Способ обработки эхо-сигнала скважины

) (11 81422 51)5 Е 47 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКР ЪТИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СТ 8 У ОРСКОМУ СВИДЕ(56) Система контроля уровня жидкости в скважинах типа СКУ. Технические условия ТУ 25 - 15-1092-81, с. 5 - 20.Устройство контроля уровня "Эхо", Технические условия ТУ 39 - 1037 - 85, с, 5 - 20. ,(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЭХО-СИГНАЛА СКВАЖИНЫ(57) Использование: для измерения уровня жидкости в скважине. Сущность изобретения: возбуждают зондирующий импульсный сигнал в скважине.,Определяют длительИзобретение относится к измерениюуровня жидкости в скважине и может бытьиспользовано в нефтедобывающей промышленности.Известны два способа обработки эхо- .сигнала при измерении уровня жидкости вскважине, Первый из них заключается в записи эхо-сигнала на бумажный носитель(ленту) и с учетом скорости его движения,измерения вручную по полученной эхограмме времени запаздывания отраженно-го сигнала. Способ отличается низкойпроизводительностью,Известен также способ автоматическойобработки эхо-сигнала с получением результата в цифровом виде, заключающийсяв том, что после подачи зондирующего импульсного сигнала начинают отсчет временость, амплитуду и время пРихода эхо-сигнала отражения относительно зондирующего сигнала, Сравнивают амплитуду эхо-сигналов с экспонентой Ве, где В - амплитуда зондирующего импульса. Изменяюг показатель а в случае превышения амплитудой эхо-сигнала значения экспоненциального сигнала. Фиксируют число отраженных сигналов, совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальным сигналом, а время запаздывания определяют как среднеарифметическое значение. Применение способа позвбляет сократить время обработки отраженных импульсных сигналов и уменьшить погрешность измерения. 2 ил,1 ни и втечение времени запаздывания непрерывно сравнивают сигналы отражений с- сС экспоненциальным сигналом вида В е (где В - амплитуда зондйрующего импульса), имеющим различные показатели а, при превышении которых отсчет времени прекращают,Подобный способ также малопроизводителен, т,к, зхо-сигналы приходится (для устранения прекращения отсчета времени по помехе) сравнивать с несколькими экспонентами, а достоверность его нйзка, т.к. возможно прекращение отсчета по сигналу, превышающему экспоненциальный сигнал, но не являющемуся сигнаЛом отражения от уровня,Целью изобретения является повышение достоверности получения результата иповышение скорости обработки за счет оптимизации подбора экспонент эа ограниченный интервал времени и использования 5многократно отраженных сигналов.Это достигается за счет того, что в способе обработки эхо-сигнала скважины в ре альном масштабе времени с учетомнепостЪЪйства амплитуды зондирующего 10сигнала, включающем излучение зондирующего импульсного сигнала и генерированиеэкспоненциального сигнала, измерениевремени запаздывания между зондирующим импульсным сигналом и отраженным 15сигналом, при этом отсчет времени запаздывания начинают с момента излучениязондирующего импульсного сигнала и проводят в течение времейи, определяемого величиной периода следования зондирующих 20сигналов, непрерывно сравнивают каждыйотраженный сигнал с экспоненциальнымсигналом при различных показателях экспоненты и по результатам сравнения опреде-,ляют время запаздывания отраженного 25сигнала, экспоненциальный сигнал генери. руют с максимальным показателем экспоненты, при приходе отраженного сигналасравнивают его амплитуду с текущим значением экспоненциального сигнала, генерируют новый экспоненциальный сигнал споказателем экспоненты, который находятиз условия А = В е и,где Ап - амплитуда п-ного отраженного сигнала;В - амплитуда зондирующего импульсного сигнала;ап - показатель экспоненты и-ного экспоненциального сигнала;тп - время регистрации п-ного отраженного сигнала фиксируют число отраженныхсигналов, совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальнымсигналом, а время запаздывания отраженного сигнала"находят из выражения тз =чЪ451 И.йсО 41 1 .Г 2 р /( ."где 1 и - время последнего отраженного сигнала;тз - время запаздывания отраженногосигнала;50М - число отраженных сигналов,приэтом учитывают только те сигналы, время прихода которых кратно между собой.На фиг. 1 изображена схема устройства,реализующего способ; на фиг, 2 - диаграммы, иллюстрирующие работу этогоустройства по селекции отраженного отуровня сигнала при сравнении его с экспонентой,Схема содержит скважину 1 с размещенным в ней микрофоном 2, усилитель 3, фильтр 4, аналого-циФровой преобразователь (АЦП) 5, микроЭВМ и цифровой индикатор 7.Работает схема следующим образом.Зондирующий импульсный сигнал,возбуждаемый в скважине 1, а также возникающие сигналы отражения воспринимаются микрофоном 2, усиливаются усилителем 3, фильтруются от низкочастотных и высокочастотных составляющих фильтром 4 и преобразуются в цифровой код с помощью АЦП 5. МикроЭВМ 6; управляя работой АЦП, с заданной частотой снимает с него информацию, определяет длительность,.амплитуду и время прихода эхо-сигнала отражения относительно зондирующего импульсного сигнала. Она же сравнивает амплитуду входных эхо-сигналов отражений с экспо.-ОСнентой Ве (где В - амплитуда зондиру-ющего импульса), а также изменяет показатель экспоненты а в случае, если амплитуда эхо-сигнала отражения по длительности больше амплитуды зондирующего импульсного сигнала и превышает значение экспоненты в данный момент времени. По окончании обработки численное значение времени запаздывания уровня, если он вы-. числяется, выводится на цифровой индикатор 7. Из диаграммы фиг, 2 видно, что при появлении зондирующего импульсного сигнала 8 микроЭВМ 6 генерирует экспоненту 6 с амплитудой В = 01 и максимальным показателем а. При обнаружении в момент т 2 первого отраженного импульсного сигнала 10 амплитуды 02, превышающей экспоненту 9, показатель генерируемой экспоненты изменяется на а 2а 1, так, чтобы экспонента проходила через вершину импульса 10 (участок экспоненты 11), найдя а 2 из условия 02 = 01 еПри обнаружении в мо-фгт 2мент тз следующего импульсного отраженного сигнала 12 амплитуды 0 з показатель экспоненты аз опять уменьшается (аза 2 ); определившись иэ соотношения 0 з =01 е(участок экспоненты 13) и т.д. до истечения максимального времени обработки тпх, Импульсный отраженный сигнал 14, после которого генерируется экспонента с минимальным показателем а, а также сигнал 15, время появления которого кратно 10 тра амплитудное значение принадлежит общей экспоненте, являются отражениями от уровня и определяют время запаздывания,Из приведенных рассуждений видно,что при обработке, за время измерения генерируется всего одна ломанная экспонента, В прототипе для достижения того же результата потребовалось бы воспроизве сти несколько экспонент (на фиг. 2 - три), пока отраженные сигналы от уровня начали бы превышать их уровень, а помехи еще нет, увеличив время обработки с ьах до нескольких трапах (на фиг. 2 - в три раза). 10По сравнению с известным предлагаемый способ сокращает время, затрачиваемое на обработку отраженных импульсных сигналов, и повышает достоверность того, что отсчитанный временный интервал. соот ветствует истинному значению.ф о р мул а и зоб рете н и яСпособ обработки эхо-сигнала скважины в реальном масштабе времени с учетом непостоянства амплитуды зондирующего 20 сигнала, включающий излучение эондйрующего импульсного сигнала и генерироваййе экспоненциального сигнала, измерение времени запаздывания между зондирую- щим импульсным сигналом и отраженным 25 сигналом, при этом отсчет времени запаз-: дывания начинают с момента излучения зондирующего импульсного сигнала и проводят втечение времени, определяемого величиной периода следования зондирующих 30 сигналов, непрерывно сравнивают каждый отраженный сигнал с экспоненциальным сигналом при различных показателях экспоненты и по результатам сравнения определяют время запаздывания отраженного 35 сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с : целью повышения достоверности получения результата и повышения скорости отработки засчет оптимизации подбора экспонент за ограниченный интервал времени и использования многократно отраженных сигналов,экспоненциальный сигнал генерируют смаксимальным показателем экспоненты,при приходе отраженного сигнала сравнивают его амплитуду с текущим значениемэкспоненциального сигнала, при обнаружении превышения амплитудой отраженногосигнала значения экспоненциального сигнала генерируют новый экспонейциальныйсигнал с показателем экспоненты, которыйнаходят из условияА = Ве ф"фгде А - амплитуда и-го отраженного сигнала;Ь - время регистрации и-го отраженного сигнала;а - показатель экспоненты и-го экспоненциального сигнала;В - амплитуда зондирующего импульсного сигнала,фиксируют число отраженных сигналов,совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальным сигналом,а время запаздывания отраженного сигнала1 йнаходят из выражения тз =й:где Ь - время последнего отраженного сигнала;йз - время запаздывания отраженногосигнала;М - число отраженных сигналов,при этом учитывают только те сигналы, время прихода которых кратно между собой.1781422 Составитель А, БартеневТехред М.Моргентал Корректор Л Фил едакт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина, 101 аказ 4262 ВНИИПИ Тиражственного комитета по изобр 113035, Москва, Ж, Рауш Подписноеениям и открытиям при ГКНТ СССР ая наб., 4/5