Устройство для акустического каротажа скважин Советский патент 1979 года по МПК E21B47/18 G01V1/00 

1

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин, в частности к аппаратуре акустичейкого каротажа. Для повышения эффективности исследования скважин акустическими методдаш необходимо регистрировать амплитудные значения поперечных волн.

В основном авт.свид. № 227952 описано устройство, содержащее скважинный прибор, опускаемый в скважину на кабеле, излучатели акустических импульсов, приемник акустических волн, синхронизатор, фильтр, усилитель-ограничитель первых вступлений, измерительный триггер,временной преобразователь, самописец, генератор стробирунвдих импульсов для выделения продольных волн, временной селектор продольных волн, амплитудный преобразователь продольных волн, времяимпульсный преобразователь, генератор стробирующих импульсов для выделения поперечных волн, временной селектор поперечных волн,, амплитудный преобразователь поперечных волн. Времяимпульсный преобразователь преобразует амплитуды, соответствуизщие времени прихода продольных волн в импульсы, временное положение которых относительно момента возбуждения излучателей соответствует зависимости

(1)

tj- 1,8 tp

От этих импульсов запускается генератор стробирунадих импульсов, позволяющий измерять амплитуду поперечной волны в течение времени, равного (3-4) периодам колебаний.

Однако время пробега продольной волны от излучателя до приемника равно

tp tpti + t (2) 1де tpn - время пробега продольной

5 волны по породе, прилегающей к скважине; otc время пробега волны по

жидкости, заполняющей скважину,

0

Время пробега поперечной волны от излучателя до приемника равно

tg tsn + tjjc (3) где t зп - время пробега поперечной волны по породе, прилегающей к сква5жине.

В известном устройстве ожидаемое время пробега поперечной волны равно

: tso, ktp k(tpn ) ktpn.fktwc 0ИПИ tsoMC tsn tj, так кип k Vs tpn Поскольку соотношения (3) и (4) не равны, то в определении времени прихода поперечной волны возникает ошибка, равная to tg,- tg (K-l)twr Эта ошибка в определении момента прихода поперечной волны может имет такую величину, что максимальная амплитуда поперечной волны может не попасть во временное окно, создаваемое генератором стробирующмх импульсов, что -приведет к значитель ным погрешностям в измерении амплитудных параметров. Целью изобретения является повыш ние точности измерений амплитудных параметров поперечных волн. Достигается это благодаря тому, . что в схему наземной части устройства включен ждущий вибратор, задающий время пробега волны по скважин ной жидкости, вход которого соедине с фильтром/ а выход подключен к измерительному триггеру времяимпульсно преобразователю. Время волны по в. ,. асхб - апр / скважинной жид- ( кости где Acjif) - диаметр скважины; dpp - диаметр прибора; VjtT - скорость распространения волны в скважинной жидкости. Поскольку величины, стоящие в правой части соотношения (5) перед началом скважинных исследований, из вестны, то, определив величину t%c ожидаемое время прихода поперечной волны можно найти по следующей формуле . ts t K(tp - t«) , (6) так как K(tp - t. К tpn tsti TO соотношение (6) равно соотношению (3). Из этого следует, что ошиб ка ч определении момента прихода по перечной волны, присущая известному устройству, устраняется. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диагрс1ммы, поясняющие его работу. Устройство состоит из скважинного прибора 1, включающего синхронизатор 2, генератор 3 токовых импуль сов, излучатели 4 и 5 акустических импульсов, приемник 6 акустических колебаний, усилитель 7, опускаемог в скважину на кабеле 8, и наземной части, которая содержит фильтр 9, ждущий мультивибратор 10, усилител ограничитель 11 первых вступлений, измерительный триггер 12, временно преобразователь 13, самописец 14, генератор 15 стробирующих импульсо для выделения продольной волны, вр енной селектор 16 продольных волн, амплитудный преобразователь 17 проольных волн, времяимпульсный преобразователь 18, генератор 19 стробирующих импульсов, временной селектор 20 поперечных волн, амплитудный преобразователь 21 поперечных волн. Устройство работает следующим об разом. Синхронизатор 2 вырабатывает импульсы, запускающие генератор 3 токовых импульсов, возбуждающий поочередно излучатели 4 и 5 акустических импульсов. Энергия этих акустических импульсов, пройдя по скважинной жидкости и прилегающей породе, воспринимается приемником 6 акустических колебаний, преобразуется в электрические колебания, которые усиливаются усилителем 7. Сигнал с усилителя и разнополярные импульсы с излучателей передаются через кабель 8 в наземную часть, где поступают на фильтр 9, который разделяет информационный сигнал и импульсы, соответствующие моментам излучения акустической энергии. Импульсы, соответствующие моментам излучения (см. фиг. 2 а), запускают ждущий мультивибратор 10, вырабатывающий импульсы (см. фиг. 2 в), длительность которых выбирается равной времени пробега волны по скважинной жидкости tэ(cИнфopмaциoнный сигнал (см. фиг. 2 б) поступает на усилительограничитель 11 и сформированными импульсами опрокидывает измерительный триггер 12 (см. фиг. 2 г), запускаемый задним фронтом импульса ждущего мультивибратора 10. В результате этого длительность выходного импульса триггера равна tpn tp - tjH: Выработанный триггером 12 прямоугольный импульс, длительность которого равна интервальному времени продольных волн по породе, прилегающей к скважине, преобразуется с помощью функционального преобразователя 13 в напряжения, которые регистрируются самописцем 14. Запускаемый q измерительного триггера 12 генератор 15 стробирующих импульсов управляет временным селектором 16 продольных волн, пиковые значения амплитуд которых преобразуются амплитудным прео.бразоватёлем 17 в напряжения для записи самописцем 14. Времяимпульсный преобразователь 18, запускаемый задним фронтом импульса ждущего мультивибратора 10 и управляемый напряжением временного преобразователя 13, вырабатывает импульсы, длительность которых равна t5n K(tp - tjwil Ktpn Этими импульсами запускается генератор 19 стробирующих импульсов, управляющий временным селектором 20 поперечных волн. Пиковые значения амплитуд поперечных волн преобразуют ся амплитудным преобразователем 21 в напряжения для регистрации самописцё л 14. Временной интервал между моментом излучения акустической энергии и моментом запуска генератора 19 стробирующих импульсов для выделения рдперечных волн равен ti t9tf+ Ktpn, Таким образом момент прихода попе речной волны определяется более точно в данном устройстве по сравнению с известным устройством. Это повышае точность измерения амплитудных параметров поперечной, волны и эффективность исследования скважин акустичес ким методом. Формула изобретения Устройство для акустического каротажа скважин, по авт.свил. 227952, отличающееся тем, что, с целью повышения точности .измерения амплитудных параметров по поперечной волне, в схему наземной части устройства включен ждущий мультивибратор, задающий время пробега акустической волны по скважинной жидкости, вход которого соединен с фильтром, а выход подключен к измерительному триггеру и времяимпульсному преобразователю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 227952, кл. G 01 V 1/40, 1967 (прототип).

-I