Устройство для акустического каротажа скважин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ, Союз Советских

Социалистических

Республик

IIiI960695 (61) Дополнительное к авт. свид-ву ($1) М. Кл.з (22) Заявлено 27.03.81 (21) 3265947/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —, Опубликовано 23.09.82.Бюллетень ¹ 35

Дата .опубликования описания 23 . 09 ° 82

G 01 V 1/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

{53) УДК 550. 83 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.О.Цирульников, Д.В.Белоконь и (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО KAPOTAEA

СКВАЖИН

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическими методами.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из наземного пульта с блоком управления скважинным прибором, содержащего схему разделения пусковых импульсов и ключевые элементы, управляющие работой коммутирующих элементов, и скважинного прибора с блоками, обеспечивающими поканальное разделение пусковых импульсов, задержку момента возбуждения излучателей относительно пусковых импульсов и передачу в наземные блоки импульсов, соответствующих моментам возбуждения излучателей f1J.

Известны такх<е серийно выпускаемые приборы акустического каротажа CIIAK-2И и СПАК-4И, в которых для передачи пусковых импульсов и импульсов момента .возбуждения излучателей используется фантомная схема. При этом, по двухпроводной линии связи передается информационный сигнал, а питание скважинного прибора и временная синхронизация его работы осуществляется через средние точки фантомных трансформаторов блока управления наземного. пульта и скважинного, нагруженных наэту линию связи прибора.

Причем, с целью уменьшения влияния сети .питания на канал синхронизации, пусковые импульсы передаются на скважинный прибор в моменты перехода напряжения питания через 0 2 3.

Однако эти системы синхронизации устойчиво и надежно работают только при сети питания с частотой 50 Гц в то время как, в связи с разработкой комплексной комбинированной аппаратуры, происходит перевод питания оква)KHHHbIx IIpHGopoB на ceTb c частотой

400 Гц.

Наиболее близким по технической сущности является аппаратура акустического каротажа CIIAK-б, представляющая собой устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт, состоящий иэ блока управления линией связи и бло- ков измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, при этом первый вход блока измерения кинематических параметров и вход блока управления линией связи подсоединены к каротажному кабелю, выход блока согласования с линией связи подключен ко второму входу блока измере960695 ния кинематических параметров, выход которого соединен со входом блока измерения динамических параметров, и скважинный прибор, соединенный с наземным пультом каротажным кабелем и содержащий селектор пусковых импуль 6 сов, блок формирования задержанных импульсов запуска, генератор импульсов возбуждения излучателей, излучатели, блок формирования импульсов момента возбуждения излучателей иуси g литель мощности,приэтом выход усили теля мощности. и вход селектора пусковых импульсов подключены к каротажно,му кабелю, выход селектора пусковых импульсов соединен с входом блока фор- 5 мирования задержанных импульсов заВ пуска, первые два выхода которого соединены с входами генератора импульсов возбуждения, первый выход последнего подсоединен к блоку фор- 2О мирования импульсов момента возбуждения, а остальные — к излучателям.

В этом устройстве для повышения помехоустойчивости системы синхронизации при передаче пусковых импульсов сверху и импульсов момента возбуждения излучателей снизу используется отдельная жила каротажного кабеля, а питание скважинного прибора осуществляется напряжением 400 Гц по фантомной схеме.

При этом для надежного запуска излучателей скважинного прибора генератор импульсов синхронизации блока управления наземного пульта формирует разнополярные импульсы амплитудой 350-400 В 331.

Однако применение подобных систем синхронизации устройств акустического каротажа затруднено в составе комплексной комбинированной аппаратуры, 40 так как они создают большой уровень помех каналам передачи данных других геофизических методов.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства. 45

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для акустического каротажа скважин, содержащем наземный пульт, состоящий из блока согласования с линией связи и блоков измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, при этом первый вход блока измерения кинематичес ких параметров и вход блока согласования с линией связи подсоединены к каротажному кабелю, выход блока согласования с линией связи подключен к второму входу блока измерения кинематических параметров, выход которого соединен со входом блока измерения . динамических параметров, и скважинныц 60 прибор, соединенный с наземным пуль том каротажным кабелем и содержащий делитель частоты, блок формировайия зацержанных ив|пульсов запуска, генератор импульсов возбуждения излуча- 65,телей и усилитель мощности, прн этом выход усилителя мощности и вход делителя.частоты подключены к каротажному кабелю, выход делителя частоты соединен с входом блока формирования за- держанных импульсов запуска, первые два выхода которого соединены с входами генератора импульсов возбуждения, первый выход последнего подсоединен к блоку формирования импульсов момента возбуждения, а остальные — к излучателям, блок согласования с линией связи наземного пульта выполнен в ви-. де блока фиксации начала заднего фронта синхроимпульса, генератора импульсов момента возбуждения и амплитудного селектора, вход которого является входом блока согласования с линией связи, а выход соединен с входом блока фиксации начала заднего фронта синхроимпульса и первым входом регенератора импульсов момента воз буждения, второй вход которого соединен с выходом блока фиксации начала заднего фронта синхроимпульса, а. в скважинный прибор введены ждущий мультивибратор, первый и второй инверторы и схема ЙЛИ, входы которой соединены с третьим и четвертым выходами блока формирования задержанных импульсов запуска, а выход подключен к входу первого инвертора, выход последнего соединен с первым входом ждущего мультивибратора, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов момента.возбуждения, а выход ждущего мультивибратора подключен к входу второго инвертора, выход последнего соединен со входом усилителя мощности, первый вход которого является входом информационного сигнала.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для акустического каротажа скважин; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство состоит из наземного пульта 1 и скважинного прибора 2, соединенных между собой каротажным кабелем 3.

Наземный пульт содержит блок 4 согласования с линией связи, в состав которого входят амплитудный селектор

5, блок 6 фиксации в начале заднего фронта имйульса синхронизации и регенератора 7 импульсов момента возбуждения, блок 8 измерения кинематических параметров упругих волн и блок 9 измерения динамических параметров упругих волн.

В состав скважинного прибора 2 входит делитель 10 частоты, двухканальный блок 11 формирования задержанных импульсов. запуска, генератор

12 импульсов возбуждения, излучатели

13 и 14, блок 15 формирования импульсев момента возбужцения, усилитель

960695

" Зс д. 1

Аналогично работает устройство при возбуждении излучателя 14 сква-! жинного прибора 2.

Только в этом случае в скважинном приборе формируется импульс синхронизации второго канала с длительностью

40 i1 зс, >, Havano заднего торого соответствует моменту возбуждения излучателя 14, а импульс момента возбуждения поступает на управление работой блоков 8 и 9 измереI

45 ния кинематических и динамических параметров наземного пульта 1 по второму каналу (фиг. 2м) °

Система синхронизации работы сква50 жинного прибора 2 и наземного пульта

1 с передачей по одной и той же двупроводной линии связи импульсов синхронизации и информационного сигнала позволяет использовать устройство акустического каротажа в комплексной комбинированной аппаратуре с минимальным влиянием канала акустического сигнала на канали двух методов, так как амплитуда импульсов синхронизации, несущих информацию о канале (по длительности импульса) и моменте возбуждения излучателей скважинного прибора (начало заднего фронта импульса), в десятки раз меньше, чем в существующей аппаратуре акустического 5 каротажа.

16 мощности, схема ИЛИ 17, первый и второй инверторы 18 и 19, ждущий мультивибратор 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания на скважинный прибор 2 через блок 4 согласования наземного пульта 1 напряжение сети также поступает и на вход делителя

10 частоты (фиг. 2а), осуществляющего формирование последовательности прямоугольных импульсов с частотой запуска излучателей 13 и 14.

Последовательность выходных импульсов делителя 10 частоты, представляющих собой меандр (фиг. 2б), подается на двухканальный блок 11 формирования задержанных импульсов запуска генератора 12.

Причем задержки импульсов запуска первого и второго канала генератора 12 импульсов возбуждения различны и отличаются, например, вдвое (фиг. 2в,r).

-Фронтами импульсов меандра с двухканального блока 11 формирования задержанных импульсов запуска через схему ИЛИ 17 запускается жду- . щий мультивибратор 20 (фиг. 2е).

Длительность импульса, который может генерировать ждущий мультивиб- . ратор 20, выбирается из условия где à — длительность ждущего мультивибратора 20; максимально возможное фиксированное время задержки импульсов запуска излучателей

13 или 14.

Через время 1 „ „возбуждается излучатель 13. И с выхода блока 15 формирования импульсов момента возбуждения поступает на ждущий мультивибратор 20 импульс сброса.

Ждущий мультивибратор 20 возвращается в исходное состояние.

На выходе ждущего мультивибратора

20 появляется импульс V „=гзд*,длительность которого несет информацию . о признаке канала (в данном случае

1-го), а задний фронт - о моменте возбуждения излучателя 13 (фиг. 2е).

Этот импульс синхронизации через второй инвертор 19 поступает на вход усилителя 16 мощности, усиливается (фиг. 2ж) и по каротажному кабелю

3 поступает в наземный пульт 1.

Через время t„ (зависящее от геофизических параметров акустического зонда и породы) на вход усилителя 16 мощности также поступает с приемника скважинного прибора информационный сигнал первого канала (фиг. 2ж).

Таким образом, на выходе усилителя 16 мощности циклически появляется для первого канала последователь5

30 ный временной набор сигналов (фиг.2ж); импульс синхронизации, информационный сигнал.

Этот набор поступает по каротажному кабелю 3 на вход блока 4 согласования наземного пульта 1 (фиг.2,з).

При помощи амплитудного селектора

5 наземного пульта 1 производится вы" деление импульсов синхронизации (фиг. 2и),после обработки которых на выходе блока 6 фиксации появляются импульсы фиксации начала заднего. фронта импульсов синхронизации (фиг ° 2к),соответствующие моменту возбуждения излучателя 13.

Выходные импульсы блока 6 фиксации поступают на вход двухканального регенератора 7 импульсов момента возбуждения.

Ф

На второй вход регенератора 7 импульсов поступают принятые импульсы синхронизации. В регенераторе импульсов 7 по временному признаку: и ц „ — первый канал синхрониации. з *1 ниэации, происходит разделение каналов.

Восстановленным импульсом момента возбуждения излучателя 13 скважинного прибора 2 и осуществляется по первому каналу синхронизации. управление блоками измерения кинематических 8 и динамических 9 параметров упругих волн (фиг. 2л).

960695

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт, состоящий из блока согласования с линией связи и блоков иэмере- ния кинематических и динамических параметров упругих волн, при этом первый вход блока измерения кинематических параметров и вход блока. согласования с линией связи,подсоеди-.30 иены к каротажному кабелю, выход. блока согласования с линией связи подключен к второму входу блока измерения кинематических параметров,выход которого соединен со входом бло- f5 ка измерения динамических параметров, и скважинный прибор, соединенный с наземным пультом каротажным кабелем и содержащий делитель частоты, блок формирования задержанных импульсов запуска, генератор импульсов возбуждения излучателей, иэлу» чатели, блок формироваиня мваульсов момента возбуядЕния излучателей и усилитель мощности, при этом ввод усилителя мощности и вход делителя частоты подключены к каротажному кабелю, выход делителя частоты соединен с входом блока формирования задержанных импульсов запуска, первые два выхода которого соединены с вхо- ЗО дами генератора импульсов возбуждения, первый выход последнего подсоединен к блоку формирования импульсов момента возбуждения, а остальные — к излучателям, о т л,и ч а ю - З5 ш е е с я тем, что, с целью повыщения помехоустойчивости, блок согласования с линией связи наземного пульта выполнен в виде блока фиксации начала заднего фронта синхроимпульса, регенератора импульcos момента возбуждения и амплитудного селектора, вход которого является входом блока согласования с линией связи,.а выход соединен с входом блока фиксации наЧала заднего фронта синхроимпульса и первым входом регенератора импульсов момента возбуждения, второй вход которого соединен с выходом блока фиксации начала заднего фронта синхроимпульса, а в скважинный прибор введены ждущий мультивибратор,. первый и второй инверторы и схема ИЛИ, входы которой соединены с третьим и четвертым выходами блока формирования задержанных импульсов запуска, а выход подключен к входу первого инвертора, выход последнего соединен с первым входом ждущего мультивибратора, второй вход которого соединен с выхсдом блока формирования импульсов момента возбуждения, а выход ждущего мультивибратора подключен к входу второго инвертора, выход последнего соединен со входом усилителя мощности, первый вход которого является входом информационного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 296884, кл. E 21 1969.

2. Ивакин Б.Н., Kapyc E.Â., Кузнецов О.Л. Акустические методы исследования скважин. М., Недра", .1978, с. 146, 152-154, 3. Прибор ШПАК-6. Техническое описание АХВ,431.521.006.ТО,. ОКБ ГП

Киев, 1979 (прототип) .

Составитель Н. Журавлева

Редактор С. Патрушева Техред Л.Пекарь Корректор С. Шекмар

Заказ 7269/53 Тираж 71? Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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