Калибровочное устройство аппаратуры акустического каротажа Советский патент 1979 года по МПК G01V13/00 

I

Устройство относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано с аппаратурой акустического каротажа.

Известно устройство, используемое для калибровки акустических каротажных приборов, основанное на том, что опорным сигналом при записи каротажной диаграммы служит время прохождения упругой волнь по материалу с известной скоростью ее распространения 1.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает калибровки аппаратуры во всем диапазоне используемых скоростей.

Известно также устройство для калибровки аппаратуры акустического каротажа, в котором основным конструктивным элементом является камера, заполненная водой и- выполненная из пластмассовой или металлической трубы 2. При калибровке зондовая часть аппаратуры акустического каротажа помещается в трубу. Упругие колебания, возбуждаемые излучателем, поступают через водяную прослойку на стенку тру бы. Пройдя по трубе путь, соответствующий расстоянию между излучателем и приемником, они попадают на пр.иемник, преобразуются в электрический сигнал и по каротажному кабелю поступают в блок обработки. Труба выполнена из материала, скорость распространения упругой волны по которому соответствует одной из скоростей

в диапазоне измерений.

Измененное в блоке обработки время, соответствующее скорости в материале трубы и зондовому расстоянию, поступает в виде тока, пропорционального этому времени,

на регистратор каротажной станции и при записи каротажной диаграммы в скважине служит опорным сигналом.

Наличие одного опорного сигнала является недостаточным, так как диапазон скоростей, в породах довольно широк 2000-

7000 м/сек и для точной записи каротажной диаграммы необходима проверка аппаратуры и получение опорных сигналов, соответствующих ряду скоростей в указанном диапазоне. Манипуляция с трубами из разного материала является трудоемкой и дорогой операцией и не обеспечивает оперативной калибровки.

Цель изобретения - повыщение оперативности калибровки в используемом диапазоне скоростей распространения упругих колебаний. Поставленная цель достигаемся тем, что в калибровочном устройстве аппаратуры акустического каротажа, содержащем имитатор породы в виде стенок камеры, заполненной жидкостью, камера выполнена в виде двух труб, расположенных с зазором одна в другой, причем внутренняя труба изготовлена из материала, скорость распространения упругих колебаний в котором соответствует началу диапазона измеряемых скоростей, а наружная - из материала, скорость распространения упругих колебаний в котором соответствует концу диапазона измеряемых скоростей, полость же между трубами связана с индикатором уровня жидкости. Наличие в имитационной камере полости между внутренней и наружной трубами, заполненной регулируемым столбом жидкости, обеспечивает выбор соотношения длин путей по средам с большой и малой скоростью распространения упругих колебаний, а следовательно возможность оперативной установки интервального времени, соответствуюш,его любой скорости в пределах рабочего диапазона скоростей. На чертеже схематически изображен общий вид калибровочного устройства и путь распространения упругих колебаний. Калибровочное устройство представляет собой камеру, основу которой составлют две трубы: внутренняя 1 - полиэтиленовая и наружная 2 - стальная. Трубы установлены соосно и с зазором, образуя полости 3 и 4 соответственно во внутренней трубе и между трубами. Трубы содержат уплотнения 5, обеспечивающие гидроизоляцию полостей, и вентили 6 для заливки и слива воды и регулировки ее уровня. Межтрубная полость соединена с водомерным стеклом 7, являющийся индикатором уровня жидкости. В процессе калибровки акустический зонд 8 калибруемой аппаратуры помещается во внутреннюю трубу, заполненную водой, причем ее уровень должен быть достаточным для погружения в воду всех акустических преобразователей - двух излучателей 9 и приемника 10. Полость 4 заливается водой, однако ее уровень регулируется и контролируется с помощью водомерного стекла 7. Упругие колебания, возбужденные излучателем, поступают к приемнику непосредственно по воде и параллельно - по трубе 1. Кроме того, на приемник приходит обгонная волна, которая благодаря акустическому контакту через слой жидкости в межтрубной полости 4 части пути проходит по наружной трубе 2, скорость в которой в 3 раза превышает скорость по внутренней трубе (скорость в стали € 5300 м/сек, скорость в полиэтилене С, 1900 м/сек). Первой приходит обгонная волна. Она фиксируется аппаратурой акустического каротажа как волна, пришедшая по породе. Суммарное время ее прихода определяется как сумма времени распространения по внутренней и наружной трубе. Принебрегая относительно большим временем распространени55 по тонкому слою жидкости, суммарное время прихода обгонной волны определится как сумма времени распространения упругой волны по внутренней и наружной трубе, т. е. Т Т( +Тг, где -Т - время распространения упругой волны по участку 11 внутренней трубы, а Tj - по участку 12 внешней трубы. Кажущаяся скорость на базе между излучателем и приемником определяется как с - - - - -«-тгде L- расстояние между излучателем и приемником, t-длина участка 11. При подъеме столба воды в межтрубной полости значение Е уменьшается, а С увеличивается, так как в этом случае увеличивается составляющая пути (участок 12), по которой упругие колебания приходят с большей скоростью. Максимальной кажущаяся скорость будет в случае, когда высота столба воды в межтрубной полости будет на уровне излумателя, а минимальная - когда высота столба будет на уровне приемника или ниже. При установке столба воды в промежуточных точках может быть уст.ановлена любая скорость в диапазоне от минимальной (скорость в полиэтилене) до максимальной (скорость в стали). Установка времени, соответствующего требуемой скорости производится по щкале на водомерном стекле, деления которой соответствует высоте столба жидкости, величине временного интервала и кажущейся скорости. Использование двухтрубной камеры выгодно отличает, предлагаемое устройство от известных, так как обеспечивает оперативную калибровку аппаратуры в любой точке диапазона измерений. Формула изобретения Калибровочное устройство аппаратуры акустического каротажа, содержащее имитатор породы в виде стенок камеры, заполненной жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения оперативности калибровки в используемом диапазоне скоростей распространения упругих колебаний, камера выполнена в виде двух труб, расположенных с зазором одна в другой, причем внутренняя труба изготовлена из материала, скорость распространения упругих колебаний в котором соответствует началу диапазона измеряемых скоростей, а наружная - из материала, скорость распространения упругих колебаний в котором соответствует концу диапазона измеряемых скоростей, полость

же между трубами связана с индикатором уровня жидкости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 2970666, кл. 181-5, опублик. 1961.

2.Патент США № 3056464, кл. 181-5, опублик. 1962, (прототип).