Устройство акустического каротажа

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическим методом и может быть использовано для определения кинематических и динамических упругих характеристик горных пород. Целью изобретения является повышение точности определения параметров акустического сигнала, которая достигается путем обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних . С этой целью в устройство акустического каротажа, состоящее из наземной аппаратуры и скважинного прибора , введены новые блоки и связи. Устройство содержит электроакустический узел излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, генератор тактовьгх импульсов, усилитель сигналов, первый и второй аналоговые ключи, формирователь окна узкополосного зонда. В скважинный прибор введены дополнительный широкополосный приемник, который установлен непосредственно . после приемника узкополосного зонда, пороговое устройство, третий аналоговый ключ, формирователь импульсов. В наземную аппаратуру введен узел управления пороговьп устройством. Введение новых блоков позволяет одновременно принимать, передавать на поверхность, обрабатывать и регистрировать информацию от обоих зондов и широкополосного приемника, причем для приемника узкополосного зонда и широкополосного приемника обеспечивается единая точка записи. 2 ил. с (О &) 00 CD ЮО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (j9) (11) (50 4 (01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3807675/22-25 (22) 20.09.84 (46) 30.09.86. Бюл. И - 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геолого-разведочных скважин (72) H.Ñ.Íàáèóëëèí, В.П.Бандов и E.À.Âèíîãðàäîâ (53) 550.83(088.8) (56) Ивакин Б.И. и др. Акустический метод исследования скважин, M.: Недра, 1978, с. 152-156.

Авторское свидетельство СССР

У 991344, кл. G 01 V 1/40, 1981. (54) УСТРОЙСТВО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акус-тическим методом и может быть использовано для определения кинематических и динамических упругих характеристик горных пород. Целью изобретения является повышение точности определения параметров акустического сигнала, которая достигается путем обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних. С этой целью в устройство акус-. тического каротажа, состоящее из наземной аппаратуры и скважинного прибора, введены новые блоки и связи.

Устройство содержит электроакустический узел излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов., генератор тактовых импульсов, усилитель сигналов, первый и второй аналоговые ключи, формирователь "окна" узкополосного зонда.

В скважинный прибор введены дополнительный широкополосный приемник, который установлен непосредственно после приемника узкополосного зонда, Ж пороговое устройство, третий аналоговый ключ, формирователь импульсов.

В наземную аппаратуру введен узел ( управления пороговым устройством.

Введение новых блоков позволяет од- Д новременно принимать, передавать на поверхность, обрабатывать и регистрировать информацию от обоих зондов и широкополосного приемника, причем для приемника узкополосного зонда и широкополосного приемника обеспечивается единая точка записи, 2 ил.

1260898

30

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акусти,ческим методом и может быть использовано для определения кинематических и динамических упругих характеристик горных пород.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров акустического сигнала путем обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних.

На фиг. 1 показана структурная схем.а устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы. о

Устройство содержит электроакустический узел 1 излучения и приема упругих колебаний, приемники 2 и 3 узкополосного и широкополосного зондов, принимающих упругие колебания иэ ближней 4 и дальней 5 зон прозвучивания, генератор 6 тактовых импульсов, управляемый формирователь 7

"окна", первый и второй аналоговые ключи 8 и 9, усилитель 10, наземную аппаратуру 11, дополнительный широ-. кополосный приемник 12, пороговое устройство 13, .аналоговый ключ 14, формирователь 15, узел 16 управления пороговым устройством.

На фиг. 2 показаны тактовые импульсы 17 синхронизации, электричес1 кие сигналы 18 приемника узкополосного зонда от ближнего и дальнего излу.чателей, импульсы 19 и 20, соответствующие первым вступлениям продольной волны с выходов порогового устройства 13 и формирователя 15 импульсов, суммарные электрические сигналы

21 с выхода формирователя и дополнительного широкополосного приемника

12, импульсы 22 формирователя "окна" для узкополосного зонда и дополнительного широкополосного приемника, суммарный сигнал 23 с выхода усилителя 10.

Устройство работает следующим образом.

Находящиеся в зонде излучатели

U u U поочередно излучают в око-! лоскважинное пространство упругие импульсы, которые, проходя через исследуемые горные породы, воспринимаются в первую очередь приемником

2(П,) узкополосного зонда, имеющего нсбольшой разнос между излучателями, преобразуются ним в электрические сигналы и подаются на вход порогового устройства 13. Данные акустические колебания имеют достаточно большую амплитуду, а пакеты волн практически не разделены по времени. Уровень дискриминации порогового устройства устанавливается с наземной аппаратуры 11 с помощью узла 16 управления пороговым устройством, Пороговое устройство вырабатывает, последовательность импульсов 19, первый из кото1 рых соответствует первому вступлению продольной волны на резонансный приемник узкополосного зонда.

С переднего фронта данного импульса с помощью формирователя 15 импульсов формируется короткий импульс, .который после дополнительного усиления с помощью усилителя 10 через кабель подается в наземную аппаратуру 11, где в блоке измерения времен Т формируются интервалы времени t при работе ближнего иэлуча1 теля и t при работе дальнего излучателя и вычисляет .я значение л — Одновременно в наземной аппаратуре этот же импульс используется для запуска стробирующего импульса "окна", подаваемого в измеритель амплитуды. Аналогичная последовательность операции осуществляется при работе другого излучателя устройства.

В скважинном приборе от указанного импульса 20 первого вступления срабатывает аналоговый ключ 14, отключая от входа первого аналогового ключа 8 сигнал от приемника 2 узкополосного зонда и подключая сигнал от дополнительного широкополосного приемника, котоуьй во временном "окне", определяемом формирователем 7, усиливается усилителем 10 и подается в наземную аппаратуру, где записывается в виде фазокорреляционных диаграмм и волновых картин, а также подается в измеритель амплитуды. Временное "окно измерителя начинается от момента первого вступления продольной волны на узкополосный приемник. После окончания импульса 22 ключ 8 закрывается, открывается ключ

9 и на усилитель 10 поступает сигнал от приемника Э широкополосного зонда.

Таким образом, суммарный сигнал

23, поступающий в наземную аппаратуру, состоит иэ трех сигналов, следующих друг эа другом. Вначале поступает импульс гервого вступления лрн1260

40 емника 2 (П,),узкополосного зонда, а за ним сигнал от дополнительного широкополосного приемника 12 (П ). имеющего достаточно четкое разделение во времени основных типов волн — про- g дольных и поперечных, а затем сигнал от приемника 3(П ) широкополосного зонда. При этом для приемника узкополосного зонда и дополнительного широкополосного приемника, располо- 10 женных на некотором минимальном разносе друг от друга, обеспечивается единая точка записи, как поканаль ная, так и интервальная.

Разнос между приемником узкопо- 15 лосного зонда и широкополосным приемником устанавливается исходя из значения минимального промежутка времени, необходимого для выделения информирования импульса первого вступления, срабатывания третьего аналогового ключа. При этом значение скорости продольной волны принимается равным максимально возможному (порядка 8000 м/с). Например, указан- 2 ный суммарный промежуток времени . при видимой частоте первых вступлений продольной волны от 17 до 32 кГц и применении современных радиоэлектронных элементов не.превышает 4—

8 мкс. Тогда разнос между приемниками равен 5 f = (3-6) см.

Причем, если 6 (3 см, упругие импульсы могут достичь широкополосного приемника раньше, чем произойдет переключение третьего аналогового ключа, и начальные периоды сигнала от дополнительного широкополосного приемника не зарегистрируются.

При 8f > 6 см увеличивается доля

"мертвого" времени в "окне" измерителя наземной аппаратуры.

Предлагаемое устройство позволя.ет повысить точность и надежность определения физико-механических свойств пород, производительность исследований.

Формула и з обретения

Устройство акустического каротажа, состоящее иэ наземной аппарату898 4 ры и скважинного прибора,- содержащее электроакустический узел излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, генератор тактовых импульсов, вход которого подключен к наземной аппаратуре, а выходы соединены с электроакустическим узлом излучения и приема упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, усилитель сигналов, первый и второй аналоговые ключи, формирователь "бкна" узкополосного зонда, пусковой вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, управляющий вход подсоединен через кабель к наземной аппаратуре, выходы соединены с управляющими входами аналоговых ключей, входы которых соединены с выходами приемников упругих колебаний узкополосного и широкополосного зондов, а выходы подключены к усилителю сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров акустического сигнала путем .обеспечения единой точки записи для узкополосного и широкополосного зондов при одновременной работе последних, в скважинный прибор введены дополнительный широкополосный приемник, установленный непосредственйо после приемника узкополосного зонда, пороговое устройство, третий аналоговый ключ, формирователь импульсов, а в наземную аппаратуру— узел управления пороговым устройством, выход которого через кабель подключен к управляющему. входу порогового устройства, другой вход которого присоединен к выходу приемника узкополосного зонда, при этом выход порогового устройства подключен к входу формирователя импульсов, выходы которого подключены к входу усилителя и управляющему входу третьего аналогового ключа, причем два других входа третьего аналогового ключа присоединены соответственно к входам приемника узкополосного зонда и дополнительного широкополосного приемника, при этом выход третьего аналогового ключа подключен к входу первого аналогового ключа.

1260898 — ЧИ

Составитель Н.Журавлева

Техред Л. Сердюкова Корректор Е. Сирохман

Редактор И.Касарда

Закаэ 5227/47

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раукская наб., д. 4/5

И роиэводственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4