Устройство для акустического каротажа

Устройство для акустического каротажа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е < 765770

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскни

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04,02.75 (21) 2102293/18-25 (51)M. Кл.

G 01 Ч 1/40 с присоединением заявки М

Геаударстнинныб комитат

СССР

an делам изобретений и атнрытий (23) Приоритет—

Опубликовано 23,09.80. Бюллетень Рй 35

Дата опубликования описания 23.09.80 (53) УДК 550ЯЗ (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Л. Перельман и В. И. Стернин

Научно- производственное объединение Теофнзика" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО

КАРОТАЖ А

Изобретение предназначено для проведения акустического каротажа в буровых скважинах и может применяться при разведке месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для акустического каротажа скважин, в котором управление излучателями и приемниками осуществляется,с поверхности с применением двуполярных потенциальHblx сигналов от блока управления (l), Ь оменты перехода сигналов управления через ноль выделяются и формируется синхроимпульс. Этот

10 синхронмпульс, задержанный на время переходного процесса в -кабеле и схеме коммутации, осуществляет запуск излучателя и подается в кабель. На поверхности импульс выделяется как момент акустического излучения.

Недостатком устройства является недостаточная точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для акустического

29 каротажа скважин, содержащее наземную часть, включающую блок синхронизации с формирователем пусковых прямоугольных импульсов и блок обработки н регистрации принятых сигналов и соединенный с наземной частью акустический зонд, включающий излучатели и приемники, генератор токовых импульсов для возбуждения !излучателей, блок управления с поканальным разделением пусковых импульсов и задержкой момента излучателей относительно пусковых импульсов (2) .

Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем высок уровень перекрестных помех между каналами управления и передачи принятых сигналов, при прохождении их по каротажному кабелю, соединяющему наземную аппаратуру и скважинный прибор. В известном устройстве пусковые импульсы формируются в виде ограниченных по времени положительных и отрицательных пик-импульсов. При прохождении подобных импульсов по каротажному кабелю неизбежно возникает колебательный переходный процесс, связанный с передйим и задним фронтами этих импульсов. Величина обратных выбросов, связанных с задним фронтом пускового импульса и имеющих обратную по отношению к основному полярность достигает 50 — 80% от. амплитуды основного пусково765770

35

45

55

3 го импульса, Общая длительность процесса, связанного с пусковым импульсом, при этом существенно возрастает. Этот процесс наводится в каботажном кабеле с канала управления на канал передачи принятых сигналов, где он проявляется в виде синхронной импульсной помехи, которая вызывает ложное срабатывание блоков обработки принятых сигналов, что приводит к ошибочным результатам при измерениях. Для уменьшения влияния этой помехи в известной аппаратуре введена задержка момента возбуждения излучателей; однако это не ! всегда может устранить влияние помехи, поскольку амплитуда н эффективная длительность этой помехи не остаются постоянными и меняэотся в зависимости от типа и длины применяемого каротажного кабеля, а также в процессе его смотки и размотки.

Передаваемые по каротажному кабелю на поверхность принятые (информационные) сигналы, в свою очередь, наводятся в кабеле на канал управления, где они также являются помехой и могут вызвать ложные срабатывания блока управления. Для того, чтобы избежать ложных срабатываний блока управления от наводки принятых сигналов или от обратных выбросов заднего фронта, приходится увеличивать амплитуду пусковых импульсов и вводить в схему блока управления ключевые элементы— амплитудно-временные дискриминаторы, блокирующие схему блока управления от ложных .срабатываний. Величина указанных помех на входе блока управления не является постоянной, а. зависит от параметров кабеля в процессе работы и от режимов работы аппаратуры, что создает неустойчивость работы известной аппаратуры.

Бель изобретения — повысить точность и устойчивость работы устройства.

Дпя этого в устройстве между формирователем пусковых импульсов и входом каротажного кабеля включен интегрирующий RC-фильтр, . уменьшающий крутизну фронтов пусковых импульсоВ и отфильтровывающий высокие частоты, а между выходом каротажного .кабеля и входом блока управления последовательно включены аналогичный интегрирующий фильтр и схема восстановления прямоугольных импульсовв.

Формирователь пусковых. импульсов формирует прямоугольные импульсы, длительность которых равна интервалам между двумя последовательными моментами возбуждения излучателей. Коммутация каналов в наземной и скважиииой аппаратуре происходит в моменты изменения уровней прямоугольных импульсов; выбор канала определяется полярностью перехода от большого уровня к меньшему или наоборот.

Интегрирующий фильтр в скважинном приборе отфильтровывает высокочастотную наводку, наведенную в кабеле с канала передачи принятых сигналов на канал управления. Схема восстановления прямоугольных импульсов вновь повышает крутизну фронтов пусковых импульсов, чем обеспечивает необходимую точность срабатывания генераторов токовых импульсов. Пусковые импульсы, наведенные в каротажном кабеле на канал передачи принятых сигналов, в своем спектре не содержат высоких частот и могут быть подавлены соответствующим фильтром в блоке обработки принятых сигналов без искажения. последних.

kIa фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы в координатах времени

t и напря>кения U.

Предлагаемое устройство (фиг. 1) состоит из наземной аппаратуры, содержащей синхронизатор 1, формирователь 2 прямоугольных пусковых импульсов, блок 3 обработки и регистрации принятых сигналов и выходной интегрирующий фильтр 4. С помощью каротажного кабеля 5 наземная аппаратура соединяется со скважинным прибором, содержащим входной интегрирующий фильтр 6, схему 7 восстановления прямоугольных импульсов, блок управления 8, генераторы токовых импульсов 9 и 10 для возбуждения излучателей 11 и 12, а также приемник сигналов 13 и усилитель 14 (на фиг.1 пунктирной линией ограничены элементы, включенные в устройство по изобретению).

Устройство работает следующим образом.

Синхронизатор 1 формирует синхроимпульсы (см. фиг. 2, а), например, с помощью сетевого напряжения, управляющие работой всего устройства. Синхроимпульсы а" запускают генератор 2 прямоугольных импульсов (см.фнг.2,б).

Импульсы "б" подаются на блок 3 обработки

-=-.и.регистрации принятых сигналов для управления его работой. Одновременно те же прямоугольные импульсы используются в качестве пусковых. импульсов для управления работой скважинного прибора. При этом импульсы "б" подаются на интегрирующий фильтр 4, который убирает из их спектра высокие частоты и уменьшает крутизну фронтов импульсов на входе кабеля (см. фиг, 2, в). Выход интегрирующего фильтра согласован с входным сопротивлением кабеля. В скважинном приборе пусковые импульсы "в" поступают с кабеля на интегрирующий фильтр 6; вход которого согласован с выходным сопротивлением кабеля.

Фильтр 6 устраняет импульсные помехи, которые наводятся на канал управления с других ххил кабеля. С выхода фильтра 6 пусковые

-импульсы "r" поступают на вход схемы 7 вос;

5 7657 становления прямоугольных импульсов. Схема 7 восстановления прямоугольных импульсов представляет собой нелинейную схему, предназначенную для восстановления крутизны фронта пускового импульса и его временного положения с максимально возможной точностью.

В качестве схемы восстановленйя может быть использован, например, триггер Шмидта.

Прямоугольные импульсы д" с выхода схемы 7 восстановления поступают на блок <и управления 8, где происходит поканальное разделение пусковых импульсов "е и ж" в соответствии с полярностью перехода и задержки момента запуска "з" и "и" генераторов 9 и 10 токовых импульсов для возбуждения из- 1s лучателей 11 и 12.

Сигналы "к",нрошедшие через окружающую среду, принимаются приемником 13, усиливаются усилителем 1 4 и передаются по каротажному кабелю 5 к наземной аппаратуре, в блок 320 обработки и регистрации принятых сигналов.

Помехи от принятых сигналов "к", наводимые в кабеле 5 с канала передачи принятых .сигналов на канал управления, отфильтровываются интегрирующим фильтром 6. В свою оче.редь, наводка пусковых импульсов на канал передачи сигналов отфильтровывается в блоке 3 обработки и регистрации сигналов.

Поскольку при передаче пусковых импульсов "в" по кабелю фронты импульсов сглажены заданным образом с помощью интегрирующего фильтра 4, спектры частот принятых сигналов и пусковых импульсов при передаче их по кабелю практически не перекрываются и их разделение может быть произведено без существенных искажений. В результате помехи от пусковых импульсов не могут вызвать лож70 6. ных срабатываний блОка обработки принятых сигналов, чем достигается повышение точности работы устройства, а помехи от принятых сигналов не могут воздействовать на вход блока управления. чем достигается повышение устойчивости работы устройства.

Формула изобретения

Устройство для акустического каротажа скважин, содержащее наземную часть, включающую- в себя блок синхронизации с формирователем пусковых прямоугольных импульсов и блок обработки и регистрациипринятыхс;и; палов и соединенный с наземной частью каро-тажным кабелем акустический зонд, содержащий излучатели и приемники, генератор токовых импульсов для возбуждения излучателей, блок управления с поканальным разделением пусковых импульсов и задержкой момента возбуждения излучателей относительно пусковых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и устойчивости работы устройства, между выходом формирователя пусковых прямоугольных импульсов и входом кабеля включен интегрирующий

1 фильтр, а между выходом кабеля и входом блока управления последовательно включены интегрирующий фильтр и схема восстановления прямоугольных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент С111А Р 3093811, кл. 340 — 18, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР Р 296884, кл. G 01 Ч 1/40, 1967 (прототип).

765770 фцг. 1

1 °

I I ьаР

ВНИИПИ Закаэ 6503/43 Тираж 649 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужтород, ул. Проектная, 4