Комплексный скважинный прибор Советский патент 1979 года по МПК G01V1/52 

1

««швИзобретение относится к скважинной геофизической аппаратуре, содержащей канал низкочастотного акустического каротажа.

В известных комплексных приборах, содержащих канал акустического каротажа, применена непосредственная передача импульса отметки момента акустического излучения и акустического сигнала из скважинного прибора в наземный пульт через каротажный кабель 1.

Такая система обладает рядом существенных недостатков.

Известны Также современные скважинные приборы, содержащие импульсный акустический излучатель и акустические приемники, предварительные усилители, коммутатор, частотный модулятор и выходной каскад 2.

Недостатки указанных приборов заключаются в том, что высщие гармоники частоты переменного напряжения оказываются в рабочей области частот акустического сигнала.

Цель изобретения - повыщение точности измерений.

Поставленная цель реализуется за счет того, что введены схема выделения момента акустического излучателя и вентильная схема, причем выход частотного модулятора включен на вход вентильной схемы, нагружен на выходной каскад, а схема выделения момента акустического излучения включена между управляющим входом вентильной схемы и дополнительным импульсным входом выходного каскада.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит пьезокерамические акустические приемники Г и 2, предварительные усилители 3 и 4, коммутатор 5, частотный модулятор 6, вентильную схему 7, выходной каскад 8, акустический излучатель 9, схему выделения момента акустического излучения 10, схему синхронизации 11, блок питания скважинного прибора 12, каротажный кабель 13, наземный источник питания 14, фильтр высоких частот 15, усилитель-ограничитель 16, частотный модулятор 17, наземную схему выделения импульса момента акустического излучения 1.8, наземную схему синхронизации 19, регистрируюшую аппаратуру 20. Вентильная схема 7 содержит одновибратор 7.1 и конъюнктор 1.2.; Устройство работает следующим образом. 1азем юн схемок синхронизации 19 вырабатываются двуполярные потенциальные импульсы, которые подаются по каротажЦому кабелю 13 в схему синхронизации 11 скважикногс прибора. Выделяемые в схеме синхронизации 11 задние фронты импульсов служат для запуска акустического излучателя 9. От схемы синхронизации I1 осуществляется управление коммутатором 5, подключающим по очереди предварительные усилители 3, 4 акустических приемников 1 и 2 к частотному модулятору 6, в зависимости от полярности управляющего потенциала. : Таким образом акустический сигнал переносится в область более вь соких частот. определяе ую несущей частотой модулятора. Это позволяет избежать влияния гармоник питающего напряжения. Если считать, что область рабочих частот низкочастотной акустики ограничена 30 кГц, то, согласно принятой методике, несущую частоту можно принять равной 120-130 кГц. При давиации частоты 40% верхняя рабочая частота модулятора оказывается равной 180- 190 кГц. Учитывая, что при частотной модуляции амплитуда сигнала не является объектом изучения, такое затухание можно считать допустимым. Стремление увеличить уровень полезного сигнала, в частности при работе в колонне, приводит к необходимости существенного увеличения мощности акустического излучателя. Однако при этом увеличивается погрещность измерения интервалов времени из-за разброса времени срабатывания как самого излучателя, так и импульсных разрядников. Этот недостаток устраняют, применяя схему выделения момента акустического излучения 10, представляющую собой усилитель, на вход которого включен дополнительный акустический -приемник, контактирующий с корпусом акустического излучателя. С целью точного измерения временного интервала, длительность и крутизна фронта импульса отметки момента излучения дОлжны быть по возможности ограничены во времени. Поэтому спектр импульса отметки момента захватывает более высокие частоты, чем спектр акустического сигнала. Это не позволяет применить для передачи импульса, отметки момента тот же частотный модулятор, что и для передачи акустического сигнала. Вместе с тем, ограниченность числа жил каротажного кабеля вынуждает применить для передачи импульса момента излучения е же жилы кабеля, что и для передачи часотно-модулированного (ЧМ) сигнала. Поскольку частотный модулятор должен работать в непрерывном режиме, возникает необходимость применить вентильную схему, осуществляющую соответствующую временную селекцию. Это достигается следующим образом. До прихода импульса отметки момента вентиль 7 закрыт и ЧМ-сигнал на выходной каскад 8 не поступает. При появлении импульса отметки момента он проходит на дополнительный импульсный вход выходного каскада и далее, на поверхность. Одновременно импульс отметки момента поступает на вентильную схему 7, запуская одновибратор 7.1. Длительность импульса одновибратора заведомо больше длительности акустического сигнала. Начиная с этого момента ЧМ-сигнал поступает на выходной каскад 8. Если появление ЧМ-сигнала на выходе каскада 8 совпадает с появлением импульса отметки момента, дополнительная погрещность не возникает. На поверхности информационный сигнал фильтруется с помощью ФВЧ-15 от высщих гармоник частоты питающего напряжения и поступает на усилитель-ограничитель 16, ЧМ-демодулятор 17 и на регистрирующее устройство 20. В наземной схеме выделения импульса момента акустического излучения 18 осуществляется и амплитудная селекция. Выделенный импульс момента акустического излучения поступает в регистрирующее устройство 20. Формула изобретения Комплексный скважинный прибор, содержащий импульсны.й акустический излучатель и акустические приемники, предварительные усилители, коммутатор, частотньш модулятор и выходной каскад, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в него введены схема выделения момента акустического излучателя и вентильная схема, причем выход частотного модулятора соединен со входом вентильной схемы, выход которой нагружен на выходной каскад, а схема выделения момента акустического излучения включена между управляющим входом вентильной схемы и импульсным входом выходного каскада. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бодунов В. П. и др. Прибор акустического каротажа для работы при температуре до 120 С,Сб. «Геофизическая аппаратура, вып. .53, «Недра, 1973. 2.Серийная аппаратура КСП-1, КСП-2,. (прототип).