Каротажный фоторегистратор Советский патент 1979 года по МПК G01V13/00 G01D5/32 

. 1

Изобретение относится к геофизической измерительной технике и может быть использовано для регистрации информации при исследовании скважин геофизическими методами.

В настояш.ее время широко применяются каротажные регистраторы НО 13, НО 15, ФР6 и др. 1.

Эти регистраторы (каротажные осциллографы) являются светолучевыми осциллографами и содержат блок гальванометров, осветители, систему зеркал, светочувствительную ленту и лентопротяжный механизм.

К недостаткам фоторегистраторов относятся:

значительные погрешности регистрации, обусловленные механическими свойствами измерительной системы;

малая надежность, обусловленная чувствительностью гальванометров к механическим воздействиям;

значительные динамические погрешности, обусловленные инерционными свойствами применяемых маслонаполненных гальванометров и др.

Известны многоканальные каротажные регистраторы, в которых измерительная информация записывается на магнитную ленту или другим способом 2, 3. Эти регистраторы представляют собой сложные измерительные системы, в которых информация представлена в форме, удобной для обработки на ЭВМ.

Известны регистраторы, входящие в состав устройств для акустического каротажа 4, 5. В акустических устройствах исключены недостатки, присушие светолучевым каротажным фоторегистраторам, .в результате того, что измерение и регистрация сигналов осуш.ествляются не с помощью гальванометров, а с помощью электроннолучевой трубки.

Известно устройство 6, выбранное в качестве прототипа, содержащее электроннолучевую трубку, блок развертки, объектив, светочувствительную ленту, лентопротяжный механизм, источники регистрируемых сигналов, блок автоматического управления работой осциллографа и фотоприставки.

Устройство имеет следующие недостатки: оно предназначено для регистрации только аку тических волновых картин и фазокорреляционных диаграмм, формируемых из полного акустического сигнала; а для регистра ЦИй непрерывных и отдельных аналоговых сигналов необходимо примен ть специаль мое вычислительное устройство, которое преобразует измеряемый параметр в импульс не которой длительности, пропорциональней величине pieTHCTpHpyeMoro параметра; устройство не позволяет регистрировать большое количество непрерывных независимых, изменяющихся во времени сигналов, например сигналов, пропорциональных удель ному электрическому coг poтивлeнию горных порОДГ диаметру , гамма-актив НбстГ торных пород и т. д.г не позволяет Наносить на диаграммную светочувствительную ленту масштабные метки и метКй глубин. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей КарОтажного фоторегистратора. Поставленная цель достигается тем, что в известный peгиcтpatop, содержащий электроннолучевую трубку, блок развертки, выход которого подключен к органам отклонения луча электроннолучевой трубки, объектив, светочувствительную ленту, лентопротяжный механизм, источники регистрируемых сигналов, блок управления, выходы котЪрого подключены ко входам блока развертки и органам управления лентопротяжного механизма, дополнительно введень блок ком параторов и блок объединения. Выходы истЬчник:ов регистрируемых сигналрв и один из выходов блока развертки подключены ко входам блока компараторов, выходы блока компараторов и другие выходы блока управления через схемы совпадения подключены к входам блока объединения. Выход блока объединения и один из выходов блока управления подключены к модулирующему электроду электроннолучевой трубки. На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на. фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Каротажный фоторегистратор содержит электроннолучевую трубку 1, объектив 2, светочувствите 1ьную ленту 3, лентопротяжный механизм 4, блок 5 развертки, блок 6 управления, блок 7 компараторов, блок 8 объединения, схемы 9 совпадения, источники 10 и II регистрируемых сигналов. На врёменных диаграммах показана работа устройства кривыми 12-24. В зависимости от вида решаемой задачи и вида измерительной информации блок 6 управления каротажного фоторегистратора обеспечивает: а) одновременную регистрацию большого количества независимых изменяющихся сигналов (например, сигналов, пропорциональных удельномусопротивлению горных ndptiXr ОТ различных Зондов, гамма-активнОсти пород, диаметру скважины, интервальНбму вреИени, амплитудам акустических волн и т. д.); б)регистрацию сигналов, пропорциональных измеряемым акустическим параметрам, методом переменной яркости; в)регистрацию сигналов, пропорциональ ных измеряемым акустическим параметрам, методом переменной площади; г)покадровое фотографирование акустическим волновых картин. При работе фоторегистратора в соответствии с пунктом «а на входы блока 7 компараторов с выходов источников 10 регистрируемых сигналов поступают непрерывные, изменяющиеся во времени или постоянные, сигналы (см. фиг. 2 а, кривые 12-15, соответствующие четырем зарегистрированны,м независимым параметрам). В этом случае блок 6 управления выдает сигналы на включение лентопротяженого механизма 4 для равномерной протяжки свето- чувствительной ленты 3 синхронно с подъемом скважинного прибора, а также переключает блок 5 развертки в режим только горизонтальной развертки. При этом пилообразное напряжение с блока 5 развертки (фиг. 2а кривая 16) поступает на другие входы блока компараторов. В моменты совпадений уровня напряжений входных сигналов с уровнем пилообразного напряжения блока 5 развертки (фиг. 2 а, пересечение кривых 12- 15 с кривой 16) на выходе блока 7 компараторов появляются короткие импульсы, которые через схемы совпадения 9 и блок 8 объединения поступают на модулирующий электрод электроннолучевой трубки 1 (фиг. 2,6). На экране электроннолучевой трубки 1 будут наблюдаться светящиеся точки, расположенные на одной прямой, в количестве, равном количеству регистрируемых параметров (фиг. 2, в). Поскольку развертка луча и сравнение регистрируемых сигналов с пилообразным напряжением осуществляются синхронно с помощью одного и того же генератора пилообразного напряжения блока 5 развертки, тр положение каждой точки на экране электроннолучевой труб ки 1 будет определяться величиной регистрируемого параметра. Изображение с экрана электроннолучевой трубки 1 через объектив 2 проектируется на светочувствительную ленту 3, перемещаемую перед объективом 2 с помощью лентопротяжного механизма 4. Каждая светящаяся точка на экране электроннолучевой трубки 1 экспонирует на светочувствительной ленте кривую, отображающую изменение регистрируемого параметра. Поскольку частота развертки блока 5 развертки может быть выбрана достаточно большой по сравнению со скоростью перемещения светочувствительной ленты 3 (например 10-20 кГц), регистрируемый параметр отображается на светочувствительной ленте в виде непрерывной кривой. Для удобства расщифровкй каротажных диаграмм с целью различения зарегистрированных кривых в блоке 6 управления предусмотрен программный блок, представляющий собой совокупность мультивибраторов с различной ск1важностью или источников напряжения постоянных уровней, выходы которых подключены к входам схем 9 совпадения (фиг. 3 а, б, в, г). В моменты отсутствия сигналов с блока 6 управления схемы 9 совпадения не пропускают сигналы, поступающие с выходов блока 7 компараторов, В этом случае зарегистрированные на светочувствительной ленте 3 кривые будут представлены либо в виде сплощной линии (фиг. 3 д, кривая 21), либо в виде точек или коротких штрихов (фиг. 3 д, кривая 24),либо в виде комбинации коротких и длинных щтрихов и интервалов между ними (фиг. 3 д, кривые 22, 23).

При работе каротажного фоторегистратора в соответствии с пунктами «б или «в с выходов источников 11 сигналов на входы блока 6 управления поступают полные акустические сигналы. Лентопротяжный механизм 4 равномерно протягивает светочувствительную ленту 3. Блок 6 управления устанавливает в блоке 5 развертки режим ждущей горизонтальной развертки, запускаемой импульсами, соответствующими началу излучения акустической волны и входящими в полный акустический сигнал. Акустический сигнал с одного из выходов блока 6 управления поступает на модулирующий электрод электроннолучевой трубки 1, что на ее экране вызывает появление ряда светящихся точек различной яркости, которые, проецируясь на светочувствительную ленту 3, будут зарегистрированы в виде непрерывных (или прерывистых) кривых различной степени затемненности, пропорциональной величине амплитуды акустического сигнала.

В случае покадрового фотографирования (пункт «г) акустические сигналы (с различных приемников зондов) с выходов источникор 11 регистрируемых сигналов поступают на вход блока 6 управления, который переводит блок 5 развертки в режим горизонтального и вертикального отклонения луча электроннолучевой трубки I, а на модулирующий электрод электроннолучевой трубки периодически подаются Короткие импульсы, за времй которых на светочувствительной ленте 3 при медленной ее протяжке успевает экспонироваться полная волновая картина.

Таким образом, введение в фоторегистратор дополнительного блока компараторов и блока объединения позволяет расширить его функциональные возможности, а ймейНО:

регистрировать большое количество независимых, изменяющихся во времени redфизических параметров на одной светочувствительной ленте (например, 10-20 параметров, что зависит от количества компараторов),

отображать на светочувствительной лен,те масштабы измеряемых геофизических параметров путем подачи на некоторые входы компараторов постоянных опорных сигналов и метки глубин за счет подачи на вход одного из компараторов импульсов определенной формы в момент прихода сигнала от датчика глубин (меткоуловителя).

Расширенные каротажные возможности фоторегистратора позвеляют использовать его взамен наиболее часто применяемых в настоящее время светолучевых каротажных осциллографов. Это дает определенный экономический эффект за счет:

удешевления каротажных регистраторов;

увеличения их йадеяснОстИ и пОвыщёния точности регистрации геофизических параметров;

сокращения времени исследования скважин в результате уменьшения инерционности измерительной системы регистраторов, что позволяет проводить исследования скважин при повышенных скоростях подъема скважинного прибора;

уменьшения необходимого количества регистраторов в каротажной станции при исследовании скважин комплексными многоканальными (до 10-20 каналов) приборами, так как применяемые в настоящее время светолучевые каротажные осциллографы позволяют регистрировать одновременно на одну светочувствительную ленту не более 4 параметров.

Формула изобретения

Каротажный фоторегистратор, содержащий электроннолучевую трубку, блок развертки, выход которогоподключен к органам Отклонения луча электроннолучевой трубки, объектив, светочувствительную ленту, лентопротяжный механизм,источники регистрируемых сигналов, блок управления, выходы которого подключены к вхЬдам блока развертки. И opfaHaMynj5aB ™& eWo WplOT механизма, а входы подсоединены к источникам регистрируемых сигналов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены блок компараторов и блок объединения, причем выходы источников регистрируемых сигналов и один из выходов блока развертки подключены к входам блока компараторов, выходы блока компараторов и другие выходы блока управления через схемы совпадения ПО.дклк5чен ьУ к входам блока объединения, выход которого и один из выходов блока управления подключе ны к модулирующему электроду электроннолучевой трубки.

Источники информацйи, принятые Вовнимание при экспертизе

. . , - 661484я

7о

1.Заворотько Ю. М. Методика и техни-4. Авторское свидетельство СССР ка геофизических.исследований скважин. М.,№ 375604, кл. G 01 V 1/40, 1971. «Недра, 1974, с. 30-41.- , . о,/-п

2 Патент США № 3488661 кл 346-1 - Авторское свидетельство СССР

1970 , кл. 54Ь 1, 290253, кл. G 01 V 1/13, 1969.

2.Авторскоесвидетельство СССР6. АвторсРгбе свидетельство № 207180, № 549765, кл. G 01 V 1/28, 1974.кл. Е 21 В 47/00, G01 V 1/13, 1969.

teK-sa .

12

7

./ -13