Устройство для регистрации горизонтального сечения скважины Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

I

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа на отраженных волнах ( акустические каверномеры-профилемеры, приборы для съемки подземных камер

и др. ).. .

Известны устройства для регистрации горизонтального сечения скважины, содержащие датчик положения акустической -системы,электроннолучевую трубку СЭЛТ ) с отклоняодей .системой, следящую систему с двигателем, вращающим отклоняющую систему ЭЛТ, и генератор развертки дальности П.

(1оскольку в этом устройстве применена следящая система ,исполнительный двигатель которой вращает отклоняющую систему ЭЛТ, то данное устройство сложно и громоздко, а наличие движущихся механизмов ведет к снижению надежности работы устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регистрации горизонтального сечения скважины , которое состоит из скважинного прибора, содержащего направленную акустическую систему, электропривод, датчик положения ( следящую систему ) и электронную часть, и наземной части, содержа1дей SJTT, схему формирования развертки луча ЭЛТ, видеоусилитель и регистратор L2.

В данном устройстве отклоняющая система не вращается, а круговая развертка электронного луча ЭЛТ осуществляется путем подачи на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины синусоидального и косинусоидального напряжений соответственно. Эти напряжения получаются с по,мощью синус-косинусоидальных потенциометров, подвижные системы которых враща тся электродвигателем следящей системы.

Благодаря тому, что в этом устройстве двигатель следящей системы вращает не громоздкую отклоняющую

систему, а подвижные системы потенциометров, габаритные размеры устройства несколько уменьшены.

Тем не менее известное устройство сложно, достаточно громоздко и и ет недостаточную надежность из-за наличия движущихся частей. . Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности. Указанная цель достигается тем, что в устройство для регистрации горизонтального сечения скважины, содержащее скважинный прибор, состоящий из направленной акустической системы, электропривода, датчика положения и электронной схемы и сое диненный каротажным кабелем с назем ной панелью, включакхчей селекторы импульсов датчика положения, момента излучения и дальности, видеоусилитель, схему формирований развертки, состоящую из блока управления разверткой, соединенного с двумя ге нераторами пилообразного напряжения к выходам которых подключены усилители отклоняющей системы электронно лучевой трубки, электроннолучевую трубку и фоторегистратор, при этом скважинном приборе акустическая сис тема соединена с датчиком положения и электронной схемой, датчик полЬжения соединен с электроприводом и вместе с последним и электронной схемой подсоединен к каротажному кабелю, а в наземной панели к каротажному кабелю подсоединены селекто-ры импульсов датчика положения, момента излучения и дальности, выход селектора импульсов момента излучения соединен с входом блока управления разверткой, выход селектора импульсов дальности соединен с виде оусилителем, выход которого подключен к модулятору яркости электронно лучевой трубки,.выходы усилителей отклоняющей системы электроннолучевой трубки соединены с соответствую щими элементами отклоняющей системы электроннолучевой трубки, введены последовательно соединенные блок формирования меандра с периодом, равным времени одного оборота акустического луча, частотный фильтр и интегратор, блок формирования меанд ра подключен к выходу селектора импульсов датчика положения, а выходы фильтра и интегратора соединены соо ветственно со вторыми входами первого и второго генераторов пилообразного напряжения.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства для регистрации горизонтального профиля; на фиг. 2 - эпюры напряжений в разичных точках блок-схемы, возникающие при работе устройства; на фиг. 3 - один из видов горизонтального профиля скважины, сформированный на экране ЭЛТ. Устройство состоит из скважинного прибора 1, соединенного при помощи каротажного кабеля 2 с наземНОЙ Панелью 3. Скважинный прибор содержит узконаправленную акустическую систему 4, электропривод 5, датчик 6 положения, импульсны генератор 7, усилитель 8. Основными функциональными элементами пульта являются селектор 9 импульсов датчика положения, селектор 10 импульсов момента излучения, селектор 11 импульсов дальнгсти, блок 12 формирования меандра, фильтр 13, интегратор 14, блок 15 управления разверткой, генератор пилообразного напряжения (ГПН1) 16, генератор пилообразного напряжения (ГПН2)17, усилитель 18 горизонтального отклонения, усилитель 19 вертикального отклонения, электроннолучевая трубка 20, видеоусилитель 21 и фоторегистратор 22. Входы селектора подключены к выходу каротажного кабеля 2. Выход селектора 9 подключен ко входу блока 12 формирования меандра, последовательно соединенного с фильтром 13 и интегратором 14. Выход селектора 10 соединен со входом блока 15 управления разверткой, выход которого, подключен к ключевым входам генераторов 16 и 17 пилообразного напряжения. Выходы генераторов 16 и 17 пилообразного напряжения соединены соответственно с входами усилителей горизонтального 18 и вертикального 19 отклонения. Выходы усилителей 18 и 19 соединены с соответствующими элементами отклоняющей системы электроннолучевой трубки 20. Выход селектора 11 соединен с входом видеоусилителя 21, выход которого подключен к модулятору яркости электроннолучевой трубки 20. Изображение, сформированное на экране электроннолучевой трубки 20, фотографируется с помощью фоторегистратора 22. 5 Устройство работает следующим образом. Акустическая система k возбужда ется импульсным генератором 7 и пер одически излучает узконаправленные импульсы упругих колебаний в направ лении стенки 23 скважины. В момент излучения на поверхность посылаются импульсы момента излучения (фиг. 2А). Отраженные от стенки скважины импульсы упругих колебаний принимаются акустической системой, преобра зуются в электрические импульсы дал ности и после усиления усилителем 8 по каротажному кабелю 2 поступают на поверхность в наземную панель 3При помощи электропривода 5 акус тическая система t вращается и таки образом осуществляется круговое ска нирование стенки 23 скважины ультразвуковым лучом. Кроме импульсов дальности, в наземный пульт из скважинногс прибора поступают тактовые импульсы ,(.фиг. 2Б), вырабатываемые датчиком 6 положения, с периодом следования, равным 1/4 оборота акустической сис темы k. Тактовые импульсь выделяются селектором 9 и запускают блок 12, на выходе которого формируется напряжение меандра (фиг.2В ) с периодом, равным времени одного оборота акустической системы. Напряжение ме андра поступает на фильтр 13, на в ходе которого выделяется синусоидал ное напряжение с периодом, равным в мени одного оборота акустической си темы (фиг.2Г). Синусоидальное напря жение поступает на вход ГПН1 16 и на вход интегратора 1/t, где смещается им по фазе на 90° (фиг. 2Д). Сдвинутое по фазе синусоидальное напряжение подается на вход генератора пилообразного напряжения ГПН 17. Одновременно импульсы момента излучения выделяются селектором 10 и .запускают блок 15 управления разверткой, который вырабатывает сигналы, управляющие ключевыми элемент ми генераторов пилообразного, напряжения ГПН1 16 и тИ2 17. Время заряда емкостей этих генераторов равно времени, соответствующему максимальному измеряемому расстоянию в скважине. Напряжение, до которого заряжается емкость генератора ГПН1 16, 126 снимается с выхода фильтра 13. Напряжение, до которого заряжается емкость генератора ГПН2 17, снимается с выхода интегратора. В результате на выходах ГПН1 16 . и ГПН2 17 действуют пилообразные напряжения, модулированные по амплитуде соответственно синусоидальным и косинусоидальным напряжениями с периодом, равным времени одного оборота акустического луча (фиг.2Е, 2Ж). Сигналы с выходов ГПН1 16 и ГПИ2 17 подаются на усилители горизонтального и вертикального отклонения соответственно, а Затем на отклоняющую систему ЭЛТ, образуя полярную развертку. Импульсы дальности из скважинного прибора по кабелю поступают на селектор 11. Выходной сигнал селектора усиливается видеоусилителем 21 и подается на модулятор яркости ЭЛТ, засвечивая на экране точки, соответствуюи4ие моментам, прихода импульсов дальности (фиг.З). Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность наблюдения и регистрации с помои ью фоторегистратора горизонтальногр сечения скважин и полостей без использования в наземной аппаратуре узлов, которые должны вращаться синхронно с вращением акустической системы скважинного прибора. Формула изобретения Устройство для регистрации горизонтального сечения.скважины, содержащее скважинный прибор, состоящий из направленной акустической системы, электропривода, датчика положения и электронной схемы и соединенный каротажным кабелем с наземной панелью, включающей селекторы иь тульсов датчика положения, момента излучения и дальности, видеоусилитель, схему формирования развертки, состоящую из блока управления разверткой, соединенного с двумя генераторами пилообразного напряжения, к выходам .которых подключены усилители отклоняющей системы электроннолучевой трубки, электроннолучевуи трубку и фоторегистратор, при этом в скважинном приборе акустическая система соединена с датчиком положения и электронной схемой, датчик положения соединен с электроприводом и вместе с последним и электронной схемой подсоединен к каротажному кабелю, а в наземной панели к каротажному кабелю подсоединены селекторы импульсов датчика положения, момента излуче-. ния и дальности, выход селектора импульсов момента излучения соединен с входом блока управления разверткой, выход селектора импульсов дальности соединен с видеоусилителем, выход которого подключен к модулятору яркости электроннолучевой трубки, выходы усилителей отклоняющей системы электроннолучевой трубки сое динены с соответствующими элементами отклоняющей системы электроннолучевой трубки, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения его надежности, в 28 него введены последовательно соединенные блок формирования меандра с периодом, равным времени одного оборота акустического луча, частотный фильтр и интегратор, блок формирования меандра подключен к выходу селектора импульсов датчика положения, а выходы фильтра и интегратора соединены соответственно со вторыми входами первого и второго генераторов пилообразного напряжения. Источник информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ультразвуковой гидроакустический каверномер Контур. Методика и техника разведки. ОНТИ ВИТЗ, Л., 1970. № 70, с. 69. 2.Патент США If 3369626, кл. 181-15,5, 1968 (прототип). .

ил

26

-

t X У

а,