ВСь:СОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 

УСТРОЙСТВО для АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

1

Изобретение относится к устройствам для передачи и предварительной обработки сигнала при геофизических исследованиях нефтяных, газовых или рудных скважин методом акустического каротажа.

Известны устройства для акустического каротажа (АК) скважин, состоящие из передающей (скважинный прибор) и приемной (наземные устройства) частей, соединенных между собой каротажным кабелем.

Основная обработка информационных сигналов в этих устройствах производится на поверхности, а скважинные приборы имеют два излучателя и один приемник или один излучатель и два приемника.

В первом случае схемы приборов предельно просты, так как временное разделение каналов осуществляется путем поочередного запуска двух излучателей, однако при этом изза отсутствия идентичности частотных характеристик излучателей и ряда трудностей технического характера возникают значительные погрещности при измерении параметров сигналов АК.

Во втором случае для временного разделения каналов в схему скважинного прибора введен коммутатор, причем для устранения влияния импульсов, возникающих при работе коммутатора на первых вступлениях сигнала АК, приходится вводить глубокое интегрирование коммутационных импульсов, подаваемых Hia ключи, что приводит к резкому увеличению межканальных влияний. Несмотря на определенные трудности реализации схемы скважиняых приборов с одним излучателем и двумя приемниками, эти приборы наиболее перспективны при больщом объеме обработки акустического сигнала.

Цель изобретения - повыщение точности, расщирение диапазона, ускорение процесса измерения и улучщение эксплуатационных характеристик устройства для АК.

Цель достигается тем, что в предлагаемом скважинном приборе в коммутатор акустического сигнала введен преобразователь напряжения синхронизации, выполненный, например, в виде триггера, гальванически связанного с управляющими сетками ключевых ламп коммутатора, к управляющему электроду тиристора генератора запуска, параллельно источнику питания которого включен опорный диод, подсоединен источник отрицательного

подпирающего напряжения, между анодами выходных ламп трансформаторного усилителя включена корректирующая индуктивность, а в наземную регистрирующую схему между каналом связи и схемой дальнейшей обработки

«ведена схема исключения перескока фазы.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2-схема управления тиристором.

В предлагаемом устройстве генератор акустических импульсов содержит магнитострнкционный излучатель /, схему 2 запуска с накопительными емкостями и ключом на кремниевом тиристоре, блокинг-генератор 3 запуска, управляемый напряжением синхронизации.

За приемниками 4 и 5 акустических колебаний следуют предварительные усилители 6 и 7, коммутатор информационного сигнала, состоящий из симметричного триггера 8, запускаемого от узла 2, двух ключей 9, 10 и суммирующего устройства //, а также мощный выходной каскад 12. Питание скзажинного прибора осуществляется от блока 13.

Наземная аппаратура содержит схемы 14 и 15 предварительной обработки информационного сигнала; устройство 16, разделяющее сигналы от первого и второго приемников; усилитель-формирователь 17; схемы 18, 19 формирования импульсов для запуска блок нг-генератора; сумматор - 20, блокинг-генератор 21.

1енератор акустических импульсов синхронизируется частотой 50 гц Плтающей сети или кратной ей частотой 25; 12, 5 гц. Акустический импульс с щироким спектром излучается в окружающую скважинный прибор среду. Сигналы, несущие информацию о строении пород, поступают на входы пьезокерамических ультразвуковых щирокополосных приемников и после усиления подаются на коммутатор, состоящий из триггера S, запускаемого от угла 2, и двух ключей 9 и 10, выполненных на пентодах 6Ж2Б с двойным управлением, в анодные сепи которых включено суммирующие сопротивление //. После усиления в мощном выходном каскаде на двойном тетроде 6Р2П через выходной трансформатор Гв сигнал, мощность которого доходит до 4 вт, поступает в канал связи и далее на схему предварительной обработки информационного сигна;:а, после чего ироизводится его обработка станцией ЛАК-3, в результате которой регистрируются лакограмма, интервальное время Аг и ряд других параметров акустического сигнала.

В качестве тактовых импульсов для синхронизации работы устройства использованы импульсы, возникающие в момент переключения коммутатора с одного канала на другой за счет различной длительности фронтов управляющего напряжения, подаваемого с анодов ламп тирггера на сетки ключевых ламп. Длительность этих импульсов определяется величинами форсирующих емкостей триггера и мало зависит от его режима. Запуск триггера осуществляется раздельно через диоды цр сеткам ламп импульсами, возникающими в момент запуска магнитострикционного излучателя, причем по схеме запуска триггера проходят лищь импульсы запуска, а периодический процесс за счет запирания диодов в

сеточных цепях ламп триггеров отсекается, не проникая в канал обработки информационного сигнала; этим исключается возможность зозиикновеиия дополнительных ощибок (сбоев) в работе вычислителя интервального времени в момент первого вступления.

При прохождении тактового импульса через выходной трансформатор задний фронт его затягивается. Для устранения этого в мощном

выходном каскаде параллельно анодам выходных ламп включена корректирующая индуктивность 22, благодаря которой общая длина имиульса не превыщает 100- 120 мксек; щирина первого полупериода импульса равна 50 мксек при амплитуде, превыщающей 25 в. Такие параметры тактового импульса обуславливают незначительное его затухание в канале связи и обеспечивают надежную синхронизацию системы при длинах

кабеля до 6000 м и более.

Коммутирующее напряжение, подаваемое на ключи, не проинтегрировано, благодаря чему обеспечено глубокое закрывание ключевой лампы по управляющей сетке, а уровень межканальных влияний составляет дб.

Ключ на кремниевом тиристоре в схеме генератора акустических импульсов обладает весьма малым динамическим сопротивлением и небольщим остаточным напряжением по

сравнению с ключами, выполненными на газонаполненных приборах (разрядники, тиратроны).

В цепь управляющего электрода тиристора 23 введен ток в полярности, противоположной

полярности тока открывания. Благодаря этому пробивное напряжение тиристора сохранено постоянным в рабочем диапазоне температур до +120°С, а схема ключа выполнена на одном тиристоре.

Питание схемы скважинного прибора осутиествляется напряжением промыщленной частоты 50 йч п : схеме, разделяющей цепи питаРГ1Я и информаци-нного сигнала. В скважинном приборе имеются трансформаторы и выгфямители, обеспечивающие питание накальных и а -пдных цепей, причем питание блокинг-генератора гтабилкзнровано с помощью опорного диода, что обеспечивает надежное функц1:он; рова1;1;е всей схемы при изменении

иитаюш.его нглр51: :ения более чем в три раза. Метрологические хара1;теристкки устройства при изменении питающего скважинный прибор напряжения в столь -.1ироких пределах практически не ухудшаются, что позволяет

получать качсгтпинные результаты в сложных геоф; зичес -лх разрезах и самых различных эксплуатациоиных условиях.

Пре;,вар1-)тельиая обработка информационного сигнала выполняется одинаковыми блоками 14 и 15. Для устранения неправильного срабатывания системы при изменении полярности первых вступлений в этих блоках после усилителя-формирователя введены схемы 18 и 19, формирующие импульсы из положительных и отрицательных фаз сигнала, причем