Устройство для геофизических исследований в скважинах

Устройство для геофизических исследований в скважинах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 5 2 1 5, 4.1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.06.72(21) 1797003/25 с присоединением заявки № (51) М. 1<л.о

G 01 / 11/00

Е 21 В 47/00

Тосударственнн|й комитет

CO&ST& Министров СССР пв делам иэооретеннй н открытий (23) Приоритет (53) УДК 550.8ЗО (088.8) (43) Опубликовано15.07.76.Бюллетень №26 (46) Дата опубликования описаиия19.11.76 (72) Авторы изобретения

С. А, Дешица и И. П. Мороз

Львовский филиал Института геофизики АН Украинской ССР

/ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

В СКВАЖИНАХ

В то же время возможно улучшить мет рологические показатели телеизмерительных систем подобноГо типа, испопьзуя избиратель»

;ные свойства синхронных детекторов для подавления паразитной связи между информ ционными каналами.

11елью изобретения является увеличение числа информационных каналов и расширение динамического . диапазона телеиэмери тельных систем электрического каротажа.

1 Изобретение относится к разработке многоканальной каротажной аппаратуры для комплексных геофизических исследований в скважинах, Чэвестный тип многоканальной телеметрической аппаратуры электрического каротажа с частотным разделением каналов, отвечающий необходимым требованиям в отношении динамического диапазона и точности из мерений, имеет четыре информационных кана1р ла. В передающей части аппаратуры напряжения генераторов несущих частот модулируются по амплитуде в процессе . каротажа

; переменными напряжениями. низкой частоты, промодулированными породой {система 35 АМПН-АМ). На поверхности осуществляется детектирование измеряемых сигналов внача ;ив амплитудными детекторами, затем фоточувствительными выпрямителями, Опорное напряжение низкой частоты поступает на фа- 90 зочувствительные выпрямители иэ передающей части (глубинного прибора) по служебному каналу, Поскольку несушие частоты каналов расположены в ограниченном частотном диана- 25 зоне, определяемом особенностями конструк пии каротажных кабелей, а сигналы на вхрдах фазочувствительных выпрямителей всех

;каналов имеют частоту питаюшего каротаж ный зонд генератора,, постольку вследствие неидеальносги фильтров с увеличением чис- .ла каналов в них возникают перекрестные, помехи, имеюшие частоту полезного сигна-.

1 ла и качественно не отличающиеся от него, Это ограничивает динамический диапазон системы и не позволяет использовать имеющийся измерительный диапазон частот каротажных кабелей для умножения числа ин, ф>рмапионньтх каналов.

521541

Это достигается тем, что в предложенном устройстве напряжения опорных генераторов имеют частоты, расположенные в пределах октавы с разностью частот, в несколько раз превышающей ширину исходных полос 5 информационных сигналов, а полоса частот занимаемая опорными генераторами, в несколько раз меньше интервалов между частотой питающего генератора и их частотами, 10

Датчики многоэлектродного каротажного зонда подключены к сигнальным входам преобразователей частоты, на гетеродинные входы которых попарно подаются напряжения от опорных генераторов и умножителей их 15 частот. В свою очередь выходы опорных генераторов подключены к сигнальным входам собственных преобразователей частоты, на гетеродинные входы которых подаются напряжения умножителей частоты питающего 20 гене ра то ра. В ыходы всех прео бра зов а теле и и одного из умножителей частоты питающе го генератора подключены к блоку совмещения каналов, который каротажным кабелем связан с частотными фильтрами наземного пульта. Выход фильтра питающего генератс ра подключен к формирователям гармоник его частоты, которые связаны с гетеродинными входами групп преобразователей информационных сигналов и опорных напряжений. Выходы преобразователей частоты информационных сигналов подключены к измерительным входам синхронных детекторов, а выходы преобразователей частоты опорных напряжений связаны с формирователями гар- Зб моник, настроенных на частоты преобразованных информационных сигналов и подключеннь|х к опорным входам синхронных детекторов в соответствии с частотой детектируемых сигналов. Причем селективные элементы парных преобразователей в глубинном приборе настроены на разные боковые полосы, а преобразователи информационных сигналов наземного пульта, несущие часготы каналов которых сформированы аналогично, г, е, получены одинаковыми комбинациями равных номеров гармоник разных опорных генераторов с частотой питающего генератора, подключены группами к каротажному кабелю через общие разделительные фильтры, Таким образом в предлагаемом устройстве несущие частоты информационных каналов расположены по шкале частот груп- 55 пами, что дает возможность умножить число информационных каналов при имеющейся полосе частот карогажных кабелей. Большее в сравнении с прототипом число каналов, возможность комплексирования нескольких 69 видов каротажа обеспечивают сокращение материальных затрат и времени исследований на скважине при выполнении измерительного комплекса.

На фиг. 1 и 2 показаны функциональные схемы глубинного прибора и наземного пульта системы; на фиг. 3 — частотный спектр системы.

Токовые электроды АВ каротажного зонда 1 подключены к питающему генератору 2, а измерительные электроды М вЂ” Мк сигнальным входам преобразователей 314, гетеродинные входы которых связаны с генераторами опорных частот 15, 16, 17 и удвоителями их частот 18, 19, 20. Выходы преобразователей 3, 7, 11, настроенных на канальные частоты Г 7 е о

4,6 кГц, 4,725 кГц, 4,85 кГц, подключены к полосовому усилителю 21, далее соответственно: выходы преобразователей 4, 8, 12 на частоты 7 — Г = 0,6 кГц, 0,725 кГц, 4,t Ъ

0,85 кГц подключены к полосовому усилителю 22; преобразователей 5, 9, 13 на частоты Г.F +Р = 7,2 кГц, 7,45 кГц к уси21,Еъз О лителю 23; преобразователей 6, 10, 14 на частоты 2à — 7 = 3,2 кГц, 3,4.5 кГц, 2 f,Ü Ú о

3,7 кГц к усйлителю 24, Выходы генераторов опорных частот 15, 16, 17 связаны также с сигнальными входами преобразователей частоты опорных напряжений 25, 26, 27, гетеродинные входы которых подключены соответственно к выходам Гало= + кГц, 2,Р =4 кГц, ЪР, = 6 кГц формирователя 28 гармоник частоты питающего генератора. Выходы полосовых усилигелей 21-24, преобразователей частоты опорных напряжений 25, 26, 27, настроенных на частоты 2.7„-У = 1,4 кГц,2У +,=

=6,725 кГц, 5F +У = 8,85 кГц, и выход

= 2 кГц формирователя 28 подключены к блоку совмещения каналов 29, который одножильным каротажным кабелем связан с наземным пультом.

В наземном пульте каротажный кабель подключен к полосовым фильтрам 30-33 информационных сигналов, фильтру 34 сигналов питающего генератора и фльтрам 35, 36, 37 сигналов опорных генераторов. Выход полосового фильтра 30, настроенного на канальные частоты Г> < > -F (3,2кГц. т э

3,45 кГц, 3,7 кГц), подключен к сигнальным входам группы преобразователей частоты 38-40, гетеродинные входы которых связаны с выходом 7 (2 кГц) формирователя 4-1 гармоник частоты пи ающего генератора, подключенного к фильтру 34. Выход полосового фильтра 31, настроенного на частоты 7, F (4, 6 кГц, 4, 725 кГц, 4,85 кГц), связан с сигнальными входами группы преобразователей 42-44, гетеродин5. .. . 1 = » J 1

Т ИТ };,, Т;

Ti =- Т Та (}Ol ТТ» т. -!Т}т.з":-,. О} . .алы, Непера»

О.. ОРНЬТХ не. 1,1}»t

1. ., }ЬЮ

О;IНЭКО

: — 1!ТОНН},ТХ :»

11!т (>

-к

"Т"

СИ>1; тото»

Т ,:..ы т к ..>и. чтос "., : ;;. астог

".Т "- . ; . !11 х канд», „ПЛ>ТСЬ ..1 ГП1}»IX у !Т

r1

1 1. Т

1. л! - 1-!

;,;lo,: „>т -".—,т е

О OL<

Т,:,;,, 1;! fc. 1 Т, !, 1,»ТС}ТНТ;

1О,!!, "„

: ", П Со Т»,,11 .!}ПТКИ!

11:Т; пере—, . - .. О}тек т» и детекнтаюные входы которых подключены к вь,ходу (4кГц) формирователя 41. Выход полосового фильтра 32, настроенного на канальные частоты Г.Г, У (7,2 кГц, 7,45 кГц, з т3

7,7 кГц), связаны с сигнальными входами групп преобразователей 45-47, гетеродинные входы которых подключены к выходу

3 Г (бкГц ) формирователя 41. Преобразователи 38, 39, 40 настроены на ра"-ностные частотыЯУ -У ) Р =1,2 кГц, 1,45кГц)Q т1,а,3 О

1,7 кГц, далее аналогично: преобразователи 42, 43. 44 -(Р +У )-7 =-0,6 кГц, Ъ,2.3

0>725 кГц, 0,85 кГц, преобразова}»ели 45, 46, 47 -(Zr У)-37 =1,2 КГц, 1,45кГц!

1,7 кГц, 15 о

Выходы преобразоватет}ей 38-40, 42, 47 и выход полосового фильтра 333, HacIpoенного на канальнь}е частоть}Г, -g. 0,6 кГц, " й3 ь

0,725 кГц, 0,85 кГц, подключены к сигнальным входам синхронных детекторов

48-59.

Выходы фильтров 35, 36, 37 настроенных на частоты слу}кебных каналов 1).С 21 (1,4 кГц), 27 >-F„(6,725 кГц).37 +Р„. (8, 85 кГц), подключены f cf!T нальньtх! Нхо»0 дам преобразователей 60,6 1,62> гетород-..п1ные входь} которы> связаны с соответству-. юшими выходами F (2 кГдi! Ь7 (6 КГН)> о

47 (8 кГц) формирователя 4 !., Эыходь. о преобразователей 60,6 1.,02 кас- Оое!11 1„1:: на разностные частоты

à — (2. У вЂ” F l =. Q, (} к} ff,, (Г +Г. ) 3F ="С 7Г.. Т;Г 11,. (3F >.Р )-Фg = О В y,}f Hf

0 13 с> > подключены к Опорным вхт}лтп: се!Отве»: т}-,у» юших синхрончых детекторов .. 1,::7(0.,6 крц), 52,58 (0,725 кГц), 53, 5((т},85крц) и удвои телям их частоты 6 „64! 65. выходы которых подключены соответственно к парам синхронных детектр»ь (1,2 кГц), 49, 55 (1,45 крц), 50, 56 (1,7 кГц). Выходы всех OH-: .т! 11-.,!х деток ров подклю}ены к многска}-:,,!Ь}-.".: у р 1.:. т ратору 66, На фиг. 3 тгдс показ >н "- : Iв-.т! системы, i 2 и ц) (2 8,5 KJ }I),,;.1 т-ь тt» т3 торов, Т (5 ";) 1-:) — в р-х}1; ! и и и зм >. г я е х,! т - 1-, Г >1-,,; !» 1,; J >Jf .. 12.

В ПрОПЕССО Ка(О;. }Кт} Тап,т>11.".=.. .: Нт .- Т}т

}ОШ ГO >}I.е OH Tf }pc.. (- 1 перемноткается на функции О; .=., }ь осушествлл. тся групповой и -.-рек ных спектров Р fm) т*. —:бттат: т },- .- }}! пи»таюшего генерат;,ра т- „:;1!":г .в.. -., л - р}

11 ра Оезу>1;-зтп;!ую!! !!x fit!! f1=}Hoт}»оав тая 2.У не пттевы!1!ПРI 1 1 l!»}р,f су IIHOTp„f !off!f1õ

i скоростях опус}-:..:- - подвох;а.

1 > есутт} l fc кана:Iьные чт}с тО ты 1лнформа}ти»

Онных о fi"!ò. . 1О!1 !I О,!1»т}!рук тсп K .»тбнняц}}ялти

II I ...К 7 „,:: j» -} Оозультате индиьидуа;1-, и Ы Х П,-.:;:11 } ТОСС!в .-Т}1..1 Ум; о }кении >j. - тт-)С О5 сов(т} 1..": в,, -, -- ",-„, где т! — номер т ао;,;О,".;.,> 1-,;.»с Т; .тс}-o;, =,.;o.,tых гар

МС НТТ}1: "f< !. : . . : " .. . ОРО ., ", -- ТНС IO

Т "-Т-" i Tf f, }11 Л 1}НТ)}О -1 : Т 1. 1, т- . ОНТ}ст,т}зае

11ияк пет " = и 1 . 1 1 }Ту.тот только первая и вто} т я,,;,,! „; 1 рек опоонь(х I енераторов (p f -.p!!,!"х екера таран размешечасто тном: нтервале Г„,— .,-с Топь, О раз — ревышающем

>Т Т >1.> ) ДозтО

521541 модулируется по амплитуде породой (ЛМ-ПгЦ, и снимается с измерительных электродов

М „- М, каротажного зонда 1. Снимаемые с измерительных электродов информационные сигналы поступают на сигнальные входы пр 5 образователей 3-14, Ila гетеродинные входы каждой пары данных преобразователей подают напряжения генераторов опорных частот 15, 16, 17 и удвоителей их частот

18, 19, 20, с частотамиГ„. (2,6 кГц),Гг 1О (2,725 кГц), Ft,> (2,85 кГц), КУт< (5,2кГц), ZF„(5,45 кГц), 27» (5,7 кГц).

Выделяемые преобразователями 3-14 сигналы суммарных и разностных частот:

3-4,6 кГц; 4 — 0,6 кГц; 5-7,.2 кГц; 6 - 15

3,2 кГц; 7- 4,7 кГц; 8 — 0,7 крц; 9-7,.45 кГц;

10-3,45 кГц; 11-4,85 кГц; 12-0,85кГц;

1 3 - 7, 7 кГц; 1 4-3, 7 кГц; усиливаются полосовыми усилителями 21-24, общими для близких по частоте сигналов: 21-4-,6 кГц, 4,725 кГц, 4,84 кГц; 22-0,6 кГц, 0,725 кГц, 0,85 кГц; 23-7,2 кГц, 7,45 кГц, 7,7 кГц, 24-3,2 кГц, 3 45 кГц, 3 7 кГц.

В то же время напряженич опорных генераторов 15, 16, 17 подаются на сигнальные входы преобразователей 25, 26, 27 и смешиваются с напряжениями формирователя 28 гармоник частоты (2 кГц): 27-21о(4кГц), 25 2 Fo(4 кГц), 26-3 F (6 кГц)

На выходах преобразователей 25, 26, 27 Э

f выделяются сигналяI опорных напряжений с частотами 1,4 кГц, 6,725 кГц, 8,85 кГц и подаются совместно с усиленными информационными сигналами и напряжением питающего генератора в блок совмещения каналов 29. В дальнейшем суммарное колебание поступает по карогажному колебанию в наземный пульт и расфильтровывается фильтрами 30-37. Выделяемые фильтрами 30,31, 32 информационные сигналы смешиваются в

40 преобразователях 38-40 и 42-47 с гармониками напряжения питающего генератора.

На выходах преооразователей 38-40 и 4247 выделяются сигналы с разностнымп частотами: 38 — 1.2 кГц.; 39-1, —; 40—

1,7 кГц; 42 —. 0,6 кГц; 43 — 0,725 кГц;

44 — 0,85 кГц; 45 — 1,2 кГц, 46 — 1,45кГц;

47 — 1,7 кГц.

Выделенные преобразова гелями 38-40 и 42-47 сигналы и выходное напряжение фильтра 33 поступают на сигнальные входы с и нх осины х де тек го ров 4 8:-5 9.

В то же время сигналы опорнь.х генера-. торов с частотами 1,4 кГц, 6,725 кГц, 8. 85 кГц, выделенные филь громи 35, 36, 37 смешиваюгся в преобразователях 60, 61, 62 с напряжениями первой, третьей и четвертой гармоник пигаюшего генератора.

Выделенные преобразователями 60, 61, 62 сигналы разнос тцых часто т пос тупают на удвоители частоты 63,64,65. С выходов преобразователей 60,6 1,62 и удвоителей

63,64,65 сигналы oIIорных генераторов с резупьт IpyIontnva частотами О, 6 кГц, О, 725 кГц, 0,85 кГц, 1,2 кГц, 1,45 кГц, 1,7 кГц подаются HB опорные входы синхронных детекторов в соответствии с частотой детектируемых сигналов, В синхронных детекторах 48-59 составляющие ьосс тановленных спектров P ... Я (Ф)

1 отфильтровываюгся фильтрами низкой частоты и подаются в многоканальный регистратор 66, где производится регистрация передаваемой информации.

Таким образом, весь процесс передачи .Шформации включает только операции переноса частотных спектров информационных

CNt пaIIÎB.

Данные операции характеризуются высокой степенью линейности преобразования и широ« ::ì динамическим диапазоном (свыше

60 qo), ширина исходных полос частотных спектров при этом не изменяется, что позволяет использовать сравнитегп но небольшой измерительный диапазон частот каротаж ных кабелей для увеличения числа информационных каналов.

С помощью описанного устройства совместно с сигналами электрического каротажа или независимо or них можно осущест влять передачу данных термокаротажа, инклинометрии, кавернометрии, потенциалов спонтанной поляризации и других временHBIx зависимостей c )GEBM частотным c. IBE x ром.

Формула изобретения

Устройство для геофизических исследова.ний ь скважинах, содержащее многоэлектродный зонд с токовыми и измерительными электродами, глубинный прибор с питающим генератором и схемой частотного уплотнения канала связи, содержащей преобразователи частоты информационнных сигналов, генераторы опорных частот, усилители и блок совм::щения каналов, и наз(-.мный IIJJIIr с се» п«ктивными GJIOKaMII, детекторами измеригельных сигнагсв и poãIIcгратором, о т— л;:. ч а ю "I е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, питающий г= íåðàtop связан с блоком совмещения кап-..лов ч-ерез формирователь высших гармоник час то ть: питающего генератора, а ка алый из опорных генераторов — через преобразователь :-гоготы, подключенный управляю:цим входом к одному из выходов упомяну521541

Фиг. 1 того формирователя, при этом пара преобразователей частоты информационных сигналов связана с гетеродинным выходом опорного генератора, а следуюшие пары связаны с опорным генератором через умножитель часготы.

521541

Гкгц

JFo+Frz

ZFn,г,з+

2 4F z

& багз

2& г,з я - Frr

Fn,zsФиг. 5

Составитель Э. Терехова

Редактор И. Шубина Техред М„Левицкая Корректор А. Лакида

Заказ 4.873/514. Тираж 690 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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