Ультразвуковой скважинный гидролокатор Советский патент 1980 года по МПК G01S9/48 

Изобретение относится к устройствам акустического исследования подземных полостей, например, для хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженны газов, coздaвae Iыx в пластах каменной соли путем размыва пласта через буровые скважины.

Известна аппаратура для акустического каротажа скважины. Она сое- тоит из скважинного снаряда, содержащего акустический зонд, усилитель и схему возбуждения, и наземного устройства, содержащего селектор тактовых импульсов, блок синхронизации, измеритель амплитуд и измеритель, выполненный по двухтактной схеме с чередующимся сбросом 1.

Недостатком этой аппаратуры является низкое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее схему управления, подключенную к первым входам первого и второго статических триггеров, к . входам приемно-передаюшей акустической системы измерительного канала и излучающей акустической системы калибровочного канала, усилитель-фор мирователь, вк;;юченный можлу выходом

приемной акустической системы калиб ровочного канала и вторым входом первого статического триггера, приемный усилитель, подключенный между приемно-передаюшей системой измерительного канала и втопым входом второго статического триггера, первую и вторую схетчы совпадения,связанные по первым входам с выходами первого и второго статических триггеров соответственно, генератор,подключенный ко вторым входам схем совпадения, ВЫХО.ЦЫ которых заведены на реверсивный счетчик, подключенный к схеме обработки, линию задержки, подключенную между регистратором и вторым входом счетчика 2.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения расстояния из-за наличия девиации частоты управляемого генератора.

Цель изобретения - повышение точности измерений ультразвукового скважинного .идролокатора.

Поставленная цель достигается тем что в предлагаемый ультразвуковой скважинный гидролокатор, содержащий схему управления, подключенную к первым входам первого и второго стятических триггеров, к входам приемно-передаюшей акустической систе1 4ы измерительного канала и излучающей акустической системы калибровочного канала, усилитель-формирователь, включенный между выходом приемной акустической системы калибровочного канала и вторым входом первого статического триггера, приемный усилитель, подключенный между приемнопередающей системой измерительного канала и вторьли входом второго статического триггера, первую и вторую совпадения ( связанные по Дервым входам с выходами первого и; второго статических тригтеров соответственно, генератор, подключенный ко вторым входам схем совпвде-нкя, выходы которых заведены на jpeверсивный счетчик, подключенный к схеме обработки( линию эалержки, подключенную между регистратором и вторым входом счетчика, введены регистр памяти, нуль-органf преобразователь частоты и схема объедикения, причем первый и -JTCVO входы регистра памяти подключены соотзетственио к выходам схемы управлении я реверсивного счетчика к выходу последнего подключен также вход tfyjib--органа, связанного по выходу .с входом регистратора, преобразователь частоты подключен между выу.одо генератора и вторым входом первой схемы совпадения, выходы схем совпадения заведены на первый вход реверсивного счетчика через схему объединения, третий вход счетчика соединен с выходом регистра памяти, а четвертый - подключен к выходу схемы управления.

На чертеже представлена блрк-схе ма предлагаемого гидролокатора.

УльтразЕуковой скважинный гидролокатор содержит схему управления 1, подключенную к первым входам первого 2 и второго 3 статических триггеров, передающую 4 и приемную 5 акустические системы калибровочного канала, приемно-передающую акустическою систему б измерительного канала, приемный усилитель 7 и усилитель-формирователь 8, схегжг совпадения 9 и 10 с подключенными к ним преобразователем частоты 11 и генератором 12, схему объединения 13, выход которой через реверсионны счетчик 14 и нуль-орган 15 подключе к регистратору 16, линик задержки 1 и регистр па.1йти 18. Выходы регистртора 16 и счетчика 14 являются выходом устройства. Функции нуль-органа 15 могут выполнить; мнсговходова схема совпадения, дешифрирующая код 00.4.0, входы которой подключены к нулевым выxoдaгvI триггеров счетчика 14; схема сравнения кодов, при этом входы первого числа подключаются к уровню

логического

нуля, а входы второго числа - к единичным выходам триггеров счетчика 1 4 ,

Предлагаемое устройство работает следую111,им образом.

Схема управления i возбуждает излучающую акустическую систему 4 калибровочного канала и устанавливает первый статический триппер 2 в единичное состояние. Колебания ультразвуковой частоты, прошедтлие калиброванное расстояние в среде, воспринимаются приемной акустической системой 5 и через усилитель-формирсзатель 8 возвращают триггер 2 в исходное состояние. Таким образом на выходе статического триггера 2 (на выходе калибровочного канала) форм11рует;:я ;-;м:ульс длительностью

(1)

где i - расстояние между акустическими системами 4 и 5; V - скорость оаспростраяени т ультразвука в среде. И лпульс длитель-ностью с выхода триггера 2 разрешает прохождение имггульса с выхода преобразователя частоты 11 через схему совпадения 9 и схему объединения 13 на вход счетчив количестве

4j - ,

(2)

кал п - n-V

где f - частота на выходе генератора 12, п - коэффициент пересчета преобразователя частоты 11.

Команда схемы управления 1 переписызает код в регистр памяти 18J переключает реверсивный счетчик 14 в режи вычитание, устанавливает а единичное состояние второй статический триггер 3 и возбуждает приемнс-передаю «ую акустическую систему 8. Сигнал ультразвуковой частоты, отраженный от стенки камеры 5оспринимаетс т акустической системой б измерительного канала и через приемный усилитель 7 возврпгцает триггер 3 в нулевое состояние. С выхода триггера 3 на вход схемы совпадения 10 поступает разрешающий импульс длительностью

Т - V

:з)

где L расстояние до стенки камеры. Импульс триггера 3 разрешает прохождение импульсов с выхода генератор; 12 через блоки 10 и 13 на вход счетчика 14, Так как счетчик 14 работает на вычитание, то код. храняшийся в неМр уменьшается от N,,j до кода 000...О, при этом на выходе

нуль-органа 15 появляется импульс, который увеличивает на единицу код регистратора 16 и через линию задержки 17 переписывает код NцaA1 хранящийся в регистре памяти 18, и

счетчик 14, При следующем достижеНИИ счетчиком 14 кода 000...О нульорган 15 выдает второй импульс на регистратор 16 и г.д. Таким образом за интервал времени Т на вход регистратора 16 поступит

число импульсов, равное

Т::2п N. -

с-)

UJMNKOA Введение в ультразвуковой скважиниый гидролокатор новых узлов - . преобразователя частоты, регистра памяти, нуль-органа и схемы объединения повы1иабгт точность измерений, так как исключается ошибка, обусловленная наличием девиации частоты управляемого генератора, позволяет производить калибровку устройства однократно перед началом измерений и расширяет диапазон работы привозможных изменениях скорости распространения звука в среде.

Формула изобретения

Ультразвуковой скважинный гидролокатор, содержащий схему управления, подключенную к первым входам первого и второго статических триггеров, к входам приемно-передающей акустической системы измерительного канала и излучающей акустической системы калибровочного канала, усили7-ель-формирователь, включенный между выходом приемной акустической системы калибровочного канала и вторым входом первого статическог триггера, приемный усилитель, подключенный между приемно-передающей системой измерительного канала и

вторым входом второго статическога триггера, первую и вторую схемы совпадения, связанные по первым входам с выходами первого и второго статических триггеров соответственно, генератор, подключенный ко вторым входам схем совпадения, выходы которых заведены на реверсивный счетчик, подключенный к схеме обработки, лиг нию задержки, подключенную между регистратором и вторым входом счет0чика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности vi3;мерений, в него введены регистр па:мяти, нуль-орган, преобразователь частоты и схема объединения, причем

5 первый и второй входы регистра памяти подключены соответственно к выходам cxeNM управления и реверсивного счетчика, к выходу после; зго.. подключен также вход нуль-ор1ана,

0 связанного по выходу с входом регистратора, преобразователь частоты подключен между выходом генератора и вторым входом первой схемы совпашения, выходы схем совпадения заведены на первый вход реверсивного счетчика

5 через схему объединения, третий вход счетчика соединен с выходом регистра памяти, а четвертый - подключен к выходу схемы управления.

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 404033, кл. G 01 V 1/40, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР

5 № 429392, кл. G 01 S 9/48, 1972 (прототип) .