Устройство для обнаружения взрыва при перфорации скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 В 43/11 ОСУДАРСТВЕНЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ та(21) 4666529/03(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испыния и контроля нефтегазоразведочныхскважин(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯВЗРЫВА ПРИ ПЕРФОРАЦИИ СКВАЖИН(57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Цель - повышение надежности и достоверностиобнаружения взрыва, Устр-во содержит выполненный в виде электромагнитного вибратора детектор 1, фильтр 2 верхних частот,усилитель 4, индикатор 7, магнитоэлектрический регистратор 8, регистратор 9 на магнитной ленте. Для достижения цели устр-во имеет перестраиваемый регисторный фильтр 3, автокоррелятор 5, квадратичный детектор б. Фильтр 2 подавляет помехи промышленной частоты и низших частот звукового диапазона. Фильтр 3 осуществляет подавление узкополосной периодической помехи с частотой около 1 кГц. Отфильтрованный сигнал совместно с шумами и импульсными помехами усиливается усилителем 4 и записывается на регистраторе 9. После автокоррелятора 5 сигнал очищается от шумов и импульсных помех. Импульс автокорреляционной функциидетектором б превращается в униполярный импульс со значительным увеличением отношения сигнал/шум, Этот импульс переводит триггерный индикатор в состояние логической единицы и фиксируется на регистраторе 8 для документирования события взрыва. Окончательное решение о наличии взрыва принимается оператором на основе прослушивания микросейсмограммы, записанной на регистраторе 9, 1 ил,10 15 55 Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности кперфорации обсаженных скважин многоэарядными перфораторами, и может быть использовано для обнаружения и регистрациивзрывов при производстве всех видов прострелочно-взрывных работ в скважинах,Целью изобретения является повышение надежности и достоверности обнаружения взрыва.На чертеже представлена структурнаясхема устройства.Устройство содержит последовательносоединенные детектор 1 (электромагнитныйвиброметр), фильтр 2 верхних частот, перестраиваемый режекторный фильтр 3, усилитель 4, второй выход которого соединенчерез автокоррелятор 5 с входом квадратичного детектора 6, первый и второй выходыкоторого подключены соответственно к световому индикатору 7 и магнитоэлектрическому регистратору 8, Первый выходусилителя 4 соединен с регистром 9 на магнитной ленте,Устройство работает следующим образом.Детектор - электромагнитный виброметр1 крепится к наружной поверхности скважинной арматуры (не показана), Вибрационное перемещение обсадной колонныскважины, возникающее от взрыва в скважине зарядов перфоратора, воспринимается детектором 1, который преобразуетперемещение в пакет электрических колебаний Ос(т). С выхода детектора 1 нэ входфильтра 2 верхних частот попадает случайная совокупность сигнала Ос(1) и помех, которую математически можно выразить вобщем случае такОф) = Ос(1) + Он(1) + Оп(1) + Ош(1)где О(т) - сигнал;Он(т) - помехи нижних частот звуковогодиапазона;Ол(т) - периодические узкополосные помехи в области средних частот;Ош(1) - помехи за счет различного родашумов.Наличие перечисленных помех объясняется эа счет существования электрических, сейсмических и акустических полейвокруг скважины. Суммарная полоса частотсигнала и сопутствующих помех укладывается в диапазон от долей герца до 15 кГц, аамплитуда полезного сигнала на выходе детектора 1 составляет 0,1-5,0 мВ. Совокупный сигнал Оф) подается нэ вход Фильтра 2. верхних частот, где происходит подавлениепериодических и квэзипериоди вских помех Он(т) в области низших частот звуковогодиапазона (до 200 Гц) нэ 60-70 дВ, э ослаб 20 25 30 35 40 45 50 ление промышленнои помехи с частотами 47,5-52,5 Гц достигает 120 дБ С выхода фильтра 2 верхних частот частично отфильтрованный совокупный сигнэлО 2(1) = Ос + Ол Ошподается на вход перестрэивэемого режекторного фи ьтрэ 3, в котором осуществляется подавление на 50 дБ узкополосной периодической помехи О частота которой может принимать значения 0,8-1,2 кГц Отфильтрованный от периодических и квазипериодических помех сигнал совместно с шумами и импульсными помехами Оф) = Ос(1) + Ош(1) усиливается усилителем 4 низкой частоты с полосой 200-15000 Гц и дискретно регулируемым коэффициентом усиления от 200-2000. Отфильтрованный и усиленный сигнал Оз(с) с выхода усилителя 4 попадает нэ запись в регистратор 9 на магнитной ленте(магнитофон с полосой 15кГц), а также на вход эвтокоррелятора 5, гдев процессе обработки сигнал очищается отшумов и импульсных помех. Нэ выходе эвтокоррелятора 5 формируется импульс автокорреляционнои Функции входного сигналаОз(1) в соответствии с формулой1В(т) = - , Х О; (С) 0 (с - )т огде К,( т ) - автокорреляционнэя Функциявходного сигнала Оз(1).Оз(с-т ) - задержанный сигнэл,Т - постоянная времени интегрэторэ,г - интервал задержки.Импульс Воо( г ) эвтокорреляционнойфункции с выхода автокорреляторэ 5 послепреобразования квадратичным детектором6 превращается в униполярный импульс Од2= Оет ( Воо(т) ) со значительным увеличением отношения сигнал / шум, Этот импульс Од переводит световой триггерныйиндикатор 7 в состояние логической "1", очем свидетельствует наличие световои индикации, т,е, сигнал Ос(1) взрыва фиксируется индикатором 7. Регулируемый поамплитуде импульс подается также на мэгнитозлектрический регистратор 8 (самописец, перьевой или осциллографический). Дляперевода всего устроиства в состояние готовности перед следующим обнаружениеми регистрацией необходимо произвестисброс в нулевое состояние триггерного индикэтора 7. В результате совместной работы блоков 1-9 происходит автоматическая индикация и регистрация события взрыва перфоратора в скважине, Автокоррелятор 5 выполнен по мультипликативной схеме, сожержит линию задержки, умножитель и интегратор (не показаны). При генерации нэ выходе авто коррел я тора 5 и мпульса автокорреляционной1657626 Составитель А.РыбаковТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец Редактор М.Бланар Заказ 1694 Тираж 371 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 функции В(г ) происходит подавление импульсных помех и различных шумов за счетинтегрирования произведения прямого изадержанного сигналов: подавление импульсных помех и помех длительностью, 5меньшей интервала задержки г, достигает60 дБ,Квадратичный детектор 6 выполнен ввиде последовательно, соединенных квадратора и амплитудного детектора (не покаэаны). Такая комбинация реализуетфункцию квадратичного детектирования,при которой увеличивается отношение сигнал/шум.Таким образом, введение автокорреляционной обработки и квадратичного детектирования служит цели увеличенияпомехоустойчивости и избирательности, азначит, и повышению достоверности обнаружения и регистрации события взрыва 20перфоратора в скважине.Окончательное решение о наличии события взрыва принимается оператором наоснове прослушивания микросейсмограммы, записанной на магнитном регистраторе 259, при наличии срабатывания световой сигнализации индикатора 7 и записи однократного импульса с выхода индикатора 7 наленте магнитоэлектрического регистратора 8, Последняя запись може служить официальным документом, подтверждающим выполнение перфорации на скважине.Применение устройства позволяет расширить его область применения и повысить безопасность ведения прострелочно-взры вных работ в скважине.Формула изобретения Устройство для обнаружения взрыва при перфорации скважин, содержащее детектор, усилитель, фильтр верхних частот, магнитоэлектрический регистратор и регистратор на магнитной ленте, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и достоверности обнаружения взрыва, оно снабжено перестраиваемым режекторным фильтром, автокоррелятором, квадратичным детектором и световым индикатором, причем детектор выполнен в виде электромагнитного виброметра, выход кото. рого соединен через фильтр верхних частот и перестраиваемый режекторный фильтр с входом усилителя, первый выход которого подключен к регистру на магнитной ленте, второй выход соединен через автокоррелятор с входом квадратичного детектора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к световому индикатору и магнитоэлектрическому регистратору,