УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1972 года по МПК G01V1/13 

Изобретение относится к устройствам для акустического каротажа, применяемым при геофизических .исследованиях нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважинного блока, содержащего многоэлементный зонд, схему возбуждения излучателей, усилитель сигналов приемника, и наземного блока, содержащего схему синхронизации и схему измерения временных и амплитудных параметров, включающую в себя источники управляющих импульсов и измерительные пиковые детекторы.

В схему таких устройств входят селекторы, которые усложняют аппаратуру и повышают погрешность измерений, обусловленную влиянием дестабилизирующих факторов, например температурных, на элементы селекторов.

Цель изобретения - повышение точности измерения нараметров, связанных с затухаинем сигналов.

Это достигается выполнением измерительного пикового детектора по схеме с двумя входами, связанными с источниками управляющих импульсов. Применение искового детектора с двумя входами дает возможность отказаться от использования в аппаратуре селектора.

На фиг. 1 прИведена блок-схема устройства; на фиг. 2, а изображен электрический сигнал в виде волновой картинки, показаны интервалы измерений и эпюры импульсов некоторых элементов схемы; на фиг. 2,6 показан пиковый детектор.

Устройство для акустического каротажа скважин состоит из скважинного и наземного блоков (фиг. 1). На противоположных концах

скважинного блока находятся электроакустические преобразователи - излучатель 1 и приемник 2. Излучатель подключен к схеме 3 возбуждения. Нагрузкой приемника является усилитель 4. Формирующее устройство 5, расположенное в наземном блоке, через делитель 6 частоты связано с генератором 7 пусковых импульсов. Делитель 6 частоты соединен с одним из входов измерительного триггера 8 и со входом фиксатора 9 волны по колонне. Второй вход измерительного триггера S соединен с пороговым устройством 10, а выход-с интегратором 11.

Фиксатор 9 волны по колонне соединен с источником 12 управляющего напряжения Л,

а последний связан с одним из входов пикового детектора 13. Вход источника 14 управляющего напряжения соединен с одним из входов пикового детектора 15, а выход источника 14-с одним из входов детектора 15.

ВЫХОДО.М мощного усилителя 16, ко входу которого подключен предварительный усилитель 17.

Усилитель 17 через каротажный кабель 18 связан с усилителем 4 скваж«н«ого блока, а генератор 7 пусковых импульсов через каротажный кабель - со схемой 3 возбуждения. Схема 3 возбуждения периодически возбуждает излучатель 1, который после каждого воз;буждеш1я генерирует серию упругих колебаний. Упругие колебания, пройдя через окружающую среду - обсадную колонну, породу, бучровой раствор, - достигают npiiемника 2, где преобразовываются в электрические колебания. Полученный от приемника 2 слабый электрический сигнал, имеющий ВИД пакета высокочастотиых колебаний иеременной амплитуды, усиливается усилителем 4 и по каротажному кабелю 18 подается на вход наземного блока.

Формирование сиихроимпульсов для запуска схемы воз,буждения 3 и синхронизации узлов наземного блока осуществляется от питающей сети с помощью формирующего устройства 5 (триггер Шмитта), делителя 6 частоты и генератора 7 пусковых импульсов.

Так как в общем случае скорости упругих волн в колонне и в породе различны, то в высокочастотном сигнале на входе наземного блока (фиг. 2, а) можно различить волну по колонне и волну по породе (эти волны разделены по времени). Оценка качества цементирования производится по трем параметрам Ль Л2 и TZ, получаемым при автоматическом анализе сигнала, поступающего от скважинного блока к наземному блоку (То-время прохождения акустической волны от излучателя к ириеМНику по породе; А « А - параметры затухания, соответственно амплитуде акустической волны, прошедшей от излучателя к приемнику по породе и амплитуде акустической волны, прошедшей от излучателя к приемнику по обсадной колонне).

Параметр Т соответствует отрезку времени от момента посылки синхроимпульса 19 до момента прихода волны по породе. Момент прихода волны по породе фиксируется с помощью порогового устройства 10, которое срабатььвает при достижении оигналолг порога срабатывания 20. Импульс 21 порогового устройства опрокидывает измерительный триггер 8, с выхода которого снимается импульс 22 длительностью Т. С помощью интегратора П импульс измерительного триггера 8 преобразовывается в ток, средняя величина которого пропорциональна длительности импульса. Полученный ток поступает на фоторегистратор (на чертеже не указан) для регистрации в качестве параметра 72Параметр AZ соответствует максимальной амплитуде сигнала в пределах интервала То2, начиная от момента фиксации волны по породе пороговым устройством.

начиная от .момента прихода волны по колонне, который от.мечается с по.мощью фиксатора 9 волны по колонне по первому вступлению этой волиы.

5 в качестве фиксатора 9 исиользуют фантастрон, задний фронт импульса 23 которого при работе на скважине устанавливается но первому вступлению волны но колонне. Интервалы Го1 и Го2 устанавливаются равными 10 120 мк1сек и включают в себя несколько первых вступлений продольной волны соответстпенно по колонне и но породе. Последующие вступления искажеиы наложением на )шх волн другого типа (например, поперечными 15 волнами) и объектами измерения не являются.

Установка иитервало В Ioi и То2 осуществляется источниками 12 и 14 уиравляющего напряжения соответственно. В качестве источ0 НИКОВ управляющего иалряженпя используют ждущие .мультивибраторы, с выходов которых снимаются положительные н.миульсы 24 и 25. Источник 12 запускается задним фронтом и.мпульса 23. Источник 14 управляющего напряжения запускается задним фронтом ил пульса 22. Импульсы источников управляющего «апряжепия поступают на вход 26 соответствующего пикового детектора 13 и 15 (фиг. 2,6). Па входы 27 пиковых детекторов 0 поступает полный сигнал скважнииого блока (фиг. 2, а) после усиления его в наземном предварительным усилителем 17, и .мощным усилителем 16.

В качестве нелинейного детектора используют лампу-пентод 28. В псходно.м состоянии :1ам;па заперта по направляющей сетке. Этот режим соответствует разрыву цепи нелинейного эле.мента и детектирования быть не может. При поступлении на вход 26 положительного импульса от источника управляющего напряжения ламиа 28 отпирается п по цепи аиод-катод осуществляется диодное детектирование. Продетектированный сигнал в впде постоянного напряжения (тока), пропорцнональиого максимальной амплитуде в интервале времени TQI и (Го2), снп.мается с нагрузки детектора - резисторы 29 и 30 - п подается па фоторегистратор для регистрации в качестве параметра AI и(). Таким образом, с помощью примененных пиковых детекторов, выполненных по схеме с двумя входами, осуществлено избирательное детектирование в требуемых временных интервалах.

00

Предмет н з о б р с т с н п я

Устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважииного блока,

GO содержащего многоэлементный зонд, схему возбуждения излучателей, усилнте;1ь сигналов приемника, и наземного блока, содержащего схему синхронизации и схе.му измерения временных и амплитудных параметров, вклюпульсов и измерительные пиковые детекторы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения параметров, связанных с затуханием сигналов, измерительные пиковые

детекторы выполнены по схеме с двумя входами, связанными с источниками управляющих ИМПЛУЬСОВ.

19

(JVll/Vw-vl

TZ

Й7

Фиг. 2