Устройство для акустического каротажа Советский патент 1979 года по МПК E21B47/14 G01V1/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

1

Изобретение относится к области промысловой геофизики при акустическом исследовании скважины с целью выявления объектов классификации (уголь, нефть, газ, трещина, коллектор и т. д.).

Известно устройство для ультразвукового каротажа буровых скважин 1, содержащее скважинный прибор с излучателем и приемником, блок-баланс, фильтр, усилитель-формирователь, электронно-лучевую трубку, блок синхронизации, блок развертки, блок марок времени, фоторегистратор, модулятор, входной усилитель, детектор, выходной усилитель-ограничитель, которые регистрируют акустический с;игнал и его параметры.

Известно устройство для акустического каротажа скважин 2, содержащее скважинный прибор с излучателем и приемником, каротажный кабель, регистрирующую схему, усилитель, блок задержки, блок вспомогательного усиления, блок синхронизации, дифференцирующий блок, которое также регистрирует акустический сигнал и его параметры.

В устройстве для акустического каротажа 3, содержащем скважинный прибор с излучателем и приемником, каротажный

кабель, коммутирующее устройство, вырезающее устройство, спусковую схему, блок запуска излучателя, запоминающее устройство, считывающее устройство, резонансный спектроанализатор, датчик глубин, кинокамеру, применен для анализа сигналов спектроанализатор.

Получаемая информация в этих условиях в виде акустического сигнала и его параметров или спектрограммы обрабатывается вручную, либо с помощью алгоритмов в виде программ рещаются задачи классификации на универсальных цифровых ЭВМ, причем с погрещностями до 32-39%.

Такие погрещности возникают из-за плохой помехоустойчивости электронного канаvia устройств акустического каротажа, т. е. погрещности заложены в самой конструкции аппаратуры, так как до сих пор не рещена ни теоретически, ни практически задача выделения случайного сигнала на фоне случайных помех. Вторая причина погрещностей - это решение задач классификации с помощью жестко-детерминистских алгоритмов ввиду невозможности использования сложных по своему созданию эвристических

программ ДЛЯ случайных процессов, как, например, прогнозирование при поиске полезных ископаемых ввиду лавинообразности как самих классов, так и прототипов внутри класса, т. е. невозможности алгоритмизации этих процессов.

Большим недостатком является то, что исследование самой скважины и анализ результатов ведутся в разных местах, удаленных Друг от друга на значительных расстояниях, причем алгоритмы и программы составляются годами высококвалифицирован ными специалистами-математиками.

Цель изобретения - повышение точности и автоматизация . процесса классификации сложных топологических структур скважины.

Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены система распознавания, двухканальная и одноканальная следяшие системы, блок приема сигналов, устройство управления, магнитограф и роликбаланс; при этом выход скважинного прибора соединен через каротажный кабель с выходом блока запуска излучателя и с выходом блока приема сигналов, выход которого соединен с сигнальными входами магнитографа и системы распознавания, а ее выход соединен с сигнальным входом регистратора, первый и второй следящие входы которого соответственно соединены с выходом одноканальной следягцей системы и с одним из выходов двухканальной следящей систе.мы,, а вход ее механически соединен с роликбалансо.м, другой выход двухканальной следящей системы соединен со следящим входом магнитографа, а его следящий выход соединен с входом одноканальной системы, управляющие выходы устройства управления соединены соответственно с входами управления системы распознавания, магнитографа и блока запуска излучателя.

На чертеже показана блок-схема предлагамого устройства, содержащего скважинный прибор 1 с излучателем 2 и приемником 3, каротажный кабель 4, блок 5 запуска излучателя, блок 6 приема сигналов, магнитограф 7 и систему 8 распознав.аяия, регистратор 9, устройство 10 управления, одноканальную следящую систему 11, двухканальную следящую систему 12, ролик-баланс 13, следящий выход 14 магнитографа, следящий вход 15 магнитографа, вход 16 управления магнитографа, сигнальный вход-выход 17 магнитографа, сигнальный вход 18 системы распознавания, вход 19 управления системы распознавания, сигнальный вход 20 регистратора, первый и второй следящие входы 21, 22 регистратора, первый и второй следящие выходы 23, 24 двухкапальной следящей системы, первый 25, второй 26, третий 27 унравляющие выходы устройства управления.

Выход скважинного прибора 1 с излучателем 2 и приемником 3 соединен каротажным кабелем 4 с входами блока 5 запуска излучателя и блока 5 прие.ма сигналов, выход которого соединен с сигнальным входом 17 магнитографа 7 и сигнальным входом 18 системы 8 распознавания. Выход системы распознавания соединен с сигнальным входом 20 регистратора 9, при этом его первый следящий вход 21 соединен с выходом одноканальной следяш,ей системы 11, а его второй следящий вход 22 соединен со вторым следящим выходом 24 двухканальной следящей системы 12, вход которой механически соединен с ролик-балансом 13. Первый следящий выход 23 двухканальной следящей системы соединен с следящим входом 15 магнитографа 7. Следящий выход у магнитографа 7 соединен с входом одноканальной следящей системы 11. Вход управления 16 магнитографа 7 соединен с первым управляющим выходом 25 устройства управления 10, а ее второй управляющий выход 26 соединен с входом блока 5 запуска излучателя. Третий управляющий выход 27 устройства управления соединен с входом 19 управления системы 8 распознавания.

Устройство работает следующим образом. Блок 5 запуска излучателя своим импульсом по кабелю 4 запускает излучатель 2 скважинного прибора 1. Излучатель 2 испускает колебания в породу. Измененные породой колебания принимаются приемнико.м 3 скважинного прибора 1 и по кабелю 4 поступают в блок 6 приема сигналов, где

происходит фазовая коррекция сигнала. Далее эти сигналы поступают одновременно в магнитограф 7 и систему 8 распознавания, с помощью которой Г1роисходит анализ и рещение задач классификации. Разделенные каналами классификации в системе распознавания сигналы поступают на каналы ре гистратора 9, где фиксируется каждый распознавае.мый объект (уголь, газ, трещина и т. д.) на своей определенной полосе на фотобумажной ленте регистратора 9 в функции глубины скважины.

ц Устройство имеет режимы обучения и распознавания. В режиме обучения происходит обучение системы распознавания 8 на основе известных для данного района скважинных материалов, записанных в виде акустического сигнала на магнитной ленте

5 магнитографа 7.

В этом случае происходит отладка, обучение блоков системы распознавания на основе известных материалов до тех пор, пока не будут выдаваться постоянные статические 0 результаты классификации на ленте регистратора 9. В этом режиме устройством управления 10 отключен блок 5 запуска излучателя и сигналом, управления в магнитографе 7 включена связь с однокапальной следящей системой 11, которая синхронизирует работу механизмов передвижения магнитной ленты магнитографа 7 и ленты регистратора 9.

Устройством 10 управления также в обоих режимах обеспечивается переключение