Устройство для регистрации акустических параметров при каротаже скважин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК аСЮа 01 Ч 1 ОПИСАНИ Х АВТОРСХОМУ ЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 550 .ЭЗ(088 .8)(56) 1. Белоконь Д.В., Козяр В.Ф., Косолапов А.Ф. Комплексная аппаратура акустического каротажа СПАК. Сб, фГеофизическая аппаратура, Вып. 48. Л., Недра, 1972.2Немировский А.Б., Суэдальницкий Ф.М. Исследование помехоэащищенности систем порогового обнаружения сигналов при акустическом каротаже. фГеология и геофизиками, 1978, 9 12, с53-573. Мельцер А.К., Резник Г.Д., Цалюк М.В. Логарифмический преобразователь для аппаратуры акустического каротажа. - Сб. фГеофизическая аппаратура. Вып. 66, Л., .Недрами 1978, с, 133-135 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ КАРОТАЖЕ СКВАЖИН, содержащее последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схему запоминания, схему. Формирования, сравнивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки н генераторы тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьааения точности путем уменьшения погрешности регистрируемых параметров от нестабильности температуры, первый вход сравнивакщего устройства подклю чен к. выходу ключа, вход которого соединен с первым входом схемы совпадения и с входом схемы Формирования, второй вход сравнивающего уст- щ ройства подключен к выходу схемы запоминания, первый вход которой ;подключен к выходу сравнивающего уст. ройства, который соединен с входом схемы совпадения, а второй вход схемы запоминания подключен к выходу схемы формирования, при .этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блокировки, а оба выхода схемы совпадения подключены кгенераторам тока.Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано при разработке акустической скважинкойаппаратуры.Известно устройство регистрации . 5 логарифма отношений амплитуд при акустическом каротаже (АК) скважин, в котором детектированные сигналы поступают на два диодных логарифмических преобразователя, построенных по принципу кусочно-линейной аппроксимации. Полученные напряжения поступают на схемувычитания, выходной ток которой пропорционален логарифму отношения амплитуд ).13.15Недостатком устройства является то, что преобразование амплитуды в логарифмическое напряжение осуществ" ляется ступенями, в каждой иэ которых нарушается пропорциональность с логарифмическим законом преобразования.Известен способ для регистрации временных параметров в АК, заключающийся в измерении времени путем выделения момента срабатывания порогового устройства от сигнала, превышающего определенный уровень Г 2 .Так как амплитуда этого сйгнала в зависимости от скважинных условий меняется, то происходит вместе с . 30 этим и плавание момента срабатывания порогового устройства, что является недостатком способа и устройства.Наиболее близким к изобретению является устройство регистрации лога-З 5 рифма отношения амплитуд, содержащеедва одновибратора (или симметричный мультивибратор), две схемы .запомина" ния усредненных значений амплитуд сигналов от ближнего и дальнего из" 4 О лучателей акустического зонда, ключ, схему формирования (компаратрр), которая формирует напряжение, изменяющееся по логарифмической экспоненте, открытый транзистор, компенсирующий температурное влияние, сравнивакщее устройство, схему совпадения, мультивибратор (генератор блокировки) и генератор тока. На вход устройства поступает сигнал предварительнб продетектированный, Это напряжение поступает на двеидентичные схемы запоминания. Напряжения на схемы запоминания поступаютв определенные временные интервалы,. 55которые формируются соответственнодвум одновибраторам. С выхода первой схемы запоминания напряжение поступает через ключ на схему формирЬваиия напряжения с логарифмическим спаОдом заднего фронта, которое в своюочередь поступает на вход сравнивающего устройства, с второй схемы через открытый транзистор, компенсирукщий влияния температуры, напряжение поу ступает на второй вход сравнивающего устройства.Разностное напряжение усиливается сравнивакщим устройством, и сформированные прямоугольные импульсы поступают на схему совпадения, которая пропускает прямоугольные импульсы с длительностью, пропорциональной логарифму отношения амплитуд, на вход генератора тока. Управление схемой совпадения и ключом осуществляется одновибратором, который формирует прямоугольные импульсы определенной длительности 3 3Недостатком известной схемы является то, что погрешность из-за тем- . пературного влияния полностью не компенсируется, так как компенсационный элемент (открытый транзистор) преднаэначег для компенсации термонестабильности только компаратора (цепи формирования) . Компенсация же нестабильности селекторов и схем запоминания, несмотря на их номинальную симметричность, не может быть полной из-эа фактических различий термонестабильности каждого из полупроводниковых элементов, обусловленной разбросом их параметров. Такая нестабильность в диапазоне температур от 10 до 45 может достигать 70 мВ,что соизмеримо с величиной сигнала в нижней области динамического диапазона (для микросхем .типа К 140 УД 1 Б- сигналы порядка 50 мВ) . Повышение стабильности может быть достигнуто только специальным подбором элемен" тов.Суммарная погрешность возрастает. иэ-за нестабильности напряжения питания и.может составить значительную величину.Цель изобретения - повышение точности путем уменьшения погрешности регистрируемых параметров от нестабильности температуры.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регистрации акустических параметров, содержа" щем последовательно соединенные одновибратор и ключ, а также схемузапоминания, схему формирования, срав.нивающее устройство, схему совпадения, генератор блокировки н генератор тока, первый вход сравнивающего устройства подключен к выходу ключа, вход. которого соединен с первым входом схемы совпадения и с входом, схемы формирования, второй вход сравнивающего устройства подключен к выходу схемы запоминания, первый вход которой подключен к выходу сравнивающего устройства, который соединен с входом схемы совладения, а второй вход схемызапоминания подключен к выходу схемы формирования, при этом третий вход схемы совпадения подключен к выходу генератора блокимы 2 запоминания к выходу сравнивающего устройства 5 позволяет запоминать в одной схеме два информацион-.ных сигнала и, следовательно, исполь эовать один. канал для обработки сигналов, принятых от двух зондов скваживного прибора. Кроме того, сравнение выходного сигнала схемы 2 запоминания с сигналом от предварительного усилителя с помощью одного канала дает воэможность избежать по" грешность термоиестабильаости, вознйкающую при работе двух полных каналов . Таким образом, преобразование амплитуд.в длительность пропорциоАнальную Вя осуществляется в одномАгобщем канале, что исключает появление дополнительных погрешностей от различного влияния температуры.Устройство повышает точность Определения положения. вершин сигналов .и, следовательно, может быть исполь" ровки, а оба выхода схемы совпадения подключены к генераторам тока,На фиг.1 представлена блок-схемаустройства для регистрации акустических параметров при каротаже скважин; на фнг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.Устройство (фиг.1) содержит одновибратор 1, схему 2 запоминания,ключ 3, схему 4 формирования, сравнивающее устройство 5, схему б сов-10падения, генератор 7 блокировки, генераторы 8 и 9 тока и фоторегистратор 10,На фиг.2 показаны форма строб-импульса 11, пакет исходных волновых 15импульсов 12, импульс 13, преобразованный в амплитуду, импульс 14,преобразованный в длительность, иразностный импульс 15.устройство работает следующим образом.На неинвертирующий вход сравнивающего устройства 5 поступает пакет . импульсов 12, выделенных ключом 3. Управление работой ключа осу-ществляется строб-импульсом 11. снимаемым с одновибратора 1. Работаключа основана на шунтировании переменной составляющей напряжения вовсем переменном интервале, кроме интервала времени воздействия стробимпульса 11. В это время ключ 3 закрывается и пакет волновых импульсов12 поступает на первый вход сравнивакщего устройства 5. Пакет волновыхимпульсов 12 усиливается сравнивающим устройством 5 и поступает навход .схемы 2 для запоминания максимальной из фаз выделенного пакетаимпульсов 12. Управление схемой 2 запоминания осуществляется импульсом 4013, снимаемым со схемы 4 формирования, схема 2 запоминания поддерживает амплитуду с пиковым значениемимпульса 13 на время, равное,длительности строб-импульса 11, По окончании строб-импульса 11 с выхода схемы 2 запоминания импульс 13 поступаетна второй вход сравнивающего устройства 5. Так как в сравнивающем уст"ройстве 5 после сравнения пакетаимпульсов 12 с импульсом 13, происходит дополнительное усиление, тоулавливаются. очень малые различия,образующие разностный сигнал, являющийся показателем ошибки сравненияи стабилизации режима работы устройства. По окончании действия стробимпульса 11 сигнал на неинвертирующем первом входе сравнивающегоустройства 5 отсутствует, а на второйвход будет продолжать воздействовать Щимпульс 13, который запирает усили.тель сравнивающего устройства 5по первому входу. В результате импульс 13 будет усилен до ограничения,а на выходе сравнивающего устройства 5 сформируется прямоугольный импульс14. Так как формирование логарифми"ческой экспоненты начинается по окончании строб-импульса 11, то иэ импульса 14 в схеме 6 совпадения вычитается длительность импульса 11.Прямоугольный импульС 15, сформированный как разность импульсов 14 и 11 от первого зонда со схемы совпадения поступает на вход генератора 8 тока (от второго зонда сигнал соответственно поступает на вход. генератора 9 тока) р управление схемой б совпадения осуществляется генератором 7 блокировки. Между выходными точками генераторов 9 и 8 тока включается Фоторегистратор 10 каротажной станции, отклонение блика гальвано" метра которого соответствует разностному напряжению генераторов тока, т.е. пропорционально логарифму отношения входных сигналов от:первого и второго зондов скважинного прибора.Устройство может быть испольэовано и для регистрации амплитуд акустических сигналов. В этом случае схемой 2 запоминания совместно со схемой4 формирования формируется линейнопадающее напряжение. В результатена выходе сравнивающего устройства5 формируется прямоугольный импульсс длительностью, пропорциональнойамплитуде входного сигнала, а с каждого из генераторов тока снимаетсянапряжение постоянного тока, пропорциональное амплитуде акустическогосигнала от соответствующего зондаскважинного прибора. Подключение схезовано при регистрации интервального времени. Как видно иэ фиг,2, импульсЬ 4 первый отрицательный фронт пря"моугольного импульса соответствуетположению вершины одной иэ первых Фаз принятого сигнала и, следовательно, этот Фронт не зависит от сраба10 б 8859 Составитель Н. Журавлеваовецкая Техред О.Неце Корректор Ю. Макаренко едак свое каэ 11458/ 41 Ти ВНИИПИ Росупо делам 113035, Москва ж 715 П рственного .комитета ССС эобретений и открытий Ж-Э 5, Раушская наб., д./5 иал ППП Пат г. Ужг ул. Проектная,тывания порогового устройства каналаизмерения времени по уровню. В известных устройствах погрешность измерения времени может достигать чет"верти периода. Кроме того, возможность определения положения вершинсигналов с большой точностью позволяет использовать устройство в аппаратуре АКИУС и других для формиро"вания импульсов подсветки ЭЛТ на максимумах амплитуд сигналов. В этомслучае строб-импульс в устройстведолжен быть сформирован на каждую фазу сигнала, например, триггеромШмидта.Кроме того, определенная структура расположения. элементов схемы позволяет использовать ее для регистра ции любого из Основных акустическихАпараметров А 0 йр , формирова Атния импульсов,соответствукщихйоложению вершины каждой из фаз при нятого сигнала, и тем самым унифицировать измерительные устройства аппаратуры акустического каротажа.