Устройство для контроля аппаратуры акустического каротажа Советский патент 1983 года по МПК G01V13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТГАЖА Изобрегение относигея к области промыспово-геофизических исследований скважин и можег быть использовано для проверки и калибровки аппаратуры акусти ческого каротажа. Известно устройство, используемое дл калибровки акустических каротажных приборов и содержащее звукопровод в виде упругой металлической ленты, зафиксированной в зонах расположения электроакус тических преобразователей узлами для ориентирования,- а контакт между преобра зователями и лентой осуществляется по жидкости, которой заполняются узлы ориентации непосредственно перед поверкой аппаратуры С 3 Недостатком устройства является большая продолжительность процесхза -по верки аппарату)ры акустического каротажа, особенно если контроль осуществляет ся непосредственно перед проведением каротажа и связан с простоем буровой. Наиболее близким к изобретению явля ется устройство, в котором основными элементами являются контейнер с шариками, используемый в качесгве формкровате-i лл стандарт-сигналов, и узел сивхрошсзации, включающий соединенные в последо 6а Тельную цепочку усилителей и пороговый элемент, позволяющий визуально проконтполировать сигнал на входе наземного пульта и оценить его идентичность с сигналом эталонного скважинного прибора JJ 2 Недостатком известного устройства является его невысокая точность и длительность процесса исследования. Целью изобретения является повышение точности устройства и сокращение времени исследования, а также повышения универсальности применения. Цель достигается тем, что в устройств во для контроля аппаратуры акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, включающий соединенные в последовательную цепочку усилители и пороговый элемент, и формирователь стандартсигналов, в узел синхронизации дополнятельно введены детектор электромагнитного излучения и двухполупериодный выпрямитель, иричем выход детектора подключей к входу двухлолуп иодного вьтрямигеля, выход двухполупериодного вьгарямителя - к входу усилителя, а входзапуска формирователя стандарт-сигналов подключен к выходу порогового элемента. При этом, детектор электромагнитного излучения вьтолнен в виде электрического контура, образованного катушкой с ферритовым сердечником и конденсатором и настроенного на среднюю частоту спектра колебаний излучателя.

В таком конструктивном исполнении устройства достигаются возможности

контроля аппаратуры с помощью стандартсигналов, соответствующих реальньшинформационным сигналам в различных условиях ее эксплуатации на скважинах. ,При этом существенно повыщается эффективность контроля, поскольку проверкой охватывается не только приемно-усилительный тракт аппаратуры, но и ее измерительная часть, а также в значительной мере работа излучателя. Отсутствие в конструкции движущихся механических элементов ххри неслояшой электронной схеме упрош;ает конструкцию, способствуя ее большей надежности. Кроме того, расширяется универсальность использования устройства, поскольку оно может быт использовано не только при жесткой оболочке приемного акустического преобразователя аппаратуры, а при любой его конструкции.

На фиг, I представлена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.

Функциональными элементами уст vройства являются узел I синхронизации и формирователь 2 стандарт-сигналов. Узел синхронизации состоит, из детектора 3 электромагнитного излучения, предвари - тельного усилителя 4, двухполупериодного вьтрямителя 5 и порогового элемента компаратора 6, Выход детектора подключен к входу предварительного усилителя 4, вьпсод предварительного усилителя - к входу вьшрямителя 5, а выход выпрямителя - к сигнальному входу компаратора 6, Формирователь стандартсигналов состоит из блока 7 задержек, генератора S, радиоимпульсов,усилителя мощности и высококачественной электродинамической головки (динамика) Ю, Выход блока 7 задержек подключен ко входу генератора 8 радиоимпульсов, выход генератора, - к входу усилителя 9 мощности, а усилитель мощности нагружен на высококачественную электродинамическую головку Ю, Выход компаратора 6 узла 1 синхронизации подключен к входу запуска блока 7 задержек формирователя 2 стандарт-сигналов.

На фиг, 2 представлены: электрические колебания 11, выделенные электрическим контуром; полупериоды колебаний 12,прямоугольные импульсы 13, вырабатываемые компаратором; прямоугольные импульсы 14, вырабатываемые схемой задержек; радиоимпульсы 15, вырабатываемые генератором радиоимпульсов. При контроле аппаратуры акустического каротажа устройство крепится на скважин Ном приборе аппаратуры таким образом, чтобы электродинамическая головка оказалась напротив приемного акустического преобразователя скважинного прибора. Акустическая связь головки с приемным преобразователем обеспечивается через воздушный зазор между ними.

Устройство работает следующим образом,

В момент возбуждения магнитострикционного излучателя скважинного прибора, которое осуществляется импульсом тока, коммутируемого через обмотку излучателя, в качестве побочного эффекта возникают электромагнитные колебания, возбуждаемые в окружающей среде изменяющимся магнитным полем. За пределами нескольких десятков метров от излучателя электромагнитное поле быстро за,тухает, а на расстояниях от излучателя, соизмеримых с длиной скважинного прибора, оно имеет довольно значительную величину. Частота электромагнитных колебаний соответствует частоте акусти ческих колебаний, генерируемых излучателем.

Электромагнитное излучение, возникающее при возбуждении излучателя,. воспринимается детектором электромагнитного излучения 3, представляющего собой электрический контур, образованный катушкой с ферритовым сердечником, являющейся магнитной антенной, и конденсатором. Настройка контура соответствует средней частоте спектра акустических .колебаний излучателя. Электрические колебания 11, выделенные контуром, поступают на усилитель 4, а после усилителя - на двухполупериодный вьшрямитель 5, на выходе которого первый и все другие полупериоды колебаний 12 имеют одну положительную полярность независимо от полярности первого полупериода на входе детектора, т. е. независимо or направления намотки обмогки излучателя, положения катугики с ферритовык; сердечником и других факторов, от ко1чэрых зависит полярность полупериодов сигнала Однополярный сигнал с вы хода вьшрямителя поступает на сигнальный вход компаратора 6 и при достижении первым полупериодом величины порог равного значению установленного опорног напряжения, вызывает срабатывание кoмп ратора и формирование прямоугольных импульсов 13, Импульсы срабатывания компаратора поступают на вход формиро вателя стандарт-сигналов - блок задержек 7, вызывая его срабатывание от первого в каждом такте импульса компаратора. Схема задержек вырабатывает прямоугольные импульсы 14 длительностью Т, Ог заднего фронта этих импуль-сов запускается генератор радиоимпульсов 8, Радиоимпульсы 15 с выхода гене ратора усиливаются усилителем 9 мощнос ти и поступают на электродинамическую головку Ю, излучающую соответствующий пакет акустических колебаний, кото- рые через воздушный промежуток попадают на приемный акустический преобразователь скважинного прибора в качестве стандарт-сигнала Пройдя приемно-усилительную часть контролируемой аппаратуры стандарт-сигнал поступает на ее измерительную часть. Поскольку начало формирования стандарт-сигнала устройства для контроля так же, как и запуск измери. тельной части аппаратуры акустического каротажа, осуществляется синхронно в момент возбуждения излучателя, то измерительная часть аппаратуры обеспечивает измерение параметров стандартсигналов без каких- пибо. сбоев вис установленной для рабочего режима точностью. Измерение амплитудных временны параметров стандарт-сигнала осуществляется точно так же, как измерение соответствующих параметров информационного сигнала при исследовании скважин, Результаты измерений при контроле аппаратуры акустического каротажа-сопосгавляютх:я с эталонными значениями и дается оценка соответствия контролируемой аппаратуры предъявляемым требованиям. БЛОК 7 задержек путем регистрирования длительности выходных прямоугольных импульсов 14 и соответствующего перемещения их заднего фронта обеспечивает изменение врезусенного положения стандарт-сигнала, в рабочем диапазоне BpavreH прихода информащ{онного сигнала. Аналогичные возможности, но уже в огнощении амплитуды информационного сигнала, обеспечивает имеющийся в схеме генератора радиоимпульсов 8 амплитудный аттенюатор. Таким образом, устройство обеспечивает значительное сокращение времени, затрачиваемого на проверку аппаратуры, обеспечивает охват проверкой приемноусилительного тракта без ухудшения других показателей и .отличается универсальностью применеН1Ш, рмула изобретения I.-Устройство для контроля аппаратуры акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, включаклпий соединенные в последовательную цепочку усилитель и пороговый элемент, и форми- рователь стандарт-сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности и сокращения времени контроля аппаратуры акустического каротажа, а также повыщения универсальности уст4 ройства, в узел синхронизации дополнительно введены детектор электромагнитного излучения и двухполупериодный выпрямитель, причем выход детектора подключен к входу двухполупериодного вьшрямителя, выход двухполупериодного вьшрямителя - к входу усилителя, а вход запуска формирователя стандарт-сигнала подключен к выходу порогового элемента, 2. Устройство по п. I, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что детектор электромагнитного излучения выполнен в виде элек трического контура, образованного катушкой с ферритовым сердечником и конденсатором и настроенного на среднюю частоту спектра колебаний излуштеля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское сввдетельство СССР № 518749, кл. GOlV 1/4О, 1974. 2.Авторское свид-етельство СССР № 516ОО9,. кл. GOlV 1/4О, 1974 прототип).

Фуг.

11

-/Ь ; г-- - ---УЬи-/г

ж

Id