Устройство для акустического видеокаротажа

 

Союз Советских

Соцмалмстимесимх

Республик

О П И С А Н И Е 641З75

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и АВТОРСКОМУ СВИДЗТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 25.03.74(21) 2007923/18-25 (51) М. Кл.

G 01 М 1/40 с присоединением заявки № (23) Приоритет

1ооудеоотвенкмй комитет

СССР ао делю кэооретеккй я открмткй

Опубликовано 05.01.79.Бюллетень № l

Дата опубликования описания 08.01.79 (53) УДК 550.83 (088. 8) L !

P,. A. Зальцман, В. И. Пасник и М. В. 1йийок

В (72} Авторы изобретения

l

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения

Мииистерстев геовогии укрвиисков CCр „, J (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО -ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

ВИДЕ ОКА РОТАЖА

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в акустическом видеокаротаже для визуального изучения физических свойств пород, пересеченных скважиной. 5

Известно устройство, решающее аналогичные задачи и состоящее из скважинного снаряда, содержащего вращающуюся приемо-излучающую акустическую систему, датчик ориентации и блок элект- та роннки, и наземной панели, содержащей видеоусилителье блок развертки по горизонтали, блок развертки по вертикали, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и фоторегистратор jl).

Известно устройство для акустического видеокаротажа, состояшее из скважинного снаряда, содержащего акустическую систер у, генератор качаюшейся частоты, синхронизатор, три избирательных усилителя, детектор, выходной каскад и наземного регистратора, содержащего блок раэверток, видеоусилитель, трехцветный индикатор, фоторегистрагор(2 .

Недостатки известных устройств заключаются в том, что получаемые с их помощью черно-белые и цветные акустические "фотографии представляют собой плоские (двухмерные) изображения развернутой поверхности стенки скважины.

По двухмерному изображению нельзя определить глубину и внутреннюю конфнгурапию пространственных нарушений на стенке скважины.

Целью предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка и получение трехмерного иэображения стенки скважины.

Укаэанная цель постигается тем, что в устройство между видеоусилителем и цветной приемной электронно-лучевой трубкой введены последовательно соединенные блок квантования по времени и распределитель цвета.

Предлагаемое устройство позволяет провести квантование отраженных акус641375

10 тических сигналов по времени пробега нв несколько (например, семь) групп, воспроизвести сигналы различных групп в различных цветах на экране трубки и зафиксировать сформированное иэображение при помощи фоторегистратора нв цветную фотопленку. Так как время

apo5era отражейного сигнала nponvyaaoнально пути пробега, то участки стенки скважины, удаленные от акустической системы на различное расстояние, воспроизводятся на экране в различных цветах.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 изображена блок-схема блока квантования по времени; на фиг. 3 даны временные диаграммы работы блока квантования; на фиг. 4 приведена блок-схема распределителя цвета.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В скважине 1 (фиг. 1),заполненной жидкостью 2, находится скважинный снаряд 3, который при помощи кабеля 4 соединен с наземной панелью 5.

Скважинный снаряд содержит узконаправленную акустическую систему 6 (c одним или несколькими преобрвзова телями) с электроприводом 7, генератор 8 импульсов, усилитель 9, детектор 10 и датчик 11 ориентации. Ос1 новными блоками наземной панели 5 являтотся блок 12 развертки по горизонтали блок 13 развертки по верти; . кали, видеоусилитель 14, блок 15 выделения синхроимпульса, блок 16 кванто1 вания по времени, компенсационные усилители 17, 18, 19, 20, 21 и 22, распределитель 23 цвета, цветная приемная электронно-лучевая трубка 24 с красным К", зеленым 3 и синим С прожекторами и с отклоняюшей системой

25. На экране 26 трубка 24 формирует цветное изображение, которое регистрируется при помощи фоторегистратора 27 на цветную фотопленку 28.

Блок 13 развертки по вертикали при номоши алектромеханической связи 29 соединен с роликом 30 блок-баланса.

Выход видеоусилителя 14 подключен ко входу блока 16 квантования, который состоит (фиг. 2) иэ нескольких, например,, семи, временных селекторов

31, 32, ЗЗ, 34, 35, 36 и 37, входы которых соединены параллельно. Управление работой селекторов производится схемой распределителя, состоящей из

S.

45 мультивибратора 38 задержки, генераторов 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 селекторных импульсов и формирующих схем 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52.

Мультивибратор 38 задержки запускается синхроимпульсом их скважинного прибора (фиг. 3, A) и генерирует прямоугольный импульс (фиг. 3, Б), длительность которого определяет момент открытия первого селектора 31. Зля этого импульс мультивибратора подается на вход формирующей схемы 46, где осуществляется его дифференцирование (фиг. 3, В) и инвертирование (фиг. З,Г).

Остроугольный импульс {фиг. 3, Г), полученный от заднего фронта импульса мультивибраторв, используется для запуска первого генератора селекторных импульсов 39/1 ГСИ/.

Генератор 39 генерирует прямоугольный импульс (фиг. 3, Щ, который подается нв первый временной селектор 31.

Если на сигнальный вход селектора 31 поступает сигнал (фиг. 3, А), в то время квк на второй вход подан селекторный импульс, то сигнал пройдет селектор и появится на его выходе.

Одновременно селекторный импульс (фиг. 3, ll) подается на вход формирующей схемы 47 (аналогичной схеме 46), на выходе которой получают остроконечный импульс (фиг. 3, И), соответствую ший заднему фронту селекторного импульса {фиг. 3, Й). Этим импульсом запускают второй генератор 40 селекторных импульсов (фиг. 3, К), который управляет работой второго временного селектора 32 (фиг. 3. Л).

Работа последующих временных селекторов 33, 34, 35, 36 и 37 происходит аналогично описанному, т.е. каждый генератор селекторных импульсов, срвбагывая, подает прямоугольный селекгорный импульс на свой временной селектор, а задним фронтом селекторного импульса запускает следующий генератор селекторных импульсов.

Таким образом, схема обеспечивает последовательную работу временных селекторов с первого по седьмой в тег чение интервала времени, определяемого ожидаемым временем прихода отраженных сигналов, Распределитель 23 цвета обеспечивает воспроизведение сигналов, попавших при квантовании по времени в различные группы, в различных цветах на экране ЭЛТ 24.

641375

= — ъ

2<» о.

С емв распределителя 23 цвета (фиг. 4) собрана иэ логических элементов И и И 1И. Схема строится в зависимости от принятого в устройстве соответствия между временными интервалами квантования и их воспроизведением в цвете.

Например, при принятом делении о рвженных сигналов на семь групп, возможно следующее соответствие: сигналы первого интервала воспроизводятся в черно-белом цвете; сигналы второго интервала - в зеленом цвете и т.д.

Для принятого соответствия, распределитель 23 цвета (фиг. 4) состоит иэ трех логических элементов ИЛИ 52, 53, 54, двенадцати элементов И 55, 56, 57, 58, 59р 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 семи шин сигналов 67, 68, 69, 7С 71, 72, 73 и семи шин управления 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80

Выходы элементов ИЛИ 52, 53, 54 подключены соответственно к зеленому 3, красному К" и синему "С прожекторам ЭЛТ 24.

Чем более длинный путь пройдет упругий импульс в жидкости 2, эапопнюпошей скважину, чем большее звтухвние он претерпевает и тем меньше его амплитуда.

Поэтому упругие импульсы, отразившиеся от стенок глубоких прострвнственных нарушений (нвпример, квверн), будут иметь значительно меньшую амплитуду, чем импульсы, отразившиеся от стенки скважины. Йля того, чтобы скомпенсировать затухание в жидкости, звполняюшей каверны, между выходвми селекторов 32 37 и с ответствующими входами распределителя пвета 68+73 вк:почены компенсационные усилители

17+22.

В процессе каротвжв генервтор 8 импульсов возбуждает преобразователь акустической системы 6, излучающей импульсы упругих колебаний, которые в виде узкого пучка распространяются по скввжинной жидкости в направлении стенки скввжины. Пройди по жидкости расстояние 0 > (фиг. 1), упругий импульс претерпевает отражение, и вновь пройдя расстояние 3, достигает приемного преобрвзоввтеля акустической системы

6. Время, зв которое импульс возвратится к акустической системе, равно

26д

С где 6 — расстояние, от акустической

1$

35 ю

45 системы до стенки скважины (без нарушений);

С вЂ” скорость распространения упругих колебаний в скважинной жидкости.

B тех мествх, где стенка скввжины имеет пространственные нарушения (например, каверны) расстояние от акустической системы до стенки будет другое

6», причем ь >6. Соответственно и о время пробега будет другое

Отраженные упругие импульсы преобразуются приемником акустической системы 6 в электрические сигналы, которые после усиления в усилителе 9, детектируются детектором 10 и по квбьлю 4 поступвют в нвэемную панель 5.

Нв вход детектора 10 подаются также синхроимпульсы из генератора S, который соответствует моменту излучения упругого импульса в жидкость.

При врвшении акустической системы

6 электроприводом 7 происходит сканирование стенки скважины 1, при этом зв каждый оборот акустической системы нв поверхность иэ датчика 11 ориентвпии посылается импульс в тот момент, когда направление излучения совпвдвет с направлением мвгнитного меридиана.

В нвземной панели 5 отрвженные сигналы усиливаются видеоусилителем

14 и поступают на вход блока 16 квантования цо времени. Одновременно в блоI ке 12 развертки цо горизонтали выделяется импульс ориентации, которым эапускветса гм.нервтор горизонтальной развертки, который подает пилообразный ток в отклоняющую систему 25 цветного кинескопа 24. В то же время в блоке

15 выделяется синхроимпульс, который используется в блоке 16 квантования для запуска схемы распределителя (см. вь.ше).

В блоке 16 квантования (фиг. 2) сигнвл поступает нв звпарвллеленные входы семи временных селекторов 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 которые открываются и эвкрываются последовательно друг зв другом, будучи управляемыми селекторными импульсами, поступвюшыми иэ схемы распределителя.

B зввисимости от расстояния, которое пробежал отраженный акустический импульс, сигнал попадает в одиН иэ

64 временных селекторов и появляется на

его выходе.

По установленному в устройстве соогветствню между временными интервалами и цветностью их воспроизведения, сигнал через блок распределителя пвета, попадает на прожекторы цветной ЭЛТ

24 и воспроизводится в виде цветной точки, яркость которой зависит or глубины модуляции электронного луча отра женным сигналом

Аналогично описанному происходит воспроизведение на экране ЗПТ сигмлов, которые из-за другого времени распространения, попадут в другие временные селекторы, но воспроизведутся .они уже в виде светящейся точки другого пвета.

Так как одновременно происходит развертка электронных лучей ЭЛТ 24

hpa помощи блока 12 горизонтальной развертки, воздействующего на отклоняющую систему 25, то на экране 26 за вднн оборот акустической системы 6 в скважине будет прочерчена одна ивет ная строка. Бветная строка фиксируется с помощью фоторегистратора 27 на цвет ную фотопленку 28.

Одновременный подьем скважинного снаряда 3 при каротаже через ролик ЗС блок-баланса и механическую передачу

29, преобразуется в блоке 13 в ток вертикальной развертки, который посту1375 пает в отклоняющую систему 25 и осуществляет смещение строк по вертикали.

В результате последовательной регистрапии цветных строк с эквана 26

5 фоторегистратор 27 фиксирует цветное развернутое изображение каротируемого интервала скважины, глубина нространства на котором передается с помощью цвета.

1о Формула изобретения

Устройство для акустического видес каротажа, состоящее из скважинного снаряда, coneðæàøeãî узконаправленную вращающуюся акустическую систему, !

5 генератор импульсов, усилитель, детектор и датчик ориентапии, и наземной панели, содержащий блок развертки по горизонтали, блок развертки по вертикали, видеоусилитель, цветную приемную электронно-лучевую трубку и фоторезистор, отличающееся тем, что, с делью получения трехмерного изображе ния стенки скважины, между видеоусилителем и цветной приемной электронно-лучевой трубкой введены последовательно соединенные блок квантования по времени и распределитель цвета.

Источники информапни, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США % 3369626, кл. 181-5, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

% 519665, кл. GO1 V 1/40, 1976.

641375

УД

3b зв

Я

44

3Е яж

Фиг

Редактор Б. Павлов

3аиаа 75@6/41 Тираж 696 Подписное

Hl-IHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж«35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Зы,к. щмелу

/уу а7. гафан.

8ыу, Дур, 8ыя. индерлт, дым. оси

Ьх. арф.

Вьу.

Оуоерщ.

Вык. 2 Си

Составитель В. Мацеряков

Техред 3. Фанта Корректор Л. Василина