Устройство для акустического каротажа скважин

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистически»

Республик

oi6S 0036 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01. 06. 81 (Л) 3295262/18-25 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 0,1282, Бюллетень М9 45

Дата опубликования описанмя071282 ром.кл.

С Оt Ч 1/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 550. 83 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.A.Аркадьев, Б.Е.Векслер, А.К.Мельцер Й:П.Д.Резник, (71) Заявитель

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН,и осуществлять накопление после преДварительной обработки.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, содержащее датчик сигналов, дискретный регулятор1 уровня сигналов, выходной каскад, блок анализа амплитуды продольной волны и регистратор (2).

Однако устройство обеспечивает неискаженную передачу акустического сигнала с большим динамическим диапазоном .(более 100дБ) по линии связн с ограниченным динамическим диапазоном. Устройство предназначено для выделения и регистрации интервального времени распространения только продольной волны.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для акустического каротажа, содержащее последовательно соединенные датчики сигналов, дискретный регулятор уровня сигнала, вы ходной -каскад, линию связи, блок согласования и управления, аналого-циф ровой преобразователь, оперативное запомнив»»нее устройство и цифровой регистратор-накопитель на магнитной ленте (3).

Устройство обеспечивает цифровую

ЗО регистрацию акустических сигналов, Изобретение относится, к геофизическому приборостроению и может быть использовано при разработке цифровой регистрирующей системы для акустических исследований скважин.

Известно утсройство, реализующее способ акустического каротажа сква-. жин, содержащее последовательно соединенные датчики сигналов, аналогоцифровой преобразователь, сумматор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и цифровой регистратор-накопи-. .тель.на магнитной ленте (НМЛ). Устройство обеспечивает высокую информа ционную плотность при цифровой регист;рации Е1 2.!

Однако применять накопление акус- тических сигналов путем суммирования перед цифровой регистрацией не всегда эффективно. Эффективность накопления зависит от качества первичных акустических сигналов. Известно, что акус-: тические сигналы часто искажены шумами ударного, импульсного типа, возникающими при движении скважинного прибора по стенке скважины, что резко искажает результат суммирования. Поэтому при акустическом каротаже желательно регистрировать каждый сигнал,Всесоюзный научно-исследовательский институт яДериой / геофизики и геохимии

-.Ф-, 980036 однако имеет низкую информационную плотность при регистрации (регистрируется каждая восьмая пара сигналов . от двух датчиков ). Возможны также иакажения. сигналов эа счет перегрузок в линии связи, так как сигналы широ 5 кополосного акустического каротажа имеют большой динамический диапазон более 80дБ, с учетом продольных, по- перечных и лэмбовских волн.

Требования к точному измерению ди-10 намических параметров различных типдь волн, входящих в полный акустический сигнал, а также их отношений не позволяет применять методы переменной автоматической. регулировки усиления 5 в процессе приема сигналов. Поэтому для этих целей применяются 10-12»раз рядные аналого-цифровые преобразова« тели, соответствующие ОЗУ, а запись информации на стандартный НМЛ осу ществляется двумя байтами (16 двоичных разрядов). Для регистрации всего акустического сигнала без исКа жений осуществляют два сцуско-подъема скважинного прибора, регистрируя сигнал при разных коэффициентах уси-:

:ления. Это приводит к снижению инфор- мационной плотности при записи на цифровой регистратор.

Цель изобретения - повышение точ- ности и информационной плотности при регистрации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для акустического . каротажа скважин, содержащее последо-, вательно соединенные датчик сигналов, 5 дискретный регулятор уровня сигнала, выходной каскад, линию связи, блок согласования и управления, аналогоцифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство и цифровой 4)Щ регистратор-накопитель на магнитной ленте, введены блок амплитудно-вре» менного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, и блок формирования информационного массива для .записи на цифровой регистратор,,при этом входы блока амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, под« . ключены к блоку управления и согласо- вания и выходу оперативного запоминйкщего устройства, а выход блока амп- литудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном за- поминающем устройстве, подключен к первому входу блока формирования информационного массива для записи на .цифровой регистратор, второй вход которого подключен к блоку согласования и управления, а выход - к циф- 60 ровому регистратору-накопителю на магнитной ленте °

При этом второй выход блока амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном за- 65 поминающем устройстве:, подключен чеьез блок согласования и управления И линию связи к дискретному регулятору уровня сигнала.

На фиг.1 представлено устройство, блок-схема, на фиг.2 — диаграммы; поясняющие его работу.

Устройство содержит датчик 1 сигналов, дискретный регулятор 2 уровня сигнала, выходной каскад 3, линию 4 связи, блок 5 согласования и управления, аналого-цифровой преобразователь

6, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, соединенные цепью 8 с блоком 9 амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированных в

ОЗУ, и соединенного цепью 10 через блок 5 согласования и управления и линию 4 связи с дискретным регулятором 2 уровня сигнала, а также цепью

11 с блоком 12 формирования информационного массива, подключенного цепью 13 к цифровому регистратору НМЛ

14. Блок амплитудно временного анализа сигналов и блок 12 формирования информационного массива соединены соответственно цепями 15 и 16 с блоком управления и согласования.

Устройство работает следующим образом.

Акустические сигналы принимаются датчиком 1 и через дискретный регулятор 2 уровня сигнала, выходной каскад 3, линию 4 связи, блок 5 согласования и управления поступают на, вход 10-.12 р .разрядного аналого-цифрового преобразователя 6 и записываются в оперативное запоминающее устройство 7 ° Управление дискретным регулятором уровня сигнала осуществляетСж .от блока 5 согласований и управления оператором или от блока

9 амплитудно-временного. анализа сигналов, записанных в ОЗУ.

Функции блока 9 амплитудно-времен» ного анализа сигналов, зарегистрированных в ОЭУ, Могут быть выполнены специальным микропроцессором, изменяя программу работы которого можно реализовать различные методы компоновки.информационного массива для записи на цифровой регистратор (НМЛ). Дня этого могут быть использованы методы фазового (экстремального) представления акустических сигналов, а также и другие методы сжатия информации.

Работа устройства показана на одном из примеров сжатия информации, который отличается тем, что позволяет простым способом,(с помощью цифро-аналогового преобразователя) преобразовать считанный с магнитной ленты цифровой сигнал в аналоговый. Зто позволит, применяя аналоговые измерительные блоки (например, AHK-М и

ИФКД-2),осуществить экспресс-обработ ку информации в полевых условиях.

980036

Формула изобретения

1, Устройство для акустического, каротажа скважин, содержащее после- . довательно сбединенные датчик сигнала, дискретный регулятор уровня сигнала, выходной каскад, линию связи, блок согласовайия и управления, ана- лого-цифровой преобразователь, оперативное запоминающее устройство и цифровой регистратор-накопитель на магнитной ленте, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьэаения точности и информационной плотности при регистрации, в устройство введены блок амплитудно-временного анализа сигна- лов, зарегистрированных в оперативном запоминающем устройстве, и блок формирования информационного массива для записи на цифровой регистратор, при этом. входы блоха амплитудно-вре-. менного анализа сигналов, зарегистрированных в оперативном эапоминакщйм устройстве, подключены к блоку управления и согласования и выходу опера- тивного запоминающего устройства, а выход блока амплитудно-временного анализа сигналов, зарегистрированно в оперативном запоминающем устройст ве, подключен к первому входу блока формирования информационного, массива дня записи йа цифровой регистратор, второй вход которого подключен к блоку согласования и .управления, а выкод - к цифровому регистратору-накопителю на магнитной ленте.

2. Устройство по й.1, о т л и— ,ч а ю щ е е с я тем, что второй вы ход блока амплитудно-временного анализа сигналов, эарегистрированнык в оперативном запоминающем устройстве, подключен через блок согласования и управления и линию связи к дискретному регулятору уровня сигнала.

Для Регистрации акустических сигналов на магнитную ленту достаточнс иметь однобайтовый формат для записи мантиссы. числа (знак + 7 дв.раэр.), обеспечивая точность регистрации по-. рядка 1-2%, что вполне достаточно для динамических измерений параметров акустических волн.

Особенности акустического сигнала (фиг.2а,б), а именно, суперпозиция различных типов упругих волн и воз- 10 можность определения интервалов

° вступления этих волн, позволяет применить дискретное во времени измене- ние масштаба регистрируемого сигнала..

Значение масштаба в интервале (поря- f5 док числа определяющий динамический диапазон) и значение временных интервалов (номера ячеек в ОЗУ) выносятся в сервисную информацию, сопровождаю щую каждый информационный массив, формируемый в блоке 12 (фиг.2д).

Дискретные значения времен:t< определяет начало формирования информационного массива (задержка регист-. рации); t>, tg u ty - времена, начиная с которых изменяется масштаб за- писи.

В блоке фррмирования,информаци-: онного массива для записи.на цифровой .регистратор (HM3I) из блока 5 согласо вания и управления по цепи 16 посту- -Зо пает также информация о постоянной задержке начала измерения, глубине измерения, номере датчика и др. Сформированный таким образом информационный массив по цепи 13 передается на:. цифровой .регистратор НМЛ 14.

Таким образом, возможен переход с двухбайтовой записи сигиала на од" нобайтовую, что приблизительно в два раза увеличивает информационную плот- 40 ность при цифровой регистрации.

Как показано на фиг.2а, из-за ограниченного динамического диапазона линии связи амплитуда интенсивных сигналов ограничивается на уРовне 45

17.. При этом амплитуды головных волн (P и S) регистрируются с максимальным усилением, не превышая динамического диапазона аналого-цифрового преобразователя 6,, уровень 18.

Блок амплитудно-временного авали-, За сигналов 9, записанных В ОЗУ, вырабатывает команду, которая по цепи

10, через блок 5. согласования и управления, линию 4 связи регулирует уровень сигнала с помощью дискретного регулятора 2 уровня. Следукщий принимаемый сигнал (фиг.2б) не Имеет амплитудных искажений, В оперативноМ запоминающем устройстве 7 таким об:разом может быть зарегистрировано ® несколько акустических сигналов, из которых блок 9 амплитудно-временного анализа передаст по цепям 13 в блок

12 формирования информационного мас-! сива для записи на цифровой регистра- ф5 тор НМЛ иэ каждого сигнала Йеискажеиные интервалы пакета волн. При этом осуществляется масштабирование сигнала в каждом интервале до уровня одного байта (знак + 7 дв.разр.) 19 (фиг.2в).

Например, интервал „- формирует-: ся из сигнала (,фиг.2а ) беэ масштабирования, интервал — 4З формируется с масштабированием иэ сигнала (фиг.2а) интервал — С формируется иэ сигнала (фиг.2б) с масштабированием. Временные интервалы согласуются в местах перехода сигналов через нулевую линию.

Предлагаемое устройство выгодно отличается от иэвестного,так как значительно .Расширены его функциональные возможности, повышены точность измерений и информационная плотность при цифровой регистрации.

9еО036

Источники информации," принятые во внимание пря экспертиэе

1. А®торское свидетельство СССР

ll 416651 кл. 6 0 f Ч 1/40, 1972.

2. Патент CtUA В 3322229, кл. 181-05, опублик. 1964.

3. Авторское свидетельство СССР

В 655211, кл. 6 01 Ч 5/00, 1975 (про- тотип).

9800 36

Составитель Н.Журавлева

Редактор Е.Кинив Техред Е.Харитончик

Корректор .Г.Решетник

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

Закаэ 9353/Зб Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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