Устройство регистрации фазокорреляцион-ных диаграмм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналнстнческнх Республик(21) Заявлено 04.04.79 (21 свид-ву2747493/18)ЧКлзб 01 Ч 1/40 с присоединением заявк Государственный комнте 23) При ет 3) Опубликовано 07.03,85) Дата опубликования Бюллетень Ме исания 07.03.8 53) УДК 550.83(088 о делам изобретен н открытий(72) Авторыизобретения А, Б. Немировский и ф. М, Суздальниц (71) Заявитель Сибирская геофизическая экспедиция Управленияи полевой геофизики 54) УСТРОЙСТВО РЕГИ ЗОКОРРЕЛЯЦИОННЫХ РАЦИИАГРАММ О Изобретение относится к устроиствам для регистрации информации акустического каротажа (АК) в форме непрерывных фазокорреляционных диаграмм (ФКД).Известны устройства для измерения кинематических параметров акустических импульсов путем регистрации ФКД, в котором сигналы, превышающие по амплитуде пороговый уровень, стандартизуются по длительности и амплитуде, поступают на модулятор яркости электроннолучевой трубки (ЭЛТ) и регистрируются в форме непрерывных каротажных диаграмм 1 и 2.Известно устройство, содержащее измеритель динамических параметров акустических колебаний, что позволяет производить оценку отношения сигнал/шум (с/ш) на входе приемника 3. При возрастании уровня случаиных помех (шумы трения скважинного снаряда) или уменьшении амплитуды полезного сигнала при каротаже в горных породах с большим затуханием снижается точность измерения кинематических параметров акустических импульсов. Для повышения помехозащищенности устройства можно при некотором значении отношения с/ш увеличить размеры пятна д на экране индикатора путем дефокусировки луча ЭЛТ, тем мым повысив кратность накопления слов на фотослое. Как известно где и - кратность накопления на фотослое;/ - частота запуска ультразвуковогоизлучателя;т - масштаб записи диаграммы АКпо глубине;Р, - скорость каротажа;А, - диаметр светового пятна.Однако применяемое управление разме рами пятна за счет дефокусировки лучаимеет следующие недостатки.При развертке луча ЭЛТ во времениразмеры и конфигурация пятна на экране индикатора не остаются постоянными, что О объясняется влиянием астигматизма отклонения. Это не позволяет сохранять определенную кратность накопления при изменении скорости распространения упругихволн в породе.5 Происходит снижение точности измерения кинематических параметров и разрешающей способности при выделении и интерпретации тиров волн, наблюдаемых в следующей за первыми вступлениями про- О дольных колебаний зоне волновой картины(обменные поперечные типа РЬР, Стоунли и др,) и имеющих значительно большую интенсивность.При проектировании индикатора регистрирующего устройства, для увеличения точности измерения в случае регистрации интенсивных сигналов (снижение погрешности, связанной со снятием отсчета с диаграммы) выбирают ЭЛТ с минимальным диаметром светового пятна. При этом уменьшается диапазон регулирования размера пятна за счет дефокусировки, т. е. необходимость обеспечения высокой точности измерения при больших и малых отношениях с/ш предъявляет противоречивые требования к размерам светового пятна на экране ЭЛТ.Недостатком рассмотренного устройства является низкая точность измерения кинематических параметров акустических сигналов при малых соотношениях уровней полезного сигнала и шумов.Цель изобретения - повышение точности измерения кинематических параметров акустических сигналов.Цель достигается тем, что в устройство регистрации фазокорреляционных диаграмм акустического каротажа, содержащее электроннолучевой индикатор, измеритель порогового отношения с/ш, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности, один из входов которого соединен с выходом приемного устройства, схему автосопровождения, выход которой подключен ко входу генератора строба, введены генератор высокои частоты, формирующий размеры светового пятна по вертикали 1 вдоль диаграммы), двухвходовая схема И и ключевая схема. Выход высокочастотного генератора соединен с отклоняющей системой электроннолучевой трубки по вертикали через ключевую схему. Оба входа схемы И соединены с выходами измерителя порогового отношения с/ш и генератора строба, управляемого схемой автосопровождения за первыми вступлениями акустического сигнала. Выход схемы И подключен к управляющему входу ключевой схемы и одному из входов генератора импульсов подсвета регулируемои длительности. Второй вход генератора импульсов, также как и в прототипе, соединен с выходом приемного устроиства. Выход генератора импульсов подсвета соединен с модулятором яркости ЭЛТ.( ущность изобретения заключается в том, что предложенное устройство позволяет при уменьшении отношения с/ш формировать на экране ЭЛГ в начальной части волновой картины пятно неооходимых размеров. 1 ем самым, за счет повышения кратности накопления увеличивается помехозащищенность устройства. Ьлагодаря указанному построению регистратора становится возможным применение в индикаторе ЭЛТ с минимальным диаметром пятна, что позволяет повысить точность измерения при регистрации интенсивных сигналов.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства регистрации фазокорреляционных диаграмм; на фиг. 2 - графики, поясняющие работу устройства регистрации,Устройство регистрации содержит приемное устройство (ПУ) 1, измеритель порогового отношения сигнал/шум (ИПО) 2, схему автосопровождения (СА) 3, генератор строба (ГС) 4, двухвходовую схему совпадения И 5, генератор высокой частоты (ГВЧ) б, ключевую схему (КС) 7, систему отклонения луча ЭЛТ по вертикали (ОЛВ) 8, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности (ГИ) 9, модулятор ЭЛТ по яркости 10.Приемное устройство 1 предназначено для преобразования ультразвуковых колебаний в форму электрических сигналов, их усиления и преобразования в б-образные импульсы при превышении сигналом порогового уровня. Выход ПУ 1 соединен со входами ИПО 2, СА 3 и генератором ГИ 9, Измеритель ИПО 2 предназначен для формирования на выходе напряжения логической единицы при уменьшении отношения с/ш ниже некоторого порогового уровня А. Его алгоритм работы описывается уравнением:/дпо выходное напряжение измерителя порогового отношения;1, 0 - уровни логической единицы инуля;/с/о,ц - отношение амплитуды сигналак среднеквадратическому значению шума.Выход ИПО 2 соединен с одним из входов схемы И 5. Схема СЛ 3 служит для формирования импульса, длительность которого автоматически меняется при изменении скорости распространения упругих волн в породе. При этом задний фронт импульса следит за временным положением первых вступлений акустического сигнала. Выход схемы автосопровождения подключен ко второму входу схемы И 5 через ГС 4, предназначенный для стробирования части волновой картины (продольных волн). Схема И 5 служит для формирования на выходе напряжения 1 при одновременном присутствии на ее входах строб-импульса и единичного выходного сигнала схемы ИПО 2, Выход схемы соединен с одним из входов КС 7, которая предназначена для подсоединения ГВЧ б к системе отклонения луча ЭЛТ по вертикали 8. Второй вход КС 7 соединен с выходом ГВЧ б, который служит для формирования пятна5 10 15 ."0 определенных размеров (по вертикали) на экране ЭЛТ. Схема может быть реализована в виде генератора высокочастотных колебаний, например, синусоидальной формы, период которых выбирается гораздо меньше длительности импульсов подсвета. Система ОЛВ 8 создает на экране ЭЛТ засвечиваемую область (пятно), размеры которой по вертикали определяются амплитудой генератора ГВЧ, При указанном соотношении периода высокочастотных колебаний и длительности импульса подсвета яркость внутри пятна распределена практически равномерно. Система 8 реализуется в виде пары вертикально отклоняющих пластин ЭЛТ. Схема ГИ 9 предназначена для формирования стандартизованных по амплитуде импульсов подсвета экрана ЭЛТ, длительность которых регулируется в зависимости от выходного напряжения схемы И 5, Алгоритм его работы описывается уравнением: с.,при с/ 1,Где твых - длительность импульса на Выходе ГИ;У - напряжение на выходе схемыИ 5.Длительность импульса подсвета определяет размеры изображения пятна по горизонтали (в направлении поперек диаграммы). Схема может быть реализована в виде двух запараллеленных по входу ждущих генераторов длительностью то и ть соединенных с выходом ПУ 1, Выходы генераторов подключены к модулятору яркости ЭЛТ 10 через двухканальный коммутатор, управляемый выходными сигналами 0 и 1 схемы И 5. Модулятор 10 соединен с выходом генератора импульсов подсвета 9 и служит для отображения поступающей на его вход информации на экране ЭЛТ в виде пятна определенной яркости.Работа регистрирующего устройства происходит следующим образом,В исходном состоянии, соответствующем, например, большому уровню отношения с/ш на выходе ИПО 2 выходной сигнал равен 0, На выходе ГС 4 сформирован импульс, стробирующий несколько первых фаз продольной волны принятого акустического сигнала. Выходной сигнал схемы И 5 равен 0. На выходе ГИ 9 формируются импульсы длительностью то, соответствующие малым размерам пятна на экране ЭЛТ. Схема ГВЧ 6 генерирует высокочастотные сигналы, КС 7 заперта. Входное напряжение на отклоняющих пластинах ОЛВ 8 равно нулю.Если происходит уменьшение отношения с/ш ниже порогового уровня Ато на выходе схемы 2 формируется сигнал 1, который передается на выходсхемы И 5. Это состояние схемы И сохраняется в течение 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6действия строб-импульса ГС 4, В соответствии с алгоритмом работы ГИ 9 на его выходе формируется импульс подсвета длительностью т, КС 7 открывается и на отклоняющие пластины 8 поступает высокочастотное напряжение с выхода генератора 6. На экране ЭЛТ формируется пятно, размеры которого по вертикали и горизонтали определяются амплитудой высокочастотного напряжения и длительностью импульса подсвета т, соответственно. После окончания импульса строба на выходе ГС 4 выходной сигнал схемы И 5 вновь принимает нулевое значение. Схема КС 7 запирается, отключая ГВЧ от вертикальных отклоняющих пластин ЭЛТ, ГИ 9 формирует импульсы длительностью то, Поэтому остальная часть волновой картины (вне длительности строб-импульса), в которой, как правило, акустические сигналы более интенсивны, записывается на кар отажной диаграмме световым пятном малого диаметра. В дальнейшем при изменении отношения с/ш в процессе каротажа работа схемы регистрации происходит аналогичным образом,Использование изобретения, позволяющего менять кратность накопления сигналов на фотослое каротажной диаграммы при изменении отношения с/ш на входе приемного устройства, позволяет повысить точность измерения кинематическпх параметров акустических импульсов при исследовании сложнопостроенных геологических разрезов.Формула изобретения Устройство регистрации фазокорреляционных диаграмм акустического каротажа, содержащее электроннолучевой индикатор, измеритель порогового отношения сигнал/ /шум, генератор импульсов подсвета регулируемой длительности, один из входов которого соединен с выходом приемного устройства, схему автосопровождения, выход которой подключен ко входу генератора строоа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения кинематических параметров акустических импульсов, в него введены генератор высокой частоты, двухвходовая схема совпадений И, ключевая схема, при этом оба входа схемы И соединены с выходами измерителя порогового отношения сигнал/шум и генератора строба, выход схемы И подключен к одному из входов ключевой схемы и второму входу генератора импульсов подсвета, а выход генератора высокой частоты соединен со вторым входом ключевой схемы, выход которой подключен к системе отклонения луча по вертикали индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Карус Е. В, и др. Аппаратура Звукдля акустического каротажа обсаженных811178 фи Составитель Н, Журавлеваедактор С. Титова Тскред А. Камышникова Корректор Н. Федорова Заказ 352/7 Изд171НПО Поиск Государственного ком113035, Москва, Ж Тираж 749та СССР по делам изобретений и35, Раушская наб., д. 45 дписно крытин Тнпографн. Сапунова, 2 скважин. - Сб. Геоакустические исследования в скважинах. М., ВНИИЯГГ, 1974.2. Методические указания по акустическому каротажу для станций ЛАК. М., ВНИИГеофизика, 1974.3. Авторское свидетельство СССР379897, кл. С 01 1/40, 1971 (прототип).4. Перельман А. А Рабинович Г, Я. Некоторые требования, предъявляемые к аппаратуре АК типа ЛАК в сб. Геофизическая аппаратура вып. 32, изд, Недра, Л., 1967, стр, 106.5. Жигарев А. А. Электронная оптикаи электронно-лучевые приборы. Изд.5 Высшая школа, М., 1972, стр, 326, 328,6. Миллер В, А., Куракин Л. А. Приемные электронно-лучевые трубки. Изд, Энергия. М., 1971 г., стр. 212 - 214 (прототип).1 О