Скважинный геолокатор

Скважинный геолокатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл,. 42с, 42

Заявлено ОЗ.V.1962 (№ 776836/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 29.V1.1965. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 20ХШ.1965

МПК G Olc

УДК 550.839.550.834 (088.8) Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Авторы изобретен ни

В. И. Сороко, Е. Ф. Дубров, С. Н, Бирюлов и И. И, Быков

Заявитель

СКВАЖИ Н Н Ь! Й ГЕОЛ О КАТОР

Побггисная груггпа № 1б5

Известный геолокатор для акустических исслвдован ий подземных конфигураций камер, созда нных вымыван ивм соляных залежей, не обеспечивает точной привязками по азимуту IIpIHемно-излучающей системы в любой,монумент времени.

Применение в нвм фотоэлектрического ориентира исключает возможность перемещвн ия на кабеле свободно в|исящего измерительного снаряда, так как свободное вращение вго,корпуса относительно вертикальной оси и вынужденное вращение акустических систем, приводят к неравномерной скорости обзора стенок камеры. Из-за этого искажается форма контура казимеры. Отсутствие непрерывного сигнала азимута не позволяет автоматизировать систему регистрации положения элвктроажустического преобразователя.

Предлагаемый скважинный геолокатор также предназначен для определения подземных конфигураций, однако, применение в нем неподвижного, относительно корпуса электроа кустического преобразователя и вращающегося отражателя, дающего крутовой обзор и связанного через многозубцовую магнитную муфту с двигателем обзора, а также размещение чувствительного элемента системы азимуталь ной привязки на оси того же двигателя обзора и наличие синхронно следящей системы, передающей данные о направлен ии локации на регистри1рующую уста новку, дает более точные результаты измерен ия и Осуществляет непрерывную привязку измеряемых сечений к магнитному меридиану. Благодаря наличию калибровочного устройства, включающего акустическими полупрозрачный отражатель, расположенный на фиксированном расстоянии под дном снаряда, и систему поворота отражателя в момент калибровки, возможны оп1о ределение сксрости распространения колебаний в окружающей среде и защита снаряда от ударов о дно камеры, так как эта система ,позволяет получать отметки расстояния до дна камеры.

15 На фиг. 1 изображена общая схвма передви?кной установки скважинного гволокато(ра; на фиг. 2 — блок-схема oKBB?Kèííoòî сна ряда геолокатора; на фиг. 3 — блок-схема регист» рирующего устройства.

20 Измер ительный снаряд 1 геолокатора опускается на трехжильном каротажном кабеле

2 в камеру 8 через колонну о бсадных труб 4.

Опуско-,подъемные операции осуществляются с помощью каротажной лебедки 5 чврез блок25 баланс б. Лебедка расположена на одной автомашине с наземной аппаратурой 7. Уровень погружения снаряда в,камеру определяется и регистрируется по показаниям счетчика, работающего от сельсинной системы, .пр иводом ко30 торой является колесо блока-баланса б.

17250?

Сква>хинный сн2.ряд содэржит ол Зк уплотнения 8, блoê,питан ия 9, блск у..1равления 10, блок преобразования 11, усилитель 12 ультразвуковых колебаний, коммутационное устройство 13, генератор 14 ультразвуковых колебаний, уси BIHTB;Ib 15 сигнала рассогласования, чувствительный элемент 1б системы азимуTBëüíîé привязки, двигатель 17 отработки угла, датчик 18 угла, двигатель 19 обзора, вращающийся отражатель 20, электроа кустический преобразователь 21, эле ктроакустичесиий цреобразователь 22, полупрозрачный оТражатель 23 калибровочного устройства.

Регистрирующий механизм включает блок уплотнения 24, усилитель 25 импульсов излучения, усилитель 26 импульса приемов, индикатор 27 кругового обзора, блок 28 развертки дальности, блок 29 развертки масштабных кругов, блок 30 отметки севера и номера масштаба .и следящую систему- 31 азимутальной привязки. ,После подачи питания через блок уплотнения 8. из блока управления 10 B блок ультразвуковых, колебаний 14 поступают импульсы, о пределяющие режим работы этого генератора. Одновременно из блока управления 10 в блок усилителя 12 ультразвуковых колебаний подаются запирающие импульсы, а в блок преобразования 11 поступает сигнал, из которого формируется и передается через блок у1плотнения B наземную аппаратуру положительный импульс, cooTBBTст вующий моменту начала пссылки зондирующего сигнала. Нр;> поступлении .на электроакустический;преобразователь 21 с генератора УЗК 14 радиоимпульса ультразвуковой частоты, он излучает в среду, заполняющую камеру, импульс ynpyIHx колебаний то >ке частоты. 3ТоТ импульс от отражателя 20 распространяется в камере хранилища узким пучком 32 от измерительного снаряда 1 по радиус-вектору до стен|ки 33 камеры, частично отражается последней и возвращается на электроакустичеокий,преобразователь 21; при поступлении на электроакустический преобразователь он вырабатывает электрический импульс, поступающий через коммутационное устройство 13 на вход усилителя УЗК 12, коэффициент усиления которого после прекращения запирающего им пульса постепенно возрастает. Временная авToIvIатическая регулироBIKа усиления необходима для исключения,пр иема ложных отраженных сигналов, могущих, появиться на электроакустичеоком преобразователе от реверберации камеры хранилища при ее обмере.

Усиленные отраженные сигналы лоступают в блк< преобразования, где из них формируются отрицательные импульсы моментов приема отраженных сигналов, передаваемые через,блок уплотнения 8 в регистрирующую ап паратуруу.

Для изменения направления посылки зондирующих импульсов предназначен двигатель обзора 19, поворачивающий металлический отражатель 20, который равномерно вра5

65 щает диаграмму напра вленности электроакусгического преобразователя в горизонтальной плоокосги. Наличие неподвижного электроакусти ческого преобразователя и вращающегося отражателя позволяет освободиться от подвижных контактов во входной цепи усилителя УЗК. Для передачи вращения двигателя обзора 19 через стенку снаряда на отражатель 20, работающий под большим гидростатическим давлением, применена ц илиндрическая многозубцовая магнитная муфта (на чертеже не:показана), позволяющая избежать уплотнения осей.

Для точного определения скорости распространения ультразвуковых колебаний в точках репистрации каждого сечения предназначено калибровочное устройство, содержащее электроакустический преобразователь 22 и полупрозрачный отражатель 23.

Отражатель 23 размещен на определенном расстоянии от электроа кустического преоб раэователя 22. Зная это расстояние и замеряя

".àðåãèñTð HðoBàííoå в регистрирующей аппаратуре время, прошедшее от момента излучения электроакустическим преобразователем 22 калибровками до момента приема отражающим ,кольцом 23 сигнала, вычисляют истинную скорость распространения ультразвуковых колебаний на уровне горизонтального сечения.

Для перехода с работы в режиме обзора в ре>ким,калибро в ки оцератор наземной аппаратуры подает команду в окважинный снаряд, ириводяшую к срабатыванию реле в коммутационном устройстве 13, которое переключает выход генератора 14 и усилителя 12 с электроакустического преобразователя 21 на электроакустический преобразователь 22 .калибровки. Работа блоков остается той же самой, что и в режиме обзора.

Во время обзора дв игатель обзора 19 поворачивает через дифференциал чувствительный элемент 1б на тот же угол, что и отражатель

20, т. е. на угол изменения на правления локации. Напряжение, появляющееся при этсм на выходе чувствительного элемента 1б, усиливается,усилителем 15 сигнала рассогласования и посту пает на двигатель *17 отработки угла поворота, который через тот >ке,дифференциал поворачивает чувствительный элемент 1б так, чтобы сигнал на его выходе стал равным нулю, т. е. вал двигателя отработки угла поворачивается на тот же угол, что и вал дв игателя обзора, но в противоположном направлении. На оси двигателя 17 отработки угла закреплен круговой трехфазный .датчик

18 угла поворота диаграммы на правленностч электроакустического преобразователя 21.

Трехфазный сигнал датчика 18 угла однозначно оцределяет мгновенное положение диаграммы направленности электроакустического преобразователя 21 относительно магнитного мер идиана и через блок уплотнения 8 по карота>кному кабелю 2 передается в наземную аппаратуру. В наземной ап паратуре сигналы поступают в блок уплотнения 24, где разде172507

10 ляются и направляются в соответствующие блоки. Трехфазный сигнал, с пределяющий на правление посылки зондирующих .импульсоь, поступает в следящую систему 81 азимуталь.ной привязки. Двигатель следящей системы 81 отрабатывает упол .изменения направления

;посылки зондирующих импульсов, поворачивая на этот угол отклоняющую катушку электронно го индикатора 27:кругового обзора. Положительный импульс момента посылки зондирующего сигнала, использующийся для синхронизации работы наземной аппаратуры, после усиления в усилителе 25 поступает в блок 29 развертки масштабных кругов и за пускает блок 28 развертки дальности в на правлении, определяемом положением опклоняющей катушки. Отрицательные импульсы моментов приема отражен ных сигналов также усиливаются усилителем 2б и поступают на индикатор 27, где .подсвечивают луч трубки во время движения его от блока 28 развертки дальности. Таким образом, каждый принятый отраженный сигнал отмечается на радиус-векторе развертки дальности, причем расстояние отметки от центра определяется временем, прошедшим от излучения зо ндируюшего сигнала до,приема его после отражения стенкой камеры храни.тиша. Положительный импульс момента посылки зондирующего сигнала, поступивший в блок 29 развертки масштабных кругов, задерживается:после дним на время работы блока 28 развертки дальности и после окончания развертки дальности, запускает развертку, на которой подсвечиваются масштабные метки времени. Метки масштабных кругов берутся от стабилизированного кварцем генератора. Таким образом, после поворота диаграммы направленности электроакустического преобразователя 21 на ЗбО, фоторегистратор наземной аппаратуры зарегистрирует на одном кадре: замкнутую точечную .кривую, соответствующую контуру гор изонтального сечения камеры хранилища на обмеряемом уровне; концентрические точечные кольца — масштабные круги дальности, помогающие определить

45 время между посылкой и приемом отраженного сигнала, соответственно выбранному масштабу; пунктирную линию, наносимую в момент посылки зондирующего импульса в северном направлении. Число штрихов в линии

«север» определяет масштаб, в котором зарегистрировано данное сечение.

Предмет изобретения

1. Скважинный геолокатор для определения

«онфигурации подземных камер, содержащий наземную регистрирующую аппаратуру, включающую усилители импульсов,,индикатор обзора, блок развертки дальности и записи масштаба, фоторегистратор и самописец с дискоВ0Н диаграммой, и сквахкинный снаряд, опускаемый на каротажном кабеле и включающий блок уплотнения, блок питания, блок преобразования, блок .управления, генератор ультразвуковых колебаний, коммутационное устройство, усилители, отличающийся тем, что, с целью упрощения уст ойства, повышения точности измерения и непрерывной привязки измерений к магнитному меридиану, в скважиHном clHàpÿëå электроакустиче.;ий преобразователь закреплен не подвижно относительно корпуса, а круговой обзор осушесгвлен с помощью наклонного врашающе ося отражателя, связанного через многозубцовую магнитную муфту с двигателем обзора, на оси которого размещен чувствительный элемент системы азимутальной привязки, принимающий через дифференциал направление вращения отражателя и передающий сигнал рассогласования на следящую систему, 2. Геолокатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения скорост,:I распрост ранения колебаний в окружающей. среде и защиты cíàðÿäà от ударов о дно камеры, скважинный снаряд снабжен калибровочным устройством. выключающим, на пример, акустически полупрозрачный отражатель, расположенный на фиксированном расстоянии под дно снаряда,,и систему поворота отражателя в момент калибровки.

172507

Составитель Э. А. Коган

Редактор Г. М. Печоров Техред Т. П. Курилко Корректор Л. E. Марисич

Заказ 2018/2 Тираж 650 Формат бум. 60)<90Ч8 Объем 0,41 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по дегам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография пр Сапунова д 2