Устройство для подземного акустического исследования

 

Е (i 584269

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.10.75 (21) 2178746/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 08.02.78 (51) М. Кл. G 01V 1/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло долам изобретений и открытий (53) УДК 550 834.622.241 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. T. Антипов и В. А. Орлов

Научно-производственное объединение «Геофизика» (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО АКУСТИЧЕСКОГО

И ССЛ ЕДО ВА H ИЯ

Изобретение относится к средствам акустического исследования подземных полостей, например для хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов, создаваемых в пластах каменной соли путем размыва пласта через буровые скважины.

Известен подземный гидролокатор, используемый для проведения геофизических измерений. Этот гидролокатор включает в себя наземную регистрирующую аппаратуру, содержащую усилитель импульсов, последовательно включенные блок развертки по дальности, выполненный на генераторе пилообразного напряжения, и индикатор обзора на электроннолучевой трубке, и скважинный снаряд с калибрующим устройством, содержащий последовательно включенный задающий генератор, генератор ультразвуковой частоты (УЗЧ), электроакустический преобразователь (ЭАП) обзора и двигатель fl)

Недостатком этого гидролокатора является низкая производительность труда, так как рабочая частота задающего генератора, определяющая моменты излучения зондирующих импульсов УЗЧ, определяется максимальным лоцируемым расстоянием. Следовательно, для получения необходимого числа измерений при лоцировании малых расстояний скорость кругового обзора должна быть не высокой.

Известен также ультразвуковой гидролокатор (2), содержащий последовательно включенные схему запуска, приемно-излучающий

ЭАП, приемный усилитель, триггер, регистрирующий блок и следящую систему, состоящую из фазового детектора, управляемого генератора, двоичного счетчика и трех схем совпадения. Следящая система воздействует на управляемый генератор таким образом, что частота на его выходе пропорциональна скорости распространения упругих колебаний в среде. Выход управляемого генератора через* схему совпадения подключен к регистрирующему блоку.

Недостатком этого устройства является девиация частоты на выходе следящей системы, снижающая точность измерений.

20 Ближайшим по технической сущности к предлагаемому изобретению является подземный гидролокатор, содержащий записывающую аппаратуру, включающую в себя устройство управления, регистратор, измеритель

25 дальности и схему запуска, выход которой в скважинном снаряде через блок управления, генератор ультразвуковой частоты и ЭАП подключен ко входу усилителя f3).

Схема запуска выдает в скважинный сна30 ряд команду, определяющую момент излуче584269 (21)

2V Q

35

60 где т 2I

q = I ldt = lt = — D

О ния электроакустическим преобразователем колебаний УЗЧ с периодом следования

Т=

V (1i где D — расстояние до стенки камеры;

1 — скорость распространения колсбяний

УЗ 1 в воде.

Колебания УЗЧ, отражснные от лоцируемой стс кп камеры, преобразуются ЭАП в электрические сигналы, усиливаются и фиксируются регистратором, Выходной сигнал измерителя дальности через схему запуска поступает в блок управления сквяжинного снаряда и производит локацию камеры в следующем направлении и т. д.

11едостатком известного устройства являетсп низкая помехоустойчивость, так как чувствительность усилителя и мощность зондирующего импульса выоираются исходя из максимального лонируемого расстояния. Следовательно, прп измерении малых расстояний (например, прп обмерс сквяжип) из-за избытка излучасмой мощности зондирующего импульса и малых потерь в среде имеют место многократные отражения упругих колебаний УЗЧ от противоположных стенок, которые воспринимаются ЭАП и через усилитель и измеритель дальности вызывают дополнительные срабатывания схемы запуска.

Для повышения помехоустойчивости предлагаемое устройство для подземного акустического исследования содержит генератор тока и накопительную емкость, при этом к выходу генератора тока параллельно подключены накопительная емкость и второй вход генератораа ультразвуковой частоты.

На чертеже представлена блок-схема гидролокатора.

Гидролокатор содержит записывающую аппаратуру, включающую в себя устройство управления 1, регистр атор 2, измеритель дальности 3 и схему запуска 4, выход которой через блок управления 5, генератор ультразвуковой частоты 6 п электроакустический преобразователь 7 подключен ко входу усилителя 8, генератор тока 9 и накопительную емкость 10.

Предлагаемый гидролокатор работает следующим образом.

Схема запуска 4 выдает в блок управления

5 скважинного снаряда команды, определяющие моменты излучения колебаний ультразвуковой частоты с периодом следования Т. За. временной интервал Т на конденсатор 10 на-. капливается энергия, равная

Е Д (2)

2С

4 — заряд, накопленный конденсатором 10 за интервал времени Т.

Тогда

Так как накопительная емкость 10 является источником коллекторного напряжения генератора ультразвуковой частоты 6 и разряжается через него при излучении, то из выражения (3) видно, что мощность излученного зондирующего импульса пропорциональна квадрату лоцируемого расстояния. После излучения электроакустическим преобразователем

7 зондирующего импульса ультразвуковой частоты накопительная емкость 10 до прихода следующей команды со схемы запуска 4 заряжается выходным током генератора тока

9. Колебания УЗЧ, отраженные от стенки камеры, преобразуются электроакустическим преобразователем 7 в электрические сигналы и черсз усилитель 8 и измеритель дальности

3 фиксируются регистратором 2, Таким образом, введение в подземный гидролокатор генератора тока и накопительной емкости снижает уровень помех при измерении расстояний менее 10 м по меньшей мере в два раза по сравнению с устройством-прототипом, так как в предлагаемом гидролокаторе мощность зондирующего импульса определяется не максимальным, а реально измеряемым расстоянием в соответствии с выражением (3).

Формул а изобретения

Устройство для подземного акустического исследования, содержащее записывающую аппаратуру и скважинный снаряд, содержащий генератор задержки, генератор ультразвуковой частоты, вибратор, усилитель и блок управления, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно содержит генератор тока и накопительную емкость, при этом к выходу генератора тока параллельно подключены накопительная емкость и второй вход генератора ультразвуковой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Мо 317782, кл. G 01V 1/43, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР Ко 172507, кл. G 01V 1140, 1965.

3. Разработка аппаратуры для гидроакустической локации подземных камер, отчет, профиль 8, 1975, с. 14.

584269

С2

Составитель Э. Терехова

Texpeä И. Михайлова Коррскторы: Н. Федорова и Л. Брахиииа

Редактор И. Шубина

Заказ 3264/3

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. № 169 Тираж 725

НПО Государстве|ного комитста Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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