SU771589A1 - Устройство дл фиксации упругих колебаний при акустическом каротаже скважин - Google Patents

Description

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано в аппаратуре акустического каротажа для измерения кинематических и динамических характеристик уп- 5 ругих волн в интервалах разреза скважин с относительно высоким уровнем шумов.

Известно устройство, где фиксация упругих колебаний осуществляется с помощью спускового (порогового) устройства, чувствительность которого регулируется вручную в зависимости от величины шума и сигнала в исследуемом интервале разреза скважины [1] . ‘Недостатком данного устройства является низкая оперативность регулирования порога чувствительности спускового устройства, что зачастую приводит к срабатыванию спускового устройства от шумов и фиксации вместо рабочих фаз сигнала последующих.

Известно также устройство, в котором информационный сигнал от приемника упругих колебаний поступает на пороговое устройство и фиксируется на уровне, пропорциональном огибающей шумового процесса, в интервале такта до прихода информационно2 го сигнала, причем при изменении уровня шума в процессе каротажа изменяется уровень (порог) срабатывания порогового устройства и автоматически устанавливается выше огибающей шумов на проходимых прибором интервалов разреза [2].

Недостатки данного устройства связаны с необходимостью обеспечения значительного превышения уровня срабатывания порогового устройства относительно огибающей шумового процесса, что приводит к перемещению момента фиксации по пологой вершине |5 рабочего вступления или его сдвигу с рабочего вступления на последующие Целью изобретения является повышение точности фиксаций момента прихода упругих колебаний.

Она достигается тем, что в извест ном устройстве для фиксации упругих колебаний при акустическом каротаже скважин, включающем приемник упругих колебаний, усилитель и пороговое 25 устройство, к выходу порогового устройства подключен стабилизатор частоты шумовых сбоев, поддерживающий среднюю частоту шумовьлх сбоев на пре дельно допустимом уровне и соцержа30 щий селективный счетчик шумовых сбо3 .771589 ев, формирователь контрольного интервала, схему установки эталонного кода, схему сравнения кодов и источ ник управляющего напряжения, при этом счетчцк шумовых сбоев и схема установки эталонного кода подключены ко вхо,дам схемы сравнения кодов, воздейст вующей на источник управляющего напряжения при отклонении средней частоты шумовых сбоев от предельно допустимой, а выход источника управляющего напряжения подключен к цепи регулировки коэффициента усиления уси лителя.

Стабилизация частоты шумовых сбоев на предельно допустимом уровне обеспечивает оптимальный режим фик- 15 сации в интервалах пород с относительно высоким уровнем шумов, т.к. в этом случае достигается максимальная величина соотношения между амплитудой фиксируемого вступления и по- 20 рогом срабатывания порогового устройства, т.е. предельно низкий относительный уровень срабатывания порогового устройства, а соответствующие этому режиму редкие шумовые сбои легко учитываются при обработке результатов измерений.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений. ,

Основными функциональными элемен- ·”* тами устройства являются приемник упругих колебаний 1, предварительный усилитель 2, усилитель 3, пороговое устройство 4 и стабилизатор частоты шумовых сбоев 5, содержащий селектив- 35 ный счетчик шумовых сбоев 6, формирователь контрольного интервала 7, схему установки эталонного кода 8, схему сравнения кодов 9 и источник управляющего напряжения, образован- 4Q ный счетчиком тактов 10, реверсивным счетчиком 11 и преобразователем коданалог 12.

Устройство работает следующим образом.

Упругие колебания, возбужденные ^э излучателем скважинного прибора, пройдя через образующую стенки скважины породу, попадают на приемник упругих колебаний 1, где преобразовываются в электрические колебания. Пакет элект- 5° рических ’’колебаний от излучателя вместе с колебаниями, вызванными шумами (эпюра 13), усиливается предварительным усилителем 2 и по каротажному кабелю поступает.на сигнальный вход рас-55 положенного на поверхности усилителя 3 , ас его выхода - на пороговое устройство 4. Пороговое устройство осуществляет квазиселекцию поступивших колебаний, вырабатывая единичные до импульсы 14 всякий раз, когда электрический сигнал достигает по амплитуде порога срабатывания. Импульсы порогового устройства поступают в блоки измерения временных и амплитуд10 ных параметров сигнала, причем первый из них в интервале ожидания сигнала в каждом такте используется в качестве отметки момента прихода упругих колебаний. Одновременно выходные импульсы порогового устройства поступают на селективный счетчик шумовых сбоев 6, содержащий схему пропускания на входе и функционирующий в каждом такте в течение длительности поступающего на схему пропускания стробирующего импульса 15 от формирователя контрольного интервала, причем временное положение стробирующего импульса соответствует контрольному интервалу, начинающемуся в каждом такте после затухания информационного сигнала. Счетчик 6 считает импульсы 16 на выходе схемы совпадения , соответствующие срабатываниям порогового устройства в контрольном интервале, где нет сигнала и срабатывания порогового устройства вызываются только шумами. Счет ведется в течение цикла, соответствующего для большей достоверности при средних геолого- геофизических условиях тридцати двум тактам работы аппаратуры, после чего счетчик 6 устанавливается в нулевое состояние импульсом счетчика тактов 10 при насчете последним η тактов. Этот же импульс поступает на счетный вход реверсивного счетчика 11, увеличивая или уменьшая на единицу хранящийся в нем код в зависимости от состояния управляющих входов + или счетчика, подключенных к выходам схемы сравнения кодов 9. На входы схемы сравнения кодов подаются от счетчика б код числа срабатываний порогового устройства N и от схемы установки эталонного кода - код Ν_ο, соответствующий предельно допустимому числу шумовых срабатываний в течение одного цикла, причем код Ν_ο соответствует нормированному числу шумовых срабатываний, при котором они легко учитываются и практически не влияют на достоверность получаемой информации.

При N, большем М_о, схема сравнения кодов 9 устанавливает разрешающий потенциал на входе + реверсивного счетчика 11, а при Ν, меньшем N_q, устанавливает разрешающий потенциал на входе

Таким образом один раз в течение цикла число, записанное в реверсивном счетчике, увеличивается или уменьшается на единицу. Одновременно изменяется на величину, соответствующую младшему значащему разряду, выходное напряжение подключенного к реверсивному счетчику преобразователя коданалог 12, которое., поступая на вход управления усилением усилителя 3, определяет коэффициент усиления последнего, следовательно, и амплитуду колебаний от шума на входе порогового устройства и число шумовых срабатываний (сбоев) последнего. Указанная коррекция автоматически осуществляется р каждом цикле, приближая число шумо* вых срабатываний порогового устройства к предельно допустимому) т.е. стабилизируя среднюю частоту шумо- ’ вых сбоев на предельно допустимом уровне, установленном нормами.

Устройство позволяет существенно повысить точность фиксации момента прихода упругих колебаний и качество информационного материала за счёт автоматического поддержания оптимального для интервалов с интенсив« ними шумами режима: предельно низкого относительного уровня срабатыва- 15 ния порогового устройства при допустимой частоте шумовых сбоев.

Claims (2)

1. ев, формирователь контрольного интервала , схему установки эталонного кода, схему сравнени  кодов и источник управл ющего напр жени , при это счетчик шумовых сбоев и схема устано 1си эталонного кода подключены ко вхо дa схемы сравнени  кодов, воэдействующей на источник управл ющего напр жени  при отклонении средней частоты шумовых сбоев от предельно допустимой , а выход источника управл ю щего напр жени  подключен к цепи регулировки коэффициента усилени  усилител . Стабилизаци  частоты шумовых сбоев на предельно допустимом уровне обеспечивает оптимальный режим фиксации в интервалах пород с относительно высоким уровнем шумов, т.к. в этом случае достигаетс  максимальна  величина соотношени  между ампли тудой фиксируемого вступлени  и порогом срабатывани  порогового устройства , т.е. предельно низкий относительный уровень срабатывани  порогового устройства, а соответствующие этому режиму редкие шумовые сбои легко учитываютс  при обработке результатов измерений. На фиг. 1 показана блок-схема уст ройства; на фиг. 2 - эпюры напр жений . Основными функциональными элементами устройства  вл ютс  приемник уп ругих колебаний 1, предварительный усилитель 2, усилитель 3, пороговое устройство 4 и стабилизатор частоты шумовых сбоев 5, содержащий селектив ный счетчик шумовых сбоев 6, формирователь контрольного интервала 7, схему установки эталонного кода 8, схему сравнени  кодов 9 и источник управл ющего напр жени , образованный счетчиком тактов 10, реверсивным счетчиком 11 и преобразователем коданалог 12. Устройство работает следующим образом . Упругие колебани , возбужденные излучателем скважинного прибора, про д  через образующую стенки скважины породу, попадают на приемник упругих колебаний 1, где преобразовываютс  в электрические колебани . Пакет элект рических Колебаний от излучател  вме те с колебани ми, вызванными шумами (эпюра 13), усиливаетс  предваритель ным усилителем 2 и по каротажному ка белю поступает.на сигнальный вход ра положенного на поверхности усилител  3 , ас его выхода - на пороговое устройство 4. Пороговое устройство осуществл ет квазиселекцию поступивших колебаний, вырабатыва  единичные импульсы 14 вс кий раз, когда электр ческий сигнал достигает по амплитуде порога срабатывани . Импульсы порогового устройства поступают в блоки измерени  временных и амплитудных параметров сигнала, причем перый из них в интервале ожидани  сигнала в каждом такте используетс  в ачестве отметки момента прихода упругих колебаний. Одновременно выходные импульсы порогового устройства поступают на селективный счетчик шумовых сбоев 6, содержащий схему пропускани  на входе и функционирующий в каждом такте в течение длительности поступающего на схему пропускани  стробирующего импульса 15 от формировател  контрольного интервала , причем временное положение стробирующего импульса соответствует контрольному интервалу, начинающемус  в каждом такте после затухани  информационного сигнала. Счетчик 6 считает импульсы 16 на выходе схемы совпадени  , соответствующие срабатывани м порогового устройства в контрольном интервале, где нет сигнала и срабатывани  порогового устройства вызываютс  только шумами. Счет ведетс  в течение цикла, соответствующего дл  большей достоверности при средних геолого- геофизических услови х тридцати двум тактам работы аппаратуры , после чего счетчик 6 устанавливаетс  в нулевое состо ние импульсом счетчика тактов 10 при насчете последним п тактов. Этот же импульс поступает на счетный вход реверсивного счетчика 11, увеличива  или уменьша  на единицу хран щийс  в нем код в зависимости от состо ни  управл ющих входов + или - счетчика , подключенных к выходам схемы сравнени  кодов 9. На входы схемы сравнени  кодов подаютс  от счетчика б код числа срабатываний порогового устройства N и от схемы установки эталонного кода - код N, соответствующий предельно допустимому числу шумовых срабатываний в течение одного цикла, причем код N соответствует нормированному числу шумовых срабатываний , при котором они легко учитываютс  и практически не вли ют на достоверность получаемой информации. При М, большем Яд, схема сравнени  кодов 9 у«1танавливает разрешающий потенциал на входе + реверсивного счетчика 11, а при N, меньшем NQ, устанавливает разрешающий потенциал на входе -. Таким образом один раз в течение цикла число, записанное в реверсивном счетчике, увеличиваетс  или уменьшаетс  на единицу. Одновременно измен етс  на величину, соответствующую младшему значащему разр ду, выходное напр жение подключенного к реверсивному счетчику преобразовател  коданалог 12, которое., поступа  на вход управлени  усилением усилител  3, опреде р ет коэффициент усилени  последнего , следовательно, и амплитуду колебаний от шума на входе порогового устройства и число шумовых срабатыва ний (сбоев) последнего. Указанна  ко рекци  автоматически ссушествл етс  рв каждом цикле, приближа  число шумо вых срабатываний порогового устройст ва к предельно допустимому т.е. стабилизиру  среднюю частоту шумовых сбоев на предельно допустимом уровне, установленном нормами. Устройство позвол ет существенно повысить точность фиксации момента прихода упругих колебаний и качество информационного материала за счёт автоматического поддержани  оптимального дл  интервалов с интенсивными шумами режима: предельно низкого относительного уровн  срабатывани  порогового устройства при допустимой частоте шумовых сбоев. Формула изобретени  т 1.Устройство дл  фиксации упругих колебаний при акустическом каротаже скважин, содержащее приемник упругих колебаний, усилитель и пороговое устройство, отличающеес , тем, что, с целью повышени  точности фиксации, в нем к выходу порогового устройства подключен стабилизатор частоты шумовых сбоев, выход которого подключен к усилителю. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что стабилизатор частоты шумовых сбоев содержит селективный счетчик шумовых сбоев, формирователь контрольного интервала , схему установки эталонного кода схему сравнени  кодов и источник управл ющего напр жени , при этом счетчик шумовых сбоев и схема установки эталонного кода подключены ко входам схемы сравнени  кодов, воздействующей на источник управл ющего напр жени  при отклонении средней частоты шумовых сбоев от предельно допустимой , а выход источника управл кщего напр жени  подключен к цепи регулировки коэффициента усилени  усилител . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Конноли Э. т. Справочник по каротажу эксплуатационных скважин. М., Недра, 1969, с. 19-21.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 247528, кл. G 01 V 1/40, 1968 (прототип).

   IСинхр

   flKycmiivecKuuШуны

   сигналfJopoi /

   ui.l

   аупкж

   fJopot /Я

   /Д/ Ц

   j- - VwVir ftyV...rt,