Регистратор фазокорреляционных диаграмм Советский патент 1977 года по МПК G01V1/18 

1

Изобретение относится к промысловой геофизЕке, а именно к аппаратам акустического каротажа скважин.

Известен регистратор фазокорреляцион- ных диаграмм, содержащий осциллоскоп, оптическую систему и механизм для протяжки диаграммной фотэленты, пропорциональной движению зонда по скважине (лентопротяжный механизм) 1.

Однако в силу того, что напряжение сигнала, управляющего яркостью, меняется плавно и непрерывно, полосы фазовой корреляции имеют расплывчатый, полутеневой характер. Поэтому точность оценки времен фаз получается низкой, что не удовлетворяет большинству методических требований, предъявляемых к информации об амплитудах.

Известен также регистратор фазокорреляхшонных диаграмм, содержащий осциллоскоп, оптическую систему, лентопротяжный меха- низм и отметчик моментов фаз, управляющий яркостью осциллоскогга 12.

Такой регистратор не фиксирует на диаграмме практически никакой информации об амплитудных уровнях фаз.

Целью изобретения является увеличение информативности диаграмм за счет дополнительного отображения на них амппитуцных уровней фаз.

Это достигается тем, что в регкстраторе дополнительно установлены автоматический аттенюатор и запоминающий амплитудно-временной преобразователь, причем вход автоматического аттенюатора соединен со входом отметчика моментов фаз, образуя общий вход регистратора, а выход автоматического аттенюатора соединен с сигнальным входом запоминающего амплитудно-временного гфеобразователя, считьшающий вход которого соединен с выходом отметчика моментов фаз а выход ем:- литудно-временного преобразователя - со входом управления яркостью осциллоскопа.

На фиг, 1 представлена схема регистрации фазокоррелзнкокных диаграмм, на фиг. 2 - примерная осциллограмма акустического сигнала, т. е. волновая картина

Входы отметчика моментов фаз 1 и at- томат5иеского аттенюатора 2 присоедйнеш к общему входу регистратора. Авгоматкч&сккй аттенюатор 2 имеет N дискретносменяемых значений коэффициента передачи К. Полный период Q- изменения коэффициента К разбит на соответствующее числ о интервалов времени 6j, ,0, , ,..., g в течение которых коэффициент К остается постоянным. Величина 8 выбрана так, что в течени каждого из интервалов в, 2,в,...происходит несколько излучений акустических импульсов в скважину с периодом Т . Запоминаюпщй амплитудно-временной преобра зователь 3 имеет два входа и один выход Важнейшей характеристикой преэбразовате ля 3 является зависимость длительности Т выходного прямоугольного импульса от уровня напряжения ( U + К ), подводимого к сигнальному входу 1. Преобразо ватель 3 реагирует только на положительное напряжение сигнала. Если это напря- жение превышает пороговое значение, условно принимаемое за О, го преобразователь 3 переходит в состояние запоминания информации. Из этого состояния он выводится импульсом, возникающим на считывающем входе II. В момент считы вания происходит стирание запомненной информации, и на выходе генерируется импульс длительности .Z П - Р возрастания напряжения на входе I длительность выходного импульса также увеличивается, изменяясь скачком от одного значения к другому. Сигнальный вход I запоминающего амплитудно-временного пре образователя 3 соединен с выходом автоматического аттенюатора 2, а его считыв.-ж)щий вход II - с выходом отметчика моментов фаз 1. Импульсный выход преобразователя 3 соединен со входом управ;;ie i;fs яркостью осциллоскопа 4. Регистратор файокорреляцйонных диаграмм содер- ;.йт 1 акйхв оптическую систему 5 и ленто|:;эотя к.ш.ш мехаигам 6 с каротажной фог-с;-.ептой 7, Осциллоскоп 4 и оптическая система 5 ориентированы тгак, чтобы проекция CD линии развертки АВ была перпендикулярна к направлению протяжки фо- толенты 7, Принцип действия регистратора фазокорреляционных диаграмм заключается в следующем. В момент времени t {см. фиг. 2) происходит излучение акустического импульса вскавижину, одновременно запускается лине ная развертка луча Б осциллоскопе 4 (см. фиг. так, что световая точка на его экране начинае двит-аться с постоянной скоростью от точки А точке В по линии развертки АВ. Спустя время i-p, необходимое для пробега акустической волны, на выходе регистратора S 5 возникает сложный колебательный импульс и (i;) (см. фиг. 2), являющийся аналогом принятого акустического сигнала. Указанный сигнал ослабляется автоматическим аттенюатором 2 и поступает на вход запоминающего амплитудно-временного преобразователя 3. Следующие друг за другом положительные фазы сигнала U Ci, отмеченные знаком + , вызывают последовательные переходы преобразователя 3 в состояния запоминания амплитудного уровня фаз, при этом, если уровень какой- ибо фазы на входе регистратора есть U , то уровень той же фазы на входе преобразователя 3 будет составлять ( U + К ). Под действием того же сигнала отматчик моментов фаз 1 генерирует последовательность коротких импульсов - отметок моментов фаз, которые поступают на счит-,-вающий вход преобразователя 3, последовательно стирая запомненную им к::(ф-Р-ацию. В момент каждой отметки фазы на выходе преобразователя 3 генерируется прямоугольный импульс, длительность которого зависит от запомненного амплитудного уровня соответствующей фазы. Последовательность импульсов различной длительности (, выхода преобразователя 3 поступает на вход осциллоскопа 4, осуществляя модуляцию яркости ветового пятна. В результате на экране воэникает последовательность световых штрихов, ориентированных по линии развертки АВ и пропорциональных по ширине длительности соответствующих засвечивающих импульсов. Расстояние переднего (четкого) края каждого штриха от точки А (начала развертки) пропорционально времени прихода отображаемой им фазы сигнала, а ширина штриха увачичивается с ростом амплитуды этой фазы. Возникшая трасса световых штрихов проектируется оптиче :кой системой 5 на диаграммную фотоленту 7 и фиксируется на ней в виде трассы CD темных штрихов. К моменту i - Т (где Т-период повторения акустических импульсов)скважинный зонд получает некоторое перемещение по г лубине, а диаграммная лента -пропорциональное малое перемещение Б направлении, перпендикулярном к проекции CD . В момент i Т излучает ся новый акустический импульс в скважину и процесс фиксации трассы штрихов на фотоленте 7 повторяется. В процессе каротажа излучение акустических импульсов периодически повторяется, при этом множество трасс вида CD практически сливается, образуя на поле фотоленты 7 совокупность полос фазовой корреляции в координатах глубина-время. В общем случае, когда изменяется как временные, так и амплитудные параметры сигнала, изгибающиеся полосы фазовой корреляции будут изменять свой кодовый вид в зависимости от глубины. Условие абсолютной четкости формирования кода состоит в том, чтобы на интервале кодирования по глубине б- - V| & (где Уц - скорость перемещения зонда по сква жине); амплитуда данной фазы изменялась не более,чем на f - величину максималь ной ощибки отсчета амплитуды. При снижении требований к относительному числу правильно сформированных полос фазовой корреляции допустимая скорость каротажа резко возрастает, что имеет большое значение для регистрации обзорных диаграмм по всему стволу скв ЖК1-ГЫ, При формировании фазокорреляционных диаграмм интервал кодирования &отображается на диаграмме интерваломflyi ag- M-e где М - масштаб записи диаграмм. Для четкого различения кодовых видов интерпретатором масщтаб М болжен быть выбран так, чтобы интервалы Sff были визуально различимы. Последнее условие долж но выполняться лишь для отдельных часте геологического разреза, представляющих особый интерес. Обзорные же диаграммы служат для качественного выделения таки частей и потому не подвергаются строгой количественной обработке. Применение предлагаемого регистратора фазокорреляционных диаграмм в аппаратуре акустического каротажа позволит сократить время на обработку данных аку тического каротажа и снизить стоимость потребных фотоматериалов. Указанные обстоятельства облегчают внедрение прогрессивной методики акустических исследований скважин, расширяют область ее применения и тем самым увеличивают эффективность применения акустического каротажа в целом. Формула изобретения Регистратор фазокорреляционных диаграмм, содержащий отметчик моментов фаз, осциллоскоп, оптическую систему и лентопротяжный механизм, отличающийся тем, что, с целью увеличения информативности диаграмм, в него введены автоматический аттенюатор и запоминающий амплитудно-временной преобразователь, причем вход автоматического аттенюатора соединен со входом отметчика моментов фаз, образуя общий вход регистратора, а выход соединен с сигнальным входом запоминающего амплитудно-временного преобразователя, считывающий вход которого соединен с выходом отметчика моментов фаз, а выход - со входом управления яркостью осциллоскопа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № ЗО93810, кл. 340-18, О7.12.65. 2.Авторское свидетельство СССР Мэ 142361, М. Кл5 G, 01 V 1/4О, 1963 , (прототип).

Вход

.1