Аппаратура для частотного анализа акустического сигнала в скважине

Аппаратура для частотного анализа акустического сигнала в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

289I95 ев!оа рвввтвкив

Социалистическик

Республик

Зависимое от авт. сгидетельства ¹

Заявлено 01 V!11.1967 (Ле 1177533/26-25),ЧПК Е 2lb 47/00

G 011 /13 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам ивобретений и открытий прн Совете Министров

E:E:CP

Опубликовано 08.Х11.1970. I 10.7,7< тгч!ь Л 1 за 19

Дата оп, б7икопан11Я 00110»иип 1 1.1).) 971

У,1,К 550.834:622.241 (088.8) Авторы изобретения

Заявитель тО. А. Гуторов, П. A. Прямое и Д. В. Ье7оконь

Волго-Уральский филиал Всесоюзного научно-исследовательского институT3 Геофизи 1еских в1етодов разведки

АППАРАТУРА ДЛЯ ЧАСТОТНОГО АНАЛИЗА АКУСТИЧЕСКОГО

СИГНАЛА В СКВА)К И H Е

Изобретение or÷îcèòñÿ к устройствам для промыслово-геофизически.; НССЛЕДОВапий скважин.

При исследовании горных пород в скважинах методами акустического:каротажа чаще всего 1иопользу1отся динамические характеристи!Ки регистрируемых волн.

Известны, например, устройства для измерения амплитуд, 1козффициепгов затуха.ния, а та7<>ке устрэйство для регистрации видимого периода.

Величина коэффициента затухания, завlic»мость его от sacrorl а также спектральные особенности принимаемых сигналов являются важнейшими характсристиками горных пород, Н0 которым можно не только определять тип пород, но, по-видимому, и судить об их Ko;Iлекторских свойствах.

Однако измеряемые в настоящее время коэффсщиенты затухания не могут быть отнесены ко<акой-либо отределенной частоте, так как частотный спектр акустических волн изменяется !при изх!ене51!!!1 тина породы. Поэтому анализ гармон.i÷åc;

Цель изобре reH:гя — обеспечить га р моничеСкий ан2.7из зк5 СТическОГО С;IГИ2 73 В HpOIIL се акусти !еского <ароl ажа с одновременной

1р непрерывной запи ь1о величин коэффициентов

H0r7oIrEcHEI5I r2,1м0!1;!ческих сОст

Для этого в ап:1аратуру введены сбрасыва15 ющее устройство, логарифмирующ 1е, вычитаю щие и интегр:1р юн< ив каска ды.

Сбрасывающ с 3 стройство предназначено для ограниче!!Ия д.штельности колебания на и!!ходе анализ:!ру!Ощего устройства с целью

2р избежания 1!скажающих интерференционных явленш! íà àí3.!TIзilруюшем элементе. Логарифмируюгцие 1 вычитающис каскады предназначены для преобразования амплитуд отДСЛ!>Hbl. < Г2 РАЗИ lвсг ИХ СОСТ3<ВЛЯ!О!ЦИХ В Коэф25 фпциенты затухав:!Я соответствующих гармон»ice!1." Оде вьlч ИТаlощих 1<2 Cl<3ДОВ С ЦЕЛЫО 110,1C .!C:IIIß ПОСТОЯНИОй COCT»D,(51103i3 щей СИ! иаlа, меня;ощейся гпо закону изменения величины коэффициента поглощения выделенной .гармонлки.

На ф и г. 1 изображена блок-схема устройства для частотного а нализа акустического сигнала; на фиг. 2 — эпюры напряжений, действующих в точках схемы; на фиг. 3 — частотные характеристики системы фильтров а нализирующего устройства.

Предлагаемое устройство содержит окважинный зонд 1, спускаемый в скважину на кабеле 2, излучатели 3 акустических им пульсов, приемник акустических IBOJItH 4, широкополосный усилитель 5, сннхрогенератор б, чувствительное пороговое устройство 7, каскад 8 формирования временного «окна», селектор 9, систему высокоизбирательных фильтров 10, сбрасывающее устройство 11, логарифмирующие каскады 12, вычитающие каскады 18 для получения разности сигналов, интегрирующее устройство 14, коммутирующий каскад 15, регистратор lб, привод лентопротяжного механизма, включающий в себя сельсины 17, 18 и ролик блок-баланса 19.

С поверхности с помощью .оинхрогенератора б,по кабелю 2 подаются электрические импульсы, запускающие поочередно генераторы возбуждения излучателей 8, которые посылают через жидкость в породу акустические импульсы (см. фиг. 2, а, б, в). Энергия этих импульсов передаегся через породу на приемник 4, преобразующий их в электрические,колеба ния, которые усиливаются в приборе, передаются на поверхность и поступают на широкополосный усилитель 5 (см. фиг. 2, г, д).

Усиленный:сигнал поступает на чувствительное пороговое устройство 7, порог срабатывания которого устанавливается оператором или автоматически. Сигнал, пройдя через пороговое устройство, вызывает срабатывание каскада 8 формирования временного «сукна». Сформированное «окно» подается на селектор 9, на который одновременно поступает сигнал с усилителя 5. Селектор в пределах длительности в ременного «окна» пропускает участок волновой картины, выбранный оператором для анализа (см. фиг. 2, е, ж, з, и).

Выбранный отрезок сигнала поступает затем на коммутирующий каскад 15, который разделяет сигналы от обоих излучателей и направляет их для анализа по отдельным тождественным каналам в систему высокоизмерительных фильтров 10, каждый из которых имеет узкую полосу пропускания, обусловленную требуемой точностью анализа. В качестве фильтров можно использовать резонаторы, резонансные усилители и т, п, Резонансные частоты каждого фильтра и число фильтров выбираются с таиим расчетом, чтобы в совокупности они перекрывали исследуемый диапазон частот (см, фиг, 3), Анализируемый ситнал поступает одновременно на все фильтры, вызывая вынужденные электрические колебания, амплитуды которых пропорциональчы амплитудам соответствующих гармоник сигнала, а частоты равны резонансным частотам соответствующих фильтров (соответственно частотам гармоник сигнала).

С выхода избирательных фильтров 10 электрические колебания поступают на сбрасывающее устройство 11, которое ограничивает продолжительность колебаний на выходе фильтров (см. фиг. 2, к, л, м, н).

Ограниченные по длительности колебания поступают на логарифмирующие каскады 12, 10 с выхода последних — на вычитающие каскады 18. На выходе вычитающих каскадов получают величину, пропорциональную коэффициенту поглощения определенной частотной составляющей акустического сигнала. Это

15 можно понять из следующих соотношений:

А = А, — Г"1 " — амплитуда сигнала х на ближнем приемнике на определенной частоте; гю

А" =А — l " у о †амплиту сигнала на дальнем прием25 нике на определенной частоте;

1пА = 1пА, — — ау,Х, — результат логарифл х мирования;

30 о 1

1пА. = 1пАΠ— — ° х х — результат вычита

1пА /А — яу, (х — х,) ь — ус логарифмов.

С вьгчитающих каскадов,сигнал;поступает на интегрирующее устройство 14,,которое производит преобразование изменения импульсного сигнала .в изменение постоянной состав40 ляющей, что позволяет получить на регистраторе lб непрерывные кривые, описывающие характер изменения коэффициента поглощения отдельных гармонических составляющих акустического сигналя по стволу скважины.

45 перемещение диаграммы регистратора осуществляется с помощью сельсинов 17, 18 от ролика блок-баланса 19.

Предмет из обретении и я

Аппаратура для частотного анализа акустического сигнала в скважине, содержащая

55 окважинный зонд с излучателями и приемниками, наземную часть, содержащую синхрогенератор, широкополосный усилитель, чувствительное lI10pO-.свое устройство, каскад формирования временного «окна», вырезающее уст60 ройство, коммутируюший каскад, систему высокоизбирательных фильтров и регистратор, отличающаяся тем, что, с целью автоматической записи величин коэффициентов поглощения гармонических составляющих акусти65 ческого сигнала в породе в виде набора кри289195 вых, непрерывно изменяющихся с тлубиной погружения зонда,,выход системы высокоизбирательных фильтров снабжен сбрасываю4 щим устройством, к которому последовательно подключены логарифмирующие, вычитающие и интегрирующие каскады.

Oui 2 вой

l 1 я

Составитель Э. И. Тсрекова

1зедактор T. 3. Орловская Тсхрсд А, A. Камышникова Корректор Т. А. Абрамова

Изд. № 28 Заказ 18/10 Гира;к 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совеге Министров СССР

Москва, )К-35, Раугнская наб., д, 4)5

Типография, пр, Сапунова, 2