SU1022099A1 - Система акустического каротажа - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА , содержаща  соединенные каротажным кабелем скважинный прибор и наземную аппаратуру, включающую в себ  узлы формировани  временных интервалов от синхроимпульса до первой фазы (первого вступлени ) сигналов ближнего и дальнего каналов, соединенные с узлом вычислени  интервального времени Д t, и- регистратор, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности измерени  интервального времени , в систему дополнительно введены узлы формировани  временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов, узлы вычислени  интервальных времен Д1л, bt,..., it|, реализующие все воз-i. можные сочетани  разностей временных интервалов, коммутатор, согласующий каскад, узел пам ти, узел сравнени , узел переноса, узел управлени  и элемент выключени , причемвыходы узлов формировани  временных интервалов подсоединены к входам соответствующих а S узлов вычислени  интервальных времен, (Л выходы которых через коммутатор и согласующий каскад подсоединены к узлу .. сравнени  и через узел переноса - к узлу пам ти, выход последнего соединен с узлом сравнени  и регистратором , выход узла сравнени  соединен с узлом переноса и узлом управлени , а узел управлени  подключен к каротажю ьо ному кабелю и соединен с коммутатором и узлом сравнени  непосредственно и о со через элемент выключени , а также с узлами фop мpoвaни  временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов.

Description

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м скважин, в частности к аппаратуре акустического каротажа.. Акустический каротаж провод т, в основном., в разведочных скважинах. Его основна  задача - измерение скорости распространени  (интервального времени) упругой волны в исследуемых породах, пересеченных-скважиной. Интервальное врем   вл етс  абсолютной величиной и характеризует строение разреза. Дл  измерени  интервального времени используют обычно трехэлемент ный скважинный прибор и наземную аппа ратуру, Скважинный прибор состоит из излучател  (приемника) упругих колебаний и двух приемников (излучателей расположенных на фиксированном рассто нии друг от друга. Рассто ние (интервал) между приемниками называют базой. Излучатель периодически посылает в породу импульсы упругих колебаний . Распростран  сь в околоскважи .нком пространстве, упругие колебани  достигают сначала ближнего, а через некоторый интервал времени дальнего приемника. Интервальное врем  распространени  между двум  приемниками  вл етс  информационным, Сиг налы, преобразованные приемниками в электрические, передаютс  по кабелю периодически от одного, затем от другого приемника к наземной аппаратуре Электрический сигнал представл ет собой синхроимпульсы и. волновой пакет (волнова  картина). Дл  вычислени  интервального времени достаточно измер ть врем  от синхроимпульса до пер вого вступлени  сигнала от дальнего приемника и вычесть из него врем , измеренное также до первого вctyплe , ни  сигнала от ближнего приемника (ближнего канала). Результат подаетс  на регистратор. Однако волнова  картина поступает на поверхность на фоне шумов, первые вступлени  могут быть сильно ослаблены и выделение их на фоне шумов затруднено. При разработке аппаратуры в процес се эксплуатации проблеме выделени  вступлений сигнала удел етс  большое внимание. Возможны срабатывани  порогового выделител  на помеху до первого вступлени  сигнала при низком уров не порога, а при высоком уровне порога возможны перескоки с первой фазы сигнала на вторую и т.д. l . Дл  повышени  надежности выделени  известны устройства, где надежность выделени  первого вступлени  повышатс  путем запоминани  времен прихода сигнала и помех и сравнени  их с сигналом в последующем цикле выделени  -, Веро тность совпадени  во .времени нестационарных помех мала, в то же врем  как сигнал должен совпадать в пределах определенного временного разброса. Но. так как в данном устройстве сигнал выдел етс  при превышении заданного порога, возможны перескоки на вторую фазу сигнала, что про вл етс  в виде грубой ошибки и выброса на каротажной диаграмме. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  система акустического каротажа, содержаща  скважинный прибор и наземную аппаратуру, включающую в себ  узлы формировани  временных интервалов от синхроимпульса до первой фазы (первого вступлени ) сигналов ближнего и дальнего каналов, соединенный с узлом вычислени  интервального времени Л t,| , и регистратор 31 . В данной аппаратуре не предусмотрены устройства дл  повышени  надежности выделени  сигнала и измерени  интервального времени и, следовательно , аппаратура выдает ложную информацию при срабатывании по шумам и при перескоках на вторую фазу. Цель изобретени  - повышение точности измерени  интервального времени (за счет исключени  погрешностей при срабатывании по шумам и при перескоках на вторую фазу сигнала). Поставленна  цель достигаетс  тем, что в систему акустического каротажа, содержащую соединенные каротажным кабелем скважинный прибор и наземную аппаратуру, включающую в себ  узлы формировани  временных интервалов от синхроимпульсов до первой фазы (первого вступлени ) сигналов ближнего и .дальнего каналов, соединенные с узлом вычислени  интервального времени ut), и регистратор, дополнительно введены узлы формировани  временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и.дальнего каналов, узлы вычислени  интервальных времен Д t &t.j,,,, ,ut j, реализующие все возможные сочетани  разностей временных интервалов,, коммутатор, согласующий каскад, узел пам ти, узел сравнени , узел переноса, узел управлени  и элемент выключени , причем выходы узлов формировани  временных интервалов подсоединены к входам соответствующих узлов вычислени  интервальных времен выходы которых через коммутатор и согласующий каскад подсоединены к уз лу сравнени  и через узел переноса к узлу пам ти, выход последнего соединен с узлом сравнени  и регистратором , выход ,узла сравнени  соединен с узлом переноса и -уа ом управлени , а узел управлени  шгдк юмен к каротажному кабелю,и соединен с коммутатором и узлом сравнени  непосредстве но и через элемент выключени , а такж с узлами формировани  временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и.Дальнего каналов. На фиг.1.приведена функциональна  схема предлагаемой системы акустического каротажа; на фиг.2 - временные диаграммы работы основных узлов системы; на фиг.3 временные диагра мы, по сн ющие принцип выборки истин ного значени  интервального времени. Система акустического каротажа состоит из скважинного прибора 1 и наземной аппаратуры 2, соединенных каротажным кабелем 3- Наземна  аппара . тура включает в себ  узлы k и S формировани  временных интервалов, от синхроимпульсов до первой, второй и т.д. фаз ригналов ближнего и дальнего каналов и узлы 6-9 вычислени  . интервальных времен й t , ut2 l btjf соответственно, коммутатор 10, согласующий каскад 11, узел 12 сравнени , узел 13 переноса, узел 1 пам ти , узел 15 управлени , элемент 16 выключени  и регистратор 17, где выходы узлсда 5 и 4 подсоединены к входам улов 6-9. а выходы последних. Ч(Эрез коммутатор Ю и согласующий каскад 1 1 соединены с узлом 12 сравнени и узлом 13 переноса, последний подсоединен к узлу И пам ти, к узлу 12 сравнени  и через элемент 16 выключени  - к узлу 15 управлени , которы соединен с коммутатором 10, с узлами . и 5 и с узлом 12 сравнени  непосредственно через элемент 16 выклю чени . Регистратор 17 подсоединен к узлу И пам ти. Названные узлы могут быть построены по общеизвестным схемам с применением транзисторов и мик росхем средней интеграции. Система может быть собрана полнос тью На айалоговых элементах и узлах. на цифровых элементах или в любой комбинации . , . Рассмотрим принцип работы системы применительно к цифроаналоговой схеме. В рабочем состо нии от скважинного прибора 1 через каротажный кабель 3 на вход наземной аппаратуры через равные промежутки времени поступают синхроимпульсы и волновые пакеты (сигнал ) ближнего и дальнего каналов ( фиг.2,18). У:злы и 5 формируют временные интервалы от синхроимпульсов до первой фазы сигнала ближнего канала t -19, дальнего канала tg.i-ZO, до второй фазы сигнала ближнего канала t. -21, дальнего канала 22. Сформированные временные интервалы поступают на узлы 6-9 вычисл ющие разность временных интервалов ДЧ 2-1 М tf-2 i-a -tj,;j; Д . Узлы 6-9 однотипны и могут бь1ть собраны на аналоговых элементах, однако наиболее целесообразно строить узлы вычислени : ut на цифровых элементах - оевеосивных счетчиках импульсов со схемой уп-. равлени . С выходов узлов 6-9 информаци  в виде двоичного кода (или напр жени ) поступает на коммутатор 10, Узел 15 управлени  после окончани  процесса вычислени  вырабатывает серию импульсов 23-26 (фиг.2), поступающих на коммутатор 10, который поочередно подключает выходы узлов- 6-9 к согласующему каскаду 11,в качестве которого может быть использован преобразователь код-аналог. В течение импульса 23 к согласующему каскаду 11 подключен узел 6, преобр1азователь коданалог преобразует двоичнь1й код в квазипосто нное напр жение, которое поступает на первый вход узла 12 сравнени . На второй вход узла 12 сравнени  поступает посто нное напр жение, пропорциональное измеренному в предыдущем цикле интервальному времени , Если сравниваег«з)е напр жени  ( или двоичный код) окажутс  равны в пределах заданной зоны чувствительности, . то в течение длительности импульса 24 коммутатор 10 подключит к узлу 12. сравнени  узел 7 и т.д. Если в течение импульса 26 сравниваемые напр жени  окажутс  равны, то после прихода очередного импульса 27 с.узла 15 упра.влени  узел 12 сравнени  сформирует импульс 28 переноса, и узел 13 переноса перепишет информацию интервального времени 29 в узел Tt пам ти. После переноса информации узел 15 управлени  прекратит опрос (подключение следующих узлов вычислени  дГ., если даже сравнение происходит с информацией первого узла. 6 вычислени  , Элемент 16 выключени  используетс  дл  выключени  узла 12 сравнени  и пе реноса в узел 1 пам ти и на регистратор 17 только информации первого вычислител  ut/узла 6. По временной диаграмме (фиг.З) мож но проследить принцип выборки данной системы достоверного значени  интервального времени. На графиках 30 и 31 представлены осциллограммы сигналов волновых пакетов ближнего (график ЗО) и дальнего (график 31) каналов. Точками А(А) В(Р), 0(0 обозначены перва , втора  и треть  фазы сигналов. Врем  между одноименными фазами волновых пакетов  вл етс  интервальным временем t. Точка D(D) обозначает возможную помеху . Далее показаны временные интервалы 32 от синхроимпульса до первой фазы сигнала 1д., до второй фазы t. ближнего канала t. и t2.2 дальнего канала в нормальном установившемс  режиме. Здесь интервальное врем  ut t,j. - .. Однако при срабатывании первого вступлени  сигнала возможны срабатывани  на вторую фазу сигнала (временные интервалы 33), когда временной интервал tg, определ етс  второй фазой В , а временной интервал tji. третьей фазой С . Временной интервал 2-t всегда больше интервала этом случае интервальное врем  определ етс  между точками В-В или 1-2 срабатывании узла выделени  вступлений сигнала по помехе D сформируютс  временные интервалы 3 до точки о t 2 и до точки А - t,. Как видно из временной диаграммы (фиг.З) истинное значение интервального времени ut в этом случае равно tj.t., т.е. времени между первыми фазами сигналов А и А . Также можно проследить принцип выборки интервального времени и при срабатывании выделител  по ближнему сигналу на помеху 35 или на вторую фазу Зб. Анализиру  изложенное, находим, что при различных сочетани х сбоев выделени  сигнала достаточно произвести четыре вычислени ,т.е. t,,(, tj.x-ti-g; 2-2t.(-f; выбрать один из результатов, соответствующих истинному значению интервального времени, что и выполн ет данна  система. Система может быть дополнена еще двум  вычислител ми по третьей фазе сигнала, что повысит надежность выборки истинного времени. Таким образом, предлагаема  система акустического каротажа может быть использована в наземной аппаратуре совместно с другими устройствами помехоустойчивого выделени  сигналов и позвол ет исключать сбои по помехам и при перескоках на вторую и т.д. фазы сигнала, вычисл ть интервальное врем  распространени  не только продольной , но и поперечной волны и волны Лэмба.

18

t9 20

1 2-f

2/ 22

t2-Z

П

П П

n

ллл . n

29 Sbix-Qt

фиг. f

-1-H/VH

fr-f

t}-2

риъ. 2

Фuz.J

Claims (1)

1. СИСТЕМА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащая соединенные каротажным кабелем скважинный прибор и наземную аппаратуру, включающую в себя узлы формирования временных интервалов от синхроимпульса до первой фазы (первого вступления) сигналов ближнего и дальнего каналов, соединенные с узлом вычисления интервального време ни Δ t^, и- регистратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения интервального вре мени , в систему дополнительно введены узлы формирования временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов, узлы вычисления интервальных времен Atg,

   Ь Ц..... Д (ц, реализующие все воз-·, можные сочетания разностей временных интервалов, коммутатор, согласующий каскад, узел памяти, узел сравнения, узел переноса, узел управления и элемент выключения, причем¹выходы узлов формирования временных интервалов под соединены к входам соответствующих g узлов вычисления интервальных времен, , выходы которых через коммутатор и согласующий каскад подсоединены к узлу сравнения и через узел переноса - к узлу памяти, выход последнего соеди нен с узлом сравнения и регистратором, выход узла сравнения соединен с ' узлом переноса и узлом управления, а узел управления подключен к каротажному кабелю и соединен с коммутатором и узлом сравнения непосредственно и через элемент выключения, а также с узлами формирования временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов.

   SU .... 1022099

   1 . .. 1022099