Система акустического каротажа

(21) (22 (46) кас узе АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ н детоеСиОЫУ СвидктельСт 3337241/18-2518,09,8107.06.83. Бюл. И 21(71) Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическоеобъединение по разведке нефти и газа(56) 1. Суздальский Ф.И Немировский А.Б. Аппаратура и методика экспериментального исследования системс пороговым обнаружением сигнала"Скважинная геоакустика",Труды ВНИИЯГГ,ОНТИ, Вып. 24, И 1975, с.49,2. Рафиков В.Г. и др, Иежпериодныйкоррелятор: выделения полезного сигнала при акустическом каротаже;нГеофизицеская аппаратура", Л 1980,(54)(57) СИСТЕИА АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащая соединенные каротажным кабелем скважинный прибор и наземную аппаратуру, включающую в себяузлы формирования временных интервалов от синхроимпульса до первой Фазы(первого вступления) сигналов ближнего и дальнего каналов, соединенные сузлом вычисления интервального времени Д С, и регистратор, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерения интервального времени, в систему дополнительно введены узлы формирования временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов, узлы вычисления интервальных времен Д С, Ь, Ь й 1 реализующие все воз- можные сочетания разностей временных интервалов, коммутатор, согласующийкад, узел памяти, узел сравнения, л переноса, узел управления и элемент выключения, причем выходы узлов Формирования временных интервалов подсоединены к входам соответствующих узлов вычисления интервальных времен, .выходы которых через коммутатор и согласующий каскад подсоединены к узлу сравнения и церез узел переноса - к узлу памяти, выход последнего соединен с узлом сравнения и регистратором, выход узла сравнения соединен сузлом переноса и узлом управления, а узел управления подключен к каротажному кабелю и соединен с коммутатором и узлом сравнения непосредственно и церез элемент выключения, а также с узлами формирования временных интервалов по последующим фазам сигналов ближнего и дальнего каналов.Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, вчастности к аппаратуре акустическогокаротажа,Акустический каротаж проводят, в 5основном, в разведочных скважинах,Его основная задача - измерение скорости распространения (интервальноговремени) упругой волны в исследуемыхпородах, пересеченных скважиной, Интервальное время. является абсолютнойвеличиной и характеризует строениеразреза, Для измерения интервальноговремени используют обычно трехэлементный скважинный прибор и наземную аппа ратуру. Скважинный прибор состоит изизлучателя (приемника) упругих колебаний и двух приемников (излучателей)расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга. Расстояние 20(интервал) между приемниками называютбазой. Излучатель периодически посылает в породу импульсы упругих колебаний, Распространяясь в околоскважинном пространстве, упругие колеба-. 25ния достигают сначала ближнего, ачерез некоторый интервал временидальнего приемника. Интервальное время распространения между двумя приемниками является информационным. Сиг З 0налы, преобразованные приемниками вэлектрические, передаются по кабелюпериодически от одного, затем от другого приемника к наземной аппаратуре,Электрический сигнал представляет со 35бой синхроимпульсы и, волновой пакет(волновая картина)Для вычисленияинтервального времени достаточно измерять время от синхроимпульса до первого вступления сигнала от дальнего 40приемника и вычесть из него время,измеренное также до первого вступления сигнала от ближнего приемника(ближнего канала). Результат подается на регистратор,45Однако волновая картина поступаетна поверхность на фоне шумов, первыевступления могут быть сильно ослаблены и выделение их на фоне шумовзатруднено.При разработке аппаратуры в процес се эксплуатации проблеме выделениявступлений сигнала уделяется большоевнимание. Возможны срабатывания порогового выделителя на помеху до перво-"го вступления сигнала при низком уров.55не порога, а при высоком уровне порога возможны перескоки с первой фазысигнала на вторую и т.д. 1 Для повышения надежности выделения известны устройства, где надежность выделения первого вступления повышается путем запоминания времен приходасигнала и помех и сравнения их с сигналом в последующем цикле выделения 121,Вероятность совпадения во времени нестационарных помех мала, в то же время как сигнал должен совпадать в пределах определенного временного разброса. Но. так как в данном устройстве сигнал выделяется при превышении заданного порога, возможны перескоки на вторую фазу сигнала, что проявляется в виде грубой ошибки и выброса на каротажной диаграмме,Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является система акустического каротажа, содержащая скважинный прибор и наземную аппаратуру, включаоцую в себя узлы формирования временных интерваловот синхроимпульса до первой фазы (первого вступления) сигналов ближнегои дальнего каналов, соединенный сузлом вычисления интервального времений 1, и регистратор 3В данной аппаратуре не предусмотрены устройства для повышения надежности выделения сигнала и измеренияинтервального времени и, следовательно, аппаратура выдает ложную информацию при. срабатывании по шумам и приперескоках на вторую фазу.Цель изобретения - повышение точности измерения интервального времени(за счет исключения погрешностей присрабатывании по шумам и при перескоках на вторую фазу сигнала),Поставленная цель достигается тем,что в систему акустического каротажа,содержащую соединенные каротажнымкабелем скважинный прибор и наземнуюаппаратуру, включающую в себя узлыформирования временных интервалов отсинхроимпульсов до первой фазы (первого вступления) сигналов ближнего идальнего каналов, соединенные с узломвычисления интервального времени1,и регистратор, дополнительно введеныузлы формирования временных интервалов по последующим фазам сигналовближнего и. дальнего каналов, узлы вычисления интервальных времен,С, реализующие все возможные сочетания разностей временных интервалов,. коммутатор, согласующий каскад, узел памяти, узел сравнения, узел переноса, узел управления и элез 10220 мент выключения, причем выходы узлов формирования временных интервалов подсоединены к входам соответствующих узлов вычисления интервальных времен,выходы которых через коммутатор и согласующий каскад подсоединены к узлу сравнения и через узел переносак узлу памяти, выход последнего соединен с узлом .сравнения и регистратором, выход узла .сравнения соединен .10 с узлом переноса:и".узлом управления, а узел управленйя педкюцен к каротажному кабелю.м:соединен с коммутатором и узлои:сравнения непосредственно.и через элемент выклюцения, а также 15 с узлами. формирования временных интервалов по последующим фазам сигналою ближнего и. дальнего каналовНа. Фиг,1 приведена функциональная схема предлагаемой системы акусти ческого каротажа; на Фиг.2 - временные диаграммы работы основных узлов системы; на Фиг,3 в . временные диаграммы, поясняющие принцип выборки истинного зйацения интервального времени, 25 Система акустического каротажа состоит из скважинного прибора 1 и наземной аппаратуры 2; соединенных каротажным кабелем 3. Наземная аппара 30 , тура включает в себя узлы 4 и 5 Формирования временных интервалов. от синхроимпульсов до первой, второй и т,д, Фаз сигналов ближнего и дальнего каналов и узлы 6-9 вычисления . интервальных времен1, 6 ЬЩ соответственно, коммутатор 10, согласующий каскад 11, узел 12 сравнения,узел 13 переноса, узел 14 памяти, узел 15 управления, элемент 16 выключвния и регистратор 17, где вы ходы уэлсу. 5 и 4 подсоединены к входамулов 6-9, а выходы последних через коммутатор 10 и согласующий каскад 11 соединены с узлом 12 сравнения и узлом 13 переноса, последний под" соединен к узлу 14 памяти, к узлу 12 сравнения и через элемент 1 б выключения - к узлу 15 управления, который соединен с коммутатором 10, с узлами 4. и 5 и .с. Узлом 12 сравнения не посредственно через .элемент 16 выключения, Регистратор 17 подсоединен к узлу 14 памяти. Названные. узлы могут быть построены по общеизвестным схемам с применением транзисторов и мик росхем средней интеграции.Система может быть сббрана полнос" тью йа аналоговых элементах и узлах,99 4Ъ на цифровых элементах или в любой комбинации.Рассмотрим принцип 5 аботы системы применительно к цифроаналоговой схеме.В рабочем состоянии от скважииного прибора 1 через каротажный.кабель 3 на вход наземной аппаратуры через равные промежутки времени поступают синхроимпульсы и волновые пакетц (сигнал) ближнего и дальнего каналов (Фиг.2,18). Узлы 4 и 5 формируют временные интервалы от синхроимпульсов до первой фазы сигнала ближнего канала й 1-,19 дальнего канала й-20, до второй Фазы сигнала ближнего канала с 1-21, дальнего канала 12-22. Сформированные временные интервалы поступают на узлы 6-9, вычисляющиеразность временных интервалов 4 1=.В=й -й 1.,01 =.1 уЬ =г. -с.2. Узлы Ьоднотипны и могут быть собраны на аналоговых элементах однако наиболее целесообразно строить узлы вычисления:на цифровых элементах - оевеосивных счетчиках импульсов со схемой уп-, равления. С выходов узлов 6-9 информация в виде двоичного кода (или напряжения) поступает на коммутатор 10. Узел 15 управления после окончания процесса вычисления вырабатывает се" рию импульсов 23-26 (фиг.2), поступающих на коммутатор 10, который поочередно подключает выходы узлов 6"9 к согласующему каскаду 11, в качестве которого может быть использован преобразователь код-аналог. В течение. импульса 23 к согласующему каскаду И подкпючен узел б, преобразователь коданалог преобразует двоичный код в квазипостоянное напряжение, которое поступает на первый вход узла 12 сравнения. На второй вход узла 12 сравнения поступает постоянное напряжение, пропорциональное измеренному в предыдущем цикле интервальному времени й. Если сравниваемые напряжения( ипи двоичный .код) окажутся равны в пределах заданной зоны чувствительности, . то в течение длительности импульса 24 коммутатор 10 подключит к узлу 1 Х сравнения узел 7 и т,д. Если в течение импульса 26 сравниваемые напряженияокажутся равны, то после прихода оче" редного импульса 27 с.узла 15 управления узел 12 сравнения сформируетимпульс 28 переноса, и узел 13 переноса "перепишет" информацию интервального времени 29 в узел 14 памяти. Пос 5 1022 ле переноса информации узел 15 управления прекратит "опрос" (подключение) следующих узлов вычисления л й, если даже сравнение происходит с информацией первого узла б вычисления Д й, З Элемент 16 выключения используется для выключения узла 12 сравнения и пе. реноса в узел 14 памяти и на регистратор 1 только информации первого выцислителяузла 6, 1 ЕПо временной диаграмме (фиг,3) мож. но проследить принцип выборки данной системы достоверного значения интервального времени,На графиках 30 и 31 представлены И осциллограммы сигналов волновых пакетов ближнего (график 30) и дальне- го (график 31) каналов. Точками А(А) В(Ф), С(С) обозначены первая, вторая и третья фазы сигналов. Время между 20 одноименными фазами волновых пакетов является интервальным временем Точка О(О) обозначает возможную помеху, Далее показаны временные интервалы 32 от синхроимпульса до первой 2 фазы сигнала й .,1, до второй фазы 1. ближнего канала й 2 1 и2 дальнего канала в нормальном установившемся режиме. Здесь интервальное время ьс =- .,. ЗО Однако при срабатывании первого вступления сигнала возможны срабатывания на вторую фазу сигнала (временные интервалы 33), когда временной интервал с1 определяется второй фазой В, а временной интервал р 2- третьей фазой С. Временной интервалй 2 2 всегда больше интервала й 2,1, В этом случае интервальное время опре-099 6деляется между точками В-В илиМ=. -й. 2 . При срабатывании узлавыделения вступлений сигнала по помехе О сформируются временные интервалы 34 до точки 0йи доточки А - Т.у. Как видно иэ временной диаграммы (фиг.3), истинное значение интервального времени Ь 1 вэтом случае равно 1 2 -й.1., т,е.времени между первыми фазами сигналов А и А,Также можно проследить принципвыборки интервального времени и присрабатывании выделителя по ближнемусигналу на помеху 35 или на вторуюфазу 36.Анализируя иэложейное, находим,что при различных сочетаниях сбоеввыделения сигнала достаточно произвести четыре вычисления,т.е.-С,1 ,й -й,1 , 1. -й.1 , ивыбрать один из результатов, соответствующих истинному значению интервального времени, что и выполняетданная система.Система может быть дополнена ещедвумя вычислителями по третьей фазесигнала, что повысит надежность выборки истинного времени.Таким образом, предлагаемая система акустического каротажа может бытьиспользована в наземной аппаратуресовместно с другими устройствамипомехоустойчивого выделения сигналови позволяет исключать сбои по помехам и при перескоках на вторую и т,д.фазы сигнала, вычислять интервальноевремя распространения не только продольной, но и поперечной волны и волны Лэмба.Составитель Н,ЖуравлеваКозориз Техред С,Мигунова Коррект летн едакто Подписнота СССРрытийнаб д. 8 Тираж 710 НИИПИ Государствен по делам изобрет 035, Москва, Ж, аказ ч 03 ого .коми ний и от Раушская лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнав,