Устройство для определения кинематических параметров упругих волн при акустическом каротаже скважин

 

()868673

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.01 80 (21) 2866727/18-25 (5I )M. Кл. с присоединением заявки М—

6 01 Ч 1/40 фкударетеенныИ комитет

СССР аа делам изобретений и етирытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.81. бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.09.81 (53) УДК 55083 (088.8) E. А. Виноградов, В. Г. Рафиков, В. П. Син и В. М. Казаков (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и проек институт геофизических исследований геологор (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ УПРУГИХ ВОЛН ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ.

КАРОТАЖЕ СКВАЖИН

Изобретение относится к определению кине,матнческих параметров упругих волн и может,: быть применено при акустическом каротаже скважин.

Известно устройство, в котором осуществляется запоминание совокупности звуковых сигналов по четырем каналам, затем производится вычисление функции взаимной корреляции выбранных участков волновых картин и определяется значение времени пробега. продольной (поперечной) волны, для которой многократная корреляция представляет лучшее соответствие. Данное устройство представляет собой сложную специализированную вычислительную машину с объемом памяти более 80 кбит (1).

Однако устройство отличается трудностью реализации способа многократной корреляции в реальном времени, т.е. непосредственно в процессе каротажа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, в котором производится вычитание на ЭЛТ времени вступления регистрируемой фазы волновой картины первого канала из времени вступления

2 волновой картины второго канала. Оно состоит из ЭЛТ, фоторегистратора, усилителя подсвета, генератора развертки, блока меток, блока формирования сигнала и вьщеления первых вступлений, блока формирования импульсов подсвета первых фаз сигналов и блока спсрежения запуска развертки до прихода первых вступлений.

Рабочий цикл аппаратуры начинается в момент поступления на вход блока синхроннза о цни синхроимпульса, определяющего начало работы ближнего канала. С выхода синхронизатора синхроимпульс поступает на вход блока опережения запуска развертки. По приходу волновой картины на вход порогового устройства вырабатывается импульс, соответствующий первому переходу волновой картины через нуль, который поступает на блок опережения запуска развертки. В этом блоке запишется информация t — 64 мкс. При приходе на вход блока синхронизации синхронмпульса, определяющего начало второго канала, блок опережения запуска развертки вырабатывает импульс запуска, который поступает на вход генератора

868673 развертки в момент времени t = t — 64 мкс.

Блок формирования импульсов подсвета, который управляется с выходов порогового устройства, блока опережении запуска развертки и генератора развертки, вырабатывает импульсы подсвета, которые через усилитель подсвета поступают на модулятор электронно-лучевой трубки. Формирование импульсов подсвета производится таким образом, что на экране электронно-лучевой трубки подсвечиваются 2 — 3, точки, соответствующие фазам первой волновой картины и 2 — 5 точек — фазам второй волновой картины. При поступлении на вход блока синхронизатора очередного синхроимпульса ближнего канала запуск развертки осущест, вляется в момент t t — 64 мкс, и далее

> процесс повторяется. Причем расстояние между первой точкой первого канала и первой точкой второго канала — интервальное время ht, а расстояние между соседними точками — период сигнала (2).

К недостаткам данного устройства для регистрации интервального времени следует отнести невозможность регистрации интервального времени поперечной волны и недостаточная помехоустойчивость.

Помехоустойчивость устройства зависит только oz помехоустойчивости первого канала, что положительно, так как второй канал менее помехоэащищен ввиду того, что сигнал второго канала значительно слабее первого. Но этой помехоустойчивости недостаточно, потому что возможные сбои первого. .канала на шумы или на последующую фазу влекут за собой ошибку в измерении интервального времени распространения продольной волны.

Цель изобретения — расширение функциоиальных возможностей устройства путем обеспечения регистрации интервального времени распространения как продольной, так и поперечной упругих волн с достаточной помехоустойчивостью.

Указанная цель достигается тем, по в устройство для определения кинематических параметров упругих волн цри акустическом. каротаже скважины, содержащее пороговую схему, синхронизатор, первый выход которого подклю. чен к генератору развертки, видеоусилитель, подключенные к ЭЛТ, отклоняющая система которой соединена с генератором развертки, и фоторегистратор, дополиителыю введены последовательно соединенные блок памяти, схема вычитания, схема сравнетня, запоминающая схема, соединенная с ЭЛТ через видеоусилитель и задатчик параметра, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения, причем второй и трепй выходы синхронизатора соединены с управляюп1ими входами блока памяти и запоминающей схемы, выход пороговой схе1О

4 мы подключен к блоку памяти, а входы синхронизатора пороговой схемы являются входами устройства.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — волновые картины продольных и поперечных волн по первому и второму канилам; на фиг. 3 — вид каротажной диаграммы, полученный с помощью данного устройства.

Устройство содержит последовательно соеди-. ненные пороговую -схему 1, блок 2 памяти, схему 3 вычитания, схему 4 сравнения, запоминающую схему 5, видеоусилитель 6, ЭЛТ 7, синхронизатор 8, задатчик 9 параметра, генератор 10 развертки и фоторегистратор 11.

Устройство работает следующим образом.

Регистрируемый сигнал со скважииного приI бора поступает на вход пороговой схемы и вход синхронизатора 8. Синхронизатор 8 вьщеляет импульсы момента излучения, распознает каналы, а также управляет работой блока 2 памяти и генератора 10 развертки. Пороговая схема 1 формирует иэ сигнала последователь- . ность прямоугольных импульсов, которые посту-, пают на вход блока 2 памяти.

Блок 2 памяти по командам синхронизатора 8 выдает на схему 3 вычитания значения ю

Т

Работа устройства описана при запоминании и десяти значений времени в каждом канале:

1 ю

Т„, ..., Т, — периоды волновой картины первого канала, Т, ..., Т вЂ” периоды волновой картины второго канала (фиг. 2). Это обеспечивает обработку продольной Т1 и поперечной Т волн, и зоны интерференции 12 (фиг. 2).

Схема 3. вычитания производит операцию множественного вычитания запомненных значений времени первого канала Т,, T„, Тэ, Т,, иэ 33IloMHCHHbIK значений speMOHH 97opof о кэнала т1;, т, 71, .... Tg no в1гоРвтму

5t Тз — Т,,, где i 1 — 10. Сто результатов BbPIHCJIO399l HHTOpBNISHOFO BpOMCHH Дт Ф поступают с выхода схемы 3 вычитания на вход схемы сравнения. На другой вход схемы

4 сравнения поступает информация: о диапазоне изменения регистрируемого параметра с выхода задатчика 9 параметра. Схема 4 сравнения выдает интервальное время Дт на вход запоминающей схемы 5 в случае, если Дтр mj <

< dt> < Дт,.оп,„, где 1 1 —. 10, Дтап1 п— минимальное йитервальное время распространения продольной волны; ht®1 „- максимальюе время распространения цоперечиой волны.

Ошхронизатор 8 выдает импульс для запуска генератора 10 развертки и разрешает выдачу информации с выхода запоминающей схемы 5 иа вход видеоусилители 6 и далее на модулятор ЭЛТ 7. Таким образом, каждое значение

Ж отображается на экране ЭЛТ 7 в виде точки.

Серия коррелированных точек 13 (фиг. 3) ., представляет собой групповое интервальное время расространения продольной волны Мр .

Серия точек 14 представляет собой t htp+Т„, Т,„- период сигнала, но это время полностью повторяет форму фиксируемого времени, поэтому легко выделяется. Серия точек 15 — результат возможного срабатывания порогового устройства на шум. Серия точек 16 — результат вычисления значений зоны продольной волны и эоны интерференции. Коррелированные точки 17 являются интервальным временем распространения поперечной волны Ьтв . Серия точек 18 — соответственно t htg + TnS где Тп g — период сигнала поперечной волны.

Таким образом, на диаграмме отображены. интервальное время продольной волны Ж о, период продольной волны Т, интервальное время поперечной волны ht< и период поперечной волны Т„е .

868673 6 кн массива, как коэффициент бокового распора и величину эффективного горизонтального напряжения, действующего по нормали к стенке скважины

Выбор количества обрабатываемых точек определяется количеством периодов продольной волны, поперечной волны и зоны интерференции.

Устройство обладает значительной помехоустойчивостью, так как вычисление интервального времени производится по нескольким точкам в каждом канале.

Запись интервального группового времени поперечной волны позволяет приблизиться к решению задачи определения физико-механических свойств горных пород, модуля упругости, обьемнбгo Mop)GIB, Mo JDl сдвига H коэффициента Пуансона. На основе известных упруго-деформационных модулей можно определить такие инженерно-технологические характеристиФормула изобретения

Устройство для определения кинематических

10 параметров упругих волн при акустическом каротаже скважин, содержащее пороговую схему, синхронизатор, первый выход которого подключен к генератору развертки, видеоусилитель, подключенный к электронно-лучевой трубке

1% (ЭЛТ), отклоняющая система которой соединена с генератором развертки, и фоторегистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения регистрации интер2О вального времени распространения KaK rrpoposrsной, так и поперечной упругих волн, а также с целью повышения помехоустойчивости, в устройство дополнительно введены последовательно соединеннь1е блок памяти, схема вычитания, схема сравнения, запоминающая схема, соединенная с видеоусилителем, и задатчик параметра, выход которого подключен ко второму входу сравнения, причем второй и третий выходы синхронизатора соединены с управляющими входами блока памяти и запоминающей схемы, выход пороговой схемы подключен к блоку памяти, а входы синхронизатора и пороговой ( схемы являются входами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции P 2312784, кл. F 17 С 3/02, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР У 376738, кл. G 01 V 1/40, 1971 (прототип).

868673

- 71иаt

ВНИИПИ Заказ 8322/67

Тираж 735 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæã0ðîä, ул.Проектная, 4

1f 13 14 t6 17 19

Дание. 3