Устройство для геофизических исследований в скважинах Советский патент 1976 года по МПК E21B47/12 G01V1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В СКВАЖИНАХ Это достигается тем, что в предложенно устройстве напряжения опорных генераторов имеют частоты, расположенные в пределах октавы с разностью частот, в несколько раз превышающей ширину исходных полос информационных сигналов, а полоса частот занимаемая опорными генераторами, в несколько раз меньше интервалов между частотой питающего генератора и их частотами. Датчрши многоэлектродного каротажного зонда подключены к сигнальным входам пре образователей частоты, на гетеродинные вх ды которых попарно подаются напряжения от опорных генераторов и умножителей их частот. В свою очередь выходы опорных генераторов подключены к сигнальным входам собственных преобразователей частоты на гетеродинные входы которых подаются напряжения умножителей частоты питающег генератора. Выходы всех преобразователей и одного из умножителей частоты питающего генератора подключены к блоку совмеще ния каналов, который каротажным кабелем связан с частотными фильтрами наземного пульта. Выход фильтра питающего генератора подключен к формирователям гармоник его частоты, которые связаны с гетеродинными входами групп преобразователей информационных сигналов и опорных напряжекий. Выходы преобразователей частоты инф мационных сигналов подключены к измерительным входам синхронных детекторов, а выходы преобразователей частоты опорных напряжений связаны с формирователями га МОНИК, настроенных на частоты преобразо ванных информационных сигналов и подключенных к опорным входам синхронных детекторов в соответствии с частотой детектируемых сигналов. Причем селективные элементы парных преобразователей в г.гтубин- ном приборе настроены на разные боковые полосы, а преобразователи информационных сигналов наземного пульта, несущие частоты каналов которых сформированы аналогично, т, е. получены одинаковыми комбинациями равных номеров гармоник разных опорных генераторов с частотой питающего генератора, подключены группами к каротажному кабелю через общие разделительны фильтры. Таким образом в предлагаемом устройстве несущие частоты информационных каналов расположень по шкале частот груп пами, что дает возможность умножить число информационных каналов при имеющейся полосе частот каротажных кабелей. Больше в сравнении с прототипом число каналов, возможность комплексирования нескольких видов каротажа обеспечивают сокращение атериальных затрат и времени исследований на скважине при выполнении измерительного комплекса. На фиг. 1 и 2 показаны функциональные схемы глубинного прибора и наземного пульта системы; на фиг. 3 - частотный спектр системы. Токовые электроды АБ каротажного зонда 1 подключены к питающему генератору 2, а измерительные электроды М - сигнальным входам преобразователей 314, гетеродинные входы которых связаны с генераторами опорных частот 15, 16, 17 и удвоителями их частот 18, 19, 20. Выходы преобразователей 3, 7, 11, настроенных на канальные частоты Г., гчд.г о 4.6кГц, 4,725 кГц, 4,85 кГц, подключены к полосовому усилителю 21, далее соответственно; выходы преобразователей 4, 8, 12 на частоты Г, - FO 0,6 кГц, 0,725кГц, 0,85 кГц подключены к полосовому усилителю 22; преобразователей 5, 9, 13 на частоты 2. Fp -f-Po 7,2 кГц, 7,45 кГц к усилителю 23; преобразователей 6, 10, 14 на частоты - Рр 3,2 кГц, 3,45 кГц, 3.7кГц к усилителю 24. Выходы генераторов опорных частот 15, 16, 17 связаны также с сигнальными входами преобразователей частоты опорных напряжений 25, 26, 27, гетеродинные входы которых подключены соответственно к выходам 2Fo 4 кГц, 4 кГц, 5Го 6 кГц формирователя 28 гармоник частоты питающего генератора. Выходы полосовых усилителей 21-24, преобразователей частоты опорных напряжений 25, 26, 27, настроенных на частоты 2F(j-Pj. 1,4 кГц,2Pj,+Fj,j 6,725 кГц, 5Fo-t-r.j.5 8,85 кГц, и выход 2 кГц формирователя 28 подключены к блоку совмещения каналов 29, который одножильным каротажным кабелем связан с наземным пультом. В наземном пульте каротажный кабель подключен к полосовым фильтрам 30-33 информационных сигналов, фильтру 34 сигналов питающего генератора и фльтрам 35, 36, 37 сигналов опорных генераторов. Выход полосовот о фильтра 30, настроенного на канальные частоты ъ о (3,2 кГц, 3,45 кГц, 3,7 кГц), подключен к сигнальным входам группы преобразователей частоты 38-40, гетеродинные входы которых связаны с выходом Г (2 кГц) формиров&теля 41 гармоник частоты питающего генератора, подключенного к фильтру 34. Выход полосового фильтра 31, настроенного на частоты Jj.i 4,725 кГц, 4,85 кГц), связан с сигнальными входами группы преобразователей , гетеродинные входы которых подключены к вьгходу (4кГц) формирователя 41. Выход полосово го фильтра 32, настроенного на канальные частоты . 7,7 кГц), связаны с сигнальными входами групп преобразователей 45-47, гетеродинные входы которых подключены к выходу 3 Гр (бкГц ) формирователя 41, Преобразователи 38, 39, 40 настроены на разностные частоты(2.Ру. -р) F 1,2 кГц, 1,45 к 1,7 кГц, далее аналогично; преобразователи 42, 43. 44 -fFj, 0,725 кГц, 0,85 кГц, преобразователи 45, 46, 47 -(гГtF),2 кГц, 1,45 кГ 1,7 кГц. Выходы преобразователей 38-40, 42, 47 и выход полосового фильтра 33, настро енного на канальные частотыр. кГц 0,725 кГц, 0,85 кГц, подключены к сигнальным входам синхронных детекторов 48-59. Выходы фильтров 35, 36, 37 настроенных на частоты с.лужебных каналов iF,-., {1,4 кГц), ,, (6,725 кГц),,; (8,85 кГц), подключены к ситнальным вхо дам преобразователей 60,6 1,62j гетеродинные входы которых связаны с соответству. юшими выходами Г,., (2 кГц);бГд (6 кГи 41tQ (8 кГц) формирователя 41, Выходы преобразователей 60,6 1,62 не. на разностные частоты (Г,-Г.р)51;,0,, . 0,8 кГц, подалючены к опорным вх(.;,а1, соогветсЛ-ву юших синхронных детекторов 5 1, о7 (0,6 кГд 52,58 (0,725 кГц), 53,59 (0,85кГц) и удвоителям их частоты 63j 64. 65, выходы которых подключены соответстиеннск парам синхронных ь.; :;; (1,2 кГц), 49, 55 (1,45 кГц), 5О, 56 (1,7 кГц). Выходы всех скь; ров подключень; к многока -: ратору 66, На фиг. 3,1де показан - системы, Гр (2 rJn) - т; го генератора, f (2,6 кГц), Fjj (2,85 кГц) -. мстчгы торов, Fg (5 кГп.) - ы: г)ХЦу:ра, cooTBeTC7i yfoi:jei4: i-nc v5.:: ти изморяемого ,ii; i и;мх сигиалоз, равная 2.Г„, Ю Гц при су-цествующкх к: -подъема. нальные частоты информаци)-; ф opM lpyютc комбинациями -- результате индиви iiocoii прл у.;иоженни (tlcos -- скнусоидапьнтме колебания ,,. „ ; f. / , где гг - номер - -lac.io лспользу е.1ых гар- rouio-iTopoB, 1 - ч:исло ; IVOTbi, Число ИНфор- :-: . в oiincvjBaeе г;л.7., i -3, т, е. в операv;пг;т}5у:ог ТОЛЬКО первая и -f.:;-: трехопорных генераторов орных генераторов размеи1е ./м частотном интервале F,., ,..:j раз превышающем ;;;- РМ;- 0 Р; ) ПоЭТО ..: : . i ,. ; . О. ).л ;.-с рост- .Г; . i- 1 (:,:-: Х ОИОраТО .;; : ,. ,.:. о г,.: ;.:итор1 алы, i ;Т :i;v:c:i 1 ;-; V : o, ганера- .:i. ii.-.jiL/:i . .д|,;.:-г; onopHbix ,,-. - :.: . .л::.л iwio гене ..-,-; );;( r,:;v-j,j ,.,; ,ью : . r однако , , ,- . - :. Я-1:ИО;;НЫХ ;;:: I -: ::: -i. ; L :.,ГО l-l ЙБЛЯ- .-::.::. .:;::::;. .;,,F.,...}vj ;: .:.,.:.T: i .-.ir,. :1,г,ы fiKiiM;., что- ,.- I .jfince, i-.jjyiMi K. частот члоЛ.з:.:- : si v-i;:, ij;3 г.сех кана.X ;;:.:,.- ;.:;. ,1:Ч:г1вались ;v:: ,..;:;: V . f-11 :i. O-.-ГГ : г ОГСЛНЫХ , ,,: глллналов j:,.i.осгТчПШл: пульте 1 .:L ) .оорые -:-; ,, i r :/ .. , -ji.ija гмрмоЧ.1, vio;n;ix ::1ачЗОВа1. :ц-..Л1)ЛКИ :ii;;i nepeВ процессе каротажа иапряжел е iiET iЮЩего генератора1(.)Соя перемножается на фузтции р,; t . г, -:, осушествляетск групповой П-ренис г.ГСГ;) ных спектров (ш) п об/гасгь ЧгЧ-;у()Т1:| пи-1лающего генератора Г;, и1;-:Г;j::: -теп;-1Л;таю.i-a)

модулируется по амплитуде породой (),сигналы разностных часгог посгупаюг на и CHHMaeiXiH с измерительных электродовудвоители частоты 63,64,65. С выходов М - М каротажного зонда 1, Снимаемыеспреобразовагелей 60,61,62 и удвоителей измерительных электродов информационные63,64,65 сигналы опорных генераторов с ресигналы поступают на сигнальные входы пре- 5зультирующимичастотами 0,6кГц, О,725кГц, образователей 3-14. На гетеродинные вхо-0,85 кГц, 1,2 кГц, 1,45 кГц, 1,7 кГц поды каждой пары данных преобразователей подают напряжения генераторов опорных ча тот 15, 16, 17 и удвоителей их частот 18, 19, 20, с частотамиГр, (2,6 кГц) (2,725 кГц),Г,5 (2,85 кГц), ЕГ (5,2.кГц ,j (5,45 кГц), 2Fj,3 (5,7 кГц). Выделяемые преобразователями 3-14 сигналь; суммарных и разностных частот: 3-4,6 кГц; 4-О,6 кГц; 5-7.2 кГц; 63,2 кГц; 7-4,7 кГц; 8-0,7 кГц; 9-7,45 кГц 10-3,45 кГц; 11-4,85 кГц, 12-.0,85кГц 13-7,7 кГц; 14-3,7 кГц; усиливаются полосовыми усилителями 21-24, обшими для близких по частоте сигналов: 21-4,6 кГц, 4,725 кГц, 4,84 кГц; 22-0,6 кГц, 0,725 кГ О,85 кГц; 23-7,2 кГц, 7,45 кГц, 7,7 кГц, 24-3,2 кГц, 3,45 кГц, 3,7 кГц, В то же время напряжения опорных гене раторов 15, 16, 17 подаются на сигнальны входы преобразователей 25, 26, 27 и смеш ваются с напряжениями формирователя 28 гармоник частоты (2 кГц): 27-2Ро( 4кГц), 25-2 Fo(4 кГц), 26-3 FJ6 кГц). На выходах преобразователей 25, 26, 2 выделяются сигналы опорных напряжений с частотами 1,4 кГц, 6,725 кГц, 8,85 1сГц и подаются совместно с усиленнь;ми информационными cигнaJIa л-I и напряжением питающего генератора в блок совмещения каналов 29. В дальнейшем суммарное колебание поступает по каротажному колебанию в наземный пульт и расфршьтровывается фильтр ми 30-37. Выделяемые фильтрами 30,31, 32 информационные сигналы смешиваются в преобразователях . и 42-47 с гармониками напряжения питающего генератора. На выходах преоЬразователей 38-40 и 4247 выделяются сигналы с разностными частотами: 38 - 1,2 кГц; 39-1,45 кГц; 40 1,7 кГц; 42 -.0,6 кГц; 43 - 0,725 кГц; 44 - 0,85 кГц; 45 1,2 кГц; 46 .-1,45 к 47 - 1,7 кГц. Выделенные преобразователями 38-40 и 42-47 сигналы и выходное напряжение фильтра 33 поступают на сигнальные входы синхронных детекторов 48....59. В то же время сигналь; опорных генера-торов с частотами 1,4 кГц, 6.725 кГц, 3,85 кГц, выделенные фильтрами .35, 36, 37 смешиваются в преобразователях 60, 61, 62 с напряжениями первой, третьей и четвертой гармоник питаюитего генератора. Выделенные преобразователями 6О, 61, 62 даются на опорные входы синхронных детекторов в соотвегстБии с частотой детектируемых сигналов. В синхроннь х детекторах 48-59 составляющие восстановленных спектровр.,.. Т2(А ) отфильтровываются фильтрами низкой частоты и подаются в многоканальный регистратор 66, где производится регистрация передаваемой информации. Таким образом, весь процесс передачи информации включает только операции переноса частотных спектров информационных сип-шлов. Данные операции характеризуются высокой степенью линейности преобразования и широким динамическим диапа.зоном (свыше 60 дб), ширина исходных полос частотных спектров при этом не изменяется, что поэволяет использовать сравнител -но небольшой измерительный диапазон частот каротажных кабелей для увеличения числа информационных каналов. С по14ощью описанного устройства совместно с сигналами электрического каротажа или независимо от них можно осуществлять пере.цачу данных термокаротажа, Hibклинометрии, кавернометрии, потенциалов спонтанной поляризации и других временных зависимостей с узким частотным спектром. Формула 3 обретения Устройство для геофизических исследований в скважинах, содержащее многоэлект- родный зонд с токовыми и измерительными электродами, глyби.шiый прибор с питающим генератором и схемой частотного уплотнения канала связи, содержащей преобразователи частоты информационнных сигналов, генераторы опорных частот, усилители и блок со&меш.ения каналов, и наземный пулы с се- лективнь; (и блоками, детекторами измери тельных сигналой и регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьдчения точности измерений, питающий генератор связан с блоком совмещения каиелов через формирователь высших гармоник частогь; питающего генератора, а каж.дый из опорных генераторов - -герез преоб. разователь частоты, подключенный управля- ГЦ.ЧМ вхолом к oflHoviy из выходов упомянутого формирователя, при этом пара преобразователей частоты информационных сигналов связана с гетеродинным выходом опорного

генератора, а следующие пары связаны с опорным генератором через умножитель часготы.

3Fo Ргз -

3fn,JFr2, JFrs

lFn,2,+Fo -

8

7

2Fri 2Frz 2Ргз

fjf.z.

2Frt,2,b-Fo

Frs, Frj fff

2FB-Fri

F/f,z,3-Fe

pi((jj),w-2nF

5