233229

Р ОПИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельства-явлено 28.И.1966 ( 1059619/26-2иоритет Комитет по делам зобретений и открыти прн Совете Министров СССРОпубликовано 18.Х 13.1968. Бюллетень2за 1969 г.Дата опубликования описания 17.1 Ъ.1969 Авторизобретения П, А. ЗельцманОпытно-конструкторское бюро геофизического приборостроен Заявите. СПОСОБ АКУСТИЧЕСКО РО СКВАЖИН Изобр ческого Извес по скоро времени мерения лем и либо ме ный зонгеофизиетение относит исследования с тные способы а сти основаны нпробега звуко равной рассто приемником (д жду двумя прие ся к областр сважин.кустического а измерении вой волны н янию,между вухэлементнь минками (тр каротажа интервала а базе из- излучатеш зонд), ехэлементВ первом случае интервал времени отсчитыгается между моментом излучения звукового импульса и моментом прихода первого вступления к приемнику. Во втором случае интервал времени, отсчитывается между моментами прихода первых вступлений или двух других соответствующих фаз к двум приемникам. Второй способ, предпочтительнее, так как он исключает нестабильный фактор время прохождения волны по буровому раствору от прибора до стенки скважины и обратно, Однако в данном случае точность отсчета интервала времени недостаточна. Обе волновые картины. принятые приемниками, отличаются друг от друга по амплитуде и поэтому часто невозможно найти две соответствующие, т. е. равноудаленные от первого вступления точки, равнозначныс по амплитуде и способные вызвать срабатывание счетно-решающего устройства для отсчета временного интервала,Вследствие затухания колебаний на базе измерения на первом пр;1 емншсе рабочий период будет ближе к первому вступлению, чем на гтором приемнике, и поэтому счетно-решаю шее устройство срабатывает от несоответствующих точек на волновых картинах, что приводит и большим погрешностям в результатах измерения.В обоих способах применяется импульсный 10 излучатель акустических колебаний, что соответствует избранному методу отсчета интервалов времени. Кроме того, за время мснсду моментами излучения двух последовательных посылок в скважине прекращаются все реверба рационные и друп 1 с волновые процессы, чтопозволяет изоежать наложения паразитныколебаний на основной импульс. распространяющийся в виде головной волны.Поэтому попытки замены импульсного ме тода измерения интервала времени методомсравнения длины волны в породе с базой измерения при непрерывном излучении звуковых колеоаний пра 1 сти 1 сс 1 си не реальны, так как па приемниках всегда будут присутствовать пара зитные колеоания. искажаюрцис волнову 1 О 1 сартину (поперечные волны, отраженные волны,прямая волна и др,).ПредлагаемаЙ спосоо актстпческого 1 саротджа позволяет повысить точность измерения 30 временного интервала. Достигается это тем, 233229что излучатель возбуждают за одну посылку двумя импульсами, временной интервал между которыми является переменной величиной и равен, в случае совпадения волновых картин на обоих приемниках, искомой величине - ин тсрвалу времени пробега звуковой волны на базе измерения, в случае трехэлемонтного зон. да это расстояние между обоими приемниками. При несовпадении волновых картин временной интервал между импу,ъсаъ 1 посылки аво.са тически изменяется и доводится до искомой величины. Регулировка осуществляется пр. использовании функции корреляции двух волновых:процессов, принятых приемниками, имеющей максимум при нулевом сдвиге фаз 15 между ними. При отклонении функции корреляции ст максимума электрическая схема скважинного прибора выдает сигнал рассогласования, который управляет генератором зондирующих импульсов. 20На фиг. 1 показан трехэлементный зонд, на фиг, 2 - схема возбуждения излучателя и приема импульсов обоими приемниками; на фиг. 3 - схема возбуждения излучателей и приема импульсов; на фиг, 4 - четырехэлементный зонд.Трехэлементный зонд состоит из одного из.учателя 0 и двух приемников П, и П, расстояние Л между которыми является оазой измерения, 30Излучатель возбуждается парами электрических импульсов, которые вырабатываются1генератором с частотой повторения Л =Т Р+ЛР1У 50- расстояние от излучателя до первогоприемника ПЛ 7 - расстояние между приемниками,о - скорость распространения звука в породе,ЕСоответственного:У где 1 - время прохождения звуковой волны 60между излучателем и приемником П. Очевидно, что 1,= +т - т; 65 35Интервал времени между импульсами пары т является переменной величиной, которой можно управлять в известных пределах.Каждый из приемников принимает волновую картину, возбуждаемую одним из импуль сов пары. От первого импульса картины принимается вторым, более удаленньгм приемником, а от второго - ближним.В общем случае (фиг. 3) между моментами прихода колебаний существует интервал времени т Время между моментом излучения гервого импульса и его приходом к приемнику П. равно 11 зменяя время т можно добиться, чтобы звуковые импульсы пришли на оба приемника одноврезенно. В этом случае т = О.Л 1=ЛУгде Л время прохождения звуковой волны набазе измерения.Таким образом отсчет интервала К который является объектом регистрации при акус- еско каротакс по скорости, ожно замеиигь отсчетом интервала времени между импульсами посылки в момент совпадения двух волновых картин, принятых приемниками.В случае т О измерительная схема вырабатывает напряжение, которое воздействуетна генератор посылок и изменяет временной ин. тсрвал т до тех пор, пока т=О, т. е. до полного совпадения двух волновых картин.Измерения интервала т можно осуществлять с помощью счетно-решающего усгройства извсстного типа, причем благодаря крутому персднему фронту импульсов генератора, последнее работает безотказно.Схема, реагирующая на несовпадение волновых картин, в общем случае может быть заимствована из электронно-вычислительной техники, с помощью которой определяется равенство двух функций, отличающихся в данном случае фазовым членом.В частном случае, если предположить, что частота излучателя выбрана такой, что Л при всех встречающихся значениях скорости о не будет превышать периода принятых колебаний, такой схемой будет фазовый дискриминатор, который реагирует на несовпадение фаз двух колебаний на угол (2 л.Совмещение двух волновых картин до полного совпадения может быть осуществлено более точно, чем совмещение отдельной точки на каждой волновой картине со шкалой отсчета. Первое менее критично к затуханию сигнала на базе измерения,Для нормальной работы трехэлементного зонда по предлагаемому способу необходимо, чтобы колебания излучателя затухали до того, как его возбудил второй импульс пары, В противном случае второй импульс пары возбудит излучатель на фоне его колебаний, вызванных первым импульсом, и обе волновые картины будут искажены, а их совмещение затрудненоно.Для устранения такого ограничения может быть использован четырехэлементный зонд, который состоит из двух излучателей и двух гриемников (фиг, 4). Расстояние, между излу. чателями равно Ма между приемниками Л 1.Звуковой импульс от первого излучателя принимается первым приемником, а от второго излучателя - вторым приемником.Излучатели возбуждаются парой импульсов с интервалом времени т.Изменяя интервал т между импульсами посылки, можно добиться одновременного прихода двух звуковых импульсов к приемникам, т, с. Т=О, Тогдс Таким образом, в момент совпадения волновых картин, принятых приехникахи, интервал времени между импульсахи пары равен времсни пробега волны на базе, равной разности расстояний между излучателями и приехника ми. Такой четырехэлсментный зонд позволяет при значительных расстояниях между его элементами, продиктованных конструктивными соображениями, получить весьма малые значения Л 1, т. е. близкие по величине пути прооега оооих звуковых импульсов по породе, и тем самым добиться почти полной идентичности волновых картин, принятых приемниками, что обеспечит их наиболее точное совмещение. П р ед м ст из о бр стени я 1, Спосоо акустического кяротажа скважин,основанный на периодическом возбуждении 5 в скважине звуковой волны с помощью цзлу атсля, приема звуковой волны, прошедшей по породе, с помощью приемников ц цзмсрс ш интервала времени пробега звуковой волны на базе измерения, от.ичаоцпйсл тем, что, 10 с целью повышснця точности измерения врсмснного интервала, излучатель возбуждаот зя одну посылку двумя импульсямц, времен:ой интервал между которымц является переменной вслцчцноц и равен, в случае одноврсмсн ного прихода колебании к обоим приемникам,искомой величине - времени пробега звуковой голны на базе измерения, равной расстоянию межд прцсхНика.ц; затем прц несовпадении волновых картин, принятых приемниками, вс личину временного интервала между импульсами автоматически цзмсняют до наступлснця совпадения волновых картин, для чего используют функцию взаимной корреляции двух волновых процсссов, принятых приемника мц, 25 имеющую максцюм при нулевом сдвиге фязмежду нцмц.2. Способ по п, 1, отляающпйся тем, чтопри использовании для исследования четьрехэлемснтного зонда с двумя излучателями каж дый цз излучателей возбуждают одним из импульсов пары, а времен;о цнтсрвал смежду импульсами в момент совпадения волновых картин равен времени пробега звуковой волны на базе измерения, равной разности рясстоя нцй между излучателям ц приемниками.