Устройство для определения кинематических параметров упругих волн при акустическом каротаже скважин Советский патент 1981 года по МПК G01V1/32 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УПРУГИХ ВОЛН ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН

.1

I Изобретение относится к определению кине.матических параметров упругих волн и может; быть применено при акустическом каротаже скважин.

Известно устройство, в котором осуществляется запоминание совокупности звуковых сигналов по четырем каналам, затем производится вычисление функции взаимной корреляции выбранных участков волновых картин и определяется значение времени пробега, продольной (поперечной) волны, для которой многократ пая корреляция представляет лучшее соответствие. Данное устройство представляет собой сложную специализированную вычислительную машину с объемом памяти более 80 кбит 1.

Однако устройство отличается трудностью реализации способа многократной корреляции в реальном времени, т.е. непосредственно в процессе каротажа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, в котором производится вычитание на ЭЛТ времени вступления регистрируемой фазы волновой картины первого канала из времени вступления

ВОЛНОВОЙ картины второго канала. Оно состоит из ЭЛТ, фоторегистратора, усилителя подсвета, генератора развертки, блока меток, блока формирования сигнала и выделения первых вступлений, блока формирования импульсов подсвета первых фаз сигналов и Слока спорежения запуска развертки до прихода первых вступлений.

Рабочий цикл аппаратуры начинается в момент поступления на вход блока синхрониза10ции синхроимпульса, определяющего начало работы ближнего канала. С выхода синхронизатора синхроимпульс поступает на вход блока опережения запуска развертки. По приходу волновой картины на вход порогового устройства

15 вырабатывается импульс, соответствующий первому переходу волновой картины через нуль, который поступает на блок опережения запуска развертки. В зтом блоке запищйтся инфорь мация tj - 64 МКС. При приходе навход бло20ка синхронизации синхроимпульса, определяющего начало второго канала, блок опережения запуска развертки вырабатывает импульс запуска, который поступает на вход генератора 386 развертки в момент времени t ti - 64 Мкс. Блок фop fflpoвaния импульсов подсвета, который управляется с выходов порогового устройства, блока опережения запуска развертки и генератора развертки, вырабатывает импульсы подсвета, которые через усилитель подсвета поступают на модулятор злектронно-лучевой трубки. Формирование импульсов подсвета производится таким образом, что на зкране злектронно-лучевой трубки подсвечиваются 2 - 3 точки, соответствуюище фазам первой волновой картины и 2 - 5 точек - фадам второй волновой картины. При поступлении на вход блока синхронизатора очерещюго синхроимпульса ближнего канала запуск развертки осуществляется в момент t tj - 64 мкс, и далее процесс повторяется. Прячем расстояние между первс точкой первого канала и первой точкой второго канала - интервальное время At, а расстояние между соседними точками - период сигнала 2. К недостаткам данного устройства для регистрации интервального времени следует отнести невозможность регистрации интервального времени поперечной волны и недостаточная помехоустойчивость. Помехоустойчивость устройства зависит только от помехоустойчивости первого канала, что положительно, так как второй канал менее помехозащищен ввиду того, что сигнал второго канала значительно слабее первого. Но этой помехоустойчивости недостаточно, потому что возможные сбои первого., канала на шумы или на последующую фазу влекут за собой оши& ку в измерении интерталыюго времени распространения продольной волны. Цель изобретешш - расширение функциональ ных возможностей, устрсшства путем обеспечения регистрации 1штервальнсиго времени распространения как продольной, так и поперечной . упругих волн с достаточной помехоустойчивостью. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения кииематических параметров упругих воли при акустическомкаротаже скважины, содержащее пороговую схему, синхронизатор, первый выход которого подклю чен к генератору развертки, видеоусилитель, подкл1 ченные к ЭЯГ, отклоняющая система которой соедине11а с генератором развертки, и фоторегистратор, дсшолнительно введены последовательно соединенные блок памяти, схема вычитания, схеме сравн ия, запоминающая схе ма, соединенная с ЭЛГ через видеоусилитель и задатчик параметра, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения, причем второй и третий выходы синхронизатора соединены с управляющими входами блока памяти и запоминающей схемы, выход пороговой схеы подключен к блоку памяти, а входы синхроизатора пороговой схемы являются входами стройства. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; а фиг. 2 - волновые картины продольных поперечных волн по первому и второму каалам; на фиг. 3 - вид каротажной диаграмы, полученный с помощью данного устройства. Устройство содержит последовательно соедиенные пороговую схему 1, блок 2 памяти, хему 3 вычитания, схему 4 сравнения, запомиающую схему 5, видеоусилитель 6, ЭЛТ 7, синхронизатор 8, задатчик 9 параметра, генератор 10 развертки и фоторегистратор 11. Устройство работает следующим образом. Регистрируемый сигнал со скважинного прибора поступает на вход пороговой схемы и вход синхронизатора 8. Синхронизатор 8 вьщеляет импульсы момента излучения, распознает каналы, а также управляет работой блока 2 памяти и генератора 10 развертки. Пороговая схема I формирует из сигнала последовательность прямоугольных импульсов, которые поступаютна вход блока 2 памяти. Блок 2 памяти по командам синхронизатора 8 выдает на схему 3 вычитания значения времени Т, Tj. т;т« ; Т . Т| , Т , .... Работа устройства описана при запоминании и десяти значений времени в каждом канале: Т , ..., Т - периоды волновой картины первого канала, Т , .... T|J - пертоды волновой картины второго канала (фиг. 2). Это обеспечивает обработку продольной Т и попере шой Тс волн, и зоны интерференции 12 Фиг. 2). 3 вычитания производит операцию множественного выштания запомненных значений времени канала TJJ , Т , Т ,...,. Т из запомненных значений времени второго канала Tk , Т , Т| , ..., Т по алгоритму At jf - Т,, где i « Г - 10. Сто результатов вычисления интервального времени At j поступают с выхода схемы 3 вычитания на вход схемы сравнения. На ;фугой вход схемы 4 фавнения поступает информация,о диапазоне изменения регистрируемого параметра с выхода задатчика 9 параметра. Схема 4 сравнения выдает шггфвальное время At j на вход запоминающей схемы 5 в случае, если Atp nvtw 5 At.j , где J - , Atpj минимальное интервальное-время распространения продольной волны; максимальное время распростраиения поперечн 1 волиы. Синхронизатор 8 эыддет импульс для запуска генератора 10 развертки и разреппет выдачу информации с выхода запоминающей схемы 5 на вход ввдеоу(яшителя 6 и далее на мою лятор ЭЛТ 7. Таким образом, :са:ждое значение At,j отображается на экране ЭЛТ 7 в ввде точки. Серия коррелированных точек 13 (фиг. 3) .. представляет собой групповое интервальное время расространения продольной волны Atp Серия точек 14 представляет собой t Atp + Ту,- период сигнала, но это время полностью повторяет форму фиксируемого времени, поэтому легко выделяется. Серия точек 15 - ре зультат возможного- срабатьшания порогового устройства на шум. Серия точек 16 - результат вычисления значений зоны продольной вол ны и зоны интерференции. Коррелированные точки 17 являются интервальным временем распространения поперечной волны Atg .Серия точек 18 - соответственно t « At + где - пернод сигнала поперечной волны. Таким образом, на диаграмме отображены . интервальное время продольной волны Atp , период продольной волны Т , интервальное время поперечной волны Atg и поперечнои волны . Выбор количества обрабатьшаемых точек определяется количеством периодов продольной волны, поперечной волны и зоны интерферейщш. Устройство обладает значительной помехоустойчивостью, так как вычисление интервального времени производится по нескольким точкам в каждом канале. Запись интервального группового времени поперечной волны позволяет приблизиться к решению задачи определения физико-мехаю чеосих свойств горных, пород, модуля упругое.ти, объемного модуля, модуля сдвига и коэф:фициента Пуансшса. На основе известных упруго-деформационных модулей можно определить такие инженерно-технологические характеристи(flUt.f 36 ки массива, как коэффициент бокового распора и величину эффективного горизонтального напряжения, действующего по нЬрмалн к стенке скважины. Формула изобретения Устройство для определения кинематических параметров упругих волн при акустическом каротаже скважин, содержащее пороговую схему, синхроннзатор, первый выход которого подключен к генератору развертки, видеоусилитель, подключенный к электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), отклоняющая система которой соединена с генератором развертки, и фоторегистратор, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства путем обеспечения регистрации интервального времени распространения как продольной, так и поперечной упругих волн, а также с целью повышения помехоустойчивости, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные блок памяти, схема вычитания, схема сравнения, запоминающая схема, соединенная с видеоусилителем, и задатчик параметра, выход которого подключен ко вторсжлу входу сравнения, причем второй и третий выходы синхронизатора соединены с управляюишми входами блока памяти и запоминающей схемы, выход пороговой схемы подключен к блоку памяти, а входы синхронизатора и пороговой схемы являются входами устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2312784, кл. F 17 С 3/02, ублик. 1977. 2..Авторское свидетельство СССР № 376738, л. G 01 V 1/40, 1971 (прототип).