УСТРОЙСТВО для АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к устройствам для передачи и предварительной обработки сигнала при геофизических исследованиях сверхглубоких нефтяных и газовых скважин методом акустического каротажа (АК).

Известны устройства для акустического каротажа скважин, позволяющие пр01водить геофизические исследования скважин с темяературой в забое не выше 120°С, в которых в качестве канала связи использованы трехжильные каротажиые кабели.

При исследованиях в оверхглубоюих скважинах (глубиной более 6000 м) с температурой в забое 200°С и выше необходимо обеспечить термостойкость и термостабильность измерительной аппаратуры.

Цель Изобретения - обеспечение возможности передачи и предварительной обработки сигнала АК цри исследованиях сверхглубоких и высокотермальных скважин с использованием скважияного приборл с одним излучателем и двумя приемниками и с одножильным каротажным кабелем.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве в выходной бестрансформаторный каскад скважинного снаряда .введена фазирующая цепочка, состоящая из последовательно соединенных сопротивления и емкости, в схему коммутатора акустического сигнала введен источник смещения сеточных цепей, гальванически связанный с источником питания анодных цепей, между выходной обмоткой схемы запуска излучателя и управляющим электродом аркотрона включено сопротивление, а в наземную регистрирующую схему введен регенератор синхроимпульсов, включенный между схемой разделения напряжения промышленной частоты и акустического сигнала и схемой обработки сигнала.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Генератор 1 акустических импульсов содержит магнитострикционный излучатель 2, схему 3 запуска с накопительными емкостями

и ключом, блок1инг-генератор 4 запуска, управляемый напряжением синхронизации.

Схема 5 обработки содержит пьезокерамические приемниюи 5 и 7, предварительные усилительные каскады 8 и 9, канальные

временные коммутаторы 10 и 11, управляемые триггером 12, сумматор 13, мощный выходной каскад 14. Питание скважинного прибора осуществляется от блока 15. Устройство 16 для предварительной обработки информации на поверхности содержит

фильтр 17 верхних частот, режекторный

фильтр 18, регенератор 19 синхроимпульсов

и сумматор 20.

В блок-схеме устройства предусмотрена возможность использования различных прие.мников и их комбипации, причем переключение осуществляют с поверхности П|ри помощи переключателя, имеющегося в сюважипном приборе. Этот переключатель позволяет изменять коэффициенты передачи ло каналам ипформационного тракта сквалшнного .прибора. Управление переключателем производится на тональной частоте (3 кгц). При использовании переключателя удалось резко повысить цроизводительпость геофизических исследований сверхглубоких скважин (на блок-схеме пе|реключатель не показан).

В скважинном приборе орименены металлокерамические лампы, сопротивления, емкости и другие комлоиенты на рабочую температуру 200-250°С.

Работает устройство следующим образом.

Схема 3 управляет работой ключа, возбуждающего магнитострикционный излучатель. В качестве ключа использован газонаполненный разрядник с дополнительным анодом (аркоирон) типа АГИ-1-75/1,3 (максимальная рабочая температура 250°С). Ключ зажигается имяульсами от блокинг-генератора, который в свою очередь синхронизируется частотой питающего напряжения. В случае необходимости частота следования импульсов блокинг-гекератора может быть равной или кратной ча.стоте питающей сети (50, 25 или 12,5 гц).

Принятые двумя пьезок рамическими приемниками сигналы усиливаются и поступают на ключи для временного разделения каналов. Управление ключами осуществляется триггером, который синхронизуется импульсами, снимаемыми с токовой цепи излучателя. Суммирование сигналов происходит на общем анодном сопротивлении ключей. После сумматора сигнал .поступает на мощный выходной каскад.

В сквалшннном приборе предусм.отрен блок питания анодных, накальных и смещающих цепей.

На поверхности сигнал поступает на фильтры, где производятся подавление питающего напряжения частотой 50 гц и регенерация тактогвых импульсов.

В устройстве в качестве канала связи использован одножильный каротал ный кабель. В кабеле одновременно П1рисут1ствуют информационный сигнал и питающее напряжение частоты 50 гц, поэтому в скважинном и на-. земноМ приборах предусмотрены эффективные схемы для разделения этих сигналов.

Выходной бестрансформаторный каскад (катодный повторитель по каскодной схеме) собран на мощных металлокерамических лампах (6П37П). В этом каскаде предусмотрена фазирующая .цепочка для коррекции формы синхроимпульса, включенная между анодом и сеткой выходных ламш.

Разделение акустического сигнала и питающего напряжения на поверхности осуществляет ся путем применения фильтра со сложной структурой, состоящего из фильтра высоких

частот, режекторного фильтра, регенератора тактовых импульсов.

Б режекторном фильтре предусмотрена точная подстройка для подавления частоты питающего напряжения. Суммарное подавление его составляет свыше ЬО с}б. При прохождении сигнала через фильтры происходит также уменьшение амплитуды синхроимпульса. Б связи с этим в схеме предусмотрен регенератор тактовых импульсов, который раоотает в двух режимах: режиме ручного совмещения регенерированных импульсов с пришедшими и режиме отслеживания возможных изменений фазы тактовых импульсов, поступающих со скважинного прибора.

В предложенном устройстве для синх1ронизацин работы использованы расширенные импульсы ( мксек), гораздо меньше затухающие в канале связи. Эти импульсы получены в коммутаторе временного разделения каналов.

Для обеспечения термостабильности усилителей переменного напряжения вводят отрицательную обратную связь с применением в ее цепях сопротивлений с минимальными значениями систематических и случайных составляющих 1КС (C2-ti, МТ с номинальными значениями менее Юз ом, а также Г1ЭБ).

При повышении температуры основную роль играют температурные изменения сопротивлений, входящих в сеточные цепи ключей. Если в этих цепях использовать резисторы типов С2-6, МТ мощностью 0,5 вт (300-500 ком), то коэффициент передачи ключей при повыщении температуры до +200°С уменьшается более, чем в два раза. Пеобходи.мые для правильной работы схемы потенциалы получены на сопротивлениях (низкоомных) с минимальными величинами ТКС, а подача указанных потенциалов на соответствующие электроды осуществлена через высокоом«ые сопротивления, изменения которых ие оказывают влияния на точность работы устройства.

В случае использования двух отдельных источников, анодного и сеточного, величины АС/п их оказываются различными при изменении питающего напряжения, а также температуры. Это объясняется тем, что выпрямитель источника анодного напряжения нагружен, а вып лмитель сеточного работает практически в режиме холостого хода.

Влияние AL/a на 8К минимально в том случае, если знаки Af/n анодной и сеточной цепей одинаковы. Для этого в устройстве и использован совместный вьшрямитель анодного и смещающего напряжений, у которого вариации At/n равны. Этот выпрямитель выполнен по схеме со средней точкой и введенным в цепь нагрузки со.противлением, с которого снято отрицательное напряжение. Это напряжение сов.местно с положительными потенциалами, полученными с термостабильных делителей, обеспечивает требуемый режим ключей по постоянному току при изменениях питающего напряжения.

Предмет изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважинного снаряда, содержащего одищ излучатель и два приемника, коммутатор акустического сигнала, генератор заиуска излучателя на аркотроне, выходной бестрансформаторный каскад, источник питания, и наземной регистрирующей схемы, включающей в себя схему разделения переменного напряжения промышленной частоты и акустиче,скаго сигнала, канал связи и схему обработки сигнала, отличающееся тем, что, с целью ОСуществления измерений в сверхглубоких и высокотармальных сква-

жинах, в выходной бестрансформаторный каскад скважинного снаряда введена фазирующая цепочка, состоя1щая из последовательно соединенных совротивления и емкости, .в схему коммутатора акустического сигнала В1веден источник смещения сеточных цепей, гальванически связанный с источ1нико,м питания анодных цепей, между выходной обмоткой схемы запуска излучателя и управляющим

электродом аркотрона включено сопротивление, а в наземную регистрирующую схему введен регенератор синхроимпульсов, включенный между схемой разделения напряжения промышленной частоты и акустического сигнала и схемой обработки сигнала.

ЬИ-Ч

И

ffapomawfibiu ,

Ла/ а сдази

/J

1

J

т ШЕ)...

акограмма