Устройство для регистрации акустических параметров при каротаже скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН, с.одержащее последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему, формирования , сравнивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки и генератсзры тока, отличающееся тем, что, с повышения точности путем уменьшения погрешности регистрируемых паргкметров от нестабильности температуры, первый вход сравнивахщего устройства подключен к выходу ключа, вход которогЬ соединен с первым входом схемы совпадения и с входом схемы формирования , второй вход сравнивающего устройства подключен к выходу схекол запоминания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего ус.тройства , который соединен с входом схемы совпгщения, а втЬрой вход схемы запоминания подключен к выходу схемы формирования, при этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блокировки, а оба выхода cx&ta совпадения подключены к генераторам тока. rCD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

° 3(5ВG 01 V 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3281953/18"25 (22) 23 ° 01 ° 81 (46) 23 ° 01 ° 84 ° Бюл, М 3 (72) A.A. Сержантов и Б.И. Кирпиченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 550 .ЭЗ(088 .8) (56) 1. Белоконь Д.В., Козяр В.Ф., Косолапов А.Ф. Комплексная аппаратура акустического каротажа CI1AK-2.

Сб, Геофизическая аппаратура .

Вып. 48. Л., Недра, 1972.

2 ° Немировский A.Á., Суэдальницкий Ф.М. Исследование помехоэащнщенности систем порогового обнаружения сигналов при акустическом каротаже. Геология и геофизика, 1978, 9 12, с. 53-57, 3. Мельцер A.Ê., Резник Г.Д., Цалюк М.В. Логарифмический преобразователь для аппаратуры акустического каротажа. -. Сб. Геофизическая аппаратура ° Вып. 66, Л., . Недра, 1978, с. 133-135 (прототип).

„„SU„„1068859 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КАРОТАЖЕ

СКВАЖИН, содержащее последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему. формирования, сравнивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки н генераторы тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыаения точности путем уменьшения погрешности регистрируемых параметров от нестабильности температуры, первый вход сравнивакщего устройства подклю. чен к. выходу ключа, вход которого соединен с первым входом схемы совпадения и с входом схемы формирования, второй вход сравнивающего уст- щ ройства подключен к выходу схемы запоминания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего устройства, который соединен с входом схемы совпадения, а второй вход схемы запоминания подключен к выходу схемы формирования, при .этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блокировки, а оба выхода схемы совпадения подключены к генераторам тока.

1968859

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано при разработке акустической скважинкой аппаратуры.

Известно устройство регистрации . 5 логарифма отношений амплитуд при акустическом каротаже (AK) скважин, в котором детектированные сигналы поступают на два диодных логарифмических преобразователя, построенных по принципу кусочно-линейной аппроксимации. Полученные напряжения поступают на схему вычитания, выходной ток которой пропорционален логарифму отношения амплитуд (1 3.

Недостатком устройства является то, что преобразование амплитуды в логарифмическое напряжение осуществляется ступенями, в каждой иэ которых нарушается пропорциональность с логарифмическим законом преобразования.

Известен способ для регистрации временных параметров в АК, заключающийся в измерении времени путем выделения момента срабатывания порогового устройства от сигнала, превышающего определенный уровень (2 ).

Так как амплитуда этого сйгнала в зависимости от скважинных условий меняется, то происходит вместе с . 30 этим и плавание момента срабатывания . порогового устройства, что является недостатком способа и устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство регистрации лога-З5 рифма отношения амплитуд, содержащее два одновибратора (или симметричный мультивибратор), две схемы .запоминания усредненных значений амплитуд сигналов от ближнего -и дальнего излучателей акустического зонда, ключ, схему формирования (компаратрр), которая формирует напряжение, изменяющееся по логарифмической экспоненте, открытый транзистор, компенсирующий температурное влияние, сравнивающее устройство, схему совпадения, мультивибратор (генератор блокировки) и генератор тока.

На вход устройства поступает сигнал предварительнб продетектированный. Это напряжение поступает на две идентичные схемы запоминания. Напряжения на схемы запоминания поступают в определенные временные интервалы, 55 которые формируются соответственно двум одновибраторам. С выхода первой схемы запоминания напряжение поступает через ключ на схему формирЬваиия напряжения с логарифмическим спа-ц) дом заднего фронта, которое в свою очередь поступает на вход сравнивающего устройства, с второй схемы через открытый транзистор, компенсирукщий влияния температуры, напряжение поступает на второй вход сравнивающего устройства.

Разностное напряжение усиливается сравнивакщим устройством, и сформированные прямоугольные импульсы поступают на схему совпадения, которая пропускает прямоугольные импульсы с длительностью, пропорциональной логарифму отношения амплитуд, на вход генератора тока. Управление схемой совпадения и ключом осуществляется одновибратором, который формирует прямоугольные импульсы определенной длитель ности (, 3 l°.

Недостатком известной схемы asляется то, что погрешность из-за тем- . пературного влияния полностью не компенсируется, так как компенсационный элемент (открытый транзистор) преднаэначег для компенсации термонестабильности только компаратора (цепи формирования) . Компенсация же нестабильности селекторов и схем запоминания, несмотря на их номинальную симметричность, не может быть полной из-эа фактических различий термонестабильности каждого из полупроводниковых элементов, обусловленной разбросом их параметров. Такая нестабильность s диапазоне температур от

10 до 45 может достигать 70 мВ,что соизмеримо с величиной сигнала в нижней области динамического диапазона (для микросхем .типа К140 УД 1Бсигналы порядка 50 мВ) . Повышение стабильности может быть достигнуто только специальным подбором элементов .

Суммарная погрешность возрастает. иэ-за нестабильности напряжения питания и. может составить значительную величину.

Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешности регистрируемых параметров от нестабильности температуры.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации акустических-параметров, содержащем последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему формирования, сравнивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки н генерагор тока, первый вход сравнивающего устройства подключен к выходу ключа, вход. которого соединен с первым входом схемы совпадения и с входом. схемы формирования, второй вход сравнивающего устройства подключен к выходу схемы запоминания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего устройства, который соединен с входом схемы совладения, а второй вход схемы запомйнаиия подключен к выходу схемы формирования, при этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блоки-

1068859 мы 2 запоминания к выходу сравнивающего устройства 5 позволяет запоминать в одной схеме два информацион-. ных сигнала и, следовательно, исполь. эовать один. канал для обработки сигналов, принятых от двух зондов скважинного прибора. Кроме того, сравнение выходного сигнала схемы 2 запоминания с сигналом от предварительного усилителя с помощью одного канала дает воэможность избежать погрешность термоиестабильиости, вознйкакхцую при работе двух полных каналов . Таким образом, преобразование амплитуд в длительность пропорцио.I л„ нальную Сп осуществляется в одном

1 А2 общем канале, что исключает появление дополнительных погрешностей от различного влияния температуры.

Устройство повышает точность определения положения вершин-сигналов .и, следовательно, может быть исполь" ровки, а оба выхода схемы совпадения подключены к генераторам тока.

На фиг.l представлена блок-схема устройства для регистрации акустических параметров при каротаже скважин; на фнг.2 — диаграммы напряже- 5 ний, поясняющие его работу.

Устройство (фиг.l) содержит одновибратор 1, схему 2 запоминания, ключ 3, схему 4 формирования, сравнивающее устройство 5, схему 6 cos- 10 падения, генератор 7 блокировки, генераторы 8 и 9 тока и фоторегистратор 10, На фиг.2 показаны форма строб-импульса 11, пакет исходных волновых импульсов 12, импульс 13, преобразованный в амплитуду, импульс 14, преобразованный в длительность, и разностный импульс 15.

Устройство работает следующим образом.

На неинвертирующий вход сравнивающего устройства 5 поступает пакет . импульсов 12, выделенных ключом 3. Управление работой ключа осу- ществляется строб-импульсом 11. снимаемым с одновибратора 1. Работа ключа основана на шунтировании переменной составляющей напряжения во всем переменном интервале, кроме интервала времени воздействия стробимпульса 11. В это время ключ 3 закрывается и пакет волновых импульсов

12 поступает на первый вход сравнивакщего устройства 5. Пакет волновых импульсов 12 усиливается сравниваю- 35 щим устройством 5 и поступает на вход .схемы 2 для запоминания максимальной из фаз выделенного пакета импульсов 12. Управление схемой 2 запоминания осуществляется импульсом 40

l3, снимаемым со схемы 4 формирования, схема 2 запоминания поддерживает амплитуду с пиковым значением импульса 13 на время, равное,длительности строб-импульса 3.1. По окончании строб-импульса ll с выхода схемы 2 запоминания импульс 13 поступает на второй вход сравнивающего устройства 5. Так как в сравнивающем устройстве 5 после сравнения пакета импульсов 12 с импульсом 13, происходит дополнительное усиление, то улавливаются. очень малые различия, образующие разностный сигнал, являющийся показателем ошибки сравнения и стабилизации режима работы устрой- 55 ства. По окончании действия стробимпульса 11 сигнал на неинвертирующем первом входе сравнивающего устройства 5 отсутствует, а на второй вход будет продолжать воздействовать Я) импульс 13, который запирает усили.тель сравнивающего устройства 5 по первому входу. В результате импульс 13 будет усилен до ограничения, а на выходе сравнивакщего устройства

5 сформируется прямоугольный импульс

14 . Так как формиров ание логарифмической экспоненты начинается по окончании строб-импульса 11, то иэ импульса 14 в схеме 6 совпадения вычитается длительность импульса 11.

Прямоугольный импульС 15, сформированный как разность импульсов 14 и ll от первого зонда со схемы совпадения поступает на вход генератора

8 тока (от второго зонда сигнал соответственно поступает на вход. генератора 9 тока) р управление схемой

6 совпадения осуществляется генератором 7 блокировки. Между выходными точками генераторов 9 и 8 тока включается фоторегистратор 10 каротажной станции, отклонение блика гальванометра которого соответствует разностному напряжению генераторов тока, т.е. пропорционально логарифму отношения входных сигналов от:первого и второго зондов скважинного прибора.

Устройство может быть испольэовано и для регистрации амплитуд акустических сигналов. В этом случае схемой

2 запоминания совместно со схемой

4 формирования формируется линейно падакхцее напряжение. В результате на выходе сравнивающего устройства

5 Формируется прямоугольный импульс с длительностью, пропорциональной амплитуде входного сигнала, а с каж» дого из генераторов тока снимается напряжение постоянного тока, пропорциональное амплитуде акустического сигнала от соответствующего зонда скважинного прибора. Подключение схезовано при регистрации интервального времени. Как видно иэ Фиг.2, импульс

Ь4 первый отрицательный фронт прямоугольного импульса соответствует положению вершины одной иэ первых фаз принятого сигнала и, следовательно, этот Фронт не зависит от сраба1068859

Составитель Н. Журавлева

Редактор О. Юрковецкая Техред р. цеце Корректор Ю. Макаренко

Заказ 11458/41 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тывания порогового устройства канала измерения времени по уровню. В известных устройствах погрешность измерения времени может достигать чет" верти периода. Кроме того, возможность определения положения вершин сигналов с большой точностью позволяет использовать устройство в аппаратуре АКИУС и других для формирования импульсов подсветки ЭЛТ на максимумах амплитуд сигналов. В этом случае строб-импульс в устройстве должен быть сформирован на каждую фазу сигнала, например, триггером

Шмидта.

Кроме того, определенная структура расположения. элементов схемы позволяет использовать ее для регистра5 ции любого из Основных акустических

А„ параметров A „, 0g йр, формироваI 2 ния импульсов, соответствукщих йоложению вершины каждой из фаз при10 нятого сигнала, и тем самым унифицировать измерительные устройства аппаратуры акустического каротажа.