Аппаратура для акустического каротажа на отраженных волнах

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин акустическими методами. Для уменьшения искажений изображения и повышения надежности за счет улучшения синхронизации генератор синхроимпульсов скважинного прибора имеет вход управления, к которому подключена дополнительно введенная схема управления , выполненная в виде формирователя прямоугольных импульсов, вход которой соединен с датчиком ориентации, а в наземном пульте имеется детектор аномального времени, вход которого подключен к выходу селектора синхроимпульсов , а выход - к входу ориентации блока обработки. 2ил. (Л to СР со О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УБЛИК

150 4 С 01 Ч 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3811660/24-25 (22) 10.11.84 (46) 23.06.86. Бюл. Р 23 (71) Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения Объединения "Укргеофизика" (72) Б.С.Вознесенский, В.И.Пасник и П.Д.Резник (53) 550. 83 (088. 8) (56) Патент 1".ША 11 3371.313, кль 340-18; 1968.

Патент США В 3369626, кл 181-5, 1968.,.S0„„1239670 А1 (54) АППАРАТУРА ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

КАРОТАЖА НА ОТРАЖЕННЫХ ВОЛНАХ (57) Изобретение относится к области геофизических исследований скважин акустическими методами. Для уменьшения искажений изображения и: повы. шения надежности за счет улучшения синхронизации генератор синхроимпульсов скважинного прибора имеет вход .. управления, к которому подключена до" полнительно введенная схема управления, выполненная в виде формирователя прямоугольных импульсов, вход которой соединен с датчиком ориентации, а в наземном пульте имеется детектор аномального времени, вход которого подключен к выходу селектора синхроимпульсов, а выход — к входу ориентации блока обработки. 2ил.

1239670

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическим методом.

Цель изобретения — уменьшение искажений изображения и повышение надежности за счет, улучшения синхронизации.

На фиг.1 изображена функциональная схема аппаратуры, на фиг.2 — эпюры напряжений. Ю

Основными функциональными элементами аппаратуры являются расположенные в скважинном снаряде электроакустический преобразователь 1, схема 2 возбуждения, усилитель эхосигна" 15 лов 3, амплитудный детектор 4, датчик

5 сигнала ориентации, схема управления в виде формирователя б прямоугольных импульсов, генератор 7. синхроимпульсов, электропривод 8, акустичес= 20 кое зеркало 9 и расположенные в наземном пульте блок 10 обработки, селектор 11 синхроимпульсов, фильтр .12, блок 13 питания, детектор 14 аномального времени, включающкй первый одновибратор 15, второй одновибратор

16, дифференцирующую цепочку 17, схему И 18. Генератор 7 синхроимпульсов имеет запрещающий вход управления, а блок 10 обработки имеет вхо- ЗО ды: информационный, синхронизации и ориентации. Скважинный снаряд и наземный пульт электрически связаны между собой одножильным каротажным кабелем 19.

При выполнении каротажа генератор

7. синхроимпульсов с частотой повторения 1 кГц генерирует короткие синхроимпульсы 30, которые через схему 2 возбуждения периодически запус- 4О кают расположенный по оси снаряда электроакустический преобразователь

1 с активным. элементом из пьезокерамики. Упругие колебания преобразо-вателя, собственная частота которого 4Ç

1 МГц, попадают на акустическое зеркало — стальную полированную пластинку, расположенную под углом 45 к оси о снаряда, отражаются от него и через акустически прозрачное окно в корпу- 50 се снаряда попадают узким лучом на .стенку скважины. Отразившись от стенки скважины, этот луч через акустическое окно с помощью того же зеркала снова попадает на преобразователь 1 выполняющий в это время уже функцию . приемника, преобразуется в электрический эхосигнал 21, усиливается усилителем 3, детектируется амплитудным детектором 4 и в виде видеоимпульсов 22, соответствующих по форме огибающих эхосигнала 21, поступает в каротажный кабель 19, куда вводятся и синхроимпульсы 20 от генератора 7 синхроимпульсов. Последовательность

23 смешанных в кабеле 19 синхроимпульсов и видеоимпульсов через кабель и фильтр 12 наземного пульта поступает иа блок 10 обработки и селектор 11 синхроимпульсов.

Для получения информации со всего периметра стенок скважины осуществляется их сканирование вращаемым относительно оси снаряда лучом, реализуемое вращением зеркала 9 с помощью электропривода 8, содержащего электродвигатель и редуктор, и питаемого от блока 13 питания наземного пульта через каротажный кабель. Привязка положения зеркала и соответственно сканирующего луча к скважинному снаряду осуществляется с помощью сигнала с индукционного датчика 5 ориентации - катушки с незамкнутым сердечником, установленной на невращающейся, части скважинного снаряда.

Магнит, укрепленный на одном валу с зеркалом 9, один раз за один оборот вала проходит мимо катушки датчика ори ентации и индуцирует в катушке ЭДС в виде двуполярного импульса 24 дат чика ориентации. Импульсом датчика ориентации запускается формирователь 6 прямоугольных импульсов. Импульсы 25. формирователя имеют длительность, превышающую íà 20Х период повторения синхроимпульсов. Импульсы 25 поступают на запрещающий вход генератора синхроимпульсов и на время, равное их длительности, прекращают генерацию синхроимпульсов. Таким образом, один раз за время одного обо-. рота акустического зеркала 9 между соседними синхроимпульсами в последовательностях 20, а также 23 появляется аномальное (по сравнению с нормальным периодом) повторение синх- роимпульсов {время, t „,,превышающее период повторения синхроимпульсов t)„

Возобновление генерации сиихроимпульсов начинается немедленно после им" пульса 26, т.е. синхроимпульсы оказываются жестко привязанными к фронтам импульса 26 и соответственно к импульсу 24 датчика ориентадии °

12396

Синхроимпульсы в последовательности 23 имеют положительную полярность, в то время как видеоимпульсы в той . же последовательности имеют отрицательную полярность. Поступая на се- 5 лектор 11, выполненный в виде триггера Шмитта, синхроимпульсы при достижении определенного положительного уровня опрокидывают триггер и на выходе селектора появляется последовательность отрицательных импульсов ,26, соответствующих по времени синхроимпульсам в последовательностях 20 и 23. Импульсы 26 с выхода селектора синхроимпульсов поступают на вход синхронизации блока 10 обработки и на вход запуска первого одновибратора 15 детектора 14 аномального времени.

Перепады напряжения 27 с выходов выполненного на логических элементах первого одновибратора 15 поступают соответственно на один вход схемы

И 18 и на вход запуска, выполненного из логических элементов второго одновибратора 16. Перепады напряжения

28 на выходе второго одновибратора . поступают на дифференцирующую цепочку 17, .где выделяются их наростающие фронты, которые в виде коротких поло- ЗО жительных импульсов 29 поступают на второй вход схемы И.

В перепадах 27 состояние "0" уста новлено не превьппаюшим по времени разницы между минимальным значением аномального времени Сд„ и нормальным временем между синхроимпульсами — периодом t, В перепадах 28 состоянию ,> 0" соответствует временной интервал, находящийся в пределах меж- 40 ду временем состояния "1" в перепадах 27 и временем е..

Из всех поданых на второй вход . схемы И 18 импульсов 29 при укаэанных 45 временных соотношениях за время одного оборота зеркала только один из них, попадающий в интервал аномального времени t „ H соответствующий по времени состоянию "1" на йервом входе схемы И, проходит на выход схемы И, являющейся выходом детектора

14 аномального времени, в виде импульса 30.

Этот импульс, являясь по временному положению наземным эквивалентом импульса датчика ориентации скважинного снаряда, поступает на вход ори-.

70 4 ентации блока 1О обработки, обеспечивая опознавание первого после импульса 24 датчика 5 сигнала ориентации импульса 26 и с его помощью привязку регистрируемых параметров к положению скважинного прибора, необходимую для правильной интерпретации полученных результатов. Одновременно этот импульс поступает на соединительный элемент — разъем, с которого осущест— вляется запуск разверток регистратора.

В блоке обработки, на входы которого поданы видеоимпульсы, импульсы синхронизации и ориентации, производится обработка информации и выдача на регистраторы электрических аналогов четырех взаимно перпендикулярных радиусов на проходимых снарядом участках скважины, а также амплитуды отраженных сигналов по периметру стенок скважины для построения с помощью регистратора акустического изображения стенок скважины.

Использование предлагаемого изобретения, в котором проблемы ориентации ижесткой синхронизации решены без ввода импульсов ориентации в каротажный кабель, обеспечит за счет уменьшения искажения конфигурации неоднородностей, повьппение достоверности получаемой информации и повьппение эффективности геофизических исследований, на 15-20 упрощается схема аппаратуры, существенно уменьшается влияние помех и соответственно повышается надежность аппаратуры.

Формула и з о б р е т е н и я

Аппаратура для акустического каротажа на отраженных волнах, содержащая скважинный прибор, включающий электроакустический преобразователь со схемой возбуждения, усилитель эхосигналов, датчик ориентации, генера- тор синхроимпульсов и наземный пульт, включающий фильтр, селектор синхроим- пульсов и блок обработки с информационным входом, входами .синхронизации и ориентации, при этом электроакустический преобразователь подключен к схеме возбуждения, вход которой соединен с выходом генератора синхроимпульсов, и к усилителю эхосигналов, выход которого подключен к амплитуд: ному детектору, фильтр наземногопульта соединен с информационным вхо-

HHHHH Заказ 3393/47

Тир 728 Подписное

В

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 5 12 дом блока обработки и входом селектора синхроимпульсов, а выход селектора синхроимпульсов подключен к входу синхронизации блока обработки, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения искажений изображения и повышения надежности за счет улучшения синхронизации, генератор синхроимпульсов скважинного прибора имеет вход управления, к которому

39б70 Ь подключена дополнительно введенная схема. управления, выполненная в виде формирователя прямоугольных импуль

cos, вход которой соединен.с датчиком ориентации, а в наземном пульте имеется детектор аномального времени, вход которого подключен к выходу селектора синхроимпульсов, а выход — к входу ориентации блока обра о ботки.