УСТРОЙСТВО для АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Советский патент 1971 года по МПК G01V1/44 G01V1/52 

Изобретение относится к геофизическим нриборам, предназначенным для проведения исследования буровых скважин методами акустического каротажа, и может быть использовано для измерения характеристик горных иород.

Известные устройства содернсат скважииный прибор с трехэлементным акустическим зондом типа или ИП1П2 и регистрирующую аппаратуру для определения интервального времени Д, т. е. времени распространения упругой волны на фиксированной фазе между одноименными преобразователями. Главнейшая причина погрешности измерения Д/ - неблагоприятное соотношение сигналпомеха, не позволяющее уверенно выделять прищедщий к приемнику сигнал из помех и затрудняющее точное определение момента прихода, что существенно искажает результаты каротажа.

Известные устройства, в которых с помощью приемов статистической коррекции производится выделение периодических и непериодических сигналов из помех, используются в сейсмической разведке.

Существенный недостаток таких устройств заключается в том, что формируемая на их выходе кратковременная корреляционная функция обладает малой крутизной фронта нарастания, вследствие чего получается значительная погрешность в фиксации момента прихода сигнала.

Цель изобретения - повышение точности фиксации момента прихода упругих колебаНИИ к приемнику ,и помехоустойчивости всей системы. Цель достигается тем, что в скважинный прибор вводится дополнительный узел - блок формирования корреляционной функции, а приемник упругих колебаний выполпяется в виде печетного числа акустически изолированных друг от друга секций, причем средняя секция является онорной. Такая конструкция приемника позволяет получить требуе.мые вре.менные сдвиги регистрируе.мого сигиала по отношению к опорной секции, а наличие в последней двух электрически независимых выходов обеспечивает полиую синфазность между сигналами этой секции. Выходы всех секций приемника через соответствуюшие усплители подключены ко входам блока формирования корреляционной функции.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов иа входе (кривые а, Ь, с, d, е и f) и выходе (кривая ФК) блока формирования функции корреляции.

pynix колебаний; 4 - приемник упругих колебаний с секциями 5, 6, 7, 8, 9, где 7 - опорная секция; 10-акустический изолятор; 11-16- усилители; 17-блок формирования функции корреляции; 18-22 каскады умножения, 23- 27-каскады интегрирования; 28-смеситель; 29 - каротажный кабе,ть; 30 - наземная измерительная нанель. На крнвых сии показаны сигналы на выходах опорпой секции 7 ;;р:1емиика.

Устройство работает следующим образом. Возбуждаемые излучателями 2, 3 импульсы унруг 1х колебяпий, пройдя исследуемую среду, дости1-ают секционированного приемника 4, где преобразуются в пакеты электрических высокочастотных колебаний. Приемник содержит нечетпое число секций. Опорная секция 7 спабжена двумя электрически независимыми выводами. Все секции акустически нзолировапы друг от друга с помощью изолятора 10. Наличие распределенной системы нриема обеспечивает временной сдвиг выходных сигналов каждой секции но отнощению к выходному сигналу опорной секции. С выхода каждой секции приемника сигпалы через соответствующпе уси г ители J1-16 поступают на блок 17 формирования функции корреляции. Коррелпруемость сигналов обеспечивается копструкцией секцнопировапного приемника, а 1зыравпивание амнлитуд осуществляется с помощью соответствующей регулировки в усилителях. Блок формирования корреляционной функцни, содержащий каскады умножения 18-22, интегрирования 23-27 и смеситель 28, путем одповремепной обработки каждой нары сигналов (сигнал с оиорной секцни и сигнал с каждой секции) известным способом вырабатывает корреляционную функцию. Ноложенне функции корреляции на временной оси соответствует моменту первого ностунления упругих колебаний к онорной секции секциоиированного нриемника. С выхода блока /7 имнульс функции корреляции постунает через каротажный кабель 29 в наземную измерительную нанель 30, где любым из

известных снособов производится измерение скоростных параметров горных пород, пересекаемых скважиной. Наличие секционированпого акустического приемника в сочетании с использованием блока формирования функции корреляции позволяет существенно поднять точность измерения скоростных параметров горных пород и значительно повыщает помехозащищенность всего устройства, обеспечивая уверенную фиксацию момента первого поступлення упругих колебаний к приемнику.

Предмет изобретения

1.Устройство для акустического кароталса, состоящее из скважинного нрибора с двух нлн многоэлементным зондом и наземной измерительной нанели, отличающееся тем, что,

с целью цовыщения помехоустойчивости и точности измерений, скважинный прибор снабжен блоком формирования корреляционной функции, подключенным через промежуточные усилители к акустическому приемнику

зонда.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что акустический приемник выполнен в виде нечетного числа акустически изолированных друг от друга секций, из которых одна имеет

два электрически независимых вывода н является онорной, а остальные размещены симметрично относительно ее.

3.Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что блок формирования корреляционной

функции содержит каскады умножения, интегрироваиия и смеситель.