УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1969 года по МПК G01V1/00 

Изобретение относится к области промыслово-геоф 1знческих исследозалин скзажин i предназначено для использования пои акустическом каротаже скважин.

В настоящее время применяется типов аппаратуры акустичес: ого которые позволяют регистрировать ские сигналы, 1;епрерывио записывать всю волновую картину в модификировамном виде ;ли автоматически измерять один }1ли несколько параметров акустического сигнала (иапример, интервальное время, амплитуду или отиопшние амплитуд). При авгоматичсском измеренгп ;.и-1тервального времен;: измеряется время от момента посылкп сигнала до момеита прихода первого вступления к приемникам или разность времени между приходом первого вступления к первому и второ.Aiy приемпикам. Измеренное врелш с помощью триггерной схелгы преобразуется в прямоугольные имиульсы некоторой амплитуды, совокхпиость которых образует иоследовательиость столообразных импульсов, следующих с частотой, равной частоте посылок упругих импульсов излучателе.м. Эта последовательность затем И1ггегрируегся с помощью интегратора, илшющего некоторую постоянную времени, и записывается па движущейся бумаге посредством иерописиа или зеркального гальванометра. Ири таком способе регистрации показания аппаратуры зависят от частоты посылок излучаемых импульсов; пнериионносгьсистемы ограничивает скорость проведения каротажа. Осреднение измеряемых величии приводит к включешио в заппсываемое значение какого-либо параметра ложных значений, связанных с или с частичным срабатыванием аппаратуры ие на иервое встуиление.

Иелью изобретения является повьппеппе точности и надежности измерений интервальиых времен и обеспечение быстродействия.

Достигается это тем, что в предлагаемом устройстве триггерные ячейки последовательно подключены к усилителю высокочастотпых спгналов. С одним из выходов nepBoii триггерHoii соедпнен генератор опорных импульсов, срабатывающш раньще момента излучения, а к другому выходу - генератор строб-импульсоБ. связа1И1ый с гeиepaтopo ; развертки и с усилителем акустических сигналов. Последний вк.иочеи в измерительную неиь через фазовращатель и соединеи со второй триггерной ячейкой.

Па фиг. 1 дана приниппиальная схема оиисываелюго устройства; на фиг. 2 показана форма в отдельных схемы устройства. (или два излучателя и один ириемник) и усилитель-коммутатор 2. Наземный пульт, связанный со скважинным снарядом кабелем 3, проходящим через блок-баланс 4, содержит усилитель 5 высокочастотных сигналов, три терные ячейки 6 и 7, генератор 8 оиорных импульсов, фазовращатель 9, усилитель 10 акустических сигналов, генератор 11 строб-импульсов (одновибратор), переключатель 12, генератор 13 развертки, геиератор 14 масштабов, усилитель 15, электроннолучевую трубку 16 с отклоняющими пластинами )/, объектив 18 и фоторегистратор 19 с фотобумагой 20. Фотобумага протягивается синхронно с блок-балансом 4 с помощью сельсинной передачп 21. На фотобумаге показаны марки времени 22. Трасса 23 (см. фиг. 2) изображает переменное напряжеиие сети, подаваемое в зонд для коммутаиии и иитания различных иеией; 24 - последовательность высокочастотных акустических сигналов; 25 - опорные импульсы; 26 - ноложение триггерной ячейки 6 27 - строб-импульсы; 28 - положение второй триггерной ячейки 7; 29 - импульсы генератора 13 развертки; 30 - импульсы огрииателыюй полярности с усилителя 15, а 31 - импульсы марок времени. Позициями 32, 33 иоказаны моменты перехода синусоиды через нулевую линию; 34 - имиульс момента излучеиия; 35 - сигнал на ближнем приемнике П; 36 - импульс момеита излучения; 37-сигнал на дальнем приемиике; 38, 39 - опорные импульсы; 40-41 - иервоначальное положение триггерной ячейки 6; 42, 43 - строб-импульсы; 44, 45-рабочее положение триггерной ячейки 7; 46, 47 - импульсы генератора 13 развертки, 48, 49 - импульсы усилителя /5; 50, 51 - импульсы марок времени. Устройство работает следующим образом. С помощью схемы коммутации приемники включаются таким образом, что на поверхпость земли передаются сигналы то от ближнего, то от дальнего приемников. Образующаяся цоследовательность высокочастотиых акустических сигналов усиливается скважинlu iM усилителем-коммутатором 2 и подается на одну из жил кабеля. Этот сигнал включает импульс момента излучения 34, сигнал на ближнем приемиике 35, затем снова импульс момента излучения 36 и сигнал на дальнем приемнике 37. Момент излучения совпадает с момеита.ми 32, 33 перехода синусоиды переменного напряжения сети, используемого для питания и коммутаиии через пулевую лп.ппо. В наземной схеме генератор 8 оиорных импульсов, выполненный, например, в виде двух запертых блокииг-генераторов, синхронизированных напряжением 50 ги,, выдает оиорные имиульсы 38, 39, которые могут сдвигаться относительно синусоиды и а некоторое время независимо один от другого. Каждый из опорных илтульсов возбуждается раньше момента 1 злученпя соответствующего акустического имиульса 3 скваж1И1Пом снаряде и иодается в левое плечо иервой триггерной ячейки 6, опрокидывая ее в рабочее состояние 40. Высокочастотные сигиалы {см. трасса 24}, усиленные усилителем 5, подаются в правое плечо триггера 6 и с приходом импульса 34, 36 момента излучеиия опрокидывают триггер в первоначальное положение - 40, 41. Одновременно отрицательный импульс с иервой триггерной ячейки 6 иодается во вторую ячейку 7, оирокидывая ее в рабочее иолол ение - 44, 45. Акустический сигнал усиливается вторым усилителем 10 и иодается в правое плечо триггерной ячейки 7. Нервое встуиление акустического сигнала опрокидывает триггер в исходное состояние. Длительность столообразных импульсов на второй трнггерной ячейке равна времени прихода акустического сигнала к ближнему и дальнему приемникам - i и i.. Так как вторая триггерная ячейка может быть оирокинута в исходное состояние последующилги фазами импуиТьса момента излучения, усилитель 10 запирается иа некоторое время строб-импульсами 42, 43, длительность которых несколько меньше, чем наименьщее возможное время прихода акустического сигнала к ближнему приемнику. Строб-импульсы 42, 43 создаются генератором 11 (одновибратор), запускаемым задним фронтом импульса с иервого триггера. Длительность строб-пмпульса может регулироваться. Наличие такового мертвого времени уменьшает возможность действия акустических шумов на надежность работы схемы. Нолярность акустического сигнала, подаваемого на второй усилптель, может быть изменена фазовращателем 9. В этом случае срабатывание второй триггерной ячейки 7 будет происходить це на первое вступление, а на следующую фазу, амплитуда которой обычно в три - пять раз больще амплитуды иервого вступлеиия. В случае недостаточной интенсивности сигнала уменьщается возможность срабатываиия чувствительной схемы с пропуском периода. Задним фронтом строб-импульса одновпбратора запускается генератор 13 развертки, который вырабатывает имиульсы пилообразного напряжения, иодаваемые на отклоняющие пласт1И1ы 17 электроннолучевой трубки 16. Нри желании генератор развертки может быть запущен в момент излучеиия акустического импульса, для этого следует только перевести переключатель 12. Задний фронт импульса со второй триггерной ячейки 7 подается па усилитель 15, который формирует короткие импульсы 48, 49 отрицательной полярности. Эти импульсы подаются на электрод, модулирующий яркость луча. Поэтому в момент времени t и t- на экране трубки при развертке луча образуется яркое пятно 52. С помощью объектива 18 это пятно фокусируется на фотобу.маге 20. При протяжке бумаги пятно, соответствующее времени t, «вычерчивает на бумаге диаграмму t, а второе пятно - соДля отсчета времени вместе с импульсами 48 и 49 на модулирующий электрод подаются импульсы от генератора 14 марок времени, выполненного, например, в виде генератора ударного возбуждения, запускаемого в момент /о ч выдающего серию импульсов марок времени 50, 51 через определенные промел утки, которые «вычерчивают марки времени 22 на фотобумаге.

Таким образом создается диаграмма акустического каротажа с кривыми t- и U, по которым нри желании можно довольно быстро построить кривую Д.

Предмет изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее скважинный снаряд с излучателями, приемниками, усилителем и коммутатором и наземную часть с блоком питания, усилителем высокочастотных сигналов, усилителем акустических сигналов, триггернымл ячейками, генераторами строб-импульсов, опорных импульсов 1 чмпульсов марок времени, с электроннолучевой трубкой и фоторегистратором, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и надежности измерений, а также обеспечения устройству быстродействия, в нем триггерные ячейки последовательно подключены к усилителю высокочастотных сигналов; к одному из выходов первой триггерной ячейки подключен генератор опорных импульсов, срабатывающий раньше момента излучения, а к другому выходу этой же триггерной ячейки подключен

генератор строб-импульсов, связанный с генератором развертки и с ус;1Л телем акустических сигналов, а усил:итель акустических сигналов включен в измерительную цеиь через фазовращатель и связан со второй триггерно

ячейкой.