Система акустического каротажа

1022098 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А Э(50 С 01 ГОСУДА СТНПо ДЕЛАМ НЫЙ КОМИТЕТ ССБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ МЙЪЮВЪй САХА %дл ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯренуВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео"(56) 1, Ивакин Б.И., Карус Е,В. и Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования скважин.М., "Недра", 1978, с.146.2, Авторское свидетельство СССР У 705102, кл. Е 21 В 47/ОО, 1977.3 Авторское свидетельство СССР й 642661, кл. С О 1 Ч 1/40, 1963 (прототип).(54)(57) СИСТЕМА АКУСТИЧЕСКОГО КАРО-ТАЖА, содержащая скважинный зонд, соединенный каротажным кабелем с наземной аппаратурой и включающий в себя узел излучения и приема упругих колебаний узел синхронизации и усилитель сигналов, при этом узел излучения и приема упругих колебаний .соединен с узлом синхронизации, выход усилителя сигналов соединен с каротажным кабелем, а наземная аппаратура содержит пороговый каскад, триггер каналов, одновибратор блокировки и измерительный узел, при этом вход порогового каскада псдключен к каротажному кабелю, входы одновибратора блокировки соединены с входами триггера каналов, выходы которого подключены к измерительному блоку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации и достоверности выделения первых вступлений информационного сигнала, в скважинный зонд дополнительно введены формирователиразнополярных и коммутирующих импульсов, первый, второй и третий аналоговые ключи, а в наземную аппаратуру дополнительно введены формирователь импульсов по нулевым переходам, первая и вторая схемы И,приэтом в скважинном зонде формирователь коммутирующих импульсов соединен с узлом синхронизации, с узломизлучения и приема упругих колебаний, а выходы формирователя коммутирующих импульсов соединены соответственно с управляющими входами первого, второго и третьего аналоговых ключей, выходы которых соединеныс входом усилителя сигналов, а входпервого ключа соединен с узлом излучения и приема упругих колебаний,входы второго и третьего ключей соединены с формирователем разнополярных импульсов, вход которого соеди- .нен с формирователем коммутирующихимпульсов, а в наземной аппаратувход формирователя импульсов полевым переходам подсоединен к каротажному кабелю, первый и второй выходы порогового каскада и формирователя импульсов по нулевым переходам соединены с первыми и вторымивходами первой и второй схем И,третьи входы которых соединены с выходом одновибратора блокировки, авыходы схем И подсоединены к одновибратору блокировки и входам триггера каналов, 1022098Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин,Система акустического каротажаобычно состоит из скважинного прибора и наземной аппаратуры обработки и регистрации информации, соединенных между собой линией связикабелем.Скважинный прибор через равные промежутки времени излучает воколоскважинное пространство упругие акустические колебания, которые,распространяясь по породе, воздействуют на приемник и, преобразованные в электрические сигналы, подаются в наземную аппаратуру. В моментизлучения упругих колебаний формируются синхроимпульсы, которые такжепоступают в наземную аппаратуру.Обычно узел излучения и приема упру.гих колебаний содержит два излучателяприемника) и один приемник(излучатель, расположенные на различных расстояниях друг от друга.Излучатели запускаются поочередно,и, сформированные в момент .запускасинхроимпульсы ближнего и дальнегоканалов, передаются на поверхность.В наземной аппаратуре синхроимпульсы ближнего и дальнего каналов должны быть отделены от других сигналови разделены по каналам, для чегоони должны иметь отлицительные признаки.Известны различные способы какформирования, так и выделения синхроимпульсов 111,При акустическом каротаже используют в основном три вида синхронизации: синхронизация сверху, когдаскважинный зонд синхронизируется импульсами, посылаемыми с поверхности,синхронизация снизу, когда наземнаяаппаратура синхрониэируется импульсами, посылаемыми от скржинногозонда, и третий вид синхронизации,обьединяющий первые два.Первый вид синхронизации в последнее время практически не используется, ак как после посылки импульсов в линии связи возникают затухающие паразитные колебания, затрудняющие выделение первых вступлений.Кроме этого, задержки в кабеле изапуске излучателей вносят погрешность при измерении временных интервалов,Аппаратурная реализация второго вида синхронизации более сложна, однако она обеспечивает большую тоц.З 0цательным и положительным импульсам 2 5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 ность выделения синхроимпульса, и, следовательно, йзмерения временных интервалов, Но, как и в первом случае, синхроимпульсы формируются в виде положительных и отрицательных видеоимпульсов достаточно большой амплитуды, которые передаются.обычно по линии связи, отделенной от линии связи информационного сигнала, для чего требуется многожильный кабель, Передаца синхроимпульса по линии связи сигнала затруднительна, так как "хвост" или параэитные последующие колебания от видеоимпульса синхронизации накладываются на первые вступления сигнала и затрудняют его выделение, Кроме того, при передаче видеоимпупьса по кабелю его передний фронт затягивается и точность выделения ухудшается.Для уменьшения погрешности выделения синхроимпульсов применяется способ балансировки селекторов синхроимпульсов аппаратуры акустического каротажа, который заключается в периодической ручной балансиоовке для уменьшения только погрешности выделения, вызванной неточностью установки двух дискриминаторов по отриВмешательство оператора не является достоинством способа.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического каротажа, содержащее скважинный зонд, соединенный каротажным кабелем с наземной аппаратурой и включающий в себя узел излучения и приема упругих колебаний, узел синхронизации и усилитель сигналов, при этом узел излучения и приема упругих колебаний соединен с узлом синхронизации, выход усилителя сигналов - с каротажным кабелем, а наземная аппаратура содержит пороговый каскад, триггер кайалов, одновибратор блокировки и измерительный узел, при этом вход порогового каскада подключен к каротажному кабелю, входы одновибратора блокировки соединеныс входами триггера ,каналов, выходы которого подключенык измерительному блоку 13,В этом устройстве решается проблема выделения синхроимпульсов, передаваемых по одной линии связи с сигналом, При наличии сигнала, амплитуда которого может достигать амплитудысинхроимпульса, система выделения мо.жет сработать по сигналу. Для уменьшения такой вероятности в данном устройстве использована схема блокировки с автоматическим измерением длительности "окна" ожидания синхроимпульсов. Такое устройство повышает надежность выделения синхроимпуль. сов, но проблема повышения точности выделения и исключения последующих паразитных наводок от синхроимпульсов не решена. 1 ОЦель изобретения - повышение точности синхронизации и достоверности выделения первых вступлений информационного сигнала (за счет уменьшения паразитных наводок и помех от синхро. 15 импульсов).Для достижения поставленной цели в систему акустического каротажа, содержащую скважинный зонд, соединенный каротажыым кабелем с наземной аппаратурой и включающий в себя узел излучения и приема упругих ко. лебаний, узел синхронизации и усилитель сигналов, при этом узел излучения и приема упругих колебаний сое динен с узлом синхронизации, выход усилителя сигналов соединен с каротажным кабелем, а наземная аппаратура содержит пороговый каскад, триг. гер каналов,одновибратор блокировки и измерительный узел, при этом вход порогового каскада подключен к каротажному кабелю, входы одновибратора блокировки соединены с входами триггера каналов, выходы которого подключены к измерительному блоку, в скважинный зонд дополнительно введены формирователи,разнополярных и коммутирующих импульсов, первый, вто. рой и третий аналоговые .ключи, а в наземную аппаратуру. дополнительно введены формирователь импульсов по нулевым переходам, первая и вторая схемы И, при этом в скважинном зонде Формирователь коммутирующих им- пульсов соединен с.узлом синхронизации, с узлом излучения и приема упругих колебаний, авыходы формирователя коммутирующих импульсов соединенысоответственно с управляющими входами первого, второго и 50 третьего аналоговых ключей, выходы которых соединены с входом усилителя сигналов, а вход первого ключа соединен с узлом излучения и приема упругих колебаний, входы второго 55 и третьего ключей соединены с формирователем рдзнополярных импульсов, вход которого соединен с формирователем коммутирующих импульсов, а вземной аппаратуре вход формирователя импульсов по нулевым, переходамподсоединен к каротажному кабелю,первый и второй выходы порогового каскада и формирователя импульсов по нулевым переходам соединены. с первыми и вторыми входами первой и второй схем И, третьи входы которых сое. динены с выходом одновибратора блоки.ровки, а выходы схем И подсоединенык одновибратору блокировки и входам триггера каналов.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема предлагаемой системы акустического каротажа; на фиг.2 - временные диаграммы,Система акустицеского каротажасостоит из скважинного зонда 1 и наземной аппаратуры 2, соединенных между собой каротажным кабелем 3. Вскважинном зонде 1 размещен узел 4излучения и приема упругих колебаний,включающий в себя излучатели и приемники, генераторы возбуждения. ипредусилители. Узел 5 синхронизациисоединен с узлом 4 излуцения и приемаупругих колебаний и с Формирователем6 коммутирующих импульсов, к которому подключены формирователь 7 разнополярных импульсов и первый, вто- .рой и третий аналоговые ключи 8, 9 и10 соответственно, Аналоговые входывторого 9 и третье-. о 10 аналоговыхключей соединены с выходами формирователя разнополярных импульсов, авыходы всех ключей 8-10 подсоединенык усилителю 11 сигналов. Аналоговыйвход первого ключа 8 соединен с при"емной частью узла 4 излучения и приема, Усилитель 11 подсоединен черезкаротажный кабель 3 к формирователю12 импульсов по нулевым переходами к пороговому каскаду 13 выходы которых соединены с первым и вторымвходами схем И 14 и 15. Третьи входысхем И 14 и 15 соединены с выходомодновибратора 16 блокировки. Выходысхем И подсоединены к одновибратору 16 и через триггер 17 каналов - кизмерительному узлу 18,Система акустического каротажаработает следующим образом.Скважинный зонд 1 находится в скважине и соединен каротажным кабелем3 с наземной аппаратурой 2. Формирователь 6 комм;тирующих импульсов вы"рабатывает импульсы 19-21 в моментызапуска ближнего и дальнего излу1022098 5чателей ( приемников) узла 4 излучения приема. Импульсы 19 запускают формирователь 7 разнополярных импульсов, вырабатывающий разнополярные импульсы 22 и 23, с прямого и инверс- ного выходов которого импульсы 22 и 23 поступают. через аналоговые ключи 9 и 1 О на вход усилителя 11. По коммутирующим импульсам 20 и 2.1 периоди чески открываются ключи.9 и 10, так что на вход усилителя 11 в момент запуска, например ближнего излучателя, поступает синхроимпульс с пер" вым положительным импульсом, а в момент запуска дальнего излучателя - с первым отрицательным импульсом. После прохождения синхроимпульса открывается аналоговый ключ 8 и в течение оставшегося времени на вход усилителя 11 поступает информационный сигнал - волновая картина акустического каротажа. Сформированный сигнал 24 вместе с синхроимпульсом и волновой картиной поступают на поверхность, в наземную аппаратуру 2, на пороговый каскад 13 и. формирователь 12 импульсов по нулевым переходам. Последний формирует. импульсы по переходам от положитель" ной полуволны к отрицательной и наоборот. Сформированные импульсы 25 и 26 подаются с разных выходов на две схемы И 14 и 15 В пороговом каскаде 13 формируются импульсы 27 и 28 при превышении заданного порога по .положительным и отрицательным полуволнам сигнала. Эти импульсы 27 и 28 также поступают на схемы И 14 и 15,При совпадении импульсов 25 и 27на выходе схемы И 14 появляетя импульс. 29, который запускаетодновибратор 16 (импульс 31) и опрокидываеттриггер 17 каналов (импульс 32)При совпадении импульсов 26 и 28 навыходе схемы И 15 появляется импульс30, который запускает одновибратор16 импульс. 31) и опрокидывает триг гер 17 каналов (импульс 32) в исходное .положение. Одновибратор 16 (импульс 31) при запуске блокирует схе,мы И 14 и 15, пропуская на выходсхем И 14 и 15 короткие импульсы29 (30) по разным каналам, исключая сбои триггера 17 каналов (импульс 32) . Преимущество предлагаемой системы 20 в том, что синхроимпульсы поступаютна усилитель сигналов при закрытоманалоговом ключе, т.е. на синхроимпульсы не накладываются шумы и .помехи, возникающие в приемнике и пред варительном усилителе, что повышаетточность выделения синхроимпульса йаповерхности. Кроме того, формирование разнополярных синхроимпульсов и передача их на поверхность с З 0 амплитудой, не превышающей амплитудысигналов волновой картины, позволяетвыделить синхроимпульсы с большойточностью по переходу через нуль,обеспечивает низкий уровень последующих колебаний 1,"хвоста"и, витоге, повышает точность выделенияпервых вступлений сигнала волновойкартины.