Устройство для измерения коэффициента затухания упругих волн в горных породах Советский патент 1979 года по МПК G01V1/52 

366 колебаний по буровому раствору для ближнего и дальнего изтгучателей различна, что приводит к существенной погрешности измерения, особенно при работе в скважине с тяжелым буровым раствором, где погпо ение энергии упругих колебаний особенно велико. Цепью изобретения является умень- v шение погрешности измерения коэффициента затухания. Поставленная цепь цостйгается тем, что в устройстве, включающем бпок управления, детектор, логарифмический преобразователь сигналов от ближнего и дальнего излучателей и схему вычитания, .связанную с логарифмическим преобразоватгепем, входы схемы вычитания дополнй.тепьно соединены через коммутатор и пре образователь код-анапог с оперативным зогюминающим устройством, вход записи которого подключен к выходу логарифмического преобразователя, а адресные входь1 - к счетчику импульсов гяубинь, управ пяюшему запись о, и к двум счетчикам импульсов глубины, управпяющим считыва нием. Счетчики, управ5ягощие считыванием содержат цепи установки начального хода равного отношению базьт между изпучатеViio H - дли. одного счетчика и зондового расхзтояния дальнего излучателя - дпя дру ;гЧ)г6 счетчика кшагу ийпулбсбв датчика глубины. :.. .v:.:v . -. ; На фиг, 1 изображена структурная схёма устройства; на фиг. 2 - пюры, характеризующие распределение импульсов в цикле; на фиг. 3 г попржекия скважинного прибора относительно стенки скважин при его перемещении в процессе каротажа и показаны участки пути распространения колебаний от излучателей к приемнику по буровому раствору и породе. Устройство содержит управляемый детектор 1, логарифмический преобразователь 2, onefpaTHBHoe запоминающее устройство 3, коммутируемый преобразователь 4 кол-анапог, коммутатор 5, схему вычитания 6, счетчик 7,, управляющий зая пйсью , счетчики 8, 9, управляющие считыванием, и блок управления 10. На детектор 1 пордупает информадио ный сигнал в виде пакетов колебаний от ближнего и дальнего излучателей, удаленных отйосительно приёмника на расстоян я соответсВ8Н Ю I и Ц + Е , где 6 - база между - йзпучатепями В детекторе из сигнала имдбпяютсй и детектируются несколько першлх ветвлений каждого пакета. 0 Продетектированные сигналы ближнего и дальнего излучателей поступают на входы логарифмического преобразователя 2, где преобразуются вначале в импульсы, длительность которых пропорциональна логприфму измеряемых амплитуд, а затем длительность указанных импульсов преоё разуется в параллельный двоичный код. Цикл преобразования начинается с приходом очередного импульса глубины. Значение логарифма амплитуды сигнала ближнего излучателя, записанное в виде цифрового кода, декодируется преобразователем 4 кодр -аналог и через коммута тор 5 поступает на неинв ертирующий вход 11 схемы вычитания 6, реализованной на операционном усилителе. Одновременно на вход 11, а также на инвертирующий вход 12 Схемы вычитания через тот же преобразователь код-аналог и коммутатор 5 поступает информация от оперативного запоминающего устройства 3, Устройство 3 представляет собой матрицу из статических запоминаюади.х ячеек на МОП-структурах, снабжённую дешифратором адресных входов и схемами записи и считывания и соединенную входом записи с логарифмическим; преобразователем 2, а адресными входамичерез блок управления 10 - со счетчиками,7-9, . ёсе счетчики, соединены счетными входами с датчиком глубины, причем в счетчике 8 установлен начальный код Nj , равный отношению длины базы между излучателями Е и шагу дЬ импульсов датчика глубины, а в счетчике 9 установлен начальный код Ng, , равный отношению зондового расстояния дальнего излучателя L к шагу импульсов датчика глубины.. Блок управления 10 синхронизируется синхроимпульсами каналов ближнего и дальнего излучателей, а также импульсами, датчика глубины и обеспечивает времен-. ную коммутацию и управление блоками устройства, исключая взаимное наложение информации разных каналов и циклов записи и считывания. Так, после импульсов 13 датчика глубины последовательно, 6д« на за другой следуют команды блока-ут ;равления 10 на формирование импульса 14, пропорционального по длительности тюгарифму сигнала от ближнего излучателя, импульса 15 записи этого сигнала, импульса 16, пропорционального по длительности логарифму сигнала от дальнего излучателя, импульса 17 записи этого сигнала и импульсов считывания 18 - 20,

обеспечивающих считывание инфор1Лации, наколпенной запоминающим устройством 3 с помощью счетчиков 7-9.

Таким образом, на вход 11 схемы вычитания 6 поступает напряжение, пропорциональное Логарифму сигнала бггажнего изпучатепя ЕпИл напряжение, пропорционатшное пагорифму сигнала ближнего излучателя Е п U с задержкой, соответствующей на1чальному входу в счетчике 9, а на вход 12 поступает напр яжение, пропорциональное логарифму сигнала дальнего излуча:тепя пЛ12 с задержкой, соответствующей начальному коду в счетчике 9, и напряжение, пропорхвюнальное логарифму сигнала дальнего излучателя 2 П и 2 с задержкой, соответствую-- щей начальному, коду в счетчике 8.

Напряжение TJj соответствует амплитуде сигнала, пришедшего на приемник В положении 1 прибора и претерпевшего ослабление в буровом растворе на участках А и В и в .породе на участке Ь , т.е.

lf,(A.B)-(Xn-Li,25 ф

-. где и о - амплитуда сигнала вблизи из.лу чателя; оСр- коэффициент затухания в буров растворе; о(. п - коэффициент затухания в пород Соответственно , EnUl EnUo-oCp(.B)-oCпL. Благодаря начальному коду в счетчике 8 значение tl | соответствует более раннему положению И скважтгаого прйб ра, смещенному относительно положения I на расстояние . -.- г . . N -лигли 6, т. е. в этом случае Ди Епи ЕпИо-Лр(А4.с)). Благодаря начальному коду в счетчик 9 значения ХГ и Ug соответствуют ещ более раннему положению 1П прибора; см щенному относительно положения Т на расстояние: . N,j-uL -7--дЬ 14-6, . . 2. uL т.е. в этом случае: enu; enUo otp(c+p)-oLnL, enU2 EnUo-(XplD-bB)-oLn(LfB).

Напряжение на выходе вычита1гая, являюшемся выходом всего устуюйства;

выч((gr7u;.eпu;l.

После подстановки 1Г

2е-а,

ВЫХ

т.е. в результирующем выражении дпя выходного напряжения отсутствуют члены, куда входит сСр - коэффициент затухания в буровом растворе. Выходное напряжение прямо пропорционально оС п - коэффициенту затухания в породе.

Использование предлагаемого устройства позволит уменьшить погрешность измерения коэффициента затухания горных пород за счет устранетш влияния затухания упругих колебаний в буровом растворе, а следов1атвльно, повысит достоверность информации, получаемой акустическом каротаже скважин.

о р м у л а изобретения Устройство для измерения коэффициента затухания упругих волн в roplbix породах, включающее блок управпейия, утфавпяемый детектор, логарифмический преоб разователь сигналов, поступающих на приемник от ближнего и дальнего излучателей, схему вычит&ния, связанную с логарифмическим преобразователем, и датчик HMnyrtbOoB глубины, отличаю-щее с я тем, что, С tie шью уменьщения погрешности, обусловленной поГПЬщением энергии упругих волн в буровом растворе, в него введены счётчик, управл якзщий записью, и два счетчика, управляющих считыванием, оперативное запбмкнающёе устройство с преобразователем код-аналог, коммутатор, при этом счетчики подключены счетными входами к датчику импуль-сов глубины, адресные входы запоминавэшего устройства соединены через блок упрасления с выходами всех счетчиков, вход записи - с выходом догарифмичэскогр преобразователя, входы схемгл вычитания дополнительно связаны через коммутатор и преобразователь код-аналог о выходом запоминающего устройства, а начальные коды счетчиков, управляемых считьшанием, установлены равными отнрщению базы между излучателями - для одного счетчикй и зондового расстояния дальнего излу-чателя - для другого счетчика к шагу импульсов датчика глубины,

Источники информации, 1ФИН«Tillt во внимание при экспрртичче

1. Патент США N 3270ai(i, кп. 34О-18, 10«в,

2. М«:ггоиии с.коо руководство но иссполовйнию нефтегазовых скважин анларптурой СПЛК-2М, г. Октябрьский, 1974.