Аппаратура для акустического телевидения скважин большого диаметра Советский патент 1976 года по МПК G01V1/52 

судить как о литологическом составе, так и о наличии каверн и трещин на стенке скважины. Последовательность сигналов модулирует по яркости луч кинескопа, который, разворачивается на экране индикатора и фотографируется.

Аппаратура дает акустическую фотографию стенок скважины. Однако она приспособлена для работы только в скважинах малого диаметра, где зазор между наружной стенкой зонда и внутренней стенкой скважины, заиолненный буровым раствором, не превышает 30-50 мм. При большей величине зазора акустический сигнал не сможет быть выделен преобразователем из-за сильного поглош,ения средой.

Целью изобретения является одновременное получение акустических фотографий стенок скважины, микрозондирования и кавернометрии в скважинах большого диаметра.

Указанная цель достигается тем, что глубинный прибор содержит телескопическую штангу, выполненную с возможностью изменения ее длины в радиальном направлении, датчики длины штанги и датчики времени между посылкой и приходом отраженного от стенки скважины акустического импульса. Электроакустические преобразователи размещены на телескопической щтанге, а наземная часть содержит блок регистрации длины штанги. На чертеже изображена блок-схема предлагаемой аппаратуры.

Аппаратура имеет глубинный прибор, подвижный блок 1 которого шарнирно соединен с неподвижным блоком 2. Из подвижного блока выступает радиальная телескопическая штанга 3, направленная к стенке скважины. Оконечная часть штанги содержит электроакустические преобразователи 4, питающие провода проложены внутри штанги. Один из преобразователей служит для акустического фотографирования стенок скважины и работает на частоте 1 мгц, пара других преобразователей (излучатель и приемник) служат для акустического микрозондирования и работают на частоте 100 кгц. Штанга может быть снабжена роликами, опирающимися на стенку скважины.

Кроме того, в снаряде А находятся азимутальный датчик 5 магнитного или гидроскопического типа, выдающий азимутальные метки, соответствующие моментам совпадения оси штанги с четырьмя сторонами, света; датчик 6 длины штанги, выдающий напряжение, пропорциональное текущей длине штанги; генератор 7 (1 мгц), генератор 8 (100 кгц), усилитель 9 сигнала акустической характеристики, усилитель 10 сигнала акустической фотографии, датчик 11 времени между посылкой и. приходом отраженного от стенки скважины акустического импульса, стробирующее устройство 12, выдающее импульсы в момент прихода азимутальных меток с амплитудой, пропорциональной длине штанги, стробирующее устройство 13, выдающее импульсы в

момент прихода азимутальных меток с ампли- тудой, пропорционально промежутку времени между посылкой и приходом акустического импульса, двигатель 14.

Наземная часть принимает по кабелю от снаряда следующие сигналы: сигнал, воспроизводящий акустическую фотографию стенок скважины, сигнал, воспроизводящий акустическую характеристику пласта, сигнал, воспроизводящий длИНу штанги в направлении 4-х сторон света, сигнал, воспроизводящий промежуток времени между посылкой и приходом акустического имиульса в направлении 4-х сторон света.

Наземная часть Б устройства содержит наземный усилитель 15 сигнала, воспроизводящего акустическую фотографию стенок скважины, наземный усилитель 16 сигнала, воспроизводящего акустическую характеристику пласта, усилитель 17 сигнала, воспроизводящего длину щтанги, усилитель 18 сигнала, воспроизводящего промежуток времени между посылкой и приходом акустического импульса, усилитель 19 азимутальных меток, электронно-лучевой индикатор 20, нострочно изображающий на экране акустическую фотографию стенок скважины и фоторегистратор этого изображения, электронно-лучевой индикатор 21, изображающий на экране акустическую характеристику пласта и фоторегистратор этого изображения, регистратор 22 сигнала, воспроизводящего длину штанги и воспроизводящего промежуток времени между посылкой и приходом акустического импульса, генератор развертки 23.

Двигатель 14, расположенный внутри прибора, равномерно вращает щта«гу 3 вокруг осп скважины. Высокочастотный пьезопреобразователь посылает акустические импульсы и принимает отраженные от стенки скважины сигналы. Скважинная и наземная электронная аппаратура усиливает и детектирует сигнал. Последовательность сигналов в виде модулированного по яркости изображения воспроизводится па экране индикатора и фотографируется на движущейся ленте. Тем самым создается непрерывная акустическая фотография стенки скважины. Датчик длины штанги 6 выдает электрическое напряжение, пропорциональное текущему значению длины штанги. Датчик 11 выдает напряжение, пропорциональное промежутку времени между посылкой и приходом акустического импульса.

Азнмутальпый датчик в моменты совпадения оси штанги с меридианом и параллелью, выдает отметки 4-х сторон света.

Азимутальные отметки служат для азимутальной привязки акустической фотографии и для дискретной передачи в наземную часть напряжения, воспроизводящего длипу штанги и промежуток времени между посылкой и приходом акустического импульса.

Это производится с помощью соответствующего устройства, выдающего стробирующие импульсы в моменты, когда азимутальная координата излучения совпадает с 4-мя сторонами света.

При этом строчная развертка индикатора, воспроизводящего акустическую фотографию стенки скважины, находится в ждущем режиме и запускается азимутальной меткой определенного направления. Излучатель микрозондирующей пары излучает акустический пакет, который, пройдя сквозь слой породы, воспринимается электроакустическим приемником, усиливается в снаряде и в наземной части, воспроизводится на экране индикатора, изображающего акустическую характеристику пласта, и фотографируется на движущейся ленте.

Таким образом, аппаратура дает возможность произвести акустический просмотр стенки скважины больщого диаметра, так как телескопическая штанга приближает акустические преобразователи непосредственно к стенке скважины, а также иметь мгновенное значение радиуса скважины.

Формула изобретения

Аппаратура для акустического телевидения скважин большого диаметра, включающая наз емную часть, глубинный прибор е неподвижным блоком, содержащим азимутальный датчик, генератор возбуждения, усилитель сигнала, и шарнирно соединенный с ним подвижный блок, в котором находится направленный электроакустический преобразователь, отличающаяся тем, что, с целью одновременного получения акустических фотографий стенок скважины, микрозондирования и кавернометрии в скважинах большого диаметра, глубинный прибор содержит телескопическую штангу, выполненную с возможностью изменения ее длины в радиальном направлении, датчики длины штанги и датчики времени между посылкой и приходом отраженного от стенки скважины акустического импульса, при этом электроакустические преобразователи размещены на телескопической штанге, а наземная часть содержит блок регистрации длины

штанги.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 405095, кл. G 01V 1/40, 1973.

2. Авт. св. № 437035, кл. G 01V 1/40, 1974.

3. Патент США № 3406779, кл. 181-5, 1969.