Устройство регистрации фазокорреляцион-ных диаграмм

Устройство регистрации фазокорреляцион-ных диаграмм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАН И Е,щв!Иув

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (21) Заявлено 04.04.79 (21) 2747493/18-25 с присоединением заявки № (51) Ч Кл з

G 01Ч 140

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (53) УДК 550.83(088.8) (45) Дата опубликования описания 07.03.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. Б. Немировский и Ф. М. Суздальницки

Сибирская геофизическая экспедиция Управления п и полевой геофизики (54) УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ

ФАЗОКОРРЕЛЯЦИОННЫХ ДИАГРАММ

Изобретение относится к устройствам для регистрации информации акустического каротажа (АК) в форме непрерывных фазокорреляционных диаграмм (ФКД).

Известны устройства для измерения кинематическнх параметров акустических импульсов путем регистрации ФКД, в котором сигналы, превышающие по амплитуде пороговый уровень, стандартизуются по длительности и амплитуде, поступают на модулятор яркости электроннолучевой трубки (ЭЛТ) и регистрируются в форме непрерывных каротажных диаграмм (1 и 2).

Известно устройство, содержащее измеритель динамических параметров акустических колебаний, что позволяет производить оценку отношения сигнал/шум (с/ш) на входе приемника (3).

При возрастании уровня случайных помех (шумы трения скважинного снаряда) или уменьшении амплитуды полезного сигнала при каротаже в горных породах с большим затуханием снижается точность измерения кинематических параметров акустических импульсов. Для повышения помехозащищенности устройства можно при некотором значении отношения с/ш увеличить размеры пятна d„ íà экране индикатора путем дефокусировки луча ЭЛТ, тем самым повысив кратность накопления сигналов на фотослое. Как известно п — и

fd

5 л к где и — кратность накопления на фотослое;

f — частота запуска ультразвукового излучателя;

1о т — масштаб записи диаграммы АК по глубине;

V> — скорость каротажа;

d» диаметр светового пятна.

Однако применяемое управление разме15 рами пятна за счет дефокусировки луча имеет следующие недостатки.

При развертке луча ЭЛТ во времени размеры и конфигурация пятна на экране индикатора не остаются постоянными, что

20 объясняется влиянием астигматизма отклонения. Это не позволяет сохранять определенную кратность накопления при изменении скорости распространения упругих волн в породе

25 Происходит снижение точности измерения кинематических параметров и разрешающей способности при выделении и интерпретации тиров волн, наблюдаемых в следующей за первыми вступлениями проЗО дольных колебаний зоне волновой картины

811178

) „1" при U,/а(А„; „0" при U,/a )А,;

35 где

05 (обменные поперечные типа PSP, Стоунли и др.) и имеющих значительно большую интенсивность.

При проектировании индикатора регистрирующего устройства, для увеличения точности измерения в случае регистрации интенсивных сигналов (снижение погрешности, связанной со снятием отсчета с диаграммы) выбирают ЭЛТ с минимальным диаметром светового пятна. При этом уменьшается диапазон регулирования размера пятна за счет дефокусировки, т. е. необходимость обеспечения высокой точности измерения при больших и малых отношениях с/ш предъявляет противоречивые требования к размерам светового пятна на экране ЭЛТ.

Недостатком рассмотренного устройства является низкая точность измерения кинематических параметров акустических сигналов при малых соотношениях уровней полезного сигнала и шумов.

Цель изобретения — повышение точности измерения кинематических параметров акустических сигналов.

Цель достигается тем, что в устройство регистрации фазокорреляционных диаграмм акустического каротажа, содержащее электроннолучевой индикатор, измеритель порогового отношения с/ш, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности, один из входов которого соединен с выходом приемного устройства, схему автосопровождения, выход которой подключен ко входу генератора строба, введены генератор высокои частоты, формирующий размеры светового пятна по вертикали (вдоль диаграммы), двухвходовая схема И и ключевая схема. Выход высокочастотного генератора соединен с отклоняющей системой электроннолучевой трубки по вертикали через ключевую схему. Ооа входа схемы И соединены с выходами измерителя порогового отношения с/ш и генератора строба, управляемого схемой автосопровождения за первыми вступлениями акустического сигнала. Выход схемы И подключен к управляющему входу ключевой схемы и одному из входов генератора импульсов подсвета регулируемои длительности. Второй вход генератора импульсов, также как и в прототипе, соединен с выходом приемного устроиства. Выход генератора импульсов подсвета соединен с модулятором яркости

ЭЛ f.

< ущность изобретения заключается в том, что предложенное устройство позволяет при уменьшении отношения с/ш формировать на экране ЭЛГ в начальной части волновой картины пятно необходимых размеров. 1 ем самым, за счет повышения кратности накопления увеличивается помехозащищенность устройства. Ьлагодаря указанному построению регистратора становится возможным применение в индикаторе ЭЛТ с минимальным диаметром пятна, что позволяет повысить точность измерения при регистрации интенсивных сигналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства регистрации фазокорреляционных диаграмм; на фиг. 2 — графики, поясняющие работу устройства регистрациии.

Устройство регистрации содержит приемное устройство (ПУ) 1, измеритель порогового отношения сигнал/шум (ИПО) 2, схему автосопровождения (СА) 3, генератор строба (ГС) 4, двухвходовую схему совпадения И 5, генератор высокой частоты (ГВЧ) б, ключевую схему (КС) 7, систему отклонения луча ЭЛТ по вертикали (ОЛВ)

8, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности (ГИ) 9, модулятор ЭЛТ по яркости 10.

Приемное устройство 1 предназначено для преобразования ультразвуковых колебаний в форму электрических сигналов, их усиления и преобразования в 6-образные импульсы при превышении сигналом порогового уровня. Выход ПУ 1 соединен со входами ИПО 2, СА 3 и генератором ГИ 9.

Измеритель ИПО 2 предназначен для формирования на выходе напряжения логической единицы при уменьшении отношения с/ш ниже некоторого порогового уровня А„.

Его алгоритм работы описывается уравнением:

U„, — выходное напряжение измерителя порогового отношения;

«1», «О» — уровни логической единицы и нуля;

U /o,„— отношение амплитуды сигнала к среднеквадратическому значению шума.

Выход ИПО 2 соединен с одним из входов схемы И 5. Схема СЛ 3 служит для формирования импульса, длительность которого автоматически меняется при изменении скорости распространения упругих волн в породе. При этом задний фронт импульса «следит» за временным положением первых вступлений акустического сигнала.

Выход схемы автосопровождения подключен ко второму входу схемы И 5 через ГС

4, предназначенный для стробирования части волновой картины (продольных волн).

Схема И 5 служит для формирования на выходе напряжения «1» при одновременном присутствии на ее входах строб-импульса и единичного выходного сигнала схемы ИПО 2. Выход схемы соединен с одним из входов КС 7, которая предназначена для подсоединения ГВЧ б к системе отклонения луча ЭЛТ по вертикали 8. Второй вход КС 7 соединен с выходом ГВЧ б, который служит для формирования пятна

811178

15."0 определенных размеров (по вертикали) на экране ЭЛТ. Схема может быть реализована в виде генератора высокочастотных колебаний, например, синусоидальной формы, период которых выбирается гораздо меньше длительности импульсов подсвета.

Система ОЛВ 8 создает на экране ЭЛТ засвечиваемую область (пятно), размеры которой по вертикали определяются амплитудой генератора ГВЧ. При указанном соотношении периода высокочастотных колебаний и длительности импульса подсвета яркость внутри пятна распределена практически равномерно. Система 8 реализуется в виде пары вертикально отклоняющих пластин ЭЛТ. Схема ГИ 9 предназначена для формирования стандартизованных по амплитуде импульсов подсвета экрана ЭЛТ, длительность которых регулируется в зависимости от выходного напряжения схемы

И 5. Алгоритм его работы описывается уравнением:, при u„=O;

-., при U„= 1, где т„, — длительность импульса на выходе ГИ;

U„— напряжение на выходе схемы

И 5.

Длительность импульса подсвета определяет размеры изображения пятна по горизонтали (в направлении поперек диаграммы). Схема может быть реализована в виде двух запараллеленных по входу ждущих генераторов длительностью то и ть соединенных с выходом ПУ 1. Выходы генераторов подключены к модулятору яркости

ЭЛТ 10 через двухканальный коммутатор, управляемый выходными сигналами О и 1 схемы И 5. Модулятор 10 соединен с выходом генератора импульсов подсвета 9 и служит для отображения поступающей на его вход информации на экране ЭЛТ в виде пятна определенной яркости.

Работа регистрирующего устройства происходит следующим образом.

В исходном состоянии, соответствующем, например, большому уровню отношения с/ш на выходе ИПО 2 выходной сигнал равен О. На выходе ГС 4 сформирован импульс, стробирующий несколько первых фаз продольной волны принятого акустического сигнала. Выходной сигнал схемы И 5 равен О. На выходе ГИ 9 формируются импульсы длительностью то, соответствующие малым размерам пятна на экране ЭЛТ.

Схема ГВЧ 6 генерирует высокочастотные сигналы, КС 7 заперта. Входное напряжение на отклоняющих пластинах ОЛВ 8 равно нулю.

Если происходит уменьшение отношения с/ш ниже порогового уровня А, то на выходе схемы 2 формируется сигнал «1», который передается на выход схемы И 5. Это состояние схемы И сохраняется в течение

6 действия строб-импульса ГС 4. В соответствии с алгоритмом работы ГИ 9 на его выходе формируется импульс подсвета длительностью ть КС 7 открывается и на отклоняющие пластины 8 поступает высокочастотное напряжение с выхода генератора 6. На экране ЭЛТ формируется пятно, размеры которого по вертикали и горизонтали определяются амплитудой высокочастотного напряжения и длительностью импульса подсвета т соответственно. После окончания импульса строба на выходе ГС 4 выходной сигнал схемы И 5 вновь принимает нулевое значение. Схема КС 7 запирается, отключая ГВЧ от вертикальных отклоняющих пластин ЭЛТ, ГИ 9 формирует импульсы длительностью то. Поэтому остальная часть волновой картины (вне длительности строб-импульса), в которой, как правило, акустические сигналы более интенсивны, записывается на кар отажной диаграмме световым пятном малого диаметра. В дальнейшем при изменении отношения с/ш в процессе каротажа работа схемы регистрации происходит аналогичным образом.

Использование изобретения, позволяющего менять кратность накопления сигналов на фотослое каротажной диаграммы при изменении отношения с/ш на входе приемного устройства, позволяет повысить точность измерения кинематическпх параметров акустических импульсов при исследовании сложнопостроенных геологических разрезов.

Формула изобретения

Устройство регистрации фазокорреляционных диаграмм акустического каротажа, содержащее электроннолучевой индикатор, измеритель порогового отношения сигнал/

/шум, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности, один из входов которого соединен с выходом приемного устройства, схему автосопровождения, выход которой подключен ко входу генератора строоа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения кинематических параметров акустических импульсов, в него введены генератор высокой частоты, двухвходовая схема совпадений

И, ключевая схема, при этом оба входа схемы И соединены с выходами измерителя порогового отношения сигнал/шум и генератора строба, выход схемы И подключен к одному из входов ключевой схемы и второму входу генератора импульсов подсвета, а выход генератора высокой частоты соединен со вторым входом ключевой схемы, выход которой подключен к системе отклонения луча по вертикали индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карус Е. В, и др. Аппаратура Звук-2 для акустического каротажа обсаженных

811178

1 рр тг ((фиг. 2

Составитель H. Журавлева

Тскред А. Камышннкова

Редактор С. Титова

Корректор Н. Федорова

Заказ 352/7 Изд. № 171 Тираж 749 Подписно"

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 скважин. — Сб. «Геоакустические исследования в скважинах». М., ВНИИЯГГ, 1974.

2. Методические указания по акустическому каротажу для станций ЛАК-3. М., ВНИИГеофизика, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР № 379897, кл. С 01 1/40, 1971 (прототип).

4. Перельман А. А., Рабинович Г. Я. Некоторые требования, предъявляемые к аппаратуре АК типа ЛАК в сб. «Геофизическая аппаратура» вып. 32, изд. «Недра», Л., 1967, стр. 106.

5. 5Кигарев А. А. «Электронная оптика и электронно-лучевые приборы». Изд.

5 «Высшая школа», М., 1972, стр. 326, 328.

6. Миллер B. А., Куракин Л. А. «Приемные электронно-лучевые трубки». Изд.

«Энергия». М., 1971 r., стр. 212 — 214 (прототип) .

1О