Устройство для акустического каротажа Советский патент 1974 года по МПК G01V1/52 

1

Известны устройства для акустического каротажа, записывающие информацию в цифровой форме непосредственно при каротаже и состоящие из скважинного зонда и наземной панели.

Однако дискретная запись информации в известном устройстве не позволяет проводить усреднение сигналов на одной глубине и поэтому возникают повышенные требования к точности и достоверности каждого отдельного измерения.

Для повышения точности измерения в предлагаемом устройстве схема квантования соединена со входами счетных декад, из которых ряд старших разрядов подключен к преобразователю регистратора.

На фиг. 1 изображена блок-схема формирующей, счетной и регистрирующей частей контрольно-регистрирующей панели; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу контрольно-регистрирующей панели.

Вход усилителя 1 соединен каротажным кабелем с выходом скважинного зонда. К выходу усилителя il параллельно подсоединены три эмиттерных повторителя 2, 3 и 4, к источнику напряжения промышленной частоты подключен фазовращатель 5. Фазовращатель 5 нагружен формирователем «меандра 6. Сигналами формирователя 6 запускается ждущий мультивибратор 7. Выход ждущего

мультивибратора 7 подключен к одному из двух входов схемы совпадения 8, на второй вход схемы совпадения 8 подключен выход эмиттерного повторителя 2. Сигналами с выхода схемы совпадения 8 запускается ждущий мультивибратор 9. Выход ждущего мультивибратора 9 подключен к одному из двух входов схемы совпадения 10, ко второму входу схемы совпадения 10 подключен выход эмиттериого повторителя 3. Выход схемы совпадения 10 подключен к входу ждАщего мультивибратора 11, выход которого, в свою очередь, подключен к одному из входов схемы совпадения 12. На второй вход схемы совпадения 12 заведен выход эмиттерного повторителя 4.

Выходы со схем совпадения 8, 10 и 12 заводятся на переключатель измеряемых параметров 13, представляющий собой обычный

галетный переключатель на три положения и два направления. К галетному переключателю подключены два входа измерительного триггера 14. Измерительный триггер 14 является обычным статистическим триггером

с двумя раздельными входами.

Выход датчика глубины соединен с одним из входов триггера разрешения 15. Триггер разрешения 15 - статистический триггер с разделенными входами. На второй вход триггера разрешения 15 подключен выход ждушего мультивибратора 7. Выход триггера разрешения 15 нагружен на входы унравляющего триггера 16 и узел сброса 17. Управляющий триггер 16 - статистический триггер с раздельными входами. Узел сброса 17 - формирователь короткого импульса. Выход управляющего триггера 16 подключен к одному из двух входов схемы совпадения 18. На второй вход этой схемы поступают сигналы с измерительного триггера 14. Выход схемы совпадения 18 подключен ко входам делителя «К 19 и устройства временного квантования 20. Делитель «К 19 представляет собой нереверсивный последовательный счетчик числа импульсов, выполненный на счетных триггерах. Выход делителя «К заведен на второй вход управляющего триггера 16. Устройство временного квантования 20 нредставляет собой генератор марочных импульсов. Выход устройства временного квантования подключен ко входу декадного счетчика (ко входу декады «1 21). Сам декадный счетчик состоит из числа «п пересчетных декад, на фиг. 1 показаны лищь декада «1 21, декада «т +1 22 и декада «п 23. Все пересчетные декады известной конструкции выполнены на четырех счетных триггерах. Они охвачены цепями обратной связи. Выходы «п - т декад заведены на параллельные входы преобразователя регистратора 24, который представляет собой буферное устройство временного хранения информации. На преобразователь регистратора 24 заведены выходы тактового генератора 25. Выходы преобразователя регистратора 24 подключень к регистратору 26. Устройство работает следующим ооразом. На вход усилителя I поступают сигналы с акустического зонда в виде последовательности пакетов из трех идентичных импульсов, соответствующих посылочному сигналу и сигналам первого вступления упругой волны, приходящей на два приемника (фиг. 2,а). На усилителе 1 из этих сигналов формируются стандартные импульсы с повышенной крутизной фронтов. С выхода усилителя 1 сформированные пакеты импульсов поступают параллельно на входы трех эмиттерных повторителей 2, 3 и 4. Посылочные сигналы акустического зонда засинхронизированы напряжением сети. Ноэтому и контрольно - регистрирующая панель синхронизируется сетью. С этой целью на вход фазовращателя 5 подается напряжение промышленной частоты. Формирователь «меандра 6 преобразует синусоидальное напряжение в прямоугольные колебания той же частоты (фиг. 26). Продифференцированные сигналы формирователя 6 запускают ждущий мультивибратор 7, который выдает прямоугольные импульсы (фиг. 2 в). При помощи сдвига фазы синусоидального напряжения можно менять в некоторых пределах момент запуска ждущего мультивибратора 7. Это необходимо для того, чтобы передний фронт импульса ждущего мультивибратора 7 по времени опережал сигнал посылки акустического зонда. Схема совпадения 8 предназначена для выделения из последовательности сигналов, сигнала «посылки. На два входа схемы совпадения 8 поступают соответственно пакет импульсов с змиттерного повторителя 2 и прямоугольный импульс ,его мультивибратора 7. На выходе схемы совпадения 8 сигнал появляется только в том случае, если на обоих входах схемы совпадения 8 одновременно имеются сигналы (фиг. 2г). Выделение сигналов первого вступления акустической волны на первом приемнике из общей последовательности сигналов акустического зоида происходит на выходе схемы совпадения 10. На один из входов схемы совпадения 10 с эмиттерного повторителя 3 следуют пакеты импульсов акустического зонда, на второй вход схемы совпадения 10 поступает прямоугольный импульс с выхода ждущего мультивибратора 9, который запускается сигпалом с выхода схемы совпадения 8. Вырабатываемый ждущим мультивибратором 9 прямоугольныи импульс имеет длительность несколько большую, чем время прихода первого вступления акустического сигна та на первый приемпик (фиг. 2(5). Выделенный сигнал первого вступления на этом приемнике (фиг. 2е) запускает ждущий мультивибратор 11, последний генерирует нрямоугольный импульс с длительностью, превышающей время прихода упругой волны на второй приемник (фиг. 2ж). Сигнал с выхода ждущего мультивибратора 11 поступает на один из входов схемы совпадения 12, а на второй вход этой схемы поступают пакеты импульсов с эмиттерного повторителя 4. На выходе схемы совпадения 12 выделяются сигналы момента прихода первого вступления упругой волны на второй приемник (фиг. 2 з). На переключатель измеряемых параметров 13заведены выходы трех схем совпадения 8, 10 и 12. В зависимости от необходимого режима измерений переключателем 13 коммутируют входы измерительиого триггера 14 с выходами схем совпадения. Длительность импульса на выходе триггера 14равна времени между моментами прихода сигналов на его входы, т. е. равнозначно измеряемому временному параметру Дг (фиг. 2 «) или ti и tz. При прохождении зондом заданного тока с датчика глубины на вход триггера разрещения 15 поступает запускающий щаговый сигнал (фиг. 2к). Синхронизирующий сигнал со ждущего мультивибратора 7 сбрасывает триггер разрешения 15, при этом запускается управляющий триггер 16 (фиг. 2м). Запуск управляющего триггера 16 привоит к тому, что на вход устройства временноо квантования 20 начинает -поступать серия мпульсов, выработанных измерительным

триггером 14. Для этого на один из двух входов схемы совпадения 18 нодается сигнал с управляющего триггера 16, на второй вход схемы совпадения 19 поступают импульсы с измерительного триггера 14. При одновременном наличии на обеих входах сигналов на выходе схемы совпадения 18 выделяется сигнал, полностью адекватный сигналу измерительного триггера 14 (фиг. 2н).

Сигнал со схемы совпадения 18 поступает на делитель «К 19, с выхода которого следует сигнал только после прихода «К импульсов (фиг. 2л). Сигнал с выхода делителя «К 19 возвращает управляюищй триггер 16 в исходное состояние (фиг. 2м) и через схему совпадения 18 больше не следуют импульсы с измерительного триггера 14 до прихода на унравляюндий триггер 16 очередного сигнала с триггера разрешения 15. Ка вход устройства временного квантования 20 поступает «К измеряемых импульсов, длительность каждого отражает результат одииочного измерения исследуемого параметра. Эти импульсы на устройстве временного квантователя 20 преобразовываются в пачки марочных импульсов (фиг. 2 о). Длительность пачки марочных иль пульсов равна длительности импульса триггера 14, а период марочных импульсов (шаг временного квантования) выбирался по соображениям, приведенным выше в настоящем описании. Число «П пакетов марочных ил:нульсов один за другим поступает на вход декадного счетчика, состоящего из декад - 23. Этот счетчик последовательно суммирует каждый марочный имнульс, содержаш.ийся в

пачке. Перед началом каждого цикла измерений все триггеры каждой пересчетной декады выставляются в исходное, нулевое, состояние приходом короткого нмпульса с узла .сброса 17 но общей сбросовой пени. Узел сброса 17 запускается импульсом с триггера разрешения 15 (фиг. 2п).

Информация с «/I - т декад старших разрядов иараллельно поступает на преобразователь регистратора 24, где хранится до прихода сигнала с тактового генератора 25. С приходом импульсов с тактового генератора 25 информация считывается на регистратор 26, где нанос тся ка тот или иной носитель информации. Так как чаще всего регистратор не в состоянии одновременно заппсать все число в 1;збранном коде, то запись числа производится по частям нескольким этапами (тактамт) последовате.тьно. Поэтому тактовый

генератор 25 по каждом сигналу с управляюniero тоиггера 16 выдает последовательность считывающих ИМПУЛЬСОВ.

Пред м е т и з о б р е т е и н я

25

Устройство д.тя акустического каротажа, содержашее сьва/кинный зонд и наземную панель регистрации, включаЮЩую схему квантования сигнал ;, гпеобразователь регнстратора, регистратор и схему уиравления, отлич а ю щ сося тем, что, с целью повышения точности измерения, схема киантоваиия соединена со входами счетных декад. которых ряд CTapiuiix разрядов подключен к преобразователю регистпатола.

-U

ii

ц.

I I I I

н - импу тьсоВ

ii

-6 -±

-t

--Ь

t