Скважинный геолокатор

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистицеских РеспубликВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 03.7.1962 ( 776836/26-2 Кл. 42 с, 4 вкиприсоединением МПК б 01 с Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР(088,8) Опубликовано 29.У 1.1965. Бюллетень13 Дата опубликования описания 20 Х 111.1965 Авторыизобретения Быков В. И. Сороко, Е. Ф. Дубров, С. Н, Бирюлов и И 3 аявител КВАЖИ Н Н Ь Й ГЕОЛ О КАТО руггпа1 бб обггисна Известный геолокатор для акустических исследований подземных конфигураций камер, созданных вымыванивм соляных залежей, не обеспечивает точной привязоки по азимуту лриемно-излучающей системы в любой,монумент времени.Применение в нвм фотоэлектрического ори. ентира исключает возможность перемещения на кабеле свободно висящего измерительного снаряда, так как свободное вращение вго,корпуса относительно вертикальной оси и вынужденное вращение акустических систем:приводят к неравномерной скорости обзора стенок камеры. Из-за этого искажается форма контура казимеры. Отсутствие непрерывного сигнала азимута не позволяет автоматизировать систему регистрации положения элвктроажустиче. ского преобразователя,Предлагаемый скважинный геолокатор также предназначен для определения подземных конфигураций, однако, применение в нем неподвижного, относительно корпуса электроакустического преобразователя и вращающегося отражателя, дающего круговой обзор и связанного через многозубцовую магнитную муфту с двигателем обзора, а также размещение чувствительного элемента системы азимутальной привязки на оси того же двигателя обзора и наличие синхронно следящей системы, передающей данные о направлении локации на регистри 1 рующую устаиконку, дает более точные результаты измерения и Осуществляет непрерывную привязку измеряемых сечений к магнитному меридиану, Благодаря наличию калибровочного устройства, включающего акустическими полупрозрачный отражатель, расположенный на фиксированном расстоянии под дном снаряда, и систему поворота отражателя в момент калибровки, возможны оп ределение сксрости распространения колебаний в окружающей среде и защита снаряда от ударов о дно камеры, так как эта систвма ,позволяет получать отметки расстояния до дна камеры.15 На фиг. 1 изображена общая схема передвижной установки скважинного гволокато(ра; на фиг. 2 - блок-схема скважинното снаряда геолокатора; на фиг. 3 - блок-схема регист рирующего устройства.20 Измерительный снаряд 1 геолокатора опускается на трехжильном каротажном кабеле 2 в камеру 3 через колонну обсадных труб 4.Опуско-:подъемные операции осуществляются с помощью каротажной лебедкин 5 чврез блок баланс б. Лебедка расположена на одной автомашине с наземной аппаратурой 7. Уровень погружения снаряда в,камеру определяется и регистрируется 1 по показаниям счетчика, работающего от сельсинной системы, приводом ко торой является колесо блошка-баланса б, 17250Скважинный снаряд содэржит олЗк уплотнения 8, блок,питания 9, блок управления 10, блок преобразования 11, усилитель 12 ультразвуковых колебаний, коммутационное устройство 13, генератор 14 ультразвуковых колебаний, усилитель 15 сигнала рассогласования, чувствительный элемент 1 б системы азимутальной привязки, двигатель 17 отработки угла, датчик 18 угла, двигатель 19 обзора, вращающийся отражатель 20, электроакустический преобразователь 21, элехтроакустичесиий цреобразователь 22, полупрозрачный отражатель 23 калибровочного устройства.Регистрирующий механизм включает блокуплотнения 24, усилитель 25 импульсов излучения, усилитель 26 импульса приемов, индикатор 27 кругового обзора, блок 28 развертки дальности, блок 29 развертки масштабных кругов, блок 30 отметки севера и номера масштаба и следящую систему. 31 азимутальной привязки.,После подачи питания через блок уплотнения 8, из блока управления 10 в блок ультразвуковых, колебаний 14 поступают импульсы, определяющие режим раооты этого генератора, Одновременно из блока управления 10 в блок усилителя 12 ультразвуковых колебаний подаются запирающие импульсы, а в блок преобразования 11 поступает сигнал, из которого формируется и передается через блок у 1 плотнения в наземную аппаратуру положительный импульс, соответствующий моменту начала посылки зондирующего сигнала, При поступлении на электроакустический;преобразователь 21 с генератора УЗК 14 радиоимпульса ультразвуковой частоты, он излучает в среду, заполняющую камеру, импульс упругих колебаний то же частоты. Этот импульс от отражателя 20 распространяется в камере хранилища узким пучком 32 от измерительного снаряда 1 по радиус-вектору до стенхи 33 хамеры, частично отражается последней и возвращается на электроакустичеокий,преобразователь 21; при поступлении на электро- акустический преобразователь он вырабатывает электрический им,пульс, поступающий через коммутационное устройство 13 на вход усилителя УЗК 12, коэффициент усиления которого после прекращения запирающего импульса постепенно возрастает. Временная автомагическая репулировка усиления необходима для исключения,приема ложных отраженных сигналов, могущих, появиться на электроакустичеоком преооразователе от реверберации камеры хранилища прои ее обмере.Усиленные отраженные ситналы лоступают в блок преобразования, где из них формируются отрицательные импульсы моментов приема отраженных сигналов, передаваемые через,блок уплотнения 8 в регистрирующую аппаратуру.Для изменения направления посылки зон. дирующих импульсов предназначен двигатель обзора 19, поворачивающий металличе. ский отражатель 20, который равномерно вра 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 щает диаграмму направленности электроакусгического преобразователя в горизонтальной плоокосги. Наличие неподвижного электроакустическото преобразователя и вращающегося отражателя позволяет освободиться от подвижных контактов во входной цепи усилителя УЗК. Для передачи вращения двигателя обзора 19 через стенку снаряда на отражатель 20, работающий под большим гидростатическим давлением, применена цилиндричеокая многозубцовая магнитная муфта (на чертеже не:показана), позволяющая избежать уплотнения осей.Для точного определения скорости распространения ультразвуковых колебаний в точках репистрации каждого сечения предназначено калибровочное устройство, содержащее электроакустический преобразователь 22 и полупрозрачный отражатель 23.Отражатель 23 размещен на определенном расстоянии от электроакустического преобраэователя 22, Зная это расстояние и замеряя зарегистрированное в регистрирующей аппаратуре время, прошедшее от момента излучения электроакустическим преобразователем 22 калибровки до момента приема отражающим ,кольцом 23 сигнала, вычисляют истинную окорость распространения ультразвуковых колебаний на уровне горизонтального сечения. Для перехода с работы в режиме обзора в режим калибровки оцератор наземной аппаратуры подает команду в окважинный снаряд, приводящую к срабатыванию реле в коммутационном устройстве 13, которое переключает выход генератора 14 и усилителя 12 с электроакустического преобразователя 21 на электроакустический преобразователь 22 калибровки, Работа блоков остается той же самой, что и в режиме обзора.Во время обзора двигатель обзора 19 поворачивает через дифференциал чувствительный элемент 1 б на тот же угол, что и отражатель 20, т, е.на угол изменения направления локации, Напряжение, появляющееся при этсм на выходе чувствительного элемента 1 б, усиливается,усилителем 15 сигнала рассогласова. ния и поступает на двигатель 17 отработки угла поворота, который через тот ке,дифференциал поворачивает чувствительный элемент 1 б так, чтобы сигнал на его выходе стал равным нулю, т. е. вал двигателя отработки угла поворачивается на тот же угол, что и вал двигателя обзора, но в противоположном направлении. На оси двигателя 17 отработки угла закреплен круговой трехфазный датчик 18 угла поворота диаграммы направленностч электроакустического преобразователя 21. Трехфазный сигнал датчика 18 угла однозначно оцределяет мгновенное положение диаграммы направленности электроакустического преобразователя 21 относительно магнитного меридиана и через блок уплотнения 8 по каротажному кабелю 2 передается в наземную аппаратуру. В наземной аппаратуре сигналы поступают в блок уплотнения 24, где разде 17250710 ляются и направляются в соответствующие блоки. Трехфазный сигнал, сгпределяющий нагправление посылки зондирующих импульсоь, поступает в следящую систему 31 азимутальной гпривязки. Двигатель следящей системы 3( отрабатывает упол изменения направления ,посылки зондирующих импульсов, поворачивая на этот угол отклоняющую катушку электронного индикатора 27 кругового обзора, Положительный импульс момента посылки зондирующего сигнала, использующийся для синхронизации работы наземной адпара. туры, после усиления в усилителе 25 поступает в блок 29 развертки масштабных кругов и запускает блок 28 развертки дальности в нагправлении, определяемом положением опклоняющей катушки. Отрицательные импульсы моментов приема отраженных сигналов также усиливаются усилителем 2 б и поступают на индикатор 27, где подсвечивают луч трубки во время движения его от блока 28 развертки дальности. Таким образом, каждый принятый отраженный сигнал отмечается на радиус-векторе развертки дальности, причем расстояние отметки от центра определяется временем, прошедшим от излучения зондируюшего сигнала до;приема его после отражения стенкой камеры храни.тиша. Положительный импульс момента гпосылки зондирующего сигнала, поступивший в блок 29 развертки масштабных кругов, задерживается послегдним на время работы блока 2 г 8 развертгки дальности и после окончания развертки дальности, запускает развертку, на которой подсвечиваются масштабные метки времени. Метки масштабных кругов берутся от стабилизированного кварцем генератора. Таким образом, после поворота диаграммы направленности электроакустического преобразователя 21 на ЗбО, фоторегистратор наземной аппаратуры зарегистрирует на одном кадре;замкнутую точечную кривую, соответствующую контуру горизонтального сечения камеры хранилища на обмеряемом уровне; концентрические точечные кольца - масштабные круги дальности, помогающие определить 15 20 25 30 35 40 45 время между посылкой и приемом отраженного сигнала, соответственно выбранному масштабу; пунктирнуго линию, наносимую в момент посылки зондирующего импульса в северном направлении. Число штрихов в линии север определяет масштаб, в котором зарегистрировано данное сечение. Предмет из о бр етен и я 1. Скважинный геолокатор для определения конфигурации подземных камер, содержащий наземную регистрирующую аппаратуру, включающую усилители импульсовиндикатор обзора, блок развертки дальности и записи масштаба, фоторегистратор и самописец с дисковой диаграммой, и скважинчый снаряд, опускаемый на каротажном кабеле и включающий блок уплотнения, блок пггтания, блок преобразования, блок управления, генератор ультразвуковых колебаний, коммутационное устройство, усилители, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, повышения точности измерения и непрерывной привязкгг измерений к магнитному меридиану, в скважинном онаряде электроакустиче,.;ий преобразователь закреплен неподвижно относительно корпуса, а круговой обзор ооушесгвлен с помощью наклонного вращающегося отражателя, связанного через многозубцовую магнитную муфту с двигателем обзора, на осги которого размещен чувствительный эле. мент системы азимутальной привязки, принимающий через дифференциал направление вращения отражателя и передающий сигнал рассогласования на следящую систему,2. Геолокатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения скорост,:г распрост гранвния колебаний в окружающей среде и за. щиты снаряда от ударов о дно камеры, скважинный снаряд снабжен калибровочным устройством, выключающим, например, акустически полупрозрачный отражатель, расположенный на фиксированном расстоянии гпсд дноснарядаи систему гповорота отражателя в мо. мент калибровки.172507 иг. оставитель Э. А, Коган Техред Т. П. Курилко Корректор Л. Е. Марисич едактор Г. М. П ипография, пр. Сапунова, д, 2 аказ 2018/2 Тираж 650 формат бум. 60 Х 90 Ч 8 Объем 0,41 изд. л, Цена 5 к ЦНИИПИ Государственного комитета по дегам изобретений и открытий СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4