Способ измерения коэффициента затухания при акустическом каротаже скважин Советский патент 1978 года по МПК G01V1/50 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ ПРИ ЛКУГТИЧЧ-СКОМ КАЮТАЖЕ СКВАЖИН саторов, что приводит к погрешности измерения коэффициента затухания при акустическом каротаже сквазкин. Цель изобретешш - .повышение точности измерзши. Цель достигается тем, что в известном способе измерешя, основанном на амплитудно-времешом пр образовании прошедших различную длину пути сиг|Налов акустических преобразователей, из медленноменяющего в течение такта напряжения на накопительном конденсаторе детектора сигналов ближнего по отношеюцо к приемнику излучателя формируют последовательность импульсов с экспойенциально-падаю1цим задним фронтом, которью подают на амплитудньш компаратор, и срав1швают с медлен но-ме1ьчю ц мсп п тече1ше такта напряжением детектора ciirHa.noB излущтеля, а затем импульсы KOfvinap.iTopa селектируют с помощью схемы совпадении и В ;|е-1яю1- поспедовательностъ прямоуголь ных lusuiyjiboo, совпадающих своими передними и и aaAirnNi с MOMCirroM совпадения экспоне1 1и алы о-иада ои1их фронтоп имщльсов первой nocjiejionaieni-.siocni с иапряженнем па конденсаторе детектора сигпнлоп соответственно ближнего и дальнего издучателей, которую затем регистрируют с помощью прибора для измере1шя среднего тока. Многокрапюе п течение длительности такта компар р01 :ип{е поиьипает точность измерения за счет взаимной комненсащш погрешностей с положительным и отривдтельным знаком. На фиг. 1 показан пример реализации способа; ЯП фиг. 2 - эпюры напряжении на элементах схемы Схема реплизащп спгкоба связана с системой фиксашш огносительных амплитуд сигналов, пришедших к 11рисм шку соотпетствепно от ближнего Сто от 1ошени о к приемнику) и дальнего нзлучателей трсх леме ггного зонда скважшшого прибора. В jToii системе каждый из излучателей возбуждается через определенные интервалы времеш, соответству цще длительности такта Т . , причем сдвиг между MOMcuTavui возбуждения того и другого излучателя соотиетстйует половине длительности такта. Накопи тельньА ко зденсатор детектора ситалов ближнего излучателя в начале каждого такта заряжается неско кими nepBbiNoi вступлениями сигнала, а затем медленно разряжается, и напряжение на нем уменьшается, уменьшаясь к моменту лрихода сигнала следующего такта на 10-15%, что обусловлено необходимостью сохранения разрешающей способности аппаратуры. Таким образом, на накопительном конденсаторе детектора ситалов ближнего излучателя име ет место медленно меняющееся в течение такта иапряже1ше U . Аналогичную форму имеет напряжение на накопительном конденсаторе детектора сигна лов дальнего излучателя U благод я временному сдвигу в возбуждении излучателей это напряж ние и оказывается сдв1шутым на 180° (половину длительностн такта) относительно напряжения U.f . Основными элементами схемы реализации спо соба являются схема формирювания 1, квантующий енератор 2, амплитудный компаратор 3, селектор 4. помощью схемы формировазгая 1, на которую поается медленно меняющееся напряже}ше U с наопительного конденсатора детектора сигналов бтшжего излучателя и прямоугольные импульсы 0 квантующего генератора 2, получают в каждом такте последовательности им11ульсови4С экспоненциальнопадаюш 1м задним фронтом. Схема формирования содержит параллельный ЯС-контур и управляемый транзисторный ключ, состояние которого, закрытое или открытое, определяется полярностью импульсов квантующего генератора 2. Цри поступлении отрицательного импульса и J квантующего генератора 2 ключ открывается, и конденсатор RC-контура заряжается до соответствующего данному моменту времени значения напряжения {J , при поступле1ши положительного импульса ключ закрывается, и конденсатор экспоненциально разряжается через резистор контура до 0. Время разряда определяется постоя шой времени цепи разряда Т . Сформированный таким образом импульс U , с зкспоненцкально-падающим задним фронтом и верш1 ной, совпадающей с кривой и , -повторяется с каждым последующим периодом работы квантующего генератора 2, а всего около 100 раз (п) в течение такта работы излучателя. В качестве квантующего генератора 2 использован автоколебательньш мультивибратор, вьшолненнь1й на операционном усилителе. Последовательность илшульсов U . полученньк с помощью схемы формироват{я 1, подают ш компаратор 3, где сравнивают по амплитуде с медленно меняющимся напряжением U 2 на накопетельном конденсаторе детектора сигналов дальнего излучателя, поданным на второй вход вьшолненного на операционном усилителе колтаратора 3. В момент совпадения по амплитуде фронтов импульсов и схемы форш1ровашш 1 с напряжением Ug на выходе колтаратора 3 имеют место скач-. кообразные изменения напряжегаш, образующие в каждом такте последовательность прямоугольных импульсов Uy , фронты которых соответствуют моментам срабатывания компаратора 3. Импульсы и J пропускают через селектор 4, выполненный в внм1е схемы совпадения, куда одновременно подают импульсы и, квантующего генератора 2. При одновременном воздействии на селектор положительных импульсов U , и U,. на выходе селектора имеют место прямоугольные положительHbie импульсы U 5, , начало и конец каждого из которых соответствуют моментам в реме ни, когда падающая экспонента каждого нз импульсов Ц , имеет значение соответственно U. и U Дпительность импульсов и , получаемых при указанном амплнтудно-времешюм преобразовании, как известно, определяется выражеш1ем Т RC -En п импульсах в течение каждого такта раЗоты излучателей средний ток может быть определен как 1j.p--m-RC s г151 где m - постоТ1П1ая величина, зависящая от амшштупы импульсов и , шштелыюсти такта и параметров схемы совпадения. Так как U. и J пропорциональны амплитудам сигналов от ближнего и дальнего излучателей, то коэффициент затухатш может быть определен как

Л К1.р

где К - коэффициент пропорциональности.

Как видно из выражения для i, , в Teiejme каждого такта сзммируются средние токи от каждого из п импульсов и на выходе схемь совпадения. Так как напряжения U , и U „ сдвинуты на 180°, то в течение первой половины такта работы ближнего иэлучателя, когда накопительный конденсатор детектора сигналов ближнего излучателя разряжен в меньшей степени, чем иакопительньц конденсатор детектора сигналов дальнего излучателя, имеет место завышешге длительности импульсов и и, следовательно, погрешность с отрицательным знаком в определении а. Во вторую половину такта, когда в меньшей степени оказывается разряженным накопительный конденсатор детектора сипшлов дальнего излучателя, имеет место погрешность с п§ ложительным знаком. Так как напряжегаш на конденсаторах в тече1ше такта работы каждого из излучателей изменяются по одному и тому же закону и количество импульсов в к.аждой половине такта одлнаково (возможной ошибкой в 1 импульсе при 100 импульсах в такте можно пренебречь), то суммарные полож1гтельные и отрицательные погрешности S«f S5 равны между собой и взаимно компенсируются2 2 . .V2.,(b.Ц- А1 А i

Здесь Тд Гд - постоя шые разряда детекторов 3 сигналов соответственно ближнего и дальнего излучателей.

1аким образом, в показаниях регасгратора каротаясвой сташщи, фиксирующего среднее значе1ше тока от импульсов Ug, будет исклююна погрешность, , JQ

связанная с временным сдвигом в работе каналов измереггая.

Использование предлагаемого способа измерения коэффиш1ента затухания ттрк акустическом ка ротаже скважи обеспеч 1т существенное уменьшений аппаратурной погрешности и, как следствие, повысш достоверность информации: о пересекаемых скважиной горных породах.

5

Формула изобретения

Сггособ измерешш козффи1шента затуха1шя при акустическом каротаже скважин, осно за1ный на амплитудпо-времешюм преобразовании прошедишх различную длину пути сигналов акустических преобразователен, отличающийся тем, что, с цепью повышега{я тошюстн измерений, медлега о меняющееся напряже1ше продетектнроваиного сэтнала ближнего по отношегатю к приелшнку излзчателя с помошью импзльсов квантоваш1я преобразовьшают Б каждом такте в последовательность импульсов с зкспоненщ ально падаюии{м задним фронтом, которые сравт вают по амплитуде с медленно меняющимся в течение такта продетектированным сигналом да;тьнего излучателя, и формируют последовательность прямоугольных импульсов, фронты каждого нз которььх соответствуют моментам равенства сравниваемых напряже1:шй, затем импульсы второй последовательности селектируют по длптeльнoL.T с нмпулъсаьс квантования и вьщеляют пг-ямоугольные импульсы, длительность которых pjUHa разности длисельностей селектируемого и квант; аощего имп льсов, а среднее значение в тече1ше длительное н такта пропорционально коэффиш1енту затухания.

Источники информация, пр 1нятые во внимание

при экспертизе:

1.Патент США № 3270316, кл. 340-18, 1966.

2.Патент США № 3251029, кл. 340-18 1966.

3.Аппаратура каротажа нефтяных н газовых скважин. ВНИИОЭНГ, М., 1973, с. 50-53.

J2 /f регистра/пару

Фи.

П-Л-П-П-ПГШ

ш

3 SSSBSEWT

ял

- П il П П П П

n

Ftfif