Устройство для акустического каротажа скважин

Устройство для акустического каротажа скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащее скважинный прибор, состоящий из излучателя и приемника акустических колебаний, электронного блока для возбуждения , излучателя, формирования синхроим-. пульсо усиления сигналов приемн:ика , а также каротажный кабель и наземную панель, состоящую из фильтра,, предварительного усилителя, аналогового ключа, формирователя сТроб-им-г пульсов, синхрогенератора, пикового, детектора, компаратора, ЯВ -триггера, генератора счетных импульсов, логи-т чеакой схемы И, генератора ступенчат, того напряжения, блока буферной памяти , цифроаналогового преобразователя и регистратора, причем выход скважинного прибора соединен через каротажный кабель с входом фильтра, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, выход предвари- . тельного усилителя соединен с входом аналогового ключа, первый выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом пикового детектора, второй выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом генератора ступенчатого напряи:ения, третий выход синхрогенератора соединен с входом формирователя строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа., выход пикового детектора соединен с первым входом компаратора, к второму входу которого подсоединен аналоговый выход генератора ступенчатого напряжения, выход RS -триггера соединен с первым входом логической схемы И, к второму входу которой подсоединен генератор счетных импульсов, выход логической схемы И подсоединен к счетному входу генератора ступенчатого напряжения, кодовый выход которого соединен с информационным входом блока буферной памяти, выход соторого соединен с (Л входом цифроаналогрвого преобразо ателя , о-тличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем измерения величин отношений амплитуд разных полупериодов колебаний акустического сигнала, в наземную панель введены инвертирующий усилитель, ВТОРОЙ аналоговый ключ, сумматор сигналов, второй формирователь строб-импульсов логическая схема ИЛИ, источник опорного напряжения, коммутатор, вторая и третья логические схемы И, второй блок буферной памяти и второй аналоговый преобразователь, причем вход инвертирующего усилителя соединен с выходом предварительного уситпителя , выход инвертирующего усилителя соединен с входом второго аналогового ключа, выходы обоих аналоговых ключей соединены с входами сумматора сигналов, выход которого соединен с входом пикового детектора, вход второго формирователя строб-импульсов ...подсоединен к четвертому выходу синхрогенератора, к которому подсоединены также управляющий вход коммутатора и первый вход второй ло

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (III

g(5D C 01 V 1 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3432873/18-25 (22) 06.05.82 (46) 07.09.83. Бюл. Р 33 (72) М.A.Сулейманов, В.Н.Служаев и П.A.Ïðÿìîâ (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (53) 550 ° 834(088.8) (56) 1. Патент CIJIA . Р 3251029, кл. 340-18, опублик. 1966.

2. Патент CDIA 9 3270316, кл. 340-18, опублик. 1966..

3. Авторское свидетельство СССР

9 461397, кл. G 01 V 1/40, 1969.

4. Авторское свидетельство СССР -.

@ 890317, кл. G 01 V 1/40., 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕС?ИГО

КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащее скважинный прибор, состоящий иэ излучателя, и приемника акустических колебаний, электронного блока для возбуждения,;иэлучателя, формирования синхроиь(-.,, пульсою 1 усиления сигналов приемни-... ка, а также каротажный кабель и на.земную панель, состоящую из фильтра, предварительного усилителя, аналогового ключа, формирователя сТроб-им+.: .пульсов, синхрогенератора, пикового .. детектора, компаратора, Йб -триггера-, генератора счетных импульсов, логи-т::.-: ческой схемы И, генератора ступенча-,, того напряжения, блока буферной ПаМяти, цифроаналогового преобразователя и регистратора, причем выход скважин ного прибора соединен через каротаж-, ный кабель с входом фильтра, выход ... которого соединен с входом предвари-тельного усилителя, выход предвари- ., тельного усилителя соединен с входом -аналогового ключа, первый выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом пикового детектора, второй, выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом генератора ступенча« того напряжения, третий выход синхрогенератора соединен с входом формирователя строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, выход пикового детектора соединен с первым входом компаратора, к второму входу которого подсоединен аналоговый выход генератора ступенчатого напряжения, BHход RS -триггера соединен с первым входом логической схемы И, к второму входу которой подсоединен генератор счетных импульсов, выход логической схемы И подсоединен к счетному входу генератора ступенчатого напряжения, кодовый выход которого соединен с информационным входом блока буферной е памяти, выход Которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функцио- С нальных возможностей путем измерения величин отношений амплитуд разных полупериодов колебаний акустического .. сигнала, в наземную панель введены инвертирующий усилитель, второй аналоговый ключ, сумматор сигналов, второй формирователь строб-импульсов логическая схема ИЛИ, источник опорного напряжения, коммутатор, вторая и третья логические схемы И, второй блок буферной памяти и второй цифроаналоговый преобразователь, причем вход инвертирующего усилителя соединен с выходом предварительного уси- . .пителя, выход инвертирующего усилителя соединен с входом второго аналогового ключа, выходы обоих аналого- Ф вых ключей соединены с входами сумматора сигналов, выход которого соединен с входом пикового детектора, вход второго формирователя строб-импульсов„.подсоединен к четвертому выходу синхрогенератора, к которому подсоединены также управляющий вход коммутатора и первый вход второй ло-

10 40447 гической схемы И, выход второго формирователя строб-импульсов соединен с управляющим входом второго аналогового ключа и с первым входом логической схемы ИЛИ, к второму входу которой подсоединен выход первого формирователя строб-импульсов, выход схемы ИЛИ соединен с 5 -входом RS триггера, R -вход RS -триггера соединен с выходом компаратора, к ко-. торому подсоединены также второй вход второй логической схемы И и первый вход третьей логической. схемы И,второй вход третьей логической схемы И соединен с третьим выходом синхрогенератора, выход второй логической схемы И соединен с управляющим входом

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа обсаженных .и необсаженных скважин, 5 и решает задачу повышения эффективности исследования путем определения величины отношений амплитуд акустических сигналов при акустическом каротаже. 10

Из ве стны устройства для измерения 9 амплитуд при акустическом каротаже, содержащие излучатель и приемники акустических сигналов, усилитель, хему для выделения первого вступле- 5 ия си гнало в (н апример, селектор), а также преобразователь, преобразующий амплитуду первой фазы колебаний сигнала в длительность прямоугольных импульсов (1J либо в постоянный ток (2 .

Указанные устройства имеют небольшой динамический диапазон, низкую точность измерения амплитуд и не позволяют измерять величину отношений амплитуд различных фаз колебаний регистрируемого акустического сигнала °

Известна аппаратура акустического каротажа, которая содержит скважинный gp прибор с трехзлементным зондом, состоящий иэ генераторов тока возбуждения излучателей и приемника, полярных селекторов, усилителя и фильтров, а также наземное устРойство, состоящее 35 иэ усилителя, коммутаторов, схем совпадений, синхрогенератора, пиковых детекторов, узкополосных фильтров, дифференциальных схем и регистратора (3) .

Данная аппаратура позволяет измерять амплитуды акустических сигналов, первого блока буферной памяти, выход третьей логической схемы И соединен с управляющим входом второго блока буферной памяти, информационный вход которого соедин е н с кодо вым выходом генератора ступенчатого напряжения, выход второго блока буферной памяти соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого средине н с первым входом ре ги стратора, выход первого цифро-аналогового преобразователя соединен с вторым входом регистратор.а и вторым входом коммутатора, к третьему входу которого подсоеди не н и сточни к опорного напряжения, а выход соединен с генератором ступенчатого напряжения, однако при этом обладает низким быстродействием и недостаточной точностью и не позволяет измерять величину отношений амплитуд различных фаз колебаний акустического сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для акустического каротажа скважин, содержащее скважинный прибор, состоящий иэ излучателя, акустических приемников, электронного блока для возбуждения излу,чателя, состоящего из генератора то ковых импульсов, формирователя разно полярных импульсов и усилителя, а также каротажный кабель и наземную панель, состоящую из фильтра, предварительного усилителя, дискриминатора разнополярных импульсов, аналогового,Ключа, формирователя строб-импульсов, синхрогенератора пикового детектора, трех одновибраторов коротких импульaos компаратора R5 -триггера, генератора счетных импульсов, логической схемы И, генератора ступенчатого напряжения, блока буферной памяти, цифроаналогового преобразователя, нелинейного фильтра и регистратора, причем выход скважинного прибора соединен через каротажный кабель с входом фильтра, выход которого соединен с . входом предварительного усилителя, выход предварительного усилителя соединен с входом аналогового ключа, первый выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом пиковЬго детектора, второй выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом генератора ступенчатого напряжения, третий выход синхрогенератора соединен с входом формирователя строб-импульсов, выход которого соединен с управлякщим входом аналогового клю1040447 ча, выход пикового детектора соеди- нен с первым входом компаратора, к второму входу которого подсоедийен аналоговый выход генератора ступенчатого напряжения, выход R5-триггера соединен с первым входом логической схемы И, к второму входу которой подсоединен генератор счетных импульсов, выход логической схемы И подсоединен к счетному входу генератора ступенчатого напряжения, кодовый выход которого соединен. с информационным входом блока буферной памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя.

Генератор ступенчатого напряжения 15 состоит иэ двбичного последовательнОго асинхронного счетчика, логических элементов И-НЕ с открытыми коллекторными выходами, матрицы резисторов

R-2 Я и транзисторных стабилизаторов gp тока.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием мощного импульса с гейератора токовых импульсов излучатель скважинного прибора формиРует. упругие колебания, которые, распространяясь в скважине, достигают приемников, преобразующих акустический сигнал в электрический аналог. Этот электрический сигнал, усиленный усилителем, поступает через каротажный кабель в наземную измерительную панель. В момент срабатывания излучателя формирователь разнополярных им- 35 пульсов скважинного прибора формирует положительные и отрицательные им-. пульсы, которые смешиваются с сигналом акустического каротажа в усилителе и вместе с ним поступают на поверх" 4р

1 ость в наземнув панель. Суммарный сигнал после прохождения фильтра йаземной панели и усиления усилителем панели поступает на дискриминатор раэнополярных импульсов, форпирующий импульсы синхронизации, поступающие на синхрогенератор . Синхрогенератор формирует импульсы начала цикла, которые сбрасывают в нулевое состояние пиковый детектор и генератор ступенчатого напряжения. Этим импульсом запускается схема формирования стробимпульсов, которая формирует импульс, ° ° ° авный по длительности первому полуериоду сигнала акустического кароажа. Импульсом этого формирователя открывается аналоговый ключ., который пропускает на пиковый детектор только пер- вый полупериод сигнала. Накопительная емкость пикового детектора заряжается до напряжения, равного амплитуде 60 первого полупериода сигнала, и далее в течение цикла. начинает разряжаться.

Напряжение с пикового детектора поступает на один из входов компаратора. На другой вход компаратора посту-65 пает напряжение с генератора ступенчато-о напряжения. В момент равенства двух напряжений импульсом с компаратора работа генератора прекращается, а код со счетчика этого генератора перекладывается в блок буферной памяти, к выходу которого подключается цифроаналоговый преобразователь, преобразующий значение амплитуды акустического сигнала в напряжение постоянного тока. Это напряжение через нелинейный фильтр поступает, на

„реги стр атор (4) .

Данное устройство по сравнению с . другими позволяет существенно увеличить быстродействие и точность измерения амплитуд регистрируемых сигналов при акустическом каротаже скважин, однако не позволяет измерять величину отношений амплитуд различных фаз (полупериодов ) колебаний акустических сигналов °

В результате модельных работ, а также скважинных исследований установлено, что величина отношения амплитуд различных полупериодов акустического сигнала несет дополнительную информацию о свойствах сред, пересеченных скважиной. Например, для акустического зонда аппаратуры

ЦМГА-2 при контроле качества цементирования обсадных колонн величина отношения К амплитуды А2 второго по1 упери ода акустического си гнала, р аспространяющегося по колонне, к амплитуде А1 первого полупериода этого сигнала йзменяется от 1 до 4. При этом незацементированные интервалы, а также участки с микрозазорами между обсадной трубой и цементным камнемм, х ар актериз у ются з каче ни ем K= 3- 4, а качественно зацементированные участки k 1. В интервале значений

К 1-3 величина К линейно зависит от размеров дефектов цементирования угла раскрытия вертикального канала в цементном камне) .

Цель изобрете ни я — расширение функциональных возможностей устройства для акустического каротажа сква-. жин путем измерения величин отношений амплитуд различных полупериодов колебаний акустического сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для акустйческого каротажа скважин, содержащем скважинный прибор, состоящий из излучателя и приемника акустических колебаний, электронного блока для возбуждения излучателя,,формирования синхроимпульсов и усиления сигналов приемника, а также каротажный кабель и наземную панель, состоящую.иэ фильтра, предварительного усилителя, аналогового ключа, формирователя строб-импульсов, синхрогенератора, пикового детектора, компаратора, Я5 -триггера„ гене 1040447.6 ратора счетных импульсов, логической схемы И, генератора ступенчатого напряжеиия, блока буферной памяти, циф.роаналогового(преобразователя и рвгйсгратора, причем выход скважинного прибора соединен через каротажный ка5 бель с входом фильтра, выход которого соединен с входом предварительного усилителя, выход предварительного усилителя соединен с входом аналогового ключа, первый выход синхрогене- 10 ратора соединен со сбросовым входом пикового детектора, второй выход синхрогенератора соединен со сбросовым входом генератора ступенчатого напряжения, третий выход синхрогене- 15 ратора соединен с входом формировате- ля строб-импульсов, выход которого .соединен с управляющим входом аналоrosoro ключа, выход пикового детектора соединен с первым входом компаратора, к второму входу которого подсоединен аналоговый выход генератора ступенчатого напряжения, выход RSтриггера соединен с первым входом логической схемы И, к второму входу которой подсоединен генератор счетных импульсов, выход логической схемы И подсоединен к счетному входу генератора ступенчатого напряжения, кодовый выход которого соединен с информаци- 30 онным входом блока буферной памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, наземная панель дополнительно содержит инвертирующий усилитель, второй аналогОвый ключ, сумматор сигналов, второй формирователь строб-импульсов, логическую схему ИЛИ, источник опорного напряжения, коммутатор,вторую и третью логические схема И, второй блок буферной памяти и второй 40 цифроаналоговый преобразователь, причем вход инвертирующего усилителя соединен с выходом предварительного усилителя, выход инвертирующего усилителя соединен с входом второго ана-.45 логового ключа, выходы обоих аналоговых ключей соединены с входами сумматора сигналов, выход которого соединен с входом пикового детектора; вход второго формирователя стробирующнх импульсов подсоединен к четвертому выходу синхрогенератора, к которому подсоединены также управляющий вход коммутатора и первый вход второй логической схемы И, выход второго формирователя строб-импульсов соединен с управляющим входом второго аналогового ключа и с первым входом логической схемы ИЛИ, к второму входу которой подсоединен выход первого формирователя строб-импульсов, 60 выход схемы ИЛИ соединен с 5 входом 5-триггера, К -вход Йб -триггера соединен с выходом компаратора, к которому подсоединены также второй ,вход второй логической схемы И и 65 первый вход третьей логической схемы И, второй вход третьей логической схемы И соединен с третьим выходом синхрогенератора, выход второй логи,ческой схемы И соединен с управляющим входом первого блока буфернойпамяти, выход третьей логической схемы И соединен с управляющим входом второго блока буферной памяти, информационный вход которого соединен с кодовым выходом генератора ступенчатого напряжения, выход второго блока буферной памяти соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом регистратора, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом регистратора и вторым входом коммутатора, к третьему входу которого подсоединен источник опорного на,пряжения, а выход соединен с генератором ступенчатого напряжения.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит скважинный прибор 1, состоящий из излучателя 2, приемника 3 акустических сигналов и злектронного.блока 4 для возбуждения излучателя, формирования синхроимпульсов и усиления сигналов приемника, а также каротажный кабель 5 и наземную панель 6. Выход-скважинного прибора 1 соединен с входом фильтра 7 наземной панели 6 посредством каротажного кабеля 5.

Цайемная панель 6 содержит фильтр

7, предварительный усилитель 8, син4рогенератор 9, первый аналоговый ключ 10, инвертирующий усилитель 11, второй аналоговый ключ 12, первый формирователь 13 строб-импульсов, второй формирователь 14 строб-импульсов, сумматор 15 сигналов, пиковый детектор 16, компаратор 17, логическую схему ЙЛИ 18, RG -триггер

3 9, первую логическую схему И 20, генератор 21 счетных импульсов, генератор 22 ступенчатого напряжения, первый блок 23 буферной памяти,второй блок 24 буферной памяти, первый цифроаналоговый преобразователь 25, второй цифроаналоговый преобразователь 26, вторую логическую схему .И

27, третью логическую схему И 28, источник 29 опорного напряжения,коммутатор 30 и регистратор 31.

Реиератор 22 ступенчатого напряжения состоит, например, из двоичного последовательного асинхронного счетчика, логических элементов И-НЕ. с открытыми коллекторными выходами, матрицы резисторов К -2 R и транзисторных стабилизаторов тока.

Выход фильтра 7 соединен е входом предварительного усилителя .8, выход

7 1040447 которого соединен с входами синхрогенератора 9, первого аналогового ключа 10 и инвертирующего усилителя 11, выход которого соединен с входом второго аналогового ключа 12. Выходы обоих аналоговых ключей 10 и 12 соединены с входами сумматора 15 сигналов, выход которого соединен с информационным входом пикового детектора

16, выход которого соединен с первым входом компаратора 17. Первый выход синхрогенератора 9 соединен со сбросовым входом пикового детектора 16, второй выход синхрогенератора 9 - .ао сбросовым входом генератора 22 сту« . пенчатого напряжения, третий выход 15 синхрогенератора 9 — с входом первого формирователя 13 строб-импульсов и вторым. входом третьей логической схемы И 28, четвертый выход синхрогенератора 9 — с входом второго Фор- 20 мирователя 14 строб-импульсов, а также с первым входом второй логической схемы И 27 и с управляющим входом коммутатора 30. Выход, первого формирователя 13 строб-импульсов соединен 25

1 с управляющим входом первого аналогового ключа 10 и с вторым входом ., логической схемы ИЛИ 18, выход/второ,го формирователя 14 строб-импульсовс управляющим входом второго налогo у) вого ключа 12 и с первым входом логи- ческой схемы ИЛИ 18, выход которой. соединен с В -входом RS -триггера 19.

Выход. R5 -триггера соединен с пер«. вым входом первой логической схемы.И

20, второй вход которой соединен с выходом генератора 21 счетных импуль- .сов, а выход первой логической схемЫ.1

И 20 соединен со счетным входом генератора 22 ступенчатого напряжения. 4О

Аналоговый выход генератора 22 ступенчатого напряжения соединен с вторым входом компаратора 17, а кодовый выход генератора 22 ступенчатого на-, пряжения - с информационными входами первого 23 и второго 24 блоков буфер-, ой памяти. Выход второго блока 24., уферной памяти соединен с входом ,второго цифроаналогового преобразова теля 2б, выход которого соединен с первым входом регистратора 31.

Выход первого блока 23 буферной памяти соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя

25, выход которого соединен с вторым входом регистратора 31, а -. 55 также с вторым входом коммутатора:

30, к третьему входу которого под-.:: соединен источник 29 опорного напряжения. Выход компаратора 17 сое динен с вторым входом второй логи-; Щ ческой схемы И 27, с первым входом: третьей логической схемы И 28, а также с Й -входом RS-триггера 19..

Выход второй логической схемы И 27 соединен с управляющим входом перво .го блока 23 буферной памяти, а выход третьей логической схемы И 28 — с управляющим входом второго блока 24 буферной памяти.

Устройство работает следующим образом.

Излучатель 2 скважинного прибора

1 возбуждает в скважине импульсы упругих колебаний, которые, распространяясь в скважине, воспринимаются приемником 3 прибора. Приемник прео бразует акустические колебания в электрические сигналы, которые электронным блоком 4 скважинного прибора усиливаются и вместе с импульсами синхронизации, сформированными в моменты возбуждения излучателя 2, передаются через каротажный кабель 5 в наземную панель б на вход фильтра 7.

С. выхода фильтра .7 эти сигналы поступают на вход предварительного усилителя 8, с выхода которого усиленные сигналы акустического каротажа (диаграмма 32) далее поступают на вход.. синхрогенератора 9, на вход первого аналогового ключа 10, а также на вход инвертирующего усилителя 11.С выхода инвертирующего усилителя 11 сигналы акустического каротажа (диаграмма 33), перевернутые по фазе на

180О относительно входных, сигналов, поступают на вход второго аналогового ключа 12. Синхрогенератор 9 запускается синхроимпульсами, поступающими со скважинного прибора в момент возбуждения излучателя 2, и вырабатывает в момент прихода этих синхроимпульсов на первом и втором своих выходах короткие импульсы. Импульсы с первого выхода синхрогенератора сбрасывает в нулевое состояние пиковый детектор 1б, импульсы с второго выхода синхрогенератора- 9 сбрасывают в нулевое состояние генератор 22 ступенчатого напряжения. На третьем выходе синхрогенератора 9 формируются прямоугольные импульсы положительной полярности, показанные на диаграмме 34, длительность которых равна периоду следования синхроимпульсов скважинного прибора, а частота их в два раза ниже частоты следования синхроимпульсов, На четвертом выходе синхрогенератора 9 формируются такие же прямоугольные импульсы положитель1ной полярности, как на третьем выхо де, но с задержкой на период следования синхроимпульсов прибора (диаграмма 35) . Цикл работы устройства состоит из двух полуциклов: в первом полуцикле на третьем выходе синхрогенератора нулевой потенциал, а на четвертом выходе — положительный,во втором полуцикле наоборот — на третьем выходе синхрогенератора положительный потенциал, а на четвертом.нулевой. В первом полуцикле работы

|устройства положительные. импульсы с

1040447

10 гическую схему И 20 на вход генератора 22 ступенчатого напряжения, Так как в первом полуцикле работы устройства на первом входе второй логической схемы И 27 присутствует положительный потенциал, то положительный импульс с выхода коглпаратора 17 через второй вход второй логической схемы И 27 проходит также на управляющий вход первого блока 23 буферной памяти и разрешает передачу на первый блок 23 буферной памяти информации с кодового выхода генератора 22 ступенчатого напряжения, С выхода первого блока 23 буферной памяти информация подается на вход первого цифроаналогового преобразователя 25, который преобразует код в аналоговое напряжение, равное амплитуде первого полупериода акустичес кого сигнала на выходе инвертирующего усилителя. Напряжение с выхода первого цифроаналогового преобразователя 25 поступает на второй вход коммутатора 30 и на второй вхоД регистратора 31.

Во втором полуцикле работы устрой. ства на третьем выходе синхрогенератора 9 формируется положительный прямоугольный импульс, а потенциал на.

его четвертом выходе становится равным нулю (диаграммы 34 и 35) . При поступлении нулевого потенциала на управляющий вход коммутатора 30 к выходу коммутатора подключается его второй вход. Поэтому в данном цикле на цепи питания генератора 22 ступенчатого напряжения поступает через коммутатора 30 напряжение с выхода первого цифроаналогового преобразователя 25. Передним фронтом положительных импульсов с третьего выхода синхрогенератора 9 запускается первый формирователь 13 строб-импульсов, который вырабатывает импульс, равный по длительности второму полупериоду сигнала акустического каротажа (диаГрамма 41) . Импульсом с первого формирователя 13 открывается первый аналоговый ключ 10, который пропускает . на сумматор 15 сигналов и далее с выхода сумматора на вход пикового детектора 16 только второй полупериод сигнала акустического каротажа (диаграглма 42). Накопительная емкость пикового детектора 16, предварительно разряженная до нулевого напряжения в начале полуцикла импульсом с ггервого выхода синхрогенератора 9, заряжается до напряжения U у (диаграмма

38), равного амплитуде второго полупериода сигнала на выходе предварительного усилителя 8. Выходное напряжение пикового детектора 16 поступает на первый вход компаратора .17.

Стробирующий импульс с первого формирователя 13 поступает также через логическую схему ИЛИ 18 íà S -вход

65 четвертого в.-!..<ода синхрогенератора поступают на первый вход второй логической схемы И 27, на управляющий вход коммутатора 30 и на. вход второ. го формирователя 14 строб-импульсов.

При поступлении на управляющий вход коммутатора 30 положительного потенциала к его выходу подключается третий вход коммутатора -(как показано на фиг.2), к которому подсоединен источник 29 опорного напряжения. При 10 этом опорное напряжение подается на цепи питания генератора 22 ступенчатого напряжения и задает максимальное значение на аналоговом (ступе нчатом) выходе этого генератора. Пе- 15 редним фронтом положительных импуль- сов с четвертого выхода синхрогенератора 9 запускается второй формирователь 14 строб-импульсов, который вырабатывает импульс, равный по дли тельности первому полупериоду сигнала акустического каротажа (диаграмма 36). Импульсом с формироватЕля 14 открывается второй аналоговыйключ 12, который пропускает на сумматор 15 сигналов и далее с выхода сумматора на вход пикового детектора 16 только первый полупериод сигнала акустического каротажа (диаграмма 37) . Накопительная емкость пикового детектора

16 заряжается до напряжения о диаграмма 38, равного амплитуде первого нолупериода сигнала на выходе инвертирующего усилителя 11. Выходное напряжение пикового детектора 16 поступает на первый вход компаратора 17. 35

Стробирующий импульс с формирователя

14 поступает также через логическую схему ИЛИ 18 íà 5 -вход R5-триггера

19. Задним фронтом этого импульса ,85-триггер 19 опрокидывается в еди- 40 ничное состояние, при котором на его выходе устанавливается положительный потенциал, поступающий на первый вход первой логической схемы И 20, на втоРой вхоц котоРой поступают по- 45 ложительные импульсы с генератора 21 счетных импульсов. При этом с выхода первой логической схемы И 20 счетные импульсы начинают проходить на счет-. ный вход генератора 22 ступенчатого напряжения, который преобразует число импульсов в линейно нарастающее напряжение ступенчатой формы. Это напряжение с аналогового выхода генератора 22 поступает на второй вход компаратора 17 (диаграмма 39) . В момент равенства напряжений на обоих входах компаратор 17 вырабатывает на выходе короткий положительный импульс (диаграмма 40), который перед1" ним фронтом опрокидывает А5 -триггер 6О

9 в исходное нулевое состояние. При этом на выходе RS -триггера устанавливается нулевой потенциал запрещающий прохождение счетных импульсов генератора 21 через первую ло

1040447

)R5-триггера 19. Задним фронтом этого . .импульса RS -триггер 19 опрокидывается в единичное состояние. На выхо де RS триггера 19 устанавливается положительный потенциал, поступающий на первый вход первой логической схемы И 20, на второй вход которой поступают положительные импульсы с генератора 21 счетных импульсов.

При этом с выхода первой логической схемы И 20 счетные импульсы начинают проходить на счетный вход генератора 22 ступенчатого напряжения, который преобразует число импульсов в линейно нарастающее напряжение сту пенчатой формы. это напряжение с f5 аналогового выхода генератора 22 по- . ступает на второй вход компаратора

17 (диаграмма 39). B момент равенства напряжений на обоих входах компа-:. ратор 17 вырабатывает на выходе ко- .gp роткий положительный импульс (диаграмма 43), который передним фронтом опрокидывает RG -триггер 19 в исходное нулевое состояние. При этом на выходе Й5 -триггера 19 устанавли- 25 вается нулевой потенциал з апрещающий прохождение счетных Импульсов генератора 21 через первую логическую схему И 20 на счетный вход генератора 22 ступенчатого напряжения. Так как во втором полуцикле работы устройства на втором входе третьей логической схемы И 28 присутствует положительный потенциал, то положительный выходной импульс компаратора 17 через первый вход третьей логической схемы И 28 проходит также на управляющий вход второго блока 24 буферной памяти и разрешает передачу во второй блок 24 информации с кодового выхода генератора 22 ступенчатого 4О напряжения. С выхода второго блока

24 буферной памяти информация подает. ся на вход второго цифроаналогового преобразователя 26, который преобразует код в аналоговое напряжение, 45 поступающее на первый вход регистратора 31.

Напряжение V на выходе второго цифроаналогового преобразователя 26:, которое пропорционально времеви tg, 5p (диаграмма 39), определяется следующей формулой:

Оя ч=т—

v, где 7 = соп 1 — максимальная длитель= ность счета счетчика генератора 22 ступенчатого напряжения, при которой ступенчатое напряжение достигает максимального значения (T зависит от емкости счетчика и частоты следования счетных импульсов генератора

21); (U - =Ay — напряжение на выходе пикового детектора 16 во втором полуцикле измерений, равное амплитуде второго полупериода сигнала акустического каротажа, на выходе предваритель. ного усилителя 8, Yq = U = k Aq — напряжение на выходе первого цифроаналогового преобразователя 25, которое пропорционально амплитуде первого полупериода сигнала акустического каротажа на выходе предварительного усилителя 8 (g

=conet, — коэффициент усиления инвертирующего усилителя 11, который выбирают таким, чтобы он превышал макси1мапьно возможное значение отношения

Л1/Л„ ). формулу (1} можно преобразовать следующим образом: Г Ае

Ч—

К Д1

Таким образом, в каждом цикле измерений предлагаемое устройство позволяет измерять амплитуду первого полупериода сигнала акустического каротажа и величину отношения амплитуды второго полупериода этого сигнала к амплитуде первого полупериода.

Устройство можеТ быть также использовано для измерения величины отношения амплитуды любого положительного полупериода акустического сигнала к амплитуде любого отрицательного полупериода этого сигнала.. Для этого формирователи строб-импульсов устройства должны быть настроены на выделение соответствующих полупериодов сигнала акустического каротажа.

Использование предлагаемого устройства в аппаратуре акустического каротажа позволит повысить эффективность исследований скважин за счет расширения функциональных возможностей и информативности аппаратуры.

1040447 вни

Тир

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