Устройство для магнитной регистрации сигналов акустического каротажа Советский патент 1978 года по МПК G01V1/52 

Изобретение может быть использовано при геофизических исследованиях скважип аппаратурой акустического каротажа. Оно предназначено для аналоговой регистрации прямым методом на магнитную ленту волнового пакета и служебной информации, выдаваемой любой серий пой аппаратурой акустического каротажа. Устройство может быть использовано для воспроизведения и формирования сигналов с целью их дальнейшей обработки на специализированной или универсальной вычислительной машине.

Известны устройства для регистрации полных акустических сигналов на магнитную .ченту. Обычно для этого разрабатываются специальные лентопротяжные механизмы с вращающимися головками и схемами синхронизации протяжки магнитной ленты, скорости подъема скважинного зонда, момента излучения ультразвуковой волны скважинным прибором и др. 1 .

В связи с введением в названные устройства цепей синхронизации, идущих от магнитного регистратора к скважинному прибору, эти устройства становятся как бы частью приборов акустического каротажа, ставя в зависимость работу одного от другого. Кроме этого;

недостатком этих устройств является сложность специально разрабатываемых лентопротяжных механизмов с вращающимися головками и их ненадежность при эксплуатации в полевых условиях, неточность регистрации синхооимпульсов и частотная трансфЬрмация информации при воспроизведении неподвижными головками.

Наиболее просты.м методом регистрации информации акустического каротажа является

способ прямой записи в аналоговой форме

на равномерно движущуюся магнитную ленту

неподвижными головками.

Прототипом изобретения является устрОйсгво для .ма1нитной регистрации сигналов акустического каротажа, которое включает в себя лентопротяжный механизм с усилителями записи и воспроизведения - магнитный регистратор с трехканальными магнитны.ми головками и схемы формирования сигналов, фор.мирующие коды глубины и коды вре.мени в вид, удобный для регистрации на магнитной ленте 2.

Аппаратура обеспечивает удовлетворительное качество регистрации аналоговой информации и большого объема цифровой информации; она сложна и громоздка, в связи с че.у

резко падает ее эксплуатационная надежность, кроме того, для регистрации всей информации необходимы трехканальные магнитные головки с соответствующими каналами записи и воспроизведения, все это усложняет изготовление, настройку и эксплуатацию подобной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение канала формирования сигналов и повышение качества регистрации аналоговой информации и синхроимпульсов при записи всей информации на одной магнитной дорожке стандартного магнитографа и надежности воспроизведения ее с разделением по отдельным каналам.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве ко входу усилителя записи подсоединены аналоговые ключи, где входы первого и второго ключей через независимые аттенюаторы .соединены со средним контактом входного переключателя, а вход{ 1 третьего и четвертого ключей соединены с соответствующими выходами фазоинверсного каскада, вход которого соединен с генератором ударного возбуждения, кроме того, средний контакт входного переключателя через дискриминаторы соединен со входа.ми формирователя синхроимпульсов, один из выходов которого через первую схему ИЛИ подключен ко входу генератора ударного возбуждения, через вторую схему ИЛИ - к четвертому ключу и через третью схему ИЛИ - к формирователям окна продольной волны и окна десятисаитиметровой метки, выход же формирователя окна продольной волны соединен с первым аналоговым ключом и с формирователем окна сигнала, выход которого соединен со вторым аналоговым ключом, выход же формирователя окна десятисантиметровой метки подключен к формирователю окна магнитной метки и первой схеме И и через первую и вторую схему ИЛИ - соответственно к генератору ударного возбуждения и четвертому ключу, а вторые входы схем И подключены к. дискриминатору.

Цель достигается также тем, что формирователь синхрои.мпульсов включает в себя две схемы И, входы которых подключены к дискриминаторам, а выходы - к соответствующим одновибраторам-формирователям и через схемы ИЛИ ко входу одновибратора блокировки, выход же последнего соединен со вторыми входами обеих схем И.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства магнитной записи и воспроизведения сигналов акустического каротажа; на фиг. 2 - функциональная схема формирователя синхроимпульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы.

Устройство для магнитной записи и воспроизведения сигналов акустического каротажа содержит: лентопротяжный узел 1 с усилителями записи и воспроизведения, аналоговые ключи 2-5, аттенюаторы 6, 7, генератор 8 ударного возбуждения, фазоинвертор 9, три схемы ИЛИ 10, 11, 12, дискриминаторы 13, формирователь 14 синхроимпульсов, формирователь 15 окна продольной волны, формирователь 16 окна сигнала, формирователь 17 окна десятисантиметровой метки, формирователь 18 окна магнитной метки, две схемы И 19, 20 и выходной переключатель 21 режима запись - воспроизведение.

На фиг. 2 представлена функциональная схема формирователя синхроимпульсов 14, сО держащая две схемы И 22 и 23, схему ИЛИ 24 и три одновибратора 25, 26, 27.

На фиг. 3 показаны временные диаграммы, 0 где 28 - сигналы, поступающий на входной зажим переключателя 21 при записи; 29 и 30 - импульсы, сформированные дискриминаторами 13, соответствующие положительным и отрицательным переходам через нуль регистрируемого сигнала; 31 - импульс, сформированный одновибратором 25, соответствующий моменту запуска, например, ближнего излучателя; 32 - импульс, сформиррванный одновибратором 27, соответствующий моменту запуска, например, дальнего излучателяу ЗЗ - 0 импульс на выходе одновибратора 26 блокировки; 34 - импульс на выходе преобразователя окна продольной волны 15; 35 - импчльс на выходе формирователя 16 окна; 36 - импульс на выходе формирователя 17 окна десятисантиметровой метки; 37 .- импульс на выходе формирователя 18 окна магнитной метки; 38 - форма сигнала при.воспроизведении зарегистрированной информации.

Устройство работает следующим образо.м. В режиме записи на дискриминаторы 13 0 от аппаратуры акустического каротажа поступают волновые пакеты с отрицательными и положительными синхроимпульсами момента излучения, амплитудные дискриминаторы выде,ляют положительные и открицательные полуволны сигнала и по двум выходам подают 5 сформированные импульсы на формирователь 14 синхроимпульсов. Так как положительные и отрицательные фазы сигнала разнесены во времени, то вначале импульс поступает, например, на схему И 22 (фиг. 3), далее - на одновибратор 25 и через схему ИЛИ 24 на одновибратор 26, а с выхода одновибратора 26 импульс поступает на схемы- И 22 и 23 и закрывает обе на время порядка 35 мс, т. е. на время немного меньщее, чем время между посылками соседних синхроимпульсов (т. е. 5 40 мс).

Таким образом, одновибратор 25 сформировывает импульс, например, ближнего канала. При приходе следующего синхроимпульса на схему И 23 опрокидывается одновибратор 27 и сформировывает синхроимпульс, например, дальнего канала. Первый синхроимпульс открывает ключ 4 и через схему ИЛИ 10 запускает генератор ударного возбуждения и через фазоинвертор 9 и ключ 4 затухающее колебание, первая фаза которого отрицательна, поступает на вход усилителя записи узла 1 (см. фиг. 2). Второй синхроимпульс через схему ИЛИ 10 запускает генератор 8 ударного возбуждения и через схему ИЛ-И 11 открывает ключ 5, пропустив на вход усилителя записи узла 1 затухающее колебание, пёрвая фаза которого положительна. Кроме того.

задним фронтом одновибраторов 25 или 27 через схему ИЛИ 12 запускается формирователь 15 окна продольной волны, который сформировывает импульс, передний фронт которого отстоит от переднего фронта синхроимпульса на 200-500 мкс, а задний совпадает с началом или концом продольной волны. Сформированный импульс передним фронтом запускает формирователь 16 окна сигнала и открывает ключ 2, пропустив на вход усилителя записи узла 1 начало волнового пакета, амплитуду которого можно регулировать аттенюатором 6 отдельно от остального волнового пакета; информация же остального волнового пакета через аттенюатор 7 и ключ 3 поступает также на вход усилителя. Ключ 3 открывается импульсом, сформированным формирователем 16. Длительность этого импульса может быть любой - от 1 до 30 МО.

После окончания импульса окна сигнала узел формирования окна десятисантиметровой метки сформировывает импульс, который через

схему ИЛИ 10 запускает генератор 8 и через схему ИЛИ 11 открывает ключ 5, пропустив на вход усилителя записи узла 1 затухающее колебание. Через 1-2 мс формирователь 18 окна магнитной метки сформировывает импульс который также пропускает на вход усилителя записи узла 1 затухающее колебание; как первый, так и второй импульсы сформировываются только тогда, когда запускающие импульсы поступают от датчика блока баланса или датчика магнитной метки кабеля на соответствующие формирователи.

В режиме воспроизведения с усилителя воспроизведения узла 1 через переключатель 21 вол,ноБОЙ пакет с синхроимпульсами и импульсами меток глубин поступит на дискриминаторы 13 и далее на формирователь синхроимпульсов 14. Формирование происходит так же, как и в режиме записи, формируя синхроимпульсы первого и второго каналов. Синхроимпульсы через схему ИЛ.И 12 запускают формирователи 17 и 18, последние сформировыва-ют импульсы временных окон, поступающие последовательно на схемы И 19 и 20. При наличии десятисантиметровых импульсов или магнитных меток в воспроизводимой информации последние, выделенные дискриминатором 13 поступают на входы схем И 19 и 20.

При совпадении импульсов разрещения от формирователей 18 и 19 и информационных импульсов десятисантиметровых или магнитных меток, соответственно сработает схема И 19 или 20, с выходов которых можно снимать соответствующие метки глубины.

Регистрируя на магнитную ленту синхроимпульсы каналов в виде затухающего синусоидального колебания или отрезка синусоиды, при воспроизведении резко увеличивается точность и надежность его выделения по первому переходу через «нуль и в связи с тем, что длительность периода регистрируемого колебания стабильна, крутизна фронта намного выще, влияние «предвестника возникающего в тракте запись-магнитная головка-лентавоспроизведение исключено, кроме того, сформированный синхроимпульс регистрируется без помех и щумов существующих в истинном сигнале. Воз.можность отдельной регулировки усиления начала (или первого зступления) волнового пакета, позволяет резко увеличить амплитуду первого вступления при записи и поэтому при воспроизведении увеличить надежность выделения его на фоне щумов.

Использование одной магнитной дорожки для записи всей акустической информации увеличивает удобство в работе сокращает расход магнитной ленты и позволяет использовать стандартный магнитограф.

Таким образом, устройство для магнитной 5 регистрации сигналов акустического каротажа обеспечивает качественную запись на одну магнитную дорожку продольной волны волнового пакета (первого вступления), синхроимпульсов первого и второго каналов и меток (кода) глубины и позволяет надежно разделить воспроизводи.мую информацию по отдельным каналам.

Формула изобретения

1. Устройство для магнитной регистрации

5 сигналов акустического каротажа, содержащее лентопротяжный узел с усилителями записи и воспроизведения и схемы формирования сигналов, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества записи на одну магнитную дорожку всей информации акустического каротажа и надежности воспроизведения ее с разделением по отдельным каналам, ко входу усилителя записи подсоединены аналоговые ключи, где входы первого и второго ключей через независимые аттенюаторы соединены со средним контактом входного переключателя, а входы третьего и четвертого ключей соединены с соответствующими выходами фазоинверсного каскада, вход которого соединен с генератором ударного возбуждения, кроме того, средний контакт входного переключателя чо11сз дискриминаторы соединен со входами формирователя синхроимпульсов, один из выходов которого через первую схему ИЛИ подключен ко входу генерг тора ударного возбуждения, через вторую схему ИЛИ - к четвертому ключу и через третью схему ИЛИ - к формирователям окна продольной волны, и окна деоятисантиметровой метки, выход же формирователя окна продольной волны соединен с первым аналоговым ключом и с формирователем окна сигнала, выход которого соединен со.вторым

аналоговым ключом, выход же формирователя окна десятисантиметровой метки подключен к формирователю окна магнитной метки и первой схеме И и через первую и вторую схемы ИЛИсоответственно к генератору ударного возбуждения и четвертому ключу, а вторые в.чоды

схем И подключены к дискриминатору.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь синхроимпульсов включает в себя две схемы И, входы которых подключены к дискриминаторам, а выходы к соответствующим одновибратсзрам-формирователям и через схему ИЛИ ко входу одновибратора б. ОкирОЕ5ки, выход же последнего соединен со вторыми входами обеих схем И.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 235390, кл. G 01 V 1/40, 1969.

2.Шеренгарца Е. М. и др. Ст. Аппаратура промежуточной магнитной записи сигналов акустического каротажа, сб. «Геофизическая аппаратура, № 46, из-во «Недра, Ленинградское отделение, г. Ленинград, 1971, с. 109.

й/г. г

, ППППППППП

,, ПЛЛ и ЖПЛЛЛЛ.....

ПППП ППП

ЛЛЛЛ.

П.

V-Wl/i/ 1уМл- 1 -ЦУ