Устройство для акустического каротажа скважин

 

А. Ф. Мораэович, П. А. Прямов, М

А. И. Старков, В. Н. Служаев и А (72) Авторы изобретения

I б (7)) Заявитель

Всесоюзный научно-исследователь, „ у1 нефтепромысловой геофизйц . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН

Известны устройства для акустического каротажа скважин, позволяющие рргистрировать параметры упругих волн Й-функции от глубины скважины. Скважинные приборы в этих устройствах содержат трехэлементный акустический зонд, генератор за- О пуска излучателя, электронный коммутатор, усилитель сигналов акустических при-емников и блок питания. Наземная часть аппаратуры включает в себя регистрирующие схемы. В связи с тем, что скважин- ный прибор опускается в скважину на большие глубины и подвергается действию аномально высоких температур и давлений, он должен обладать повышенной термобаростойкостью. При этом скважинный

20 прибор должен обладать большой надежностью, так как его отказ приводит к длительным простоям скважины th) и 21.

Изобретение относится к промысловогеофизическим исследователям скважин, а более конкретно к аппаратуре акустического каротажа.

Однако электронные и ионные приборы, используемые в скважинном приборе, имеют ограниченный диалазон рабочих температур, а их эксплуатация на предельных температурах снижает надежность работы прибора.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, которое состоит из излучателя, соединенного с генератором возбуждения излучателя, двух приемников, соединенных через усилитель акустических сигналов, коммутатор, согласующее устройство и каротажный кабель с наземным регистрирующим устройством. Все элегт

< powwe устройства скважинного прибора заключены в сосуд Дьюара с применением эвтектрического поглотителя, за счет чего

: достигается термостойкость прибора. Применение сосуда Дьюара позволило частично защитить электронные элементы от " воздействйя высокой температуры окружающей среды в скважине, в результате чего скважинный прибор может работать пои температуре в скважине большей, чем

3 88163 это допускают применяемые в.нем элекч ронные приборы 533.

Однако эа счет саморазогрева электронных элементов скважинного приб ора. и частичного проникновения тепла во внутреннюю полость сосуда Дьюара, температура в нем постепенно повышается, и через некоторое время достигает максимально допустимого значения. Для увеличения времени работы прибора при высоких to температурах его нужно предварительно охлаждать. Надежность такого скважинного прибора невысока иэ-эа использования большого количества (более сотни) электронных элементов, работающих при высоких температурах. Воздействие температу— ры в скважине приводит к дополнительной погрешности измерений за счет температурной нестабильности применяемых элект-, ронных приборов. Габариты скважинного 20 прибора подобного типа достаточно велики.

Целью изобретения является повышение надежности работы скважинного прибора при высоких температурах и давлениях в скважине и уменьшение его габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для акустического каротажа, содержащее один излучатель и два прием- зо ника, коммутирующие и согласующие устройства, причем излучатель соединен с согласующим устройством непосредственно, а приемники соединены каждый со своим согласующим устройством через комму-з тирующие устройства, а также генератор возбуждения излучателя, усилитель акустических сигналов, соединенные с устройством обработки акустических сигналов и вычисления параметров упругих волн, до- 4О полнительно введен генератор подмагничивания, один из выходов которого соединен с синхронизирующим входом генератора возбуждения, а два другие выхода соединены с помощью каротажного кабеля с сог- 45 ласуюшими устройствами излучателя и приемников, причем выход генератора возбуждения излучателя соединен через каротажный кабель с согласующим устройством излучателя, а .вход усилителя через каротажный кабель — с выходами согласующих устройств приемников.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства дпя акустического каротажа скважин; Ra фиг. 2 — временные ди- ss аграммы, поясняющие работу генератора возбуждения излучателя и генератора подмагничивания.

9 4 о

Скважинный прибор устройства для акустического каротажа скважин включает в себя два акустических приемника 1 и 2, излучатель 3, коммутаторы 4 и 5 акустических сигналов первого и второго приемников, согласующие устройства 6 - 8 приемников и излучателя. Коммутаторы акустических приемников выполнены из термостойких диодов или механических переключающих элементов типа геркон.

Согласующие устройства представляют собой трансформаторы, сердечники которых имеют форму, аналогичную сердечникам акустических приемников и излучателя, и расположены с ними соосно в одном и том же герметичном контейнере. Такая конструкция позволяет разместить согласующие устройства в контейнере акустического пре образователя, практически не увеличивая его габаритов. Наземная часть устройства состоит из генератора подмагничивания 9 излучателя и приемников, генератора возбуждения 10 излучателя, усилителя 11 акустических сигналов и устройства обработки 12 акустических сигналов и вычисления параметров упругих волн. Акустические приемники 1 и 2 соединены через коммутаторы 4 и 5, согласующие устрой ства 6 и 7 и каротажный кабель с усилителем 11 акустических сигналов. Акустический излучатель 3 соединен через согласу. щее устройство 8 и каротажный кабель с выходом генератора возбуждения 10 излучателя. Выходы генератора подмагничивания

9 включены посредством жил кабеля излучателю и приемником, а другой его выход сЬединен с генератором возбуждения излучателя для синхронизации работы аппарату-. ры. Выходы генератора возбуждения 10 и усилителя 11 соединены с устройством обработки 12 акустических сигналов и вычисления параметров упругих волн, выход которого подключен к фоторегистраторуФР.

Генератор возбуждения 10 вырабатывает отрезки синусоиды, изображенные на фиг. 2 б, которые накладываются на подмагничиваюшее напряжение, вырабатываемое генератором подмагничивания 9 (фиг. 2 а), причем, напряжение подмагничивания выбирается таким образом, чтобы акустические приемники и излучатель работали на участке максимальной крутизны магнитострикционной характеристики. Возбуждающий сигнал (фиг. 2 в) подается через каротажный кабель и согласующее устройство 8 на акустический излучатель

3. Излучатель преобразует электрическую энергию в акустическую, которая èçëy8816 чается в околоскважинное пространство.

Акустические приемники 1 и 2 преобразуют акустический сигнал, прошедший через породу, в электрический и подают на коммутаторы 4 и 5, которые поочередно подключают первый или второй приемник через согласующие устройства

6 и 7 к сигнальной жиле кабеля. Коммутаторы управляются напряжением подмагничивания, которое подается через сиг- о нальную жилу кабеля с генератора подмагничивания 9 на обмотки приемников 1 и 2. При прохождении положительной полуволны напряжения подмагничивания коммутатора 4 подключает приемник 1 к жиле кабеля, а при отрицательной — коммутатор

5 подипочен приемник 2.Сигнал, получен-,-ный от акустических приемников, усиливается усилителем 11 и поступает на вход устройства обработки 12 акустических mz>e налов и вычисления параметров упругих вопи, на второй вход которого поступают синхроимпульсы момента запуска излуча- . теля. Выход устройства обработки 12 соединен с фоторегистратором для записи параметров упругих волн в скважине в функции от глубины.

Исполыювание предлагаемого устройства для каротажа скважин обеспечит, в отличие от существующих устройств, повышение надежности работы скважинного прибора при высоких температурах и давлениях в скважине, так как из скважинного прибора вынесены в наземное оборудование, устройства, содержащие электронные и - з5 ионные элементы. Дополнительно снижаются габариты скважинного прибора, так как исключается корпус электронного блока, и; увеличивается точность измерения эа счет уменьшения "прямой волны по корпусу, 4о которая является помехой и накладывается на попезный сигнал. Применение предлагаемого устройства позволяет llpoBOQHTb

39 6 акустический каротаж глубоких и сверхглубоких скважин.

Формула изобретения

Устройство для акустического карого жа скважин, содержащее один излучатель и два приемника, коммутирующие и согласующие устройства, причем излучатель соединен с согласующим устройствам непосредственно, а приемники соединены каждый со своим согласующим устройством через коммутирующие устройства, а также генератор возбуждения излучателя, усили-. тель акустических сигналов, соединенные с устройством обработки акустических сигналов и вычисления параметров упругих . вопи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы скважинного прибора при высоких температурах и давлениях в скважине и уменьшения его габаритов, в него дополнительно введен генератор подмагничивания, один из выходов которого соединен с синхрониэирующим входом генератора возбуждения, а два другие выхода соединены с помощью каротажного кабеля с согаасукяцими устройствами излучателя и приемников, причем вы ход генератора возбуждения излучателя соединен через каротажный кабель с сог- ласующим устройством, а вход усилителя через каротажный кабель соединен с выходом согласующих устройств приемников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 379899 кл. Cj 01V 1/40, 1971.

2. Белоконь В. Д. Комплексная аппаратура акустического каротажа СПАК-2.

С Теофизическая аппаратура, вып. 48, ;Л., Недра, 1972, с. 83-88.

3 SeI iee 907АЮц.й Cempera+urekce9

E-601-0025-Р ЗтафгосОо manvciC. 9a 9..

31buI ton 8егч joe.ОИоЬе .д972(прототип),.

881639

Заказ 9964/68 Тираж 735

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

Подписное

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

Составитель Н. Журавлева

Редактор М. Погориляк Техред М,Рейвес Корректор А. Дзятко