Устройство для измерения плотности пород в скважине

Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИЯК ПАТЕНТУ(51) М. Кл. С 01 Ч 5/12 Гооударстваиай комитет СССР ио долам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Иностранная фирмашлюмбергер Оверсиз С.А.(Панама) 71) Заявител УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ П 11 ОТНОС ПОРОД В СКВАЖИНАХ1Изобретение относится к измере- ниям параметров геологических образований и может быть использовано при коррекции погрешности, вызванной присутствием барита в пробуренных скважинах.Известны устройства для измерения плотности пород в скважинах, содержащие источник гамма-излучения, детектор, счетчик импульсов ,13.Гамма-кванты, используемые источником излучения, проходя через геологические образования, теряют энергию при столкновении с электронами. Детектор регистрирует сигнал, пропорциональный числу электронов, и на основании определения скорости счета находят величину плотности горной породы.Обычно при измерениях подсчитываются импульсы, амплитуда которых превышает пороговое значение 5, которое называют нормальным пороговым значением сигнала, Измеряемые импульсные сигналы несут информацию о плотности горной породы, причем эти сиг налы искажены различными помехами, такими, как например, вызванные присутствием барита в скважине.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для измерения плотности пород в скважинах, содержащее источник гамма-излучения, детектор, электронную схему обработки сигналов 23 .В процессе измерений плотности горных пород в скважине применяют буровой раствор с баритом, при этом в течение бурения скважины количество барита в растворе меняется, При изменении количества барита импульсные сигналы, несущие информацию о плотностях породы, меняются в значительных пределах, что приводит к большой погрешности измерений, Особеннно большие погрешности измерений возникают в результате высокого эффективного сечения поглощения гамма-квантов с невысокой энергией, Это вызывает1 О 35 искажение энергетического спектра,которое трудно зарегистрировать привысоких значениях энергии. Искажениеэнергетического спектра выражаетсятем больше, чем выше содержание барита в растворе,Таким образом, содержание баритав скважине приводит к снижению точности измерения скорости счета,Цель изобретения - повышение точности измерений,Указанная цель достигается тем,что в устройство для измерения плот. ности пород в скважинах, содержащееисточник гамма-излучения, детектор,электронную схему обработки сигналов, введены первый, второй и третийкомпараторы, инвертор, логическиесхемы И и ИЛИ, спусковая схема, схема деления, коммутатор, блок шкалымасштабирования, при этом входы первого и второго компараторов соединены с выходом детектора, выход первогокомпаратора соединен с входом схемыИ через инвертор и с входами делителяи схемы ИЛИ, выход второго компаратора соединен со вторым входом схемы Инепосредственно, выход схемы И соединен с входами схемы ИЛИ и делителя,выход схемы ИЛИ соединен со входом спусковой схемы выход которой связанс коммутатором, причем выход делителя соединен со входом третьего компаратора, выход которогопо цепи управления связан скоммутатором, а последний - с блоком шкалы масштабирования.Отличием устройства является также то, что первый компаратор снабженэталонным блоком с нормальным пороговым значением скорости счета, равным 5, а второй - равным среднейамплитуде импульсов, превышающих амплитуды пороговых импульсов.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Устройство содержит фотоумножитель с сцинтиллятором 1 и 2. Выходные импульсы с фотоумнонителя, возникающие в результате действия гаммаквантов, рассеянных горными породами3, подаются на усилитель 11, с выходакоторого сигнал поступает на первыйи второй компараторы 5 и б, опорныеэталонные уровни которых равны 5 иА т, С выходов компараторов 6 исигналы поступают на входы инвертора7 и логической схемы И 8 с двумя входами, на которые поступают сигналы 15 20 25 зо 40 45 50 55 с выхода инвертора и второго компаратора. Выход первого компаратора 5 и выход схемы И 8 соединены с двумя входами делителя 9 и с выходами схемы ИЛИ 10, выход которой связан через спусковую схему 11 с коммутатором 12 1 Клемма А). При этом выход компаратора 5 непосредственно соединен с клеммой В коммутатора 12 . Коммутатор позволяет подсоединять указанные клеммы к блоку 13 шкалы масштабирования. Кроме того, выход схемы И 8 и выход первого компаратора 5 соединены с делителем 9На выходе делителя получают сигнал, равный М /М , где М- скорость счета импульсов с компаратора 5, М- скорость счета импульсов с вы. - хода схемы И 8. Сигнал М/М подается на вход третьего компаратора 114, сигнал с которого управляет работой коммутатора 12, Поскольку величина М 4/Мостается близкой к единице и не снижается ниже порогового значения, фиксированного на уровне 0,95, то коммутатор 12 остается в показанном на чертеже состоянии, Когда отношение М /М,2 становится меньше порогового, коммутатор переключается в другое полонение.Устройство работает следующим образом.При амплитуде сигнала с выхода усилителя меньше порогового, срабатывание компараторов 5 и б не происходит. В случае, когда амплитуда сигнала превысит пороговое значениеа 5, но будет меньше средней амплитуды А, произойдет срабатывание компаратора 5, а если амплитуда будет больше А, то происходит срабатывание обоих компараторов 5 и 6.При указанных выше условиях схема И 8 всегда будет выдавать импульсный сигнал в ответ на любой импульсный сигнал с усилителя 3, амплитуда которого лежит между В и А,. На выходе компаратора 5 будет всегда возникать сигнал, когда амплитуда сигнала с усилителя превысит значение АТаким образом, скорость счета импульсов М на выходе схемы И 8 будет соответствовать скорости генерации импульсов с амплитудой, заключенной между 5 и А а скорость счета импульсов М на выходе компаратора 5 будет соответствовать скорости инерции импульсов с амплитудой, превыша юшей величину5 89По полученным скоростям счета 14 иЙ, схема деления выдает отношение 14//М,а компаратор 14 сравнивает этозначение с уровнем 0,95. Посколькууказанное отношение всегда меньшеуказанного уровня, так как скоростисчета остаются примерно одинаковыми,то компаратор 14 будет поддерживатькоммутатор, 12 в положении, показанном на чертеже. Согласно этому включению сигнал с выхода схемы ИЛИ 10через спусковую схему 11 будет поступать на вход блока 13. Затем срабатывает схема 9 деления, а на выходесхемы 13 возникает сигнал М.Если отношение 14/14 станет меньше величины уровня 0,95 (физическиэто означает, что барит, содержащийся в растворе, вызывает значительноеослабление амплитуды части спектрасигнала, расположенного выше значения Ал), то компаратор 14 переключит коммутатор 12 в другое положение.В этом случае на вход блока масштабирования будут поступать импульсы,амплитуды которых превысят значениесредней амплитуды А,. Регистрироваться будет скорость счета М ,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить ошибки,вызванные присутствием барита приизмерениях плотности породы,7123 Формула изобретения 1. Устройство для измерения плотности пород в скважинах, содержащее источник гамма-излучения, детектор,бэлектронную схему обработки сигналов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерений,оно содержит первый, второй и третийкомпараторы, инвертор,логические схемы И и ИЛИ, спусковую схему, схемуделения, коммутатор, блок шкалы масштабирования, при этом входы первогои второго компараторов соединены с10 выходом детектора, выход первого компаратора соединен со входом схемы Ичерез инвертор и с входами делителяи схемы И 1 И, выход второго компаратора соединен с вторым входом схемы И1% непосредственно, выход схемы И соединен с входами схемы ИЛИ и делителя,выход схемы И 1 И соединен с входомспусковой схемы, выход которой связан с коммутатором, причем выход делителя соединен с входом третьегокомпаратора, выход которого по цепиуправления связан с коммутатором, апоследний - с блоком шкалы масштабирования.у 2. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что первый компаратор снабжен эталонным блоком снормальным пороговым значением скорости счета, равным 5, а второйравным средней амплитуде импульсов;превышающих амплитуды пороговых импульсов.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Патент СОА У 3413470,35кл.250-83 3, опублик. 1967.2. Патент США И 3321 б 27,кл. 250-83 3, опублик. 1967 (протот ип),897123 Составитель М. Дедловскийктор В. Пилипенко Техред Ж, Кастелевич Корректор М.Пож Заказ 11762/47 Филиал РРП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 718 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен Э 035, Москва, Ж"35, Подписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5