Измеритель скорости распространения упругих колебаний в околоскважинной среде Советский патент 1980 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследований скважин и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа скважин в комплекте, с трехэлементным акустическим зондом. Кроме того, оно может быть использовано при изучении акустическими методами упругих и поглощающих свойств морских глубин, объектов и новых материалов. Известно устройство для измерения скорости упругих колебаний,, содержащее формирователь постоянного заряд в имдульсе, электронные ключи, запоминающий конденсатор и разрядный резистор 1 . Недостаток устройства заключаетс в пульсации его выходного параметра относительно своего среднего значения. Этот недостаток обусловлен неодновременной подачей на запомингиощий конденсатор зарядных и разрядны сигналов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое содержит формирователь постоянного заряда в импул се/ устройство с отрицательным сопротивлением, два нррыально разомкн тых электронных ключа, разрядный резистор и запоминающий конденсатор. Управляе ле входы формирователя постоянного заряда в импульсе и одного из ключей - первый вход устройства, его втгорой вход - управляющий вход другого ключа, который соединен с выходом устройства с отрицательным сопротивлением, а выход этого ключа соединен с управляемым входом устройства с отрицательным сопротивлением, выходом формирователя постоянного заряда в импульсе, незаземленным полюсом запоминающего конденсатора и входом первого ключа, выход которого соединен с разрядным резистором , Недостатком этого устройства также является наличие пульсаций выходного напряжения, вызванных неодновременным поступлением в память Зарядных и разрядных импульсов тока, что в значительной степени снижает точность измерения. Цель изобретения - исключение пульсаций выходного напряжения измерителя и повышение точности измерений. . Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит формирователь разности длительностей временных интервалов, преобразователь напряжение-ток, разрядный и зарядный дозирующие конденсаторы, два электронных ключа и усилитель пос- тоянного тока с большим входным и низким выходным сопротивлениями,причем входы формирователя разности длительностей временных интервалов являются входами устройства, выход этого формирователя соединен с управляющим входом формирователя постоянного заряда в импульсе и с управляющими входами электронных ключей, вход преобразователя напряжение-ток соединен с выходом усилителя постоянного тока и одним из полюсов запоминающего конденсатора, выход преобразователя coeдинe со входом одного из электронных ключей и одним из полюсов разрядного дозирующего конденсатора, другой полюс которого соединен со средней точкой другого ключа, один контакт последнего соединен со входом усилителя пос-тоянного тока, выходом формирователя постоянного заряда в импульсе и другим полюсом запоминающего конденсатора, а другой его контакт соединен с выходом первого ключа и с шиной земля, при этом первый ключ нормально находится в закрытом состоянии.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя.

Устройство содержит формирователь разности длительностей временных интервалов (формирователь интервального времени) 1, формирователь постоянного заряда в импульсе 2, состоящий из источника постоянного напряжения 3, ключа 4 и зарядного дозирукяцего конденсатора 5, запоминающий конденсатор б, усилитель постоянного тока 7, преобразователь напряжениеток и,разрядный дозирующий конденсатор 9, управляемые электронные ключи 10 и 11. Выход формирователя 1 соединен с управляющими входами формирователя 2 и ключей 10 и 11. Выход формирователя 2 соединен с высокоомным инверсным входом усилителя 7, одним из полюсов запоминающего конденсатора 6 и одним из контактов ключа 10, другой вход усилителя 7 соединен с другим контактом ключа 10 выходом ключа 11 и с шиной земля. усилителя 7 соединен с другим полюсом запоминающего конденсатора б и входом преобразователя напряжениеток 8, выход преобразователя 8 соединен с одним из полюсов конденсатора 9 и входом ключа 11. Другой полюс конденсатора 9 соединен со средним контактом ключа 10.

Устройство работает следукицим образом.

На один из входов формирователя 1 подают импульсы напряжения с длительностью, равной времени распространения упругих колебаний в исследуемой среде .на пути излучательближний приемник.

На другой его вход подают импульсы напряжения длительностью, равной времени распространения упругих колебаний на пути излучатель-дальний приемник.

При поступлении одной пары импульсов на входы измерителя на выходе формирователя 1 образуется импульс, длительность которого равна разности длительностей исходных импульсов.

Передним фронтом этого импульса ключи 4, 10 и 11 переводятся в другое состояние, в котором находятся, .на протяжении действия импульса. Конденсатор 5 ключом 4 подсоединяется к источнику постоянного напряжения 3 Один полюс конденсатора 9 ключом 11 отсоединяется от шины земля, а другой полюс отсоединяется от входа усилителя 7, конденсатора 6 и выхода формирователя 2 и подсоединяется к шине земля. Конденсаторы 5 и 9 получают некоторые, различные по величине заряды. По окончании действия импульса ключи 4,10 и 11 возвращаются в исходное состояние. Конден,саторы 5 и 9 подсоединяются к запоминакяцему конденсатору и через него перезаряжаются . Далее эти операции повторяются до окончания переходного процесса. Изменение напряжения на запоминающем конденсаторе б, вызванное перезарядом конденсаторов 5 и 9 после окончания действия, последнего импульса, определяется отношением разности зарядов на конденсаторах 5 и 9 к емкости запоминающего конденсатора.

Поскольку после окончания переходного процесса зарядные и разрядные импульсы тока одинаковы по форме (так как емкости конденсаторов 5 и 9 равны) и равны по величине, но противоположны по знаку и поступают на запоминающий конденсатор одновременно, то пульсация выходного напряжени практически исключается. Этим обеспечивается повышение точности измерения скорости распространения упругих колебаний в исследуемой среде на заданном расстоянии.

Формула изобретения

Измеритель скорости распространения упругих колебаний в околоскважинной среде, содержащий формирователь постоянного заряда в импульсе,

электронный ключ и запоминающий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью исключения пульсаций вьисодного напряжения измерителя и повышения точности измерений, он

дополнительно содержит формирователь

разности длительностей временных интервалов, преобразователь напряжениеток, разрядный и зарядный дозирующие конденсаторы, два электронных ключа и усилитель постоянного тока с большим входным и малым выходным сопротивлениями, причем входы формирователя разности длительностей временных интервалов являются входами устройства, выход этого формирователя соединен с управляющим входом формирователя постоянного заряда в импульсе и управляюп;ими входами электронных ключей, вход преобразователя напряжение-ток соединен с выходом усилителя постоянного тока и одним из полюсов запоминакицего кондесатора, выход преобразователя соединен с входом одного из электронных ключей и одним из полюсов разрядного дозирующего конденсатора, другой полюс которого соединен с средней точкой другого ключа, один контакт последнего соединен с входом усилителя постоянного тока, выходом формирователя пЪстоянного заряда в импульсе и другим полюсом запоминающего конденсатора, а другой его контакт соединен с выходом первого нормально закрытого ключа и с шиной земля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

1.Драбич П.П. и др. Линейный измеритель скорости распространения упругих колебаний в среде .-Сб. Отбор и передача информации, вып..47 ч,

Киев, Наукова думка, 1976, с. 98101.

2.Авторское свидетельство СССР №524150, кл. G 01 V 1/40, 1976 (прототип).