Электронный имитатор сигналов скважинного прибора акустического каротажа

ОП И 1-АН И"ВИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советскии Социалистических Республик(23) Приоритет43) Опубликовано 05,05,77,Б Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий(71) Заявит чно-исследовательский институт нефтепромыслово геофизики оюзнь ЭЛЕКТРОННЫЙ ИМИ ПРИБОРА АКУ Изобретение относится к промыслово- геофизической технике, а более конкретно к аппаратуре для акустического каротажа,Известные имитаторы сигналов скважин- ного прибора для акустического каротвжа Ц 2 131 и 141 предназначены для формирования акустических и электрических импульсов с целью проверки, настройки и калибровки приемного такта скважинных приборов структуры 1 И 2 И 1 П и 1 И 1 И 2 П и регистрирующей части наземной аппаратуры акустического каротажв по продольным волнам (типа СПАК и АКЦ). Сигнал с задающего генератора, имитирующий частоту излучения и частоту следования радиоимпульсов, а также мощность сигнала, подается на акустический излучатель (или излучатели, в зависимости от структуры скважинного прибора), с выхода которого по акустическому тракту упругий импульс поступает на акустический приемник (приемники) и далее в регистрирующую часть наземной аппаратуры акустического каротажа, Указанные приборы ТОР СИГНАЛОВ СКВАКИННОТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА осуществляли проверку, настройку и калибровку аппаратуры акустического квротажа по продольным волнам, поскольку для этого необходимы лишь такие параметры как время распространения и амплитуда первого вступления первого волнового пакета продольной волны из полного сигнала, регистрируемого приемником скважинпого прибора 1 т. н. волновой картины), В связи с появлением аппаратуры волнового акустического каротвжа (типа ПАКТ, АПАК, фЗвук") появилась необходимость имитировать параметры полпого сигнала с акустического приемника - оптимальное число волновых пакетов, время их вступ - ления, частоту, амплитуду, огибающую пакета и его длительность.Наиболее близким техническим решением к предложенному является электронный имитатор сигнала скважинного прибора для акустического каротажа 1, который содержит задающий генератор, два генератора ударного возбуждения, генератор шума, смеситель, генератор цикла и измеритель интервального времени, Сигнал отзадаюц(его генератора поступает на ген.- раторы ударного возбуждения, с выходов которых по двум каналам периоди 1 ески фор" млру 10 тся началь 1 Б 1 е импульсь 1 и зыдержа 1 рные Относитель 11 о них на определенноевремя ампдитудпо-модулиро .анные пакетысинусоидальных колебаний. Схема сборкисводит на Одну временную ось обе серииначальных импульсов, выходные сигналыгенсраторов ударного возбуждения с обоих каналов и выходные сигналы генератора ц:т аСигнал с выхода имитатора представляет собой приближенную копию электрического сигнала с акустического приемни- ика (приемников) скважинного прибора структуры 1 И 2 И 1 П иди 1 И 1 И 2 П. Но этот имитированный сигнал по каждому из двухканадов содержит лишь один волновой па. -кет (синтезированная продольная волна), 0частота сигнала в пакете постоянна, волновой пакет не имеет огибающей, длительность его фиксирована, поэтому он не соОтветствует полному реальному сигналуОт скважинцого прибора акустического каротажа - волновой картине,Белью изобретения чвляется моделирование реального акустического волновогосигнала,Пель достигается благодаря тому, что 30в предложенном электронном имитаторе содержится смеситель волновых картин и несколько формирователей волновых картин.Формирователи волновых картин состоят изнескольких функциоральы(х формирователей 35волновых пакетов, подкдюченш 1 х к смесителю пакетов. 11 ля регулирования параметров волновой картины, каждый функциональный формирователь волновых пакетов состоит из фантастрона задержки, фантастронов 40длительности пакетов, триггера, интегратора,ГЕНЕратОра И аМПЛИтудНОГО Модулятора.На фиг, 1 приведена структурная схемапредложенного электронного имитатора сигналов скважинного прибора для акустического каротажа структуры 1 И 1 И 211; нафиг. 2 - временные диаграммы работы имитатора; на фиг, 3 - структурная схема формирователя волновой картинь 1; на фиг. 4 -временные диаграммы работы формирователя; на фиг, 5 - структурная схема функш 1 Онадьного формирователя волнового пакетана ф 11 г. 6 - временные диаграммы работыфункционального формирователя.Электронный имитатор сигналов прибора содержит генератор 1 запускающих импульсов, формирователь 2 первой волновойкартины, формирователь Звторой волновойкартины, генератор шума 4 и смеситель 5,Формирователи 2 и 3 состоят каждый 60(см. фиг, 2) из трех формирователей волновых пакетов 6, 7 и 8 и смесителя 9. Каждый из формирователей волновых пакетов 6, 7 и 8 состоит (см. фиг. 31 из фантастронов 1(.р, 11, 12, интегратора 13, триггера генератора 15 и амплитудного модулятора 16.Работает имитатор следующим образом, формируют сигнал, состоящий из двух или более волновых картин, в зависимости от структуры скважинного прибора, Каждая из волновых картин содержит три волновых пакета, имитирующих сигналы с приемника от различных по природе акустических волн, и описывается выражением: " е А(хр (-р(1- ( 1 о 5 Й. и(л(е(,где 1 - порядковый номер волнового пакетаД - максимальная амплитуда паке 1; - время прихода пакета;- коэффициент затухания огибающей пакета;Я- частота колебаний в пакете; д И) - случайная функция, учитывающая влияние акустических шумов.Число волновых пакетов выбрано оптимальным, исходя из условия моделирования возможной интерференции первых и последних вступлений анализируемой волны с вступлениями предшествующей и последующей волн в волновой картине, Согласно выражению (1), в имитаторе осуществляется регулировка максимальной амплитуды, времени прихода, длительности, огибающей и частоты колебаний в каждом волновом пакете во всех волновых картинах, моделирующих сигнал от скважинного прибора аппаратуры акустического каротажа,Рассмотрим работу имитатора на примере моделирования сигнада скважинного прибора структуры 1 И 2 ИХП. Запускающий генератор 1 выдает две серии импульсов "о " и " Е ", период следования которых равен периоду следования импульсов излучения в скважинном приборе. Импульсы "О" смещены относительно импульсов "Е" на время смещения моментов срабатывания излучателей 1 И и 2 И. Серия запускающих импульсов "о поступает на формирователь 2, который вырабатывает сигнал "8 ", имитирующий волновую картину от ближнего излучателя, задержанную относительно запускающего импульса на заданное время. формирователь 3 срабатывает от запускающих импульсов "О " и имитирует сигнал от дальнего излучателя скважинного прибора, Сигналы " "ифф свыхода формирователей и 3, запускающиеимпульсы б и О и сигнал О с Генератора шума 4 подаются на смеситель 5,который сводит все сигналы на одну временную ось, Выходной сигнал имитатора(со смесителя 5) представляет собой совокупность двух волновых картин и подается на наземную аппаратуру акустического каротажа, В случае скважинного прибора более многоэлементной структуры всхему имитатора добавляется один илинесколько формирователей (аналогичныхформирователям 2, 3), и полный выходнойсигнал содержит большее число волновыхкартин. 10 б При поступлении запускающего импульса на вход формирователя волновой картины на выходе формирователей 6, 7 и 8 получают амплитудно-модулированныепакеты синусои дальных колебанийж"д "ф з и ф задержанные на заданное время относительно импульса запуска, Эти сигналы поступают на смеситель 9, который формирует волновую картину, имитирующую сигналк по одному из каналов скважинного прибора.При поступлении запускающих импульсов от генератора 1 на вход формирователя волнового пакета запускается фантастрон задержки 10, который выдает прямоугольный импульсл . Длительность этого импульса регулируется и определяет время прихода. волнового пакета. Задним фронтом этого импульса запускается фантастрон 11, который выдает прямоугольный импульсм", З поступающий на вход интегратора 13. Выходной импульсн" интегратора, используемый для ампчитудной модуляции пакета синусоидальных колебаний, формирует огибающую волнового пакета. Изменяя длитель О ность импульса м" с фантастрона 11 и постоянную времени интегратора 13, можно выбрать необходимую форму огибающей и длительность волнового пакета. Задним фронтом импульса м запускается фантастрон 12, который выдает импульс "о".Длительность этого импульса определяется задним фронтом импульсал. Триггер 14 перекидывается в единичное состояние импульсом л, а опрокидывается в исход- бО ное нулевое состояние задним фронтом импульсао с выхода фантастрона 12. Импульс "и с выхода триггера 14 используется для запуска генератора пакетов синусоидальных колебаний 15 с регулируемой 55 частотой. На амплитудный модулятор 16 одновременчо поступают пакет синусоидальных колебаний р с выхода Генератора 15 и модулирующий импульс "н" с выхода интегратора 13. Модулятор 16 имеет аттенюатор, позаопяющпч регулировать ьп:, эчволно" ОГО пак."а. Такйл, Образо;.,ситель 9 формирователя волновой карти; - .:-ПОС-;1,"; - , ",ОТ;"; О",МИРОВ 1 ТЕЛЕ;",;новые пакеты "с" с регулируемой в;.емеяной задержкой, частотой, длительностью иогибающей, имитирующие различнаэ по природе акустические волны.Имитирование реального сигнал;. Скиажинного прибора для акустического каротажа-совокупности двух и более волновыхкартин, состоящих нз Оптимально. оволновых пакетов с изменяющейся временной задержкой, частотой, длитэльносью,огибающей и амплитудой, моделирующг."х различные по природе комбинации акустических волн в волновой картине, позволяет производить проверку и настройку аппаратурыволнового акустического каротажа.Имитатор может быть использован длякалибровки наземной аппаратуры акустического каротажа, регистрирующей кинематические и динамические параметры продольной,поперечной и других акустических волн,Совместно с аналоговой машиной типа МИ имитатор может быть применен для моделирования акустического сигнала, соответствующего различным геологическим и геофизическим параметрам пород, пересекаемых скважиной, Применение предложенногоимитатора сигналов скважинного приборадля акустического каротажа при разработке и эксплуатации аппаратуры волновогоакустического каротажа повышает эффективность и сокращает сроки новых разработок,позволяет улучшить метрологический контроль и качество интерпретации результатов,ФорМу Ла НзООрЕ1, Электронный имитатор сигнал.лов сквйжинного прибора акустического каротажа, содержацп:й задающий генерат,.р и генератор шума, отлич ающийся тем, что, с млыо моделирования реального акус- тическОГО волновоГО сигнала Он содержит смеситель волновых картин и несколько формирователей волновых картин2.Имитаторпоп.1, отличающ и Й с я тем, что каждый формирователь волновых картин состоит из нес Ольких фужциональных формирователей;:олновых пакетов, подключенных и смес,п елю.3, Имитатор по пп. 1 и 2, о т л ич а о щ и й с я тем, что, с целью регулирования параметров волновой картины, каждый функциональный формирователь вол557339 наземнойаппаратуре Фиг. г Фиг. Я 7новых пакетов состоит из фантастрона задержки, фантастронов длительности пакетов, триггера, интегратора и амплитудного модулятора,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР284339, кл Я 01 У 1/40, 1971. 8 г д557339Риг. бСоставитель Э, ТереховаРедатор Т, Орловская Техред И. Асталош Корректор Л, Веселовская Заказ 843/58 Тираж 717 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "П.- ;, Ужгород, ул. Проектная, 4