Устройство для записи фазокорреляционных диаграмм при акустическом каротаже Советский патент 1982 года по МПК G01V1/24 G01V1/52 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическими методами.

Известны устройства, позволяющие различить на фазокорреляционных диаграммах (ФКД) годографы, относящиеся к различным типам волн в принимаемом акустическом сигнале.

Так, в аппаратуре для акустического .каротажа для улучшения разделения в принятом акустическом сигнале волн различного типа в наземную регистрирующую аппаратуру введен преобразователь сигналов в виде последовательно включенных двухполупериодного выпрямителя, устройства выделения огибающей, диференцирующего усилителя и компаратора, определяющего моменты перехода сигнала на его входе через ноль. Фронты, получаемых на вьЬсоде компаратора импульсов, соответствующие минимумам огибающей суммарного акустического сигнала, т.е. началу каждого нового типа волн в суммарном сигнале, подаются на модулятор ЭЛТ фотЬрегистратора. При этом на фотоносителе получается несколько диаграмм, соот,ветствующих по времени моменту прихода различных типов волн (первый.

например, Р - волна, второй - S-волна и т.д.). Такое устройство позволяет улучшить разделение различных типов волн, входящих в акустический сигнал, и одновременно повысить наглядность получаемых диаграмм, так как приход каждого волнового пакета отмечается только одной линией 1

Однако такое устройство облада10ет следующими недостатками во-первых, низкая точность определения временных параметров, .так как операция йыделения огибающей вносит значительный сдвиг в подаваемый сиг15нал, а во-вторых., пропадает значительная часть информации, присутствующая на обычных фазокорреляционных диаграммах, например видимый период сигнала различных типов волн,

20 ход и характер годографов в них и т.д.

Известно также устройство, в котором с целью разделения различных типов волн входной сигнал подает25ся одновременно на два параллельных канала, один из которых представляет собой триггер :)мидта с регулируемым порогом срабатывания, а второй, состоящий из блока дифференцирования и триггера Ммидта

30

с нулевым порогом срабатывания, схему вьщеления экстремумов в акустическом сигнале. Импульсы с выходо обоих каналов подаются йа схему совпадения. Таким образом, импульсы на выходе устройства появляются только в том случае, если амплитуда на входе превосходит заданный порог дискриминации, при этом передние фронты этих импульсов жестко привязаны к экстремуму сигнала на входе независимо от его уровня t2J,

Недостатком данного устройства является то, что, если необходимо определить время прихода не одной, а нескольких типов волн, требуется производить несколько записей.с различными порогами дискриминации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для преобразования сигналов, содержащее, два параллельных, канала, при этом первый канал состоит из последовательно соединенных дифференцирующей ячейки и дифференцирующего усилителя-ограничителя. Второй канал представляет собой амплитудный дискриминатор с регулируемым порогом, а первый - схему выделения экстремумов в акустическом сипале. Импульсы с обоих каналов по-даются на схему совпадения, сигнал с выхода которой отпирает ЭЛТ фото-г регистратора. Благодаря такому выполнению устройство позволяет фиксировать временное пололсение экстремумов положительных или отрицательных полуволн (для чего в .схеме предусмотрен переключатель полярности) поступающих на его вход. Разделение волн различного типа, отличающихся по амплитуде колебаний, осуществляется путем изменения порогового уровня 3.

Так как параметры сигнала при акустическом каротаже в процессе движения снаряда по стволу скважины изменяются в очень широких пределах, порог дискриминации необходимо устанавливать из расчета максимально возможной амплитуды волны, от которой в данной записи освобождаются, что является недостатком известного устройства, поскольку это может привести.к тому, что в интервалах с большим затуханием выделяемая волна окажется ниже уровня срабатывания амплитудного дискриминтора, что потребует повторной записи этого пласта с другим порогом. Вторым недостатком данного устройства является то, что полностью теряется информация об отсекаемой волне, что приводит к необходимости многократных записей с разными пороговыми уровнями.

Цель изобретения - повышение информативности записии сокращение

бремени каротажа путем повышения точности выделения первых вступлёНИИ поперечных и других типов волн.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для записи фазокорреляционяых диаграмм., содержащем два параллельных канала, подключенные к схеме совпадений на выходе устройства, при этом первый канал состоит из последовательно соединенных дифференцирующей ячейки и дифференцирующего усилителя-ограничителя, , второй канал выполнен из последовательно соединенных зарядно-разрядной цепочки, состоящей из диода, запоминающего конденсатора и разрядного резистора, компаратора, второй вход которого заземлён, и блока формирования сигнала, при этом анод диода соединен со входом устройства и входом первого канала, точка соединения катода диода с запоминающим конденсатором заземлена через резистор, а выходы блока формирования и первого канала через ИЛИ соединены с выходом устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы работы устройства..

Схема включает -дифференцирующую ячейку 1 и дифференцирующий усилитель-ограничитель 2, которые формируют импульсы, соответствующие экстремальным точкам входных сигналов, диод 3, разрядный резистор 4, запоминающий конденсатор 5, компаратор б, блок 7 формирования сигнала и элемент ИЛИ 8.

Устройство работает . следующим образом.

Входной сигнал (фиг.2а) подается одновременно на анод диода 3 и на последовательно включенные дифференцирующую ячейку 1 и дифференцирующий усилитель-ограничитель 2, с выхода которого нормализованные по длительности импульсы (фиг.26), соответствующие по времени экстремумам положительных полуволн, подаются через один из входов.: элемента ИЛИ 8 на модулятор ЭЛТ фоторегистратора. Запоминающий конденсатор 5 через диод 3 и низкое входное сопротивление компаратора 6 заряжается до амплитудного значения положительных полуволн (фиг.2в) входного сигнала и медленно разряжается через резистор 4 в паузах между ними, ак происходит до тех пор, пока каждая последующая положительная полуволна будет больше предыдущей. После прохождения максимума огибающей, например, Р-волны, диод 3 запирается и запоминающий конденсатор 5 разряжается до прихода первой же фазы последующей волны, амплитуда которой окажется больше запомненного на конденсаторе напряжения. Ток (фиг.2г), иду11{ий через запоминающий конденсатор 5, подается на вход компаратора 6, вызывая его срабатывание в момент начала заряда и возвращение в исходное состоя-, ние в момент окончания Сфиг.2д), т.е. в экстремуме положительной полуволны входного сигнала. В блоке 7 формирования происходит выделение задних фронтов импульсов на выходе |компаратора б и формирование их по времени (Фиг.2а). Длительность этих импульсов выбрана такой, что они/ пройдя через, элемент ИЛИ 8 на модулятор ЭЛТ, вызовут на фотоносителе (более яркую (широкую) точку, чем сигналы с выхода дифференцирующего усилителя-ограничителя 2. Таким обра- . зом, в результате сложения сигналов, идущих по .двум параллельным каналам, получается обычная ФКД, на которой первые фазы каждого нового типа волн .будут выделены более широкой линией (фиг.2ж). .

Устройство позволяет повысить информативность записи,надежность интерпретации геофизических материалов и сократить время выделения скважин при проведении акустического каротажа.

Формула изобретения

Устройство для записи фазокорреляционных диаграмм при акустическом

каротаже, содержащее два параллельных канала, при этом первый канал состоит из последовательно соединенных дифференцирующей ячейки и дифференцирующего усилителя-ограничителя, 6 тличающееся .тем, что, с целью повышения информативности записи и Сокращения времени каротажа путем повышения точности выделения первых вступлений поперечных и

0 других типов волн, второй канал вы- . полнен из последовательно соединенных зарядно-разрядной цепочки, состоящей из диода, запоминающего конденсатора и разрядного резистора,

5 компаратора, второй вход которого заземлен, и блока формирования сигнала, при этом анод диода соединен со входом устройства и входом первого канала, точка соединения катода

Q диода с запоминающим конденсатором заземлена через резистор, а выходы блока формирования и первого канала через схему ИЛИ соединены с выходом устройства.

Источники информации,

5 принятые во внимание при эк.спертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 364913, кл. G 01 V 1/40, 1971.

2.Патент СЫЛ 3237153, кл. 340-18, 1966.

0

3.Авторское свидетельство СССР № 330-244, кл. G 01 V 1/40, 1970 (прототип) .

Фиг.1 JJUL