Устройство для акустического каротажа скважин

 

О П И С А Н И-Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (l i)779963 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 24.01.79 (2I ) 2717317/18-25 (51) M. Кл.

G 0l 1140 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23)Приоритетво делам изобретений и открытий

Опубликовано 15. 11.80. бюллетень № 42

Дата опубликования описания 18. 1 1.80 (53) УДК550. .83(088.8) Е. А, Виноградов, В. Д. Гончаров, A. К. Мельцер, В. Г. Рафиков и П. Д. Резник (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к области геофизических методов исследования сква« жин, в частности, к акустическому каротажу.

При акустическом каротаже время распространения упругих колебаний в горных породах определяется пс первым вступлениям полезного сигнала,, амплитуда которых превышает определенный уровень.

Известно устройство акустического каротажа, в котором происходит запоминание времени вступления полезного сигт5 нала во вспомогательном блоке памяти $1).

Во время приема следуюшей посылки происходит сравнение вновь измеренного времени с храняшимся в памяти временем вступления предыдушей посылки. Если абсолютная разность между обоими сигналами меньше предварительно выбранного порогового значения, например, периода излучаемого сигнала, то измерение считается истинным и последний сигнал

: передается во вспомогательный блок памяти и в измерительный накопитель. pg» нако это устройство лишь пассивно констатирует случаи перескока" на фазу пороговым устройством. Схема не производит своевременного анализа достоверности выделения акустического сигнала и лишь впоследствии, по результатам произведенных замеров и сопоставлений производится отказ от ложного замера, что ведет к потере информации, а, следовательно, и .снижению точности измерений.

Наиболее близким для данного технического решения является устройство акустического каротажа, в котором осуществляется принцип синхронного накопления и выделения полезного сигнала на фоне помех путем сопоставления времени появления всех импульсов срабатывания порогового устройства на принятый сигнал. последнего периода излучения с имттульсами срабатывания порогового устройства

10 жуточный триггер, вход установки еди15 ницы которого соединен с выходом рас20

30

40

45 Устройство работает следующим образом, Сигнал акустического. каротвжа поступает через усилитель 1 на вход син,4 хронизвтора 2 и вход порогового устрой ства 3. Синхронизатор 2 вырабатывает импульс, соответствующий моменту излучения, который устанавливает "единицу в измерительном триггере 9 и синхро° ниэирует работу блока памяти 4. Импуль55

3 7799 на-сиГнвд предыдущего периода излучения 23. Признаком обнаружения первых вступлений полезного сигнала на фоне помех является одновременное поступление на

5 схему совпадений упомянутых импульсов порогового устройства, расширенных с учетом возможного изменения времени, прихода полезного сигнала от одного периода излучения к другому {вертикальный градиент скорости в скважине). Сиг. нал оо схемы совпадения дает команду на опрокидывание измерительного триггера, при этом завершается процесс измерения времени прихода полезного сигнала. Однако сигнал схемы, совпадения вырабатывается по-разному, в зависимости от наблюдаемого ãðà,диента скорости. В случае, когда- 6i-од» ного периода излучения к последующему происходит увеличение времени распространения звука в породе, схема совпадения выдает сигнап в момент появления импульса порогового устройства последнего периода излучения. Соответствующий ему расширенный импульс предыдущего периода излучения подготавливает схему, совпадения к работе и только лишь подтверждает, что регистрируется не шум, а полезный сигнал. В случае, когда от одного периода излучения к другому пройсходит уменьшение времени распространения звука, на выходе схемы совпадения сигнал вырабатывается в момент появления импульса предшествующего периода излучения. Таким образом, устройство в этом случае обладает инерционностью, которая будет увеличиваться с увеличением числа накапливаемых сигналов различных периодов. излучения. Кроме того, при смене уменьшении времени прихода на увеличение времени прихода полезного сигнала устройство не производит измерение времени в том периоде излучения, в котором принят полезный сигнал с минимальным. временем распространения в породе, что снижает точность измере. ний. Твк как при уменьшении времени распространения звука опрокидывание измерительного триггера производится при появлении импульса с выхода вспомогательного блока памяти, то для получения диаграмм достаточной точности

{+l мкс) требуются блок памяти с длительностью цикла запись - считывание менее мкс, При стандартной длине зонда l,5 м емкость памяти при сохранении точности записи +.l мкс составит

3.024 бит, Реализация малогабаритного

63 4 блока памяти с указанными параметра« ми представляет собой достаточно сложную задачу.

Целью изобретения является повышение точности измерения интервального време» ни при регистрации кинемвтических характеристик пород разреза скважины, Указанная цель достигается тем, что в устройстве акустического каротажа, содержащем усилитель, синхронизатор, пороговое устройство, блок памяти, расширители между схемой совпадения и измерительным триггером, введен промеширителя, соединенного с пороговым устройством, а выход промежуточного триггера — со входом установки нуля измерительного . триггера, На чертеже изображена блок-схема устройства измерения интервального времени.

Устройство измерения интервального времени содержит усилитель 1, соединенный с синхронизатором 2 и пороговым устройством 3, блок памяти 4, расширители 5,6, схему совпадения 7, промежуточный трйггep 8, измерительный триггер 9. Выход синхронизатора 2 связан с входом блока памяти 4 и входом. установки единицы измерительного триггера 9. Выход порогового устройства 3 связан со входом блока памяти 4, а через расширитель .5 с входом схемы совпадения 7 и входом установки нуля промежуточного триггера 8. Выход блока памяти 4 соединен через расширитель 6 с другим входом схемы совпадения 7, выход которой связан с входом установки единицы промежуточного триггера 8. Выход промежуточного триггера 8 соединен с входом установки нуля измерительного триггера. сы срабатыввйия порогового устройства 3 на си1 нвл подаются на вход расширителя

5 и на вход блока памяти 4. Одновременно с выхода блока памяти 4 нв вход расширителя 6 поступают импульсы сраба3 6 влияет на точность регистрации интервального времени. Анализ работы устройства t2 1 показывает, что изменение длительнооти расширителей в пределах одной, двух микросекунд не оказывает существенного влияния на качество, т.е. нет необходимости хранить во вспомогательном блоке памяти информацию с точностью + l мкс. Учитывая это можно снизить быстродействие блока памяти 4 до 2 мкс и уменьшить ее объем в 2 раза, сохранив прежний интервал обработки интервального времени(Т,Т ). и з о б р е т е н и я

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4., Патент франции % 2l7l957, кл. Q04. V l/40, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 252442l, кл Q Ol Ч l/40, l 977 (прототип) .

77996 тывания порогового устройства на сигнал предыдущего периода. излучения. Расширенные им импульсы с расширителей

5,6 поступают на схему совпадения 7, Фронт импульса с выхода схемы совпадения 7 устанавливает единицу в промежуточном триггере, но не дает команду на завершение процесса измерение времени распространения звука в измерительном триггере 9. Опрокидывание из- 10 мерительного триггера 9 производится спадом импульса промежуточного тригге» ра 8. При этом установка в,состояние

"нуль" промежуточного триггера 8 про- . изводится всегда от спада импульса по«1 . рогового устройства 3, расширенного в расширителе 5. В этом случае к измеренному истинному времени распространения звука в породе Ilo каждому каналу (Т„> Тд ) добавляется постоян- 20 ное время Фр, на которое производится расширение импульса порогового устройства 3 в расширителе 5, Однако при вычислении интервального времени b Т указанное время t p исключается.

Таким образом, обрыв измерительного триггера в устройстве всегда производится по импульсам срабатывания порого, вого устройства 3 на сигнал последнего периода излучения, что исключает воэмож 30 ность пропуска значений времени распространения полезного сигнала при смене уменьшения времени прихода на увеличение времени прихода. Это позволяет увеличивать число посылок для синхронного 35 накопления до трех и более, не те ряя точности регистрации. Импульсы, поступающие с блока памяти 4 и дающие информацию о срабатывании порогового устройства на сигнал в предыдущем пе- i0 рияде излучения, теперь должны лишь п дтверждать соответствие данного mпульса срабатывания порогового устройства в последнем периоде излучения полезному сигналу, а не шуму. Точность is появления во времени импульсов. с выхода блока памяти 4 в устройстве уже не формула

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее усилитель, синхронизатор, пороговое устройство, блок памяти, схему совпадения >расширители, измерительный триггер, причем выход усилителя связан через пороговое устройство со входом блока памяти, а также через расширитель со входом схемы совпадения, выход блока пямяти связан через расширитель со вторым входом

cxeMbf совпадения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения интервального времени при регистрации кинематических характеристик пород разреза скважины, введен промежуточный триггер, вход установки единицы которого соединен с выходом расширителя, связанного с пороговым устройством, вход установки нуля промежуточного триггера соединен .с выходом схемы совпадения, а выход - со входом установки нуля" измерительного триггера.

779963

Составитель Л. Стремоухова

Редактор Н, Коляда Техред Т.Маточка . Корректор В. Синицкая

Заказ 93lS/l3 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3O35, Москве; Ж-35, Раушская, наб„д, 4/5

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