СКВАЖИННЫЙ ГИДРОЛОКАТОР Советский патент 1971 года по МПК E21B47/00 G01V1/00 E21B47/14 

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

В известных устройствах аналогичного назначения, работающих по принципу импульсного зондирования стенок хранилищ ультразвуком, излучение и прием отраженных от стенок хранилища сигналов осуществляется вращающимся электроакустическим преобразователем, находящимся в скважинном снаряде. Регистрация отраженных сигналов производится путем фотографирования с экрана электронно-лучевой трубки (индикатора кругового обзора), находящейся в наземной части аппаратуры. Вследствие того, что скорость распространения ультразвуковых колебаний на разных горизонтах в подземных камерах, заполненных рассолом или нефтепродуктами, непостоянна, для точного измерения сечения .камеры перед съемкой сечения хранилища необходимо измерить скорость распространения колебаний (режим «калибровка).

Так как непосредственное измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний в камере затруднено, измеряют время пробега колебапий на фиксированном (калибровочном) расстоянии. По положению от.метки от калибратора относительно колец временной масштабной сетки рассчитывают ско рость и вводят поправку в полученные сече НИИ хранилища.

Эта операция трудоемка, поэтому стремят

ся определить сечение хранилища с учето; скорости распространения ультразвука в прс цессе съемки. Для этого в канале развертк дальности электроннолучевой трубки обеспе чнвают регулирование длительности разверт

0 ки генератора пилообразного напряжения каждом из диапазонов. Например, в извес ном скважинном гидролокаторе (см. авт. ci № 172507), масштабные кольца создают щ тем подсвечивания масштабных меток време ни на специальной развертке, запускаемой каждом цикле измерения после окончания

основной развертки дальности. Коррекция дл тельности разверток обзорных диапазонов з счет изменения скорости распространения ос

0 ществляется изменением сопротивления вр мязадающей цепочки генератора пилообра ного напряжения па калибровочном диапазо не. Таким образом меняется наклон пилоо() разного напряжения развертки, и отметка

ст

25 калибратора перемещается относительно н нодвижных масштабных колец. Вследств того, что сопротивление времязадающей ц почки калибровочного диапазона включено последовательно с сопротивлениями времяза

ратора пилообразного напряжения, при совмещении отметки от калибратора с расчетным кольцом масштабной сетки вводится коррекция по длительности на обзорных диапазонах. Однако при таком измерении появляется погрешность, возникаюш:ая из-за наличия двух разверток, развертки дальности и развертки масштабных меток, нелинейность которых трудно учесть. Корректировка длительности развертки за счет изменения сопротивления времязадаюш.ей цепочки на калибровочном диапазоне вносит погрешность на обзорных диапазонах тем большую, чем больше измеряемый диапазон по сравнению с калибровочным.

Цель изобретения- повысить точность измерения путем исключения ошибок, вносимых нелинейностью развертки при калибровочных измерениях, и сохранения тем самым точности отсчета временного интервала, полученной на калибровочном диапазоне, на обзорных диапазонах.

Цель достигается благодаря тому, что в предложенном гидролокаторе блок развертки дальности снабжен генератором ударного возбуждения с регулируемым контуром настройки частоты возбуждения; делителем частоты на двух счетных устройствах, обеспечиваюш;их формирование масштабных меток и диапазон длительности развертки, и статическим триггером. Вход генератора ударного возбуждения соединен с усилителем импульсов синхронизации, а выход через делитель частоты - с триггером, выходной сигнал которого управляет длительностью развертки генератора пилообразного напряжения, делитель напряжения времязадаюшей цепочки которого механически соединен с контуром настройки частоты генератора ударного возбуждения.

На фиг. 1 дана блок-схема скважинного гидролокатора; на фиг. 2 - блок-схема блока развертки дальности, формирующего длительность развертки и масштабные метки.

Скважинный гидролокатор состоит из наземного устройства и скважинного снаряда, связанных каротажным кабелем.

Скважинный снаряд содержит задающий генератор 1, синхронизирующий работу наземной и скважинкой аппаратуры, генератор

2ультразвуковых частот, схему переключения

3излучателей, обзорный электроакустический преобразователь 4, двигатель 5 вращения обзорного электроакустического преобразователя, калибровочный электроакустический преобразователь датчик сигнала азимута 7, усилитель 8, фильтры 9.

Цаземная аппаратура содержит блок селекции 10 для разделения сигналов., усилитель // синхроимпульсов с детектированием, блок развертки дальности 12, усилитель 13 сигнала азимута, усилитель 14 импульсов дальности, двигатель 15 вращения отклоняющей катушки. Блок развертки дальности 12 содержит высокостабильный генератор 16

ударного возбуждения, двухразрядную двоично-десятичную декаду-счетчик 17, переключатель 18, двоичный счетчик 19 с изЛХеняемым коэффициентом деления, двоично-десятичную декаду-счетчик 20, статический триггер 21, генератор пилообразного напряжения 22. Регистрация сигнала осуществляется с помощью индикатора кругового обзора на электроннолучевой трубке 23.

О В исходном состоянии генератор 16 заперт, счетчики 17, 19, 20 сброщены иа нуль, триггер 21 находится в одном из устойчивых состояний, при котором генератор пилообразного напряжения 22 закрыт.

5 В режиме «обзор устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 выдает импульс синхронизации в наземн ю аппаратуру и запускает генератор 2 ультразвуковых частот. Импульсы от генератора 2 поступают иа обзорный электроакустический преобразователь 4, вращаемый двигателем 5. Зондирующие импульсы, излученные преобразователе:и 4, отражаются от стенок хранилища, возврг5 щаются обратно на преобразователь 4, усиливаются усилителем 8 и через фильтр 9 передаются в наземную аппаратуру.

В момент прохождения излучателем направления «север датчик сигнала азимута 0 7 выдает импульс, который передается в наземную аппаратуру. Цройдя по кабелю, импульсы поступают в блок селекции 10 и далее на входы усилителей: импульс синхронизации усиливается усилителем 11 и запуска5 ет блок развертки дальности 12, импульс дальности после усиления усилителем 14 высвечивается на экране электроннолучевой трубки 23, сигнал азимута усиливается усилителем 13 и дает засветку радиуса на труб0 ке 23, соответствующую направлению «север. Круговой обзор на электроннолучевой трубке обеспечивает двигатель 15.

В режиме «калибровка схема переключения 3 подключает к выходу генератора 2 5 электроакустический преобразователь 6, и отраженный сигнал поступает от калибратора. В остальном схема работает так же, как в режиме «обзор.

Работа блока развертки дальности 12 на0 чинается с приходом импульса синхронизации, который запускает генератор 16, выдающий импульсы счета, взводит триггер 21, формирующий длительность прямого хода развертки генератора пилообразного напряжения 22.

В режиме «обзор импульсы генератора 16 поступают на включенные последовательно счетчик 17, переключатель 18, двоичный счетчик 19 и счетчик 20. Временной интервал, 60 формируемый триггером 21, определяется от момента взвода триггера импульсом синхронизации до возвращения его в исходное состояние импульсом с выхода счетчика 20 и зависит от частоты генератора 16 и общего 65 коэффициента деления, равного произведению

коэффициентов деления счетчиков 17, 19, 20. -Импульсы с выхода счетчика 19 используются как масштабные метки.

При использовании счетчика 20 на временном интервале развертки дальности всегда будет десять масштабных колец независимо от диапазона, устанавливаемого за счет изменения коэффициента деления двоичного счетчика 19 или частоты генератора 16. Корректировка длительности развертки производится путем изменения частоты генератора 16 за счет изменения емкости в его контуре. Для сохранения неизменным длины радиуса развертки при регулировке длительности развертки ручка настройки частоты генератора 16 механически связана с делителем, выдаюш,им напряжение на времязадающую цепочку генератора пилообразного напряжения 22 таким образом, что при увеличении частоты величина зарядного напряжения уменьшается, а радиус развертки на индикаторе кругового обзора сохраняется постоянным. По окончании цикла измерения импульс с выхода счетчика 20 возвращает триггер 21 в исходное состояние, останавливает генератор 16 и сбрасывает на нуль счетчики 17, 19, 20.

В режиме «калибровка переключатель 18 отключает счетчик 17 и устанавливает максимальный коэффициент деления двоичного счетчика 19. За счет этого уменьшается коэффициент деления в сто раз, например максимальный диапазон 160 м в режиме «калибровка становится диапазоном 1,6 м. Устанавливая необходимую длительность р звертки в этом диапазоне, а затем работая в режиме «обзор, точность определения скорости стабилизируют за счет использован:

iH

точного делителя, образованного счетчнг

ами 17.

Предмет изобретения

1. Скважинный гидролокатор, содержащ:-ш скважинный снаряд с калибровочным устройством, опускаемый на каротажном кабеле, и наземную регистрируюш:ую аппаратуру, содержашую усилители импульсов, блок развертки дальности, выполненный на генератоэе пилообразного напряжения, и индикатор обзора на электроннолучевой трубке, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения при определении конфигурации

подземных камер, блок развертки дальности снабжен генератором ударного возбуждения с регулируемым контуром настройки частоты .возбуждения, делителем частоты на двух счетных устройствах и статическим триггерол.

2. Гидролокатор по п. 1, отличающийс.я тем, что вход генератора ударного возбуждения соединен с усилителем импульсов синхронизации, а выход через делитель частоты -

с триггером делитель напряжения времлзадающей цепочки которого механически сэединен с контуром настройки частоты генератооа ударного возбуждения.

СкВа/кинный сно/зяд I

-Г 23