Устройство для акустического каротажа скважин Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

однако имеет низкую информационную плотность при регистрации (регистрируется камсдая восьмая пара сигналов . от двух датчиков). Возможны также искажения сигнашов за счет перегрузок в линии связи, так как сигналы широкополосного акустического каротажа имеют большой динамический диапазон j более 80дБ, с учетом продольных, поперечных и лэмбовских волн.

Требования к точному измерению динамических параметров различных Фипб1 волн, входящих в полный акустический сигнал, а также их отношений не noiволяет применять методы переменной автоматической регулировки усиления в процессе приема сигналов. Поэтому для этих целейприменяются 10-12-раз- рядные аналого-цифровые преобразователи, соответствующие ОЗУ, а запись информации на стандартный НМЛ осуществляется двумя байтами (16 двоичньохразрядовТ. Для peгиcт)aции всего акустического сигнала без искажеиий осуществляют два спуско-подъема скважирного прибора, регистрируя сигнал при разных коэффициентах уси-; ления. Это приводит к снижению информационной плотности при записи на цифровой регистратор.

Цель изобретения - повышение точности и информационной плотности при регистрации.

I Поставленная цель достигается тем, что в устройство для акустического каротаика скважин, содержащее после;Е;овательно соединенные датчик сигналозв, дискретный регулятор уровня сигнала, выходной каскад, линию связи, блок согласования и управления, аналогоцифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство и цифровой регистратор-накопитель на магнитной ленте, введены блок амплитудно-вре-i менного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминаняцем устройстве, и блок формирования информационного массива дл; записи на цифровой регистратор,, при этом входы блока амплитудно-временного анализа ; сигналов, эарегистрированшдх s оперативном запоминающем устройстве, подвключены к блоку управления и согласо вания и выходу оперативного запомине юцего устройства, а выход блока амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, подключен к первому входу блока формирования информационного марсива для записи на цифровой регистратор, второй вход которого подключен к блоку согласования и управления, а выход - к цифровому регистратору-накопителю на магнитной ленте.

При этом второй выход бл9ка амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве/, подключен чеоез блок согласования и управления и линию связи к дискретному регулятору уровня сигнала.

На фиг.1 представлено устройство, блок-схема) на фиг.2 - диаграммы; поясняющие его работу.

Устройство содержит датчик 1 сигналов, дискретный регулятор 2 уровни сигнала, выходной каскад 3, линию 4 связи, блок 5согласования и управления, аналого-цифровой npeo6pa30BaTejib б, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, соединенные цепью 8 с блоком 9 амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в ОЗУ, и соединенного цепью 10 через блок 5 согласования и управления и линию 4 связи с дискретным регулятором 2 уровня сигнала, а также цепью 11с блоком 12 формирования информационного массива, подключенного цепью 13 к Цифровому регистратору НМЛ 14. Блок амплитудно- временного анализа сигналов и блок 12 формирования информационного массива соединены соответственно цепями 15 и 16 с блоком 5 управления и согласования.

Устройство работает следующим образом

Акустические сигналы принимаются датчиком 1 и через дискретный регулятор 2 уровня сигнала, выходной каскс1Д 3, линию связи, блок 5 согласования и управления поступают на вход «г разрядного аналого-цифрового преобразователя 6 и записываютря в оперативное запоминакхцее устройство 7. Управление дискретным регулятором уровня сигнала осуществляется, от CAokci 5 согласований и управления Оператором. или от блока ;9 амплитудно-временного анализа сиг налов, записанных в ОЗУ.

Функции блока 9 гдашлитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в ОЗУ, Могут быть выполнены специальным микропроцессором, изменяя программу равоты которого можно реализовать различные методы компоновки информационного массива для записи на цифровой регистратор (НМЛ). Для i этого могут быть использованы методы фазового (экстремального) представления акустических сигналов, а также ;И другие методы сжатия информации.

Работа устройства показана на одном из примеров сжатия информации, который отличается тем, что позволяет простым способом (с помощью цифро-ан шогового преобразователя) преобразовать считанный с магнитной ленты цифровой сигнал в аналоговый. Это позволит, тфименяя аналоговые измерительные блоки (например, АНК-М и ИФКД-2),осуществить экспресс-о(5работку информсщии в полевых условиях. Для регастрации. акустических сигналов на магнитную ленту достаточнс иметь однобайтовый формат для записи мантиссы числа (знак + 7 дв.разр.), обеспечивая точность регистрации порядка , что вполне достаточно для динамических измерений параметро .акустических волн. Особенности акустического сигнала (фиг.2а,б), а именно,суперпозиция различных типов упругих йолн и возможность определения интервалов вступления этих волн, позволяет применить дискретное во времени излюне- иие маоитаба регистрируемого сигнала Значение масштаба в интервале (порядок числа,определяющий динамический диапазон) и значение временных интер валов (номера ячеек в ОЗУ) выносятсй в сервисную информацию, сопровождаю- щую каждый информационный массив, формируемый в блоке 12 (фиг.2д). Дискретные значения времен:ц определяет начало формирования инфор мационного массива (задержка регистг рации); t,j, tj и t - времена, начиная с которых изменяется масштаб за- Лиси.. В блоке Формирования информационногчэ массива для записи, на иифровб |регистратор (НМЛ) из блока 5 согласдвания и управления по цепи 16 посту- пает также информация о постоянной задержке начала измерения, глубине измерения, номере датчика и др. Сфор мированный таким образом информационный массив по цепи 13 передается на; цифровой регистратор НМЛ 14. Таким образом, возможен переход с двухбайтовой записи сигнала на од- яобсШтовую, что приблизительно в два раза увеличивает информационную плотность при цифровой регистрации. Как показано на фиг.2с(, из-за ограниченного динамического диапазона линии связи амплитуда интенсивных сигналов ограничивается на уровне 17. При этом амплитуда головных волн (Р и S) регистрируются с максимальным усилением, не превышая динами«еского диапазона.аналого-цифрового |1реобразователя 6,уровень 18. Блок гилплитудно-временного анали-, за сигналов 9, записанных и ОЗУ, вырабатывает команду, которая по цепи 10, через блок 5 согласования и управления, линию 4 связи регулирует уровень сигнала с помощью дискретного регулятора 2 уровня. Следугаций принимаекяый сигнал (фиг.26) не и леег амплитудных искажений.. В оперативном запоминающем устройстве 7 таким об:разом можетбытьзарегистрировано несколько акустических сигналов, из которых блок 9 амплитудно-временного .анализа передаст по цепям 13 в блок 12 формирЬвания информационного мас1сива для записи на цифровой регистратор НМЛ из каждого сигнала йеискаженные интервалы пакета волн. При этом осуществляется масштабирование сигнала в каждом интервале до уровня одного байта (знак + 7 дв.разр.) 19 (фиг.2в). Например, интервал t -tj формирует-, ся из сигнала (фиг.2а ) без масштабирования, интервал tj-tj формируется с масштабированием из сигнала (фиг.2а), интервал формируется из сигнала (фиг. 26 с маслитабированием. ВреMeHmie интервалы согласуются в местах перехода сигналов через нулевую линию. Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного,так как зна чительно расширены его функционалбные розможности, повышены точность йзмё{ ёний и информационная плотность при цифровой регистрации. Формула изобретения 1.Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее последовательно сбединенные датчик сигнала, дискретный регулятор уровня сигнала, выходной каскад, линию связи, блок согласования и управления, аналого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство и цифровой регистратор-накопитель на магнитной ленте, отличающеес:Я тем, что, с целью повьаиения точности и информационной плотности при регистр ации, в устройство введены блой амплитудно-временного анализа сигналов, .зарегистрированных в оперативном, запоминающем устройстве, и блок фор- мирования информационного массива для записи на цифровой регистратор, при этом входа блока амплитуд но-вре- менного анализа сигнгшов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, подключены к блоку управления и согласования и выходу опера- тивного запоминающего устройства, а выход блока амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройств ве, подключен к первому входу блока формирования информещионного, массива для записи на цифровой регистратор, второй вход которого подключен к бйо-; Ку согласования и управления, а выход - к цифровому регистратору-накопителю на магнитной ленте. 2.Устройство по rt.1, о т л и а ю щ е е с я тем; что второй ход Вяока амплитудно-временнаго анализа сигнсшов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, подключен через блок согласования и управления и линию связи к дискретному регулятору уровня сигнала.

Источники информации, принятые яо внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 416651, кя. 6 ОТ V 1/40, 1972.

2.Патент США 3322229, кл. 181-05, опублнк. 1964.

3.Авторское свидетельство СССР

655211, кл. G 01 V 5/00, 1975 (прототий).

- (- -- .

V, -. фуг. г