Устройство для определения кинематических параметров упругих волн при акустическом каротаже скважин

(и)868673 Сфвз СоветсиикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к авт. свид-ву(23) Приоритет иэебретеиирытий публиковано 30.09.81. бюллетень36Дата опубликования описания 30.09.81 УДК 550,83. Виноградов, В, Г и В. М. Казако Всесоюзныи научно.исследовательскии и прое институт геофизических исследований геолого(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УПРУГИХ ВОЛН ПРИ АКУСТИЧЕСКОМ. КАРОТАЖЕ СКВАЖИН Изобретение относится к определению кине,матических параметров упругих волн и может,: быть применено при акустическом каротаже скважин.Известно устройство, в котором осуществляется запоминание совокупности звуковых сигналов по четырем каналам, затем производится вычисление функции взаимной корреляции выбранных участков волновых картин и определяется значение времени пробега, продольной (поперечной) волны, для которой многократная корреляция представляет лучшее соответствие. Данное устройство представляет собой сложную специализированную вычислительную машину с объемом памяти более 80 кбит 1.Однако устройство отличается трудностью реализации способа многократной корреляции в реальном времени, т.е, непосредственно в процессе каротажа.Наиболее близким к предлагаемому по тех. нической сущности является устройство, в котором производится вычитание на ЭЛТ времени вступления регистрируемой фазы волновой картины первого канала из времени вступления волновой картины второго канала, Оно состоит из ЭЛТ, фоторегистратора, усилителя подсвета, генератора развертки, блока меток, блока формирования сигнала и вьщеления первых вступлений, блока формирования импульсов подсвета первых фаз сигналов и блока опере-жения запуска развертки до прихода первыхвступлений.Рабочий цикл аппаратуры начинается в момент поступления на вход блока синхроннзации синхроимпульса, определяющего начало работы ближнего канала, С выхода синхронизатора синхроимпульс поступает на вход блока опережения запуска развертки. По приходу волновой картины на вход порогового устройства вырабатывается импульс, соответствующий первому переходу волновой картины через нуль, который поступает на блок опережения запуска развертки. В этом блоке запишется инфор.мация т, - 64 мкс, При приходе навход блока синхронизации синхроимпульса, определяющего начало второго канала, блок опережения запуска развертки вырабатывает импульс запуска, который поступает на вход генератора868673 развертки в момент времени т = т, - 64 мкс, Блок формирования импульсов подсвета, который управляется с выходов порогового устройства, блока опережении запуска развертки и генератора развертки, вырабатывает импульсы подсвета, которые через усилитель подсвета поступают на модулятор электронно-лучевой трубки. Формирование импульсов подсвета производится таким образом, что на экране электронно-лучевой трубки подсвечиваются 2 - 3 . точки, соответствующие фазам первой волно. вой картины и 2 - 5 точек - фазам второй волновой картины. При поступлении на вход блока синхронизатора очередного синхроимпульса ближнего канала запуск развертки осущест, вляется в момент т т, - 64 мкс, и далеепроцесс повторяется. Причем расстояние междупервой точкой первого канала и первой точкой второго канала - интервальное время Дт, арасстояние между соседними точками - период сигнала 21К недостаткам данного устройства для ре. гистрации интервального времени следует отнести невозможность регистрации интервального времени поперечной волны и недостаточная помехоустойчивость,Помехоустойчивость устройства зависит толь.ко от помехоустойчивости первого канала, что положительно, так как второй канал менее помехоэащищен ввиду того, что сигнал второго канала значительно слабее первого. Но этой помехоустойчивости недостаточно, потому что возможные сбои первого.,канала на шумы или на последующую фазу влекут за собой ошибку в измерении интервального времени распространения продольной волны.Цель изобретения - расширение функционалных возможностей устройства путем обеспечения регистрации интервального времени распро.странения как продольной, так и поперечной упругих волн с достаточной помехоустойчивостью.Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения кинематических параметров упругих волн при акустическом каро.таже скважюы, содержащее пороговую схему, синхронизатор, первый выход которого подюпочен к генератору разверпси, видеоусилитель, подклеченные к ЭЛТ, отклоняющая система которой соединена с генератором развертки, и фоторегистратор, дополиителыю введены по- следовательно соединенные блок памяти, схемавычитания, схема сравнеюя, запоминающая схема, соединенная с ЭЛТ через видеоусилитель и эадатчик параметра, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения, причемвторой и трепй выходы синхронизатора соединены с управлявяими входами блока памяти и запоминающей схемы, выход пороговой схе. 1 О1520253040 4мы подключен к блоку памяти, а входы синхро.низатора пороговой схемы являются входамиустройства,На фиг. 1 приведена блок.схема устройства;на фиг. 2 - волновые картины продолыыхи поперечных волн по первому и второму ка.нилам; на фиг. 3 - вид каротажной диаграммы, полученный с помощью данного устройства.Устройство содержит последовательно соеди.пенные пороговую схему 1, блок 2 памяти,схему 3 вычитания, схему 4 сравнения, заломи.нающую схему 5, видеоусилитель 6, ЭЛТ 7,синхронизатор 8, задатчик 9 параметра, генератор 10 развертки и фоторегистратор 11.Устройство работает следующим образом.Регистрируемый сигнал со скважииного прибора поступает на вход пороговой схемы ивход синхронизатора 8, Синхронизатор 8 вьщеляет импульсы момента излучения, распознаетканалы, а также управляет работой блока 2памяти и генератора 10 развертки. Пороговаясхема 1 формирует иэ сигнала последователь.ность прямоугольных импульсов, которые посту-,пают на вход блока 2 памяти.Блок 2 памяти по командам синхронизатора 8 выдает на схему 3 вычитания значенияюРабота устройства описана при запоминаниии десяти значений времени в каждом канале:юТТ, - периоды волновой картиныпервоо канала Г Т периоды волновой картины второго канала (фиг. 2). Этообеспечивает обработку продольной ТР и поперечной Т волн, и зоны интерференции 12(фиг, 2).Схема 3. вычитания производит операциюмножественного вычитания запомненных значе.ний времени первого канала Т Т, Тэ,Т иэ запомненйых значений вреыенн второгокэнала т 1;, т, 71, , тщ по элгоРвтмуДт Тз - Т, где 1 1 - 10. Сто реэуль.татов вычисления интервального времени Дтдпоступают с выхода схемы 3 вычпания навход схемы сравнения. На другой вход схемы4 сравнения поступает информация: о диапазонеизменения регистрируемого параметра с выходазадатчика 9 параметра. Схема 4 сравнения выдает интервальное время Дтна вход запоминающей схемы 5 в случае, если Дтр 11 (( дт С дт Где 1 1 10 ДтРЮминимальное йитервальное время распростране.иия продольной волны; Дтпл - максималь.юе время распространения поперечной волны,Синхронизатор 8 выдает импульс для запускагенератора 10 раэверпси и разрешает выдачуинформации с выхода запоминающей схемы 5иа вход видеоусилители 6 и далее на модуля.тор ЭЛТ 7, Таким образом, саждое значение5Ж отображается на экране ЭЛТ 7 в видеточки.Серия коррелированных точек 13 (фиг. 3)., представляет собой групповое интервальноевремя расространения продольной волны Мр .Серия точек 14 представляет собоййр+Т,Т,- период сигнала, но это время полностьюповторяет форму фиксируемого времени, поэтому легко выделяется. Серия точек 15 - ре.зультат возможного срабатывания пороговогоустройства на шум, Серия точек 16 - результат вычисления значений зоны продольной волны и эоны интерференции. Коррелированныеточки 17 являются интервальным временемраспространения поперечной волны Ьтв . Се.рня точек 18 - соответственно т Ьт + Тп,где Тп- период сигнала поперечной волны.Таким образом, на диаграмме отображены.интервальное время продольной волны Ьт ,период продольной волны Тп , интервальноевремя поперечной волны Ьт и период поперечной волны Те,868673 6кн массива, как коэффициент бокового рдспора и величину эффективного горизонтально.го напряжения, действующего по нормали кстенке скв,Выбор количества обрабатываемых точекопределяется количеством периодов продольнойволны, поперечной волны и зоны интерференции,Устройство обладает значительной помехоустойчивостью, так как вычисление интервального времени производится по нескольким точкам в каждом канале,Запись интервального группового временипоперечной волны позволяет приблизиться крешению задачи определения физико.мехашь.ческих свойств горных пород, модуля упругос.ти, обьемнбго модуля, модуя сдвига и коэффициента Пуансона. На основе известных упру.го.деформационных модулей можно определитьтакие инженерно-технологические характеристиФормула изобретения Устройство для определения кинематических10 параметров упругих волн при акустическом ка.ротаже скважин, содержащее пороговую схему,синхронизатор, первый выход которого подклю.чен к генератору развертки, видеоусилитель,подключенный к электронно лучевой трубке1% (ЭЛТ), отклоняющая система которой соединена с генератором развертки, и фоторегистратор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, расширения функциональных воэможностей устройства путем обеспечения регистрации интер 2 о вального ремени распространения как продольной, так и поперечной упругих волн, а такжес целью повышения помехоустойчивости, в уст.ройство дополнительно введены последовательно соединеннь 1 е блок памяти, схема вычитания,схема сравнения, запоминающая схема, соединенная с видеоусилителем, и задатчик парамет.ра, выход которого подключен ко второмувходу сравнения, причем второй и третий вы.ходы синхронизатора соединены с управляющимивходами блока памяти и запоминающей схемы,выход пороговой схемы подключен к блокупамяти, а входы синхронизатора и пороговойГсхемы являются входами устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции я 2312784, кл, Е 17 СЗ/02,опублик. 1977,2, Авторское свидетельство СССР У 376738,кл, 6 01 Ч 1/40, 1971 (прототип).ВНИИПИ Заказ 8322/ Тираж 735 Подписное филиал ППП "Патент", Ужгород, ул.Проектная, 4