АППАРАТУРА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к геофизической аппаратуре для проведения геофизических исследований в разведочных скважинах методом акустического каротажа (АК).

Известна аппаратура АК с непрерывной фаЗокорреляционной запнсью акустических сигналов, которая состоит из скважинного прибора, содержащего акустические излучатели и приемники, и наземной регистрирующей аппаратуры, включающей в себя фоторегистратор с лентопротяжпым механизмом и проекционным устройством, электроннолучевую трубку, блок временной развертки, блок синхронизации, блок марок времени, разделительный фильтр, усилитель-ограничитель принятых сигналов с пороговым устройством и оконечный формирующий каскад.

Недостаток известной аппаратуры состоит в том, что на участках, соответствующих неоднородным породам, параметры всех составляющих сигнала быстро изменяются с глубиной, отдельные волновые пакеты накладываются друг на друга и интерферируют. В этом случае фазовая корреляция нарущается, получаемые записи носят хаотический, случайный характер и по ним удается определить только время прихода первых вступлений. Разделить вступления волн различного типа и определить время их прихода не представляется возможным.

Предложенная аппаратура позволяет устранить указанные недостатки благодаря тому, что используется корреляция не отдельных фаз колебаний, а групповая корреляция волновых пакетов отдельных волн, входящих в сложный суммарный сигнал.

В области на.южения и интерференции нескольких волн различного типа групповая корреляция волновых пакетов оказывается более

эффективной для их прослеживания и разделения. Для групповой корреляции и разделения волн используется информация об амплитудных распределениях в прини.маемых сложных сигналах, а также о свойствах огибающи: отдельных волновых пакетов.

С целью прослеживания отдельных волн, в том числе и в области их наложения и интерференции, в предложенной аппаратуре включен преобразователь принятых сигналов, который путем последовательного усиления, двухполупериодпого выпрямителя и детектирования входного сигнала выделяет его огибающую, а затем путем дифференцирования огибающей выделяет на ней минимумы, которые соответствуют моментам прихода отдельных волновых пакетов.

Выходные импульсы преобразователя, соответствующие минимумам огибающей принятого сигнала, подаются на систему модуляции

яркости электроннолучевой трубкн. В результате на регистрируемых диаграммах записываются линии, соответствующие временам прихода отдельных волновых пакетов в сложном суммарном сигнале.

Некоторое сглаживание огибающей при детектировании и корреляция выделенных импульсов по глубине помогают устранить влияния случайных минимумов и максимумов, возникающих в области наложения и интерференции отдельных волн или под воздействием случайных шумов.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемой аппаратуры; на фиг. 2 - временная диаграмма работы преобразователя сигналов.

Предлагаемая аппаратура включает в себя скважинный прибор /, содержащий акустические излучатели Я и приемник П, кабель 2, соединяющий скважиниый прибор с наземной аппаратурой, содержащей разделительный фильтр 3, блок синхронизации 4, блок развертки 5, электроннолучевую трубку 6, блок марок времени 7, преобразователь сигналов, состоящий из входного усилителя 5, двухиолупериодного выпрямителя 9, детектора 10, дифференцирующего усилителя 11 и усилителяформирователя 12, а также оконечный формирователь 13, фоторегистратор с проекционным устройством 14 и блок-баланс 15.

Аппаратура работает следующим образом.

Сигналы от скважиииого прибора / поступают по кабелю 2 на фильтр 3, с выхода фильтра сигналы проходят на блок синхронизации 4, запускающий блок развертки 5, к которому подключены отклоняющие катущки системы развертки электроннолучевой трубки 6. Одновременно блок синхронизации 4 запускает блок марок времени 7.

Сигналы скважинного прибора с фильтра 3 проходят также на входной усилитель 8 преобразователя сигналов. С выхода усилителя 8 сигнал поступает на двухполупериодный выпрямитель 9.. Выпрямитель 9 производит двухполупериодное выпрямление ситнала, который поступает «а детектор 10, выделяющий огибающую акустического сигнала. Постоянная времени детектора выбирается так, чтобы сгладить случайные флюктуации сигналов, связанные с интерференцией, и в то же время не нарущить закономерности огибающей, присущей отдельным волновым пакетам.

С выхода детектора 10 сигналы поступают на дифференцирующий усилитель //, вырабатывающий сигнал, пропорциональный производной огибающей акустического сигнала. С выхода усилителя 11 преобразованный сигнал подается на усилитель-формирователь 12, в

котором сигналы усиливаются и ограничиваются, а затем из них формируются стандартные импульсы. Полученные выходные импульсы соответствуют минимумам огибающей суммариого акустического сигнала и началу каждого волнового пакета в суммарном сигнале. Выходные импульсы преобразователя сигналов подаются на оконечиый формирователь 13, вырабатывающий импульсы в соответстВИИ с требованиями, предъявленными регистрирующим устройством. Выходные импульсы оконечного формирователя 13 модулируют ток луча электроннолучевой трубки. С помощью проекциониого устройства изображение с экрана электроннолучевой трубки переносится на фоторегистратор /4 и в виде четких штрихов регистрируется на фотоленте, движущейся синхронно движению скважинного прибора с помощью привода от блок-балаиса 15. При этом, например, первый щтрих соответствует моменту прихода продольных колебаний Р, второй штрих-моменту прихода поперечных волн S, а третий штрих-приходу волпы Q по Л4ИДКОСТИ, заполняющей скважину.

Таким образом, введение в аппаратуру преобразователя позволяет улучшить разделение волн различного типа, входящих в акустический сигнал, и одновременно повысить наглядность получаемых диаграмм, так как приход каждого волнового пакета отмечается только одной линией.

Предмет изобретения

Аппаратура акустического каротажа, состоящая из скважинного прибора, включающего излучатели и приемпики упругих колебаний, и наземной регистрирующей аппаратуры,

содержащей разделительный фильтр, электроннолучевую трубку, блок синхронизации, блок развертки, блок марок, окоиечный фор-. мирователь и фоторегистратор с лентопротяжным п проекционным устройствами, отличающаяся тем, что, с целью улучшения разделения в принятых акустических сигналах волн различного тина и улучшения наглядности регистрируемой кинематической картины, в наземную регистрирующую аппаратуру введен

преобразователь сигналов, выполненный в виде последовательно включенных усилителя, двухполупериодного выпрямителя, детектора, дифференцирующего усилителя и усилителя- формирователя, причем вход преобразователя

подключен к разделительному фильтру, а выход соединен с оконечным формирователем.

.l