Скважинный гидролокатор Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

(5) СКВАЖИННЫЙ ГИДРОЛОКАТОР

I

Изобретение предназначено для акустического исследования подземных камер, создаваемых в пластах каменной соли путем размыва пласта через буровые скважины, например для хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов.

Известен скважинный гидролокатор, используемый для геофизических измерений . Этот гидролокатор содержит самописец, измерители дальности и амплитуды, пульт управления с источниками питания, подключенный через схему управления к задающему генератору скважинного снаряда, первый выход задающего генератора через генератор задержки и импульсный генератор подключен к вибратору, второй выход задающего генератора через схему АРУ подключен ко входу усилителя 1.

Недостатком этого гидролокатора является низкая точность измерения дальности, так как скважинный снаряд не содержит калибровочного устройства

Известен также скважинный гидролокатор, используемый для геофизических измерений. Этот гидролокатор включает в себя скважинный снаряд, соJ держащий усилитель, калибровочное устройство, последовательно включенные задающий генератор, генератор . ультразвуковой частоты, коммутатор, электроакустический преобразователь ,р обзора и двигатель, и наземную аппаратуру, содержащую генератор ударного возбуждения с перестраиваемым контуром, переключатель, счетчики, генератор пилообразного напряжения и инди j катор обзора на электроннолучевой трубке 2,

Однако у известного устройства низкая точность измерения расстояний из-за погрешностей, обусловленных нелинейностью пилообразного напряжения и отсутствием устройства,автоматически вводящего поправку на изменение скорости распространен1 я ультразвука в среде. 3928 Наиболее близким к изобретению по технической сущности является скважин ный гидролокатор, который включает в себя скважинный снаряд, содержащий калибровочное устройство и систему обзора, связанные с коммутатором, к которому параллельно подключены генератор ультразвуковой частоты, связанный со схемой управления, и усилитель, подключенный к блоку уплотнения, и наземную аппаратуру, содержащую генератор и блок уплотнения, подключенный через триггера, управляемый делитель частоты, масштабирующее устройство, счетчик,, запоминающее устройство и декодирующее устройство к регистратору 31. Недостатком известного устройства является относительно низкая точность измерения расстоянии, так как оно позволяет измерять расстояние с дискретом (точностью) равным эталонному расстоянию калибровочного устройства скважинного снаряда. Цель изобретения - повышение точности измерений при определении конфигурации .подземных камер посредство уменьшения дискрета измерения расстояния. Поставленная цель достигается тем что в гидролокатор, включающий в себя скважинный снаряд, содержащий калибровочное устройство и систему обзора, связанные с коммутатором, к ко торому параллельно подключены генератор ультразвуковой частоты, соединенный со схемой управлен1 я, и усили тель, Иодключенный к блоку уплотнения, и наземную аппаратуру, содержащую генератор, блок уплотнения, подключенный к триггерам, и управляемый делитель частоты, подключенный через масштабирующее устройство, счетчик, запоминающее устройство и декодирующее устройство к регистратору, введены преобразователь частоты (делитель, у/1ножитель частоты) и коммутатор (например, блок 2И-ИЛИ), причем выходы триггеров подключены к первым двум входам коммутатора, генератор соединен параллельно с третьим входом коммутатора и входом преобразователя, час тоты, выход которого подключен к четвертому входу коммутатора, выход коммутатора подключен ко входу управляемого делителя частоты. На фиг. 1 представлена блок-схема скважинного гидролокатора; на фиг.2 и 3 управляемый делитель частоты. Скважинный гидролокатор содержит скважинный снаряд, включающий калибровочное устройство 1 и систему кругового обзора 2, подключенные через коммутатор 3 и усилитель k к входу блока уплотнения 5, схему управления 6, генератор ультразвуковой частоты 7 и наземную аппаратуру, содержащую блок уплотнения 8, триггеры 9 и 10., подключенные через коммутатор 11, управляемый делитель частоты (УДЧ ) 12, масштабирующее устройство 13, счетчик It, запоминающее устройство 15 и декодирующее устройство 16 к входу регистратора 17, преобразователь частоты 18 и генератор 19УДЧ 12 { фиг. 2) содержит счетчик 20, подключенный через регистр памяти 21 и схему сравнения кодов 22 ко входу инии задержки 23 и выходу УДЧ. Управляемый делитель частоты (фиг.ЗЛ содержит реверсивный счетчик 20, подключенный к регистру памяти 21,.-и многовходовую схему совпадения 22, выход которой подключен к линии задержки 23 и выходу УДЧ. Устройство работает следующим образом.. Команда схемы управления 6 через генератор ультразвуковой частоты (УЗЧ) 7 и.коммутатор 3 возбуждает акустическую систему калибровочного устройства 1 и через блоки уплотнения 5 и 8 устанавливают триггер 9 в единичное состояние, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 19 через преобразователь (умножитель , делитель) . частоты 18 и коммутатор 11 (например,, блок 2И-ИЛИ на вход УДЧ 12. Колебания УЗЧ, прошедшие эталонное расстояние в среде, отражаются от рефлектора и преобразуются акустической .си.стемой калибровочного устройства 1 в электрический сигнал, который через коммутатор 3, усилитель Ц и блоки уплотнения 5 и 8 возвращают триггер 9 в .tсходное ( нулевое состояние, прекращая калибровку. Таким образом, на УДЧ 12 за время кал.ибровки поступает количество импульсов равное 1C КС1Л- г где - частота импульсов на выходе генератора 19; п - коэффициент пересчета преобразователя частоты 18; 1 - эталонное расстояние между .акустической системой и рефлектором калибровочного устройства 1 ; V - скорость распространения ультразвука в среде. Схема управления 6 через генератор. УЗЧ 7 и коммутатор 3 возбуждает акустическую систему кругового обзора 2 и через блоки управления 5 и 8 устанавливает триггер 10 в единичное сбстояние, разрешая формирование раз вертки по дальности. Триггер 10 разрешает прохождение на УДЧ 12 импульсов с выхода генератора 19 через блок 2И-ИЛИ 11, при этом на выходе УДЧ 12 формируются с частотой следования . ., ПУ которые через масштабирующее устройство 13 поступают на вход счетчика 1 Колебания ультразвуковой частоты, отраженные от объекта локации, преоб разуются акустической системой 2 в электрический сигнал и с выхода блока уплотнения 8 поступают на запоминающее устройство (ЗУ) 15, переписывая в соответствующий адрес ЗУ -15 те ущее значение кода счетчика It раеноеf - r-V-W V e n где L, - расстояние до объекта локации . Последующие отраженные сигналы от более удаленных объектов с выхода бл ка уплотнения 8 записывают соответст вующие их временному положению значения текущего кода счетчика 1 в ЗУ 15. Информация из ЗУ считывается, и через декодирующее устройство 16 фиксируется регистратором 17. Импуль переполнения счетчика It возвращает триггер в 10 в исходное состояние, прекращая развертку по дальности. Изменением коэффициента пересчета масштабирующего устройства 13 оператор выбирает предел измерения по дальности, соответствующий размеру исследуемой камеры. Управляемый делитель Частоты УДЧ (фиг. 2) работает следующим образом. Одним из известных способов .кодМ); полученный на счетчике 20 за время калибровки, переписывается в регистр памяти 21, а счетчик 20 устанавливае ся в нулевое состояние. При формировании развертки по дальности сметчик 20 производит непрерывный смет поступающих импульсов, и в моменты равенства кода счетчика 20 коду хранящемуся в регистре памяти 21 срабатывает схема сравнения кодов 22, выходной импульс которой поступает на масштабирующее устройство 13 и через линию задержки 23 устанавливает ечетчик 20 в нулевое состояние. УДЧ 12 (фиг. 3) работает следующим образом. Одним из известных способов код , полученный, на сметчике 20 за время калибровки, переписывается в регистр памяти 21, а счетмик 20 переклюмается в режим Вычитание. При формировании развертки по дальности код, хранящийся в сметчике 20, уменьшается кода 00-0 (сметчик работает на вычитание. В момент равенства кода сметмика 20 код 00-6 срабатывает многовходовая схема совпадения 22 (дешифрируется код 00-0), выходной импульс которой поступает на масштабирующее устройство 13 и мерез линию задержки 23 переписывает ).с{д, хранящийся в регистре памяти 21, в сметчик 20, и т..д;|. Введение в скважинный гидролокатор новых узлов - коммутатора и преобразователя частоты - позволяет повысить томность измерения расстояния до стенки камеры в п раз, так как эталонное расстояние калибровочного устройства уменьшается делится) в п раз. Формула изобретения Скважинный гидролокатор, содержащий скважинный снаряд, включающий . в себя калибровомное устройство и систему обзора, связанные с коммутатором, к которому параллельно подклюмены генератор ультразвуковой частоты, соединенный со схемой управления, и усилитель, подклюменный к блоку уплотнения, и наземную аппаратуру, вклюма.ющую в себя генератор, блок уплотнения, подклюменный к триггерам, и управляемый делитель мастоты, подключенный через масштабирующее устрЬйство, сметмик, запоминающее устройство и декодирующее устройство к регистратору, отличающийся тем, что, с целью повышения томности измерений при определении конфигурации подземных камер, в наземную аппаратуру введены преобразователь частоты и коммутатор, причем выходы триггеров подключены к первому и второму входам коммутатора, генератор соединен параллельно с третьим входом коммутатора и входом преобразователя частоты, выход которого подключен к четвертому входу коммутатора, выход коммутатора подключен ко входу управляемого делителя частоты. 928 8 Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 116769, кл. .G 01 V 1/itO, 1957. 2.у вторскоесвидетельство СССР 317782, кл.. G01 V 1/13, 1969. 3. Авторскоесвидетельство СССР , кл. G01 V , 1977 (протип) .

Фит. 2

Фи1.3