Устройство для акустического каротажа

 

0 П И С А Н И Е пц 572735

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (. оюз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.01.76 (21) 2318710/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 04.10.77 (51) М. Кл. G 01Ч1/40//

E 21B 47/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений и открытий (53) УДК 550.834.622. .24 (088.8) (72) Авторы изобретения С. М. Вдовин, В. М. Коровин, И. Г. Жувагнн и М. А. Сулейманов (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а более конкретно к аппаратуре для акустического каротажа.

Известны устройства для акустического каротажа по поперечным волнам (11, позволяющие выделять поперечную волну из полного акустического сигнала и регистрировать ее максимальную амплитуду. Работа этих устройств базируется на временном признаке выделения поперечной волны, в основу которого положен тот факт, что время прихода поперечной волны в 1,75 раза больше времени прихода продольной волны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство (2), состоящее из скважинного прибора с излучателями и приемниками акустических волн, системы передачи сигнала на поверхность, схемы измерения времени распространения продольной волны, функционального умножителя этого временного интервала на постоянный коэффициент, схемы формирования временного «окпа» для выделения сигналов поперечной волны, схемы измерения максимальной амплитуды сигнала поперечной волны во временном «окне» и системы регистрации этого параметра в функции глубины скважины.

Однако такое устройство имеет низкую надежность выделения сигнала поперечной волны из полного сигнала и, следовательно, низкую точность регистрации амплитудных параметров поперечной волны и не позволяет измерять ее временные параметры, так как функциональный преобразователь временного интервала позволяет получать только фикси рованное временное «окно» для выделения поперечной волны и последующего измерения

10 ее параметров. В реальных условиях каротажа соотношение скоростей продольных и поперечных волн непостоянно и изменяется в широких пределах от 1,5 до 2,2, поэтому в сформированное временное «окно» может по15 пасть лишь незначительная часть сигнала поперечной волны. В этом случае измерение ее амплитудных (динамических) параметров будет производиться с погрешностью свыше

50%, что приведет к необъективной интерпре20 тации результатов акустического каротажа.

Цель предлагаемого изобретения — надежное выделение поперечной волны, измерение ее кинематических параметров и повышение точности изменения динамических парамет25 ров.

Это достигается применением в предлагаемом устройстве электронного автоматически перестраиваемого фильтра, состоящего из порогового устройства, схемы измерения перио30 да продольной волны, схемы преобразования

572735

55 длительности периода в управляющее напряжение, перестраиваемого в гетеродина, двух смесителей и электромеханичсского фильтра.

На чертеже представлена блок-схема устройства для акустического каротажа по поперечным волнам, которое содержит скважинный прибор 1 с излучателями и приемником акустических импульсов, кабель 2, соединяющий скважинную и наземную аппаратуру, состоящую из схемы 3 формирования импульсов запуска излучателей, согласующее устройство 4, усилитель 5, пороговое устройство

6, схему 7 измерения периода продольной волны, схему 8 преобразования периода продольной волны в управляющее напряжение, перестраиваемый гетеродин 9, смеситель 10, электромеханический фильтр 11, смеситель

12, фильтр 13, пороговое устройство 14, схему

15 измерения интервального времени поперечной волны, регистратор 16, формирователь

17, схемы 18 и 19 измерения амплитуд поперечных волн, схему 20 измерения затухания поперечной волны и синхронизатор 21.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал со схемы 3 формирования импульсов запуска поступает по кабелю в скважинный прибор и запускает акустические излучатели. Прошедший,по исследуемой породе акустический сигнал регистрируется приемником, преобразуется в электрический сигнал и по кабелю 2 через согласующее устройство 4 после усиления усилителем 5 поступает на пороговое устройство 6, которое выделяет первое вступление продольной волны. Далее в схеме 7 измеряется период продольной волны, затем этот период преобразуется в напряжение в схеме 8, которое перестраивает гетеродин 9. Сигнал с гетеродина смешивается в смесителе 12 с полным акустическим сигналом и, таким образом, на выходе смесителя спектр входного сигнала переносится на рабочий участок электромеханического фильтра 11, В результате работы описанной системы осуществляется непрерывное слежение за частотой сигнала продольной волны, а фильтр настраивается на частоту как бы поперечной волны.

Для возвращения спектра сигнала к исходному он подается на вход смесителя 12, куда поступает сигнал от перестраиваемого гетеродина 9. С выхода смесителя сигнал через фильтр 13 низкой частоты поступает íà пороговое устройство 14, которое выделяет первое вступление поперечной волны, затем на схему

15 измерения интервального времени попереч5

35 ной волны и далее на регистратор, где записывается в функции глубины скважины. Сигнал с порогового устройства 14 поступает также на формирователь 17 — схему формирования временного окна поперечной волны на временной оси полного сигнала, в течение которого разрешается измерение максимальной амплитуды в схемах 18 и 19.

Сигналы с выходов этих схем поступают на схему 20 вычисления затухания поперечной волны и на регистратор 16, где регистрируются в функции глубины скважины. Работой всего устройства управляет синхронизатор 21.

Таким образом при изменении частоты поперечной волны в процессе каротажа скважины за счет фильтрующих свойств породы синхронно перестраивается фильтр поперечной волны, обеспечивая этим более надежное выделение этой волны из полного акустического сигнала. В результате повышается точность измерения динамических и кинематических параметров поперечной волны и тем самым увеличивается геологическая эффективность акустического каротажа нефтяных и газовых скважин.

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из скважинного прибора с излучателями, приемниками, блоком возбуждения излучателей и наземной аппаратуры, включающий синхронизатор, фильтр, усилитель-ограничитель первых вступлений, измерительный триггер, временной преобразователь, самописец, блоки регистрации и измерения амплитуды поперечной волны, о тл и ч а,ющееся тем., что, с целью надежного выделения поперечной волны, измерения ее кинематических параметров и повышения точности измерения динамических параметров, в наземную аппаратуру введен электронный автоматически перестраиваемый фильтр, состоящий из порогового устройства, схемы измерения периода продольной волны, схемы преобразования длительности периода в управляющее напряжение, перестраиваемого гетеродина, двух смесителей и электромеханического фильтра, выделяющий поперечную волну из полного акустического сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3 — 332238, кл. 18/5, опублик. 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 227952, кл. G 01V 1 40, 1967.

Редактор И. Шубина

Составитель Э. Терехова

Техред М. Семенов Корректор Л. Орлова

Заказ 2208/12 Изд, № 777 Тираж 725

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное