Способ калибровки скважинной акустической аппаратуры

 

OflMCAHHK

ИЗОБРЕТЕНИЯ и АВТОУСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистнчесюи

Распублин

< 641376 (бт)Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено2З.06.76 (21) 2З7ВВ8еу18 25 г (51) М. Кл. е ттрисоедииением заявки № Гееуащщтеевве кеметет ссср

N делам изебретвннй и еткрытнй (2Ç) Приоритет

Опубликовано 05.01.79)бюллетень № 1 (+) УДК550.834:

: 622.241 (088 8) Дата опубликования описания 08.01.79 (?2) Авторы изобретения

Б. И. Кирпиченко и Ш. Ш. Шариязданов

5 1

Всесоюзный научно-исследовательский проектйо-конструкторский институт геофизических исследований геолЫотщэведочйых скважин Министерства геологии СССР (71) Заявитель (54} СПОСОБ КАЛИБРОВКИ CKBARHHHOA

АКУСТИЧЕС КОЙ АППАРАТУРЫ

Изобретение относится к области геофизических исследований геолого-разведочных скважин и направлено на повышение эффективности применения акустической скважинной аппаратуры, Известен способ ка . тбровки аппаратуры акустического каротажа, основанный на измерении временных интервалов, задаваемых специальной радиоэлектронной . аппаратурой (1). Передача сигналов от излучателя к приемнику калибруемой та аппаратуры осуществляется с помощью автономных ультразвуковых преобразователей, непосредственно контактирующих с преобразователями калибруемой armapaтяэы. т5

Однако таким способом невозможно получение устойчивого акустического контакта между ультразвуковыми преобразователями.

Известен способ калибровки, основан- N ный на измерении времени пробега упругой волны в ленточном звукопроводе, контактирующем с преобразователями через

2 жидкость с помощью специального устройства f2).

Однако такой способ чевоэможна пртеменить для преобразователей с негладкой поверхностью (например, беэ контей1нера) или преобразователей, имеющих сложную форму (например, контактного типа). Кроме того, известный способ не обеспечивает калибровку амчлитудиых параметров.

Извес гны также способы калттбровки аппаратуры акустического каротажа, оонованные на измерении амплитуды я spe мени пробега упругой волны в трубе оо стабильными акустическими свойствами, заполненной жидкостью 3 и 4 .

Преимуществом такого способа явля ется возможность проведения измерения для преобразователей любой конструкции и размеров.

Недостатком является зависимость результатов измерений от степени смачивания преобразователей и наличия на них пузырьков воздуха.

76 ческий цементомер), снабженный жесткими центраторами 5, Труба 1 заполняется жидкостью {маслом) из бака 6 с помощью ручного насоса 7, через линию 8, затем через линию 9 и распределительньГе крвны 10 производится повышение давления в трубе до заданной величины, которая определяется по манометрам 11. При повышении давления производят измерение амплитуд А, с вь хода скважинного прибора (через эталонный фильтр) Осциллографом, а для контроля работы наземной аппаратуры - с выхода, панели управления на фоторегистратор. Измерение амплитуд

А производят через 1-2 кгс/см по2 вышения давления до выхода максимальные для данного прибора значения, когда дальнейшее повышение давления приводит к увеличению амплитуд не более чем на 3%.

Для уверенности в исключении влияний воздуха и в полном смачивании преобразователей производят цикл измерений амплитуд A при повышении давления . дважды, as случае расхождения значений амплитуд, полученных при повторном цикле трижды, до полного установления измеряемых значений ампrrmyn (фиг. 2 - 12, 2

12 12 )..

ho результатам измерений строят график изменения амплитуд Ая от давления жидкости. Полученный график является эталонным и определяет характер величины амплитуд измеряемой волны в колонне для данных преобразователей и электрического тракта.

Как видно на фиг. 2, разные приборь имеют свою характерную форму графика

12, 13, 14 (122 12, 13, 14I графики изменения амплитуд нри повторною изменении давления для соответствующих гтриборов) .

Найденная предельная величина ампли туд (в правой части графика) определяет условия работы всего тракта аппаратуры в условиях, близких к скважинным.

Поэтому масштаб записи скважинных диаграмм целесообразно устанавливать с учетом этой величины (в отношении к ней).

Полученный эталонный график характеризует сос гояние электроакустического тракта данного приоора в данный момент времени. Если при повторных калибровочных измерениях через длительный промежуток времени (например, при выезде на новую скважину) получают график амплитуд, Отличающийся от эталонного, это означает, что изменилось состояние одного иэ узлов или всего электроакустичес6413

При этом оказывается, что влияние воздушных пузырьков максимально при атмосферном давлении. С увеличением давления жидкости указанное влияние существенно уменьшается. 5

Поскольку задачами калибровки является це только получение единого масш. таба физических величин, измеряемых различными приборами, но и слежение за стабильносчью показаний каждого прибора, то. контрольные измерения целесообрвзно производить в условиях мини мального влияния указанных выше искажающих факторов, Общим для всех рассмотренных спосо- 1g бов недостатком является невозможность проведения калибровочных измерений в условиях, близких к скважинным. Это, в свою очередь, деЛает недостижимой основную цель калибровки - сравнение чувстви-2о тельностей электро акустических трактов различных приборов для получения единого масштаба записи скважинных диаграмм.

Бель предлагаемого изобретения — повышение точности калибровки и Определе- 2$ ние причин нестабильности показаний скважинного прибора.

Она достигается тем, что амплитуды измеряют в процессе контролируемого повышения давления жидкости, давление 30 повышают последовательными циклами до стабилизации величин амплитуд, сравнивают зависимости величин амплитуд упругой волны от давления, полученные при различных циклах повышения давления,35 и при полной повторяемости зависимостей берут полученну о стабилизированную величину амплитуды за калибровочную.

На фиг. 1 показана схематическая кон струкция калибровочного устройства; на 4э фиг. 2 - результаты измерений калибровочных амплитуд А,< при изменении давления жидкости для различных скважинных приборов.

В основу способа калибровки положены М эксперйментальные данные о нелинейнос ти зависимости амплитуд продольной вол ны колонне А от действующего на пре

Обраэователи давления (эа счет влияния воздуха на поверхностях преобразователей„ э неплотности склейки или намотки магнитострикциояного материала) .

Способ калибровки осуществляется в результате следующих операций, В стальную трубу 1, имеющую сальннк 2 для герметизации каротажного кабеля и съемную головку 3, помещается скважинный прибор 4 (например, акусти6413

25 кого тракта. О причинах такого изменения судят по характеру отличий повторного калибровочного графика от эталонного.

Так, изменение положения повторного графика относительно эталонного {линей-. ное преобразование характерных точек) указывает на изменекке коэффициента . усиления измерительной схемы, а изменение формы граф на (нелинейное преобразование) на изменение чувствительности t0 акустических преобразователей.

Таким образом, для калибровки используются как весь график зависимости амплитуд от давления жидкости, так и отдельные его характерные точки.

Предлагаемый способ калибровки позволяет производить измерение в условиях. близких к скважинным, исключить влияние случайных ошибок измерений за счет неполной дегазации жидкости и несовершен- О ства изготовления преобразователей, а также определить причину нестабильности показаний скважинных приборов (что и подтверждается экспериментально1, Нри этом сохраняется основное преимушество известного способа, использующего в качестве звукопровода трубу, заполненную жидкостью, — воэможность проведения измерений с акустическими преобразователями любой формы

Формула изобретения

Способ калибровки скважинной акустической аппаратуры на дневной поверхнос76 6 ти, основанный на измерении амплитуд и времени пробега упругой волны в трубе, со стабильными акустическими свойствами, заполненной жидкостью, о т л и ч а ющ и и с s тTеeмM, что, с целью повышения точности калибровки и определения причин нестабильности показаний скважинного прибора, амплитуды измеряют в про пессе контролируемого повышения давления жидкости, давление повышают последовательными циклами до стабилизации величин амплитуд, сравнивают зависимости величин амплитуд упругой волны от давления, полученные при различных циклах повышения давления, и при полной повторяемости зависимостей берут цолу ченную стабилизированную величину ам плитуды за калибровочную.

Источники информации, принятые во лимание при экспертизе.

1. Патент США ¹ 2944622, кл. 181-5, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 518749, кл. GO1 V 1/40, 1974.

3. Патент США % 2970666, кл. 340-18, 1957.

4.Патент США М 3056464, кл. 181-05, 1963.

64137 6

Ц !

1Ф

Ъ

3!д

Да4мжге, /Ф7а

Составитель Э Терехов

Редактор Б, Павлов Техред Э. Чубчик Корректор Л. Василина

Заказ 7506/4l Тираж 6 g6 Подписное

ВНИКАЛИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

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