Устройство для акустического каротажа скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„>960696 (6i) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 27.03.81 (21) 3267370/18-25

Р1УМ К з с присоединением заявки №

G 01 Ч 1/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 550. 83 (088.8)

Опубликовано 23.09. 82.Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23.09.82 (72) Авторы изобретения

В.О.Цирульников, Д.В.Белоконь и П.Д

Ц -г-т «,.

1 „:. ю ь (i:ü

Ъ °

) (71) Заявитель (54) Ус РОЙстВО ДлЯ лкустическОГО кАРОтАжА

СКВЫКИН

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическими методами.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, состоящее из наземного пульта с блоком управления скважиннь1м 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 излу-. чателей (1).

Известны также серийно выпускаемые приборы акустического каротажа

CIIAK-2M и CIIAK-4N, 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 прибора, нагруженных на эту линию связи..

Причем с целью уменьшения влияния сети питания на канал синхронизации пусковые импульсы передаются на сква-. жинный прибор в моменты перехода напряжения питания через 0 (2 ).

Однако эти системы синхронизации . устойчиво и надежно работают .только при частоте питающего тока 50 Гц, в то время как, в связи с увеличением . глубин бурения и соответствующего увеличения длины каротажного кабеля, происходит переход питания скважинных приборов, особенно в комплексной комбинированной аппаратуре на сеть

400 Гц.

Наиболее близким. к предлагаемому изобретению по технической сущности является аппаратура акустического каротажа СПАК-6, представляющая собой устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт с блоками для измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, блоком управления и блоком питания, при этом блок управления.подсоединен к каротажному кабелю, выход блока управления соединен со входом блока измерения кинематических пара960696 метров, выход которого соединен со входом блока измерения динамических параметров, а блок питания подсоединен к блоку управления, и скважинный прибор, соединенный каротажным кабелем с наземным пультом и состоящий 5 из селектора пусковых импульсов, блока формирования задержанных импульсов запуска, блока формирования импульсов момента возбуждения,генера тора импульсов возбуждения,излуча- - fQ телей, приемника, предусилителя и усилителя мощности, при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов подсоединены к каротажному кабелю, а выход селектора пусковых импульсов соединен с блоком формирования задержанных импульсов запуска, первые два выхода которого соединены с генератором импульсов возбуждения, первый выход щ генератора импульсов возбуждения соединен с блоком формирования импульсов момента возбуждения, а остальные соединены с излучателями, выход блока Формирования импульсов мо- 25 мента возбуждения соединен с первым входом усилителя мощности, к вropoму входу которого подключен предусилитель, вход предусилителя соединен с выходом приемника. В этой аппаратуре 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 40 0 Гц по фантомной схеме (31.

Однако для надежного запуска излучателей скважинного прибора генератор импульсов синхронизации. блока 4Q управления наземного пульта формирует разнополярные импульсы амплитудой

350-400 В. Применение подобных систем синхронизации усТройств акустического каротажа затруднено в составе ком-45 плексной комбинированной аппаратуры, так как создает большой уровень помех каналам передачи данных других геофизических методов.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт с блоками для измерения кинематических и динамических пара..метров упругихволн, блоком управления1

Аи блоком питания, при этом блок

1управления подсоединен к каротажному кабелю, выход блока управления соединен со входом блока измерения кине-60 матических параметров, выход которого соединен со входом блока измерения

:динамических параметров, а блок питания «подсоединен к блоку управления, и скважйнный прибор, соединенный каро65 тажным кабелем с наземным пультом и состоящий из селектора пусковых импульсов, блока формирования задержанных импульсов запуска, блока формирования импульсов момента возбуждения, генератора импульсов возбуждения, излучателей, приемника, предусилителя и усилителя мощности, при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов подсоединены к каротажному кабелю, выход делителя частоты соединен с блоком формирования задержанных импульсов запуска, первые два выхода которого соединены с генератором импульсов возбуждения, первый выход генератора импульсов возбуждения соединен с блоком формирования импульсов момента возбуждения, а остальные - с излучателями,вы ход блока формирования импульсов момента возбуждения соединен с первым входом усилителя мощности, к второму входу которого подключен предусили" тель, вход предусилителя соединен с выходом приемника, в блок управления наземного пульта введен включенный на его входе амплитудно-временной селектор выделения импульсов признака канала, а в скважинный прибор введен блок формирования раэнополярных импульсов признака канала, входы которого подключены к третьему и чет- вертому выходам блока формирования задержанных импульсов запуска, а выходы — к третьему и четвертому входам усилителя мощности.

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

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

Скважинный прибор 1 содержит излучатели 4 и 5, пьезокерамический преобразователь - приемник 6 акустических импульсов, предусилитель 7, усилитель 8 мощности, делитель 9 частоты сети питания, двухканальный блок 10 формирования задержанных импульсов запуска, двухканальный блок

11 формирования разнополярных импульсов признака канала, генератор 12 им» пульсов возбуждения, блок 13 формирования импульсов момента возбуждения излучателей.

Наземный пульт 2 содержит блок 14 измерения кинематических параметров головных продольных волн t . t и д t к блок 15 измерения динамических пара"А, метров А., Л, gî. — i, источник 16 пи 2 тания скважинного прибора, блок 17 управления скважинным прибором с амплитудно-временным селектором 18 выделения импульсов признака канала.

Устройство работает следующим образом.

96069б, При подаче питания на скважинный прибор 1 через блок 17 управления наземного пульта 2 напряжение сети также поступает и на вход делителя

9 частоты (фиг ° 2а), осуществляющего формирование последовательности прямо-5 угольных импульсов с частотой запуска излучателей 4 и 5.

Последовательность выходных импульсов делителя 9 частоты (фиг. 26) подается на двухканальный блок 10 фор- 10 мирования задержанных импульсов запуска, вырабатывающий импульсы управления двухканальным блоком 11 формирования раэнополярных импульсов признака канала (фиг. 2в,г), и импульсы 15 запуска генератора 12 импульсов возбуждения (фиг.2д,е).

При этом импульсы запуска задерживаются по отношению передаваемых импульсов признака канала на время t3 Qp необходимое для окончания переходного

За процесса в каротажном кабеле (фиг. 2д.е).

С выхода двухканального блока 11 формирования разнополярных импульсов признака канала по двум различным каналам попеременно поступают на выходной усилитель 8 мощности импульсы, полярность которых и указывает, излучатель какого канала возбужден генератором 12.

Эти импульсы усиливаются и по каротажному кабелю 3 поступают на вход блока 17 управления наземного пульта 2.

Через промежуток времени t nposap исходит возбуждение от генератора, 12 импульсов возбуждения соответствующего излучателя 4 или 5. От блока

13 формирования импульсов момента воз- . буждения однополярные импульсы мо- 40 мента возбуждения поступают на вход усилителя 8 мощности (фиг. 2ж) и т.д.

Через время т или т (в зависимости от того, излучатель какого канала возбужден) на вход приемника б посту- 45 пает акустический сигнал, который преобразуется в электрический,затем усиливается и поступает на вход усилителя 8 мощности.

Таким образом, на выходе усилите- 50 ля 8 мсщности циклически имеется для каждого канала следующий последовательный временной набор сигналов (фиг. 2з): импульс признака канала, импульс момента возбуждения излучателя; информационный сигнал, причем импульсы признака канала и импульсы момента возбуждения передаются с максимально возможной для данного усилителя мощности 8 амплитудой.

Эти сигналы поступают по каротажному кабелю на вход блока 17 управления, где происходит их разделение по соответствующим каналам обработки.

На входе блока 17 управления включен амплитудно-временной селектор 18 вьделения импульсов признака канала, в котором с целью обеспечения надежного выделения импульсов признака канала осуществляется амплитудная селекция и временное стробирование импульсов с привязкой строба к момен- . ту перехода питающего напряжения через 0 (фиг. 2и).

Таким образом, при поступлении сигналов на вход амплитудно-временного селектора 18 выделения импульсов признака канала на его выходах попеременно появляются импульсы, управления (синхронизации) блоком

14 измерения кинематических параметров (фиг. 2к,л).

Надежно функционируемая система синхронизации с передачей по одной и той же двухпроводной линии- связи от. скважинного прибора импульсов признака канала, импульсов момента возбуждения и информационного сигнала позволяет использовать устройство для акустического каротажа в комплексной комбинированной аппаратуре с минимальным влиянием канала акустического сигнала..на каналы других метоцов, так как амплитуда импульсов прИзнака канала и момента возбуждения в десятки раз меньше, чем в существующей аппаратуре акустического каротажа.

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт с блоками для измерения кинематических . ,и динамических параметров упругих волн, блоком управления и блоком пи тания, при этом блок управления подсоединен к каротажному кабелю, вы,ход блока управления соединен со входом блока измерения кинематических параметров, выход которого соединен со входом блока измерения динамических параметров, а блок питания подсоединен к блоку управления, и скважинный прибор, соединенный каротажным кабелем с наземным пультом и состоящий из селектора пусковых импульсов, блока формирования задержанных импульсов запуска, блока формирования импульсов момента возбуждения, генератора импульсов возбуждения, излучателей, приемника, предусилителя и усилителя мощности, при этом выход усилителя мощности и вход селектора пусковых импульсов подсоединены к каротажному кабелю, а выход делителя частоты, соединен с блоком формирования задержанных импульсов запуска, первые два выхода которого соединены с генератором импульсов возбуждения, первый выход генератора импульсов возбуждения соединен с блоком формирования импульсов момента возбуждения, а остальные с излучателями, выход блока форми960696

8, рования импульсов момента возбуждения соединен с первым входом усилителя мощности, к второму входу которого подключен предусилитель,.вход предусилителя соединен .с выходом приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в блок управления наземного пульта введен включенный на его входе амплитудно-временной селектор выделения импульсов призна-. ка канала, а в скважинный прибор введен блок формирования разнополярных импульсов признака канала, входы которого подключены к третьему и четвертому выходам блока формирования задержанных импульсов запуска, а выходы — к третьему и четвертому входам усилителя мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 296884, кл. E 21 В 47/00, 1969.

2. Ивакин Б.H., Карус Е.В., Кузнецов О.A. Акустический метод иссле10 дования скважин. М., "Недра", 1978, с. 146, 152-154.

3. Прибор CIIAK-6. Техническое описание АХБ 431.521.006ТО, ОКБГП, Киев, 1979 (прототип).

96 06 96

Составитель Н. Журавлева

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

Заказ 7269/53 Тираж 717 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, )Х-35, Раушская наб., д. 4/5

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