Устройство для акустического каротажа скважин

Устройство для акустического каротажа скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнх

Соцналнстн веских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ьВтОРСКОМ СВИДИтИЛЬСтВУ

< 684480 (61),Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11 05. 77(21) 2486560/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.09. 79.Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 08. 09. 79 (51) М. Кл.

G 01 Ч 1/40

Е 21 B 47/00

Государственный номнтет ссса но делам изоорвтоннй и открытий (53) УДК 550. 834:

:б 22. 241(088. 8) (72) Авторы изобретения

A. A. Сержантов, Б. И. Кирпиченко и B. П. Майоров

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических иссл геологоразведочных скважин (Ò1) Заявитель сван о 1С j Q (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к технике промыслово-геофизических исследований скважин, а именно к устройствам для регистрации амплитудных и временных параметров акустических сигналов при акустическом каротаже скважин.

Известные устройства для регистрации амплитудных и временных параметров при акустическом каротаже содержат усилитель в скважинном приборе, причем усилитель имеет стабильный коэффициент усиления Я, Я(3)

B этих устройствах при работе в различных скважинных условиях (различ-. ные диаметры колонн, различная плотмость бурового раствора) на входе наземной аппаратуры формирук1тся сигналы, изменяюшиеся в широком диапазоне напряжений. Компенсация этих изменений, т.е, выведение амплитуд акустического сигнала в рабочий диапазон панели, производится регулировкой усиления в наземной аппаратуре.

Недоста.:ок устройств заключается в том, что при большом усилении в наземной аппаратуре усиливаются шумы, наведенные на кабель (сетевые, or трения прибора о стенки скважины и др.), а это з мешает использованию полного диапазона регистрации аппаратуры, ухудшает качество информации, снижает точность регистрации амплитудных и временных параметров, так как из-за шумов умень10 шается отношение сигнал/помеха.

Известно устройство (41, позволяюшее регулировать усиление сигнала в скважинном приборе с целью поддержания постоянным отношения сигнал/помеха, что необходимо для более надежного

-"ûëåäåHèÿ момента первого вступления акустического сигнала. Устройство содержит наземную аппаратуру, включающую регистратор и схемувыделения син20 хроимпульса, и скважинный прибор, вклк.- чаюший генератор токовых импульсов, акустические преобразователи, усилитель и схему формирования напряжения, уп) 84480

Сброс .схемы 5 формирования в исходное состояние производится импульсом 13а, вырабатываемым генератором 9, токовых импульсов, соответствующим моменту излучения следующего акустического импульса. С выхода схемы 5 формирования снимаются прямоугольные импульсы 14 длительностью, определяемой временем от момента запуска схемы формирования до момента излучения сле55 з ( ра»ля>оиего коэффициентом yr иден ия. !! ос:— ледняя состоит из двух дискриминаторов, олин из которь>» запускается по уроап> помех, а другой — по уровчк минимального сигнала, превосходящего величину .помехи. Время между импульсами срабатывания с помошью схемы формирова— ния преобразуется в постоянный ток, ко— торый управляет усилителем скважин»ого прибора.

Недостатком устройства является неконтр >лируемое изменение коэффициента усиления в скважинном приборе в процессе исследования одной скважины, что в случае регистрации амплитуд акустического сигнала искажает настояшую величину амплитуд. Описанное устройство повышает только точность регистрации временных параметров.

Цель изобретения — повышение точности регистрации ал>плитудных и вре менньгх параметров акустического> сиг нала при различных скважинных условияхх.

Указанная цель достигается тем, что в наземную аппаратуру введен импульсный генератор с регулируемой длительностью импульса, вход которого подключен к выхоцу схемы выделения синхроимпульса, а выход — к схеме формирования напряжения, управляющего коэффициентом усиления (схема формирования находитсяя в скважинном приборе) . Второй вход схемы формирования связан с генератором токовых импульсов. В результате регулировка усиления осуществляется в скважинном приборе, а управление усилениемс наземной аппаратуры.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— графики сигналов, поясняюшие работу ус тройств а.

В наземной панели регистратор 1 соединен со схемой 2 выделения синхроимпульса, связанной с импульсным генератором 3. Генератор подключен через ка- бель 4 к скважинному прибору - к схеме 5 формирования напряжения, управляюшего коэффициентом усиления, выход которой связан через интегратор 6 со входным каскадом усилителя 7, препназначенного цля усиления сигналов с акустического приемника 8. Выход генератора 9 токовых импульсов подключен ко второму входу схемы 5 формировании и к акустическому излучателю 10.

Устройство работает следующим обра» зом. С поверхности по кабелю подается

40 напряжение питания скважинного»рибора че>стотои )О Гц, управля>оп>ее также чаев тотой излучения генератора 9 токовых импу;>ьсов. Лкустический излучатель 10 кажпый pA:> при возбуждении посылает у»ругие ил>пульсы, которые проходят чере;> колонну и породу, »p>>HHMQ>QTc» акугтическ»м приемпикол> 8 и преобразуются в электрические колебания. Г1ослецние усил»»а»>т :я усилителем 7 с регулируемым коэффициентом усиления. Усиленн>яе сигналы подаются по кабелю в назем панель и в регистраторе 1 преобразуются в постоянный ток, затем записываются фоторегистратором каротажной станции.

Регулировка усиления производится с помощью импульсного генератора 3.

Генератор запускается выхоцным сигналом 11 схемы 2 выделения синхроимпульса и вырабатывает прямоугольные импульсы 12. Выходной сигнал схемы выделения синхроимп>льса соответствует по времени выходному сигналу 13а генератора 9 токовых импульсов. Таким образом, передний фронт импульса генератора 3 соответствует моменту излучения акус- . тического сигнала .излучателем 10. Длительность импульса генератора 3 может быть изменена, Мошным импульсом 13б, f соответствующим заднему фронту сигнала 12 импульсного генератора 3, запускается схема 5 формирования напряжения, управляющего коэффициентом усиления. Запускающий импульс 13б устанавливается в противоположной фазе питающего напряжения относительно выходного сигнала 13а момента излучения — с целью исключения влияния момента излучения и усиленных акустических сигналов на схему 5 формирования напряжения, управляющего коэффициентом усиления. дующего акустического импульса. Импульсы 14 преобразуются интегратором 6 в постоянный ток, который подается на входной каскад усилител я 7. Величина постоянного тока на выходе интегратора

6 84480

25 пропорциональна длительности импульсов 1 4.

При изменении амплитуды,, регистрируемой в свободной колонне (например, за счет большой плотности бурового раствора), оператор плавно илп ступенчато изменяет длительность импульса, вырабатываемого генератором 3. При этом соответственно сдвигается момент запуска схемы 5 формирования управляюшего напряжения, изменяется длительность импульса 14 и коэффициент усиления скважинного усилителя 7. Выбор оптимального значения коэффициента усиления производится визуально по ос15 циллографу и устанавливается по свободной колонне, так чтобы величина выходного тока амплитудного канала была максимальной, а падение амплитуд на муфтах соответствовало бы заданной величине, установленной для данной аппаратуры (например, для AKII-1 — 20%). Так как в предложенном устройстве работа генератора управляюшего напряжения привязана к моменту излучения и не зависит от напряжения в сети, то это обеспечивает высокую стабильность работы устройства.

Преимушеством предлагаемого устройства является повышение точности регизо страции амплитудных и временных параметров при исследовании скважин большего диаметра и скважин с плотным буровым раствором путем повышения отношения сигнал/помеха. Кроме того, появ35 ляется возможность увеличить точность регистрации временных параметров при исследований открытого ствола скважины с сильнопоглошаюшими породами, например глиной, путем контролируемого увеличения коэффициента усиления. Предлагаемое устройство позволяет настроить усилитель в соответствии со скввжинными условиями без дополнительных подьемов ) приборов на поверхность, что уменьшает непроизводительные затраты.

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажв скважин, содержашее наземную аппаратуру, включвюшую регистратор и схему выделения синхроимпульса, и скважинный .прибор, включаюший генератор токовых импульсов, акустические преобразователи, усилитель и схему формирования напряжения, управляюшего коэффициентом усиления, о т л и ч а ю ш е е— с я тем, что, с целью повышения точности регистрации амплитудных и временных параметров акустического сигнала при рвзличных скввжинных условиях, в наземную аппаратуру введен импульсный генератор с регулируемой длительностью импульса, вход которого подключен к выходу схемы выделения синхроимпульсв, а выход связан с входом схемы формирования напряжения, упрввляюшего коэффициентом усиления, второй вход которой связан с генератором токовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США No 3358787, кл. 181-0,5, опублик. 1970.

2. Патент CllIA N. 3297983, кл. 330-18, опублик. 1966.

3. Авторское свидетельство. СССР

N 261723, к.i. Q 01 Ч 1/40, Е 21 В

47/00, 1 96 8.

4. Патент СШЛ М 3289157, кл. 181-5, опуб. 1965 (прототип).

С остав итель Э. Терех ова

Редактор Т. Орловская Техред И. Асталощ Корректор Н. Горват

Заказ 5281/40 Тираж 697 Подписное

LIHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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