Устройство для акустического каротажа скважин Советский патент 1980 года по МПК G01V1/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

I

Изобретение относится и области геофизических методов исследования сква жин, в частности, к акустическому каротажу.

При акустическом каротаже время

распространения упругих колебаний в гор-1 ных породах определяется пс nepBbnvi вступлениям полезного сигнала,, амплитуда которых превышает определенный уровень.

Известно устройство акустического каротажа, в котором происходит запоминание времени вступления полезного сигнала во вспомогательном блоке памяти 1 . Во время приема следующей посылки происходит сравнение вновь измеренного времени с хранящимся в памяти временем вступления предыдущей посылки. Если о абсолютная разность между обоими сигналами меньше предварительно выбранного noporxjBoro значения, например, периода излучаемого сигнала, то измерение

считается истинным и последний сигнал ; передается во вспомогательный блок памяти и визмерительный накопитель. Однако это устройство лишь пассивно констатирует случаи перескока на фазу пороговым устройством. Схема не производит своевременного анализа достоверности выделения акустического сигнала и лишь впоследствии, по результатам произведенных замеров и сопоставлений производится отказ от ложного замера, что ведет к потере информашш, а, следовательно, и снижению точности измерений.

Наиболее близким для данного технического решения является устройство акустического каротажа, в котором осу ществляется принцип синхронного накопления и выделения полезного сигнала на фоне помех путем сопоставления времени появления всех импульсов срабатывания порогового устройства на принятый сигнал, последнего периода излучения с импульсами срабатывания порогового устройства

а йГнал предыдущего периода излучения 1.

Признаком обнаружения первых вступений полезного сигнала на фоне помех является одновременное поступление на схему совпадений упомянутых импульсов порогового устройства, расширенных с учетом возможного изменения времени прихода полезного сигнала от одного периода излучения к другому (вертикаль- IQ ный градиент скорости в скважине). Сиг нал cso схемы совпадения дает команду на опрокидывание измерительного триггера, при этоК завершается процесс измерения времени прихода полезного сиг- 5 нала. Однако сигнал схемы, совпадения вырабатывается по-разному, в зависимости от наблюдаемого градиента скорости. В случае, ко1гда- ог-одного периода излучения к последукацему 20 происходит увеличение времени распространения звука в породе, схема совпадения выдает сигнал в момент появления импульса порогового устройства последнего периода излучения. Соответствующий 25 ему расширенный импульс предыдущего периода иэлуч ения подготавливает схему совпадения к работе и только лишь,подтверждает, что регистрируется не шум, а полезньй сигнал. В случае, когда отзо

Одного периода излучения к другому происходит уменьшение временя расйространения вука, на выходе схемы совпадения сигнал вырабатывается в момент появления импульса предшествующич) пе- 35 риода излучения. Таким образом, устройство в этом случае обладает йк иионностью, которая будет увеличиваться с увеличением числа накапливае лых сигналов различных периодов, излучения. Кроме о Tcffo, при смене уменьшения времени прихода на увеличение времени прихол а полезного сигнала устройство не производит измерение времени в том пёрйойб иэпучения, в котором принят полезный сигнал 45 с минимальным временем распространения в породе, что снижает точность измерений. Так как при уменьшении времени распространения звука опрокидывание измерительного триггера производится при появлении импульса с выхода вспомогательного блока памяти, то для получения диаграмм достаточной точности (ttl мкс) требуются блок памяти с длительностью цикла запись - считывание 55 менее Т. мкс. При стандартной длине зонда 1,5 м sviKocTb памяти при сохранении точностизаписи i I мкс составит 1024 бит. Реализация малогабаритного

блока памяти с указанными параметрами представляет собой достаточно сложную задачу.

Целью изобретения является повышени точности измерения интёрвальногч) времени при регистрации кинематических характеристик пород разреза скважины.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве акустического каротажа, содфжащга усилитель, синхронизатор, пороговое устройство, блок памяти, расширители между схетлой совпадения и измерительным триггером, введен промежуточный триггер, вход установки единицы которого соединен с выходом расширителя, соединенного с пороговым устройством, а выход промежуточного триггера - со входом установтш нуля измерительного.триггера.

На чертеже изображена блок-схема устройства измерения интервального времени.

Устройство измерения интервального времени содержит усилитель 1, соединенный с синхронизатором 2 и пороговым устройством 3, блок памяти 4, расширители 5,6, схему совпадения 7, промежуточный триггер 8, измерительный триггер 9. Выход синхронизатора 2 связан с входом блока памяти 4 и входом, установки единицы измерительного триггера 9. Выход порогового устройства 3 связан со входом блока памяти 4, а через расширитель 5 с входом схемы совпадения 7 и входом установки нуля промежуточного триггера 8. Выход блок памяти 4 соединен через расширитель 6 с другим входом схемы совпадения 7, выход которой связан с входом установки единицы промежуточного триггера 8. Выход промежуточного триггера 8 соединен с входом установки нуля иа ерительного триггера.

Устройство работает следукмиим образом.

Сигнал акустического каротажа поступает через усилитель I на вход син,хронизатора 2 и вход порогового устройства 3. Синхронизатор 2 вырабатывает импульс, соответствующий моменту излучения, который устанавливает единицу в измерительном триггере 9 и сннхро- низирует работу блока памяти 4. Импульсы срабатывания порогового устройства 3 на сигнал подаются на вход расширителя 5 и на вход блока памяти 4. Одновременно с выхода блока памяти 4 на вход расширителя 6 поступают импульсы срабатывания порогового устройства на сигнал предыдущего периода излучения. Расширенные им импульсы с расширителей 5,6 поступают на схему совпадения 7. . .

Фронт импульса с выхода схемы совпа- s дения 7 устанавливает единицу в промежуточном , но не дает команду на завершение процесса измерение времени распространения звука в измерительном триггере 9. Опрокидывание из- Ю мерительного триггера 9 производится спадом импульса промежуточного триггера 8. При этом установка в состояние нуль промежуточного триггера 8 про- изводится всегда от спада к лпульса по- 15 рогового устройства 3, расширенного в расширителе 5. В этом случае к измеренному истинному Ьремени распро- . странения звука в породе по каждому каналу (Т Т-) добавляется постоян- 20 ное время -t р , на которое производится расширение импульса порогового устройства .3 в расширителе 5. Однако при

вычислении интервального времени А Т указанное время tp исключается,25

Таким образом, обрыв измерительного триггера в устройстве всегда производится по импульсам срабатывания порогового устройства 3 на сигнал последнего периода излучения, что исключает возмож-30

.ность пропуска значений времени распространения полезного сигнала при смене уменьшшхия времени прихода на увеличение времени прихода. Это позволяет увеличивать число посылок для синхронного 35 накопления дотрех и более , не те-

ряя точности регистрации. Импульсы, поступающие с блока памяти 4 и дающие информацию о срабатывании порогового ус-тройства на сигнал в предыдущем пе- 40 ри-)де излучения, теперь должны лишь пу дтверждать соответствие данного..нмпульса срабатывания порогового устройства в последнем периоде излучения полезному сигналу а не шуму. Точность 45 появления во времени импульсов с выхода блока памяти 4.в устройстве уже не

BmideT на Точность регистрации интервального времени. Анализ работы устройства 2 J показывает, что изменение длительности расширителей в пределах одной, двух микросекунд не оказывает существенного влияния на качество, т.е. нет необходимости хранить во вспомогательном блоке памяти информацию с точностью t I МКС. Учитывая это можно снизить быстродействие блока памяти 4 до 2 МКС и уменьшить ее объем в 2 раза, сохранив прежний интервал обработки интервального времени( Т ,Т. Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее усилитель, синхронизатор, пороговое устройство , блок памяти, схему совпадения ,расширителк, измерительный триггер, причем выход усилителя связан через пороговое устройство со входом блока памяти, а также через расширитель со входом схемы совпадения, выход блока пямяти связан через расширитель со вторым входом схемь совпадения, отличающеес я тем, что, с целью повышения точнос измерения интервального времени при регистрации кинематических характеристик пород разреза скважи;1ы, введен промежуточный триггер, вход установки единицы которого соединен с выходом расширителя, связанного с пороговым устройством, вход установки нуля промежуточнохчз триггера соединен с выходом схемы совпадения, а выход - со входом установки нуля измерительного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции М 2171957, кл. Q01 V 1/40, опублик. 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

По заявке № 2524421, кл G О1 1/4О Д. 977 (прототип).

S.