Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине


 


Владельцы патента RU 2533759:

Общество с ограниченной ответственностью "Производственно-коммерческая фирма "Недра-С" (RU)

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений. Использование высокоскоростного, встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя и SD карты для сохранения результатов позволяет получить объем измерений, достаточный для их анализа с повышенной точностью с помощью спектральных характеристик с использованием методики трехкомпонентного геоакустического каротажа. 1 ил.

 

Изобретение относится к геофизике и может использоваться для проведения измерений геоакустических шумов в различных полосах частот, в частности для измерения спектральных характеристик составляющих вектора естественного геоакустического сигнала в скважине.

Известно устройство для измерения геоакустических шумов в скважине (RU 2123711), содержащее три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, последовательно соединенные и подключенные к выходу усилителя блок фильтров, блок выпрямителей, второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок приема-передачи, подключенный к каротажному кабелю, а также два гравитационных акселерометра, выходы которых подключены к входам второго коммутатора, укрепленные таким образом, что их оси чувствительности совпадают по направлению с осями чувствительности двух датчиков геоакустических сигналов, направленных перпендикулярно оси скважинного прибора.

Известно также устройство для проведения геоакустического каротажа (RU 2445653), которое содержит три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, коммутаторы, аналого-цифровой преобразователь и блок полосовых фильтров.

Недостатком вышеперечисленных устройств является использование каротажного кабеля для подключения измерительного устройства к источнику питания и передачи данных измерений для последующей обработки. Указанный недостаток затрудняет использование данных приборов в скважинах с агрессивной средой (например, при использовании на месторождениях с высоким содержанием сероводорода в скважине). Кроме того, в вышеперечисленных приборах используются полосовые фильтры, которые не позволяют производить измерения с повышенной точностью.

Задача предлагаемого изобретения - создание автономного устройства для проведения геоакустических исследований с повышенной точностью.

Предлагаемое устройство содержит три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным быстродействующим аналого-цифровым преобразователем для измерения спектральных характеристик естественного шумового сигнала, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, датчик температуры, блок питания, блок контроля напряжения элементов питания, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.

На чертеже (фиг.1) изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит: 1, 2, 3 - три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов ZN, XN, YN, ось чувствительности одного из них ZN направлена по оси скважинного прибора, а двух других - XN, YN - перпендикулярно оси прибора, 4 - коммутатор датчиков, 5 - усилитель сигнала, 6 - микроконтроллер со встроенным быстродействующим аналого-цифровым преобразователем, 7 - блок контроля питающего напряжения, 8 - блок питания, 9 - датчик температуры, 10 - блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, 11 - коммутатор SD карты, 12 - SD карта, 13 - блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.

Работает устройство следующим образом.

Перед началом измерений с помощью блока 10 сопряжения с персональным компьютером (на схеме не указан) по протоколу СОМ производится настройка параметров работы устройства (очистка энергонезависимой памяти от результатов предыдущих измерений, установка часов реального времени, установка времени начала измерений, длительности измерений, периода дискретизации, определяющего точность измерений, установка режима SD карты и т.д.). При проведении измерений значение сигнала с каждого из датчиков 1, 2, 3 через коммутатор 4, управляемый микроконтроллером 6, и усилитель 5 поступает в микроконтроллер 6, где на встроенном высокоскоростном аналого-цифровом преобразователе (на схеме не показан) производится их оцифровка с заданной частотой дискретизации. Затем полученные результаты измерений с использованием шины SPI сохраняются на SD карте 12. Сигнал датчика температуры 9 также поступает в микроконтроллер 6, обрабатывается и сохраняется на SD карте 12. Для обеспечения энергопитания устройства используется автономный блок питания 8, который содержит заменяемые элементы питания и стабилизатор напряжения (на схеме не указаны). Для контроля состояния элементов питания используется блок контроля питающего напряжения 7, управляемый микроконтроллером 6. После проведения измерений устройство с помощью блока сопряжения 13 подключается к персональному компьютеру (на схеме не указан) по протоколу USB для дальнейшей обработки результатов измерений. При этом коммутатор SD карты 11 устанавливает ее в режим высокоскоростной передачи данных по протоколу ММС.

Использование высокоскоростного, встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя и SD карты для сохранения результатов позволяет получить объем измерений, достаточный для их анализа с повышенной точностью с помощью спектральных характеристик с использованием методики трехкомпонентного геоакустического каротажа.

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, отличающееся тем, что дополнительно содержит микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при каротажных работах. Сущность: устройство содержит следующие элементы: датчики (1-3) геоакустических сигналов, первый коммутатор (4), первый усилитель (5), блок фильтров (6), блок выпрямителей (7), второй коммутатор (8), аналого-цифровой преобразователь (9), блок (10) передачи цифрового сигнала, датчик (11) магнитной восприимчивости, измерительная схема (12) магнитометра, аналоговые запоминающие устройства (13, 14), вычитающий усилитель (15), генератор (16) прямоугольного напряжения, ферритовая антенна (17), третий коммутатор (18), три конденсатора (19), второй усилитель (20), смеситель (21), фильтр нижних частот (22), переключаемый генератор (23), выпрямитель (24), блок (25) управления, блок (26) питания.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения свойств горных пород в процессе акустического каротажа. Акустическое каротажное устройство содержит по меньшей мере один излучатель и по меньшей мере два приемника, причем приемники расположены в точках с разными азимутальными координатами и выполнены с возможностью проведения измерений волнового поля в точках, расположенных на разных расстояниях от вертикальной оси устройства.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп.

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора.

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному изобретению обеспечивается моделирование реального акустического волнового сигнала и полное дистанционное тестирование прибора акустического каротажа в полевых условиях путем разложения входного акустического волнового сигнала на спектральные составляющие и сравнение полученной спектральной характеристики с эталонной спектральной характеристикой.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при геофизических исследованиях в скважинах. Скважинная геофизическая аппаратура содержит геофизический кабель с кабельным наконечником и герметичный корпус с находящимися внутри него датчиками для регистрации параметров геофизического поля, например сейсмоприемниками.

Настоящее изобретение в целом относится к формированию изображения буровой скважины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к передаче в режиме реального времени видеоданных о буровой скважине из некоторого места внутри скважины в некоторое место на поверхности.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных работ. В скважинном сейсмическом приборе, содержащем герметичный корпус и управляемое прижимное устройство, выполненное в виде прижимного рычага, к корпусу прибора со стороны, противоположной рычагу, соосно с корпусом жестко прикреплен по меньшей мере один съемный башмак, выполненный в виде тонкой пластины с возможностью ее изгибания под действием прижимного усилия, оказываемого на пластину прижимным рычагом.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при поиске и разведке полезных ископаемых методами сейсморазведки. Согласно заявленному способу линии наблюдений при наземной сейсморазведке следует задавать на прямолинейных участках проекции ствола криволинейной скважины на дневную поверхность.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинной сейсморазведки. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных мероприятий. Заявлен способ скважинной сейсморазведки, заключающийся в возбуждении упругих колебаний каким-либо источником, устанавливаемым в приповерхностной зоне, и регистрации сейсмических колебаний. Причем регистрация сейсмических колебаний производится одновременно в двух скважинах при возбуждении колебаний последовательно в двух пунктах, расположенных на линии, проходящей через устья исследуемых скважин и вблизи устья каждой скважины. Технический результат - повышение точности определения структурной формы геологических объектов. 1 ил.
В заявке описан акустический излучатель, содержащий акустическую диафрагму, предназначенную для передачи акустических волн в среду, узел пьезоэлектрического актюатора, деформируемого в осевом направлении под действием приложенного электрического сигнала, и упругий материал с высокой степенью несжимаемости, расположенный между пьезоэлектрическим актюатором и акустической диафрагмой и предназначенный для передачи волн давления на акустическую диафрагму в результате движения пьезоэлектрического актюатора. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения характеристик буровой скважины для проведения операции бурения. Заявлены способы и системы для сбора, получения и отображения индекса азимутальной хрупкости буровой скважины. По меньшей мере некоторые варианты осуществления включают в себя различные способы для вычисления и отображения измерений буровой скважины в реальном времени для геологического сопровождения бурения скважины и операций бурения. По меньшей мере один вариант осуществления раскрытого способа для вычисления и отображения азимутальной хрупкости включает в себя этап, на котором производят измерения скоростей продольной и поперечной волн как функции положения и ориентации изнутри буровой скважины. Эти измерения скоростей произведены посредством азимутального акустического прибора. Азимутальную хрупкость затем получают на основе по меньшей мере частично скоростей продольной и поперечной волн. Технический результат - повышение достоверности данных планирования геолого-разведочных мероприятий. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области геофизики и горного дела и может быть использовано в процессе осуществления буровых работ. Согласно общему аспекту заявленного предложения телеметрический прибор с гидроимпульсным каналом связи используют в бурильной колонне, которая содержит буровой раствор, протекающий внутри. Телеметрический прибор с гидроимпульсным каналом связи может включать в себя пульсатор, расположенный в бурильной колонне, и приводную систему для приведения в действие пульсатора. Пульсатор может включать в себя невращающийся статор пульсаций давления бурового раствора и ротор пульсаций давления бурового раствора, расположенный вблизи статора. Приводная система может включать в себя статор турбины, ротор турбины и вращательный инерционный элемент, магнитно связанный с ротором турбины. Инерционный элемент в рабочем состоянии может быть соединен на первом конце с ротором пульсаций давления бурового раствора. Причем инерционный элемент при вращении имеет большую инерцию, чем инерция ротора пульсаций бурового раствора. Согласно некоторым конкретным аспектам в телеметрическом приборе с гидроимпульсным каналом связи энергия вращения может передаваться с помощью магнитной связи от ротора турбины к вращательному инерционному элементу. Технический результат - повышение скорости передачи данных. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Устройство относится к геофизике, в частности геофизическим исследованиям газовых скважин. Устройство содержит в скважинном приборе три взаимоортогональных датчика геоакустических сигналов, усилитель, полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, блок управления. Кроме того, в устройство дополнительно введены три повторителя напряжения с высоким входным и малым выходным сопротивлением, входы которых соединены с датчиками геоакустических сигналов, а выходы подсоединены к первому, второму, третьему входам первого коммутатора, а также трехчастотный генератор калибровки, выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора. При этом управляющий вход генератора соединен с выходом блока управления. Технический результат заключается в повышении точности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для регистрации волновых процессов в вертикальных и наклонных скважинах при сейсмическом профилировании. В корпусе зонда размещена подвижная кассета, внутри которой размещены датчики, электродвигатель, редуктор и винтопара. В месте расположения датчиков кассета имеет прорези, через которые датчики жестко прижимаются сухариками к стенке скважины. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для получения информации о подземной формации. В некоторых вариантах осуществления способ получения информации о по меньшей мере одной переменной, существующей при целевом местоположении в стволе подземной скважины и/или окружающей подземной формации, включает в себя этапы, на которых доставляют множество генерирующих сигнал устройств в целевое местоположение(я), излучают по меньшей мере один детектируемый сигнал из целевого местоположения и принимают по меньшей мере один такой сигнал. Информация о переменной(ых) извлечена из по меньшей мере некоторых из принятых сигналов. Технический результат - повышение точности скважинных данных. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики шумового акустического сигнала, излучаемого в массив. Способ включает возбуждение в скважине акустического сигнала и прием его после прохождения исследуемого участка околоскважинного массива в двух точках, расположенных симметрично выше и ниже точки излучения, измерении и совместной обработке параметров принятых сигналов. При этом возбуждают сигнал в виде стационарного случайного шума со средним равным нулю. Осуществляют его прием в точках, лежащих от точки излучения на расстоянии, не превышающем 0,3 радиуса корреляции излученного сигнала в ненарушенной горной породе. Измеряют коэффициент взаимной корреляции сигналов в точках приема и интервалы автокорреляции этих сигналов. При этом по коэффициенту взаимной корреляции судят о наличии и степени трещиноватости околоскважинного массива между точками приема, а по соотношению измеренных интервалов корреляции судят о расположении трещиноватой зоны относительно точки приема. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 6 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе геофизических исследований скважин. Согласно заявленному способу в скважине размещают с возможностью перемещения акустический каротажный прибор, содержащий по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов и по меньшей мере один приемник. На каждом шаге акустического каротажа перед проведением измерений определяют положение акустического каротажного прибора в скважине и/или форму скважины. Определяют необходимое направление для испускания направленного акустического сигнала и вычисляют угол поворота источника вокруг оси прибора для обеспечения необходимого направления. Осуществляют поворот источника направленных акустических сигналов на вычисленный угол и осуществляют акустические измерения. Технический результат - повышение качества каротажных данных. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх