с его выхода поступает на коммутатор 12 и далее, в зависимости от положения коммутатора 12, на донный излучатель 14 или на обзорный излучатель 15.

Высокочастотные импульсы ОС, поступающие с коммутатора 12 на вход усилителя 13 ОС, детектируются последним и через жилу каротажного кабеля 2 поступают на первый усилитель 7 ОС, где селектируются, и далее, через блок 6 разверток подаются в РКО 5 на регистрацию.

Все сигналы, поступающие в каротаж- ный кабель 2, также как и сигналы команд в блоках управления и квитирования, имеют частотные характеристики, находящиеся в пределах инфранизкочастотного диапазона (3 Гц).

Использование системы передачи команд управления и системы квитирования состояния параметров в скважинном гидролокаторе позволяет применять его для прямого измерения глубокозалегающих каверн, что не только снижает прямые затраты на измерение их объемов, но и дает информацию об их конфигурации. Последнее облегчает проведение размыва каверн и подготовку их к эксплуатации.

Формула изобретения Скважинный гидролокатор, содержащий соединенную с каротажным кабелем наземную аппаратуру, включающую первый блок питания, блок разверток, регистратор кругового обзора, первый усилитель отраженных сигналов и скважинный снаряд, содержащий второй блок питания, второй усилитель отраженных сигналов, усилитель мощности зондирующих импульсов, генератор тактовых импульсов, коммутатор, донный и обзорный излучатели, компас и электродвигатель вращения компаса и обзорного излучателя, причем первый выход первого блока питания и вход первого усилителя отраженных сигналов соединены с каротажным кабелем, выход первого усилителя отраженных сигналов подключен к входу блока разверток, выход которого

соединен с регистратором кругового обзора, при этом выход усилителя мощности зондирующих импульсов соединен с входом коммутатора и первым входом второго усилителя отраженных сигналов, второй вход которого подключен к компасу, выход соединен с каротажным кабелем, первый выход второго блока питания подключен к электродвигателю вращения компаса и обзорного излучателя, а выходы коммутатора соединены с входами донного и обзорного излучателей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он снабжен размещенными в наземной аппаратуре приемником квитанций опроса и передатчиком команд управления, размещенными в скважинном снаряде приемником команд управления, передатчиком квитанций опроса, регулируемым генератором ультразвуковой частоты зондирующих импульсов и регулируемым формирователем длительности зондирующих импульсов, причем второй выход первого блока питания соединен с первым входом приемника квитанций опроса и входом передатчика команд управления, первый выход которого подключен к второму входу приемника квитанций опроса и каротажному кабелю, второй выход соединен с управляющим входом блока разверток, при этом первый вход приемника команд управления подключен к первому входу передатчика квитанций опроса и второму выходу второго блока питания, второй вход соединен с выходом передатчика квитанций опроса и через каротажный кабель подключен к первому выходу передатчика команд управления, выходы приемника команд управления и входы передатчика квитанций опроса соединены с входами коммутатора, регулируемого генератора ультразвуковой частоты зондирующих импульсов, регулируемого формирователя длительности зондирующего импульса и усилителя мощности зондирующих импульсов.

Изобретение относится к исследованию скважин. Цель - расширение диапазона измерений. Устр-во содержит размещенные в наземной аппаратуре блок 4 питания, усилитель 7 отраженных сигналов, блок 6 разверток, регистратор 5 кругового обзора и размещенные в скважинном снаряде блок 10 питания, усилитель 13 отраженных сигналов, усилитель 11 мощности, генератор 18 тактовых импульсов, коммутатор 12, донный и обзорный излучатели 14, 15, компас 16, электродвигатель 17. Для достижения цели устр-во имеет передатчик 8 команд управления, приемник 9 квитанций опроса, приемник 19 команд управления, регулируемые генератор 20 и формирователь 21 длительности зондирующих импульсов, передатчик 22 квитанций опроса. По одной из жил кабеля 2 производится управление всеми параметрами зондирующих импульсов, по