Устройство для акустического каротажа Советский патент 1981 года по МПК G01V1/52 

(54), УСТРОЙСТВО-ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, Устройства ЦП.:- акустического каротажа содержат наземную аппаратуру к сква, жинный зонд. Известны хрехэп® 1ентные акустические зонды с бднИМ излучателем и двумя приемниками колебаний или с . двумя излучателями и одним приемником колебаний. При этом излучатель возбужда ется генератором токовых импульсов акустический сигнал поступает на щзием- ниа, преобразуется в электрический силна усиливается и передается в регистрирующую панель Cl При этом коэффициент усиления усилителя скважинного зоцда шш устанавливают неизменным илирегуд фуют дистанционно в процессе каротажу Новые широкополосные и низкочастотные зонды позволяют получить хорошую раа решенность по продольным и поперечным волнам, а также по .низкочастотным воявам Лэмба или трубным. Известен акустический метод ясследо вания скважин 2 . Амплитудыволн КАРОТАЖА Лэмба-Стоунли более, чем на порядок больше амплитуд продольных волн. Для изучения динамики волн Лэмба-Стоунли они должны быть переданы на поверхность без ограничения, Однако при малом коэ(}ьфшшенте усиления усилителя резко падает динамический диапазон продольных волн, что приводит к потерям первого вступления тфодольньк; волнЛ Наиболее близкой по технической сущности к взобрететею является аппаратура для акустического каротажа, где с целью предот ащения ограничений больших амплитуд поперечных волн в зонде использована мгновенная автоматическая регулщювка коэффициента усиления ( МАРУ) амплитуд поперечных волн. Измеряется каждая последующая амплитуда, и при лревьпиенив заданного порога дискретно взменается в два раза коэффициент усиления. Опвако при определенной эффектив нести Ередпсокенного метода данная аппаратура достаточно сложна и, кроме того, при ее использовании нарушается относительная динамика волн. Целью, изобретения является ние функциональных возможностей устройства для акустического каротажа путем исключения ограничения амплитуд волн Лэмба Стоу1ШИ при максимальном усилении продольных и поперечных волн путем скачкообразного уменьшения коэффициента усиления усилителя в области волн Лэмба-Стоунлн. Это благодаря тому, что время распространения волн Лэмба-Стоун ли мало изме1шется в пропессе каротажа и определяется в основном длиной зонда. Для достижения ой цели в скважинный зонд устройства для акустического каротанса, содержащий излучатель и приемники акустических колебаний, гене ратор токовых импульсов и канал усилени сигналов, введены быстродействующий аналоговый Ьереключатеяь и формировав тель временных интервалов. Аналоговый переключатель включен в канал усиления сигналов. Управляющий вход переключателя соединен с выходом формирователя, а вход формирователя - с генератором токовых импульсов. На чертеже приведена структурная схема устройства для шсустического каротажа. Оно содержит скважинный зонд 1 и наземную аппаратуру 2. Зонд содержит излучатель 3 упругих колебаний,ближний приемник упругих . колебахшй 4, дальний приемник упругих колебаний 5, генератор токовых импульсов б, предусилитель канала усилегшя сигнала зонда 7, оконечный усилитель 8, формирЪватель временных интервалов 9 и быстродействующий аналоговый переклю чате ль 10. Наземная аппаратура включает канал усиления 11 сигналов наземной аппаратуры и узел обработки и регистрации 12 Устройство работает следующим образом. Генератор токовых импульсов6 пери дически, через равные промежутки време ни, например 40 мс, генерирует импульс возбуждая излучатель 3 и запуск форм рователь временных интервалов 9, Упругий импульс, распространяясь по породе, достигает б/ИЕМшего 4 и дальнего 5 при емников в виде сложного колебания, содержаще1х продольную и поперечную Волны и волны Лэм5а-Стоунли. Волна Лэмба Bcryiiner после поперечой Волны, и время ее вступления практи ески не измегшется. Формирователь вреенньк интервалов 9 формирует импульсы лительностью от момеята воабу вдения злучателя до момента вступления волны эмба, Этот импульс nocTjiiaeT на аналоовый лере1С1иоча1ель 10, а посоиедний еред приходом вол1&1 Лэмба скачком ме}1ьшает в п раз коэффициент передачи игнала. Таким образом, на вход оконечого усилителя 8 поступает сигнал, где мплитуды волн Лэмба не превышают мплитуду продольных и поперечных вол, то исключает ограничение амплитуд волн эмба при большом усилении продольш11х олн. Усилеш ые оконечным усилителем 8 сигналы поступают в наземную аппаратуру на вход канала усилешет 11 и далее в увел обрабо1К 1 и регистрации 12,. Так как коэффициент усиления усилителя зонда резко падает в районе волн Лэмба, амплитуды волн Лэмба не превышают амплитуд продольных и поперечных: волн, и, таким , поступают в узел обработки и регистрации не искаженными. Формула изобретения Устройство для акустического каротажа, содержащее в скважишюм зонде излучатели и приемники ynpyrics колебаний : генератор токовых импульсов, соединенный с излучателем, предусилитель, связанный с приемником оконечный усилитель зонда, соедшхешзый с каналом усиления сигналов в наземной части устройства, выход которого связ-ал с блоком обработ ки и регистрации в наземной части устройс7ва, вход которого соеддшен с выходом генератора токовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расш крения фу иадиональных возмож ностей устройства путем исключения ог- ран1гч;ения амплитуд волн Лэмба-Стоптали при максимальном усилении продольных и поперечных волн, в устройство введены быстродействующий аналоговый переклю- и формирователь време}П1ых 1штервалов, причем аналоговый переключатель включен в канал усиления сигналов, управЛ5ЦОЩИЙ вход переключателя соединен с выходом формирователя времешсых Ш1тервалов, а вход форм1фОБателя подсоединен к генератору токовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при эксяпертизе

1. Патент США Ns 3952282, кл, 340-15.5, 1977.

2. Ивакин Б. Н Карус Е. В Кузнецов О. Л. Акустический метод исследов ния скважин. М.. Нецра, 1978,с.. . I 3. Патеит США №4140994, 5 кл. 34О-15.5, 1979 (прототип).

L, Ц I