Устройство для измерения плотности пород в скважине

Устройство для измерения плотности пород в скважине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистицеских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К ПАТЕНТУ (ti 897123 (61) Дополнительный к патенту(22) Заявлено 10 12 73 (21) 1982318/18-25 (23) Приоритет - (32) 11.12. 72 (31) 72 43983 (33) Франция (51) M. Кл.

G 01 V 5/12

1ооударстааниый комитет

СССР ио долам изобретений и открытий

Опубликовано 07 01. 82.Бюллетень №1 .

Дата опубликования описания 07.01.82 (») УДК 550.35 (088. 8) Иностранец

Бронислав Сееман (Франция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"шлюмбергер Оверсиз С.А." (Панама) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

ПОРОД В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к измере- ниям параметров геологических образований и может быть использовано при коррекции погрешности, вызванной присутствием барита в пробуренных скважинах.

Известны устройства для измерения плотности пород в скважинах, содержащие источник гамма-излучения, детектор, счетчик импульсов 113. 1О

Гамма-кванты, используемые источником излучения, проходя через геологические образования, теряют энергию при столкновении с электронами.

Детектор регистрирует сигнал, про- 15 порциональный числу электронов, и на основании определения скорости счета находят величину плотности горной породы.

Обычно при измерениях подсчитыва- щ ются импульсы, амплитуда которых превышает пороговое значение 5, которое называют нормальным пороговым значением сигнала. Измеряемые импульсные сигналы несут информацию о плот- рб ности горной породы, причем эти сиг налы искажены различными помехами, такими, как например, вызванные присутствием барита в скважине.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения плотности пород в скважинах, содержащее источник гамма-излучения, детектор, электронную схему обработки сигналов (23 .

В процессе измерений плотности горных пород в скважине применяют буровой раствор с баритом, при этом в течение бурения скважины количество барита в растворе меняется. При изменении количества барита импульсные сигналы, несущие информацию о плотностях породы, меняются в значительных пределах, что приводит к большой погрешности измерений. Особеннно большие погрешности измерений возникают в результате высокого эффективного сечения поглощения гамма-квантов с невысокой энергией, Это вызывает

8971? 3

35 искажение энергетического спектра, которое трудно зарегистрировать при высоких значениях энергии. Искажение энергетического спектра выражается тем больше, чем выше содержание барита в растворе.

Таким образом, содержание барита в скважине приводит к снижению точности измерения скорости счета.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения плот. ности пород в скважинах, содержащее источник гамма-излучения, детектор, электронную схему обработки сигналов, введены первый, второй и третий компараторы, инвертор, логические схемы И и ИЛИ, спусковая схема, схема деления, коммутатор, блок шкалы масштабирования, при этом входы первого и второго компараторов соединены с выходом детектора, выход первого компаратора соединен с входом схемы

И через инвертор и с входами делителя и схемы ИЛИ, выход второго компаратора соединен со вторым входом схемы И непосредственно, выход схемы И соединен с входами схемы ИЛИ и делителя, выход схемы ИЛИ соединен со входом спусковой схемы выход которой связан с коммутатором, причем выход делителя соединен со входом третьего компаратора, выход которого по цепи управления связан с коммутатором, а последний — с блоком шкалы масштабирования.

Отличием устройства является также то, что первый компаратор снабжен эталонным блоком с нормальным пороговым значением скорости счета, равным S> а второй — равным средней амплитуде импульсов, превышающих амплитуды пороговых импульсов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, Устройство содержит фотоумножитель с сцинтиллятором 1 и 2 ° Выходные импульсы с фотоумножителя, возникающие в результате действия гаммаквантов, рассеянных горными породами

3, подаются на усилитель 4, с выхода которого сигнал поступает на первый и второй компараторы 5 и б, опорные эталонные уровни которых равны S u

А m,. С выходов компараторов 6 и 5 сигналы поступают на входы инвертора

7 и логической схемы И 8 с двумя вхо дами, на которые поступают сигналы

Зо

55 с выхода инвертора и второго компаратора. Выход первого компаратора 5 и выход схемы И 8 соединены с двумя входами делителя 9 и с выходами схемы

ИЛИ 10, выход которой связан через спусковую схему 11 с коммутатором 12 (Клемма А). При этом выход компаратора 5 непосредственно соединен с клеммой В коммутатора 12 . Коммутатор позволяет подсоединять указанные клеммы к блоку 13 шкалы масштабирования.

Кроме того, выход схемы И 8 и выход первого компаратора 5 соединены с делителем 9.

На выходе делителя получают сигнал, равный М /N, где N „ скорость счета импульсов с компаратора 5, N — скорость счета импульсов с вы.— хода схемы И 8. Сигнал М„/N< подается на вход третьего компаратора 14, сигнал с которого управляет работой коммутатора 12, Поскольку величина

N4/N остается близкой к единице и не снижается ниже порогового значения, фиксированного на уровне 0,95, то коммутатор 12 остается в показанном на чертеже состоянии. Когда отношение N /N становится меньше порогового, коммутатор переключается в другое положение.

Устройство работает следующим образом.

При амплитуде сигнала с выхода усилителя меньше порогового, срабатывание компараторов 5 и б не происходит. В случае, когда амплитуда сигнала превысит пороговое значение а

S, но будет меньше средней амплитуды А„, произойдет срабатывание компаратора 5, а если амплитуда будет больше A то происходит срабатывание обоих компараторов 5 и 6.

При указанных выше условиях схема

И 8 всегда будет выдавать импульсный сигнал в ответ на любой импульсный сигнал с усилителя 3, амплитуда которого лежит между S и А>. На выходе компаратора 5 будет всегда возникать сигнал, когда амплитуда сигнала с усилителя превысит значение A

Таким образом, скорость счета импульсов N на выходе схемы И 8 будет соответствовать скорости генерации импульсов с амплитудой, заключенной между S и А а скорость счета импульсов и на выходе компаратора 5 будет соответствовать скорости инерции импульcoB с амплитудой, превыша юшей вo!1.1чI1íу А, 5 89

По полученным скоростям счета N и

Ng, схема деления выдает отношение N„/

/N> a компаратор 14 сравнивает это значение с уровнем 0,95. Поскольку указанное отношение всегда меньше указанного уровня, так как скорости счета остаются примерно одинаковыми, то компаратор 14 будет поддерживать коммутатор. 12 в положении, показанном на чертеже ° Согласно этому включению сигнал с выхода схемы ИЛИ 10 через спусковую схему 11 будет поступать на вход блока 13. Затем срабатывает схема 9 деления, а на выходе схемы 13 возникает сигнал Ny.

Если отношение (4 /М станет меньше величины уровня 0,95 (физически это означает, что барит, содержащийся в растворе, вызывает значительное ослабление амплитуды части спектра сигнала, расположенного выше значения А„л), то компаратор 14 переключит коммутатор 12 в другое положение.

В этом случае на вход блока масштабирования будут поступать импульсы, амплитуды которых превысят значение средней амплитуды А,„. Регистрироваться будет скорость счета N .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить ошибки, вызванные присутствием барита при язмерениях плотности породы.

7123

Формула изобретения

1. Устройство для измерения плотности пород в скважинах, содержащее источник гамма-излучения, детектор, б электронную схему обработки сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно содержит первый, второй и третий компараторы, инвертор,логические схемы И и И11И, спусковую схему, схему деления, коммутатор, блок шкалы масштабирования, при этом входы первого и второго компараторов соединены с

10 выходом детектора, выход первого компаратора соединен со входом схемы И через инвертор и с входами делителя и схемы И11И, выход второго компаратора соединен с вторым входом схемы И непосредственно, выход схемы И соединен с входами схемы ИЛИ и делителя, выход схемы И11И соединен с входом спусковой схемы, выход которой связан с коммутатором, причем выход делителя соединен с входом третьего компаратора, выход которого по цепи управления связан с коммутатором, а последний — с блоком шкалы масштабирования.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый компаратор снабжен эталонным блоком с нормальным пороговым значением скорости счета, равным S, а второй равным средней амплитуде импульсов; превышающих амплитуды пороговых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUA Ю 3413470, 3S кл.2 0-83.3, опублик. 1967

2. Патент США tl 3321б27, кл. 250-83.3, опублик. 1967 (прототип) .

897123

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11762/47

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

Составитель M. Дедловский

Редактор В. Пилипенко .Техред Ж, Кастелевич Корректор M.Ïoæo