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Einrichtung für die Durchführung akustischer Bohrlochuntersuchungen
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Untersuchung der Gesteinsschichten, durch welche Bohrlö- cher geführt sind, mit Hilfe von Schallwellen, und bezweckt, Schallgeschwindigkeits-Diagramme grö- sserer Genauigkeit als bisher zur Bodenuntersuchung zu erhalten.
Geschwindigkeits-Diagramme sind von immer mehr zunehmender Wichtigkeit nicht nur zur Untersuchung der Gesteinsschichten in unmittelbarer Umgebung vorhandener Bohrlöcher, sondern auch im Hinblick auf die Tatsache, dass sie ein wichtiges Werkzeug bilden, mit dessen Hilfe der Geolog imstande ist, die Beschaffenheit eines ziemlich grossen Gebietes in der Umgebung des Bohrloches zu erkunden. Während reine Geschwindigkeits-Diagramme für Fachleute leicht auszuwerten sind, so wird doch verlangt, dass die Geschwindigkeits-Diagramme ohne jede Abhängigkeit vom Durchmesser des Bohrloches, vom Inhalt des Bohrloches-Schlamm, Flüssigkeit usw., in welchem sich die Untersuchungseinheit befindetund von den Empfangsverhältnissen der akustischen Energie, welche den Beginn eines akustischen Impulses anzeigt, beim Empfänger erstellt werden.
Während die österr. Patentschrift Nr. 190693 sowohl Einempfänger- als auch Zweiempfänger-Systeme betrifft, so hat die vorliegende Erfindung Massnahmen und Vorkehrungen zur Unterdrückung der Querspeisung der zur Erdoberfläche übertragenen Signale innerhalb der Übertragungskabel und damit zur Vermeidung der damit auftretenden, unerwünschten Effekte bei Zweiempfänger-Systemen zum Gegenstand.
Bei den Einempfänger-Systemen zur akustischen Bodenuntersuchung umfasst der Weg für die akustische Energie vom Sender zum Empfänger eine Strecke durch eine Flüssigkeit vom Sender zur Bohrlochwand und einer weitere Strecke durch die Flüssigkeit von der Bohrlochwand zum Empfänger. Die zusätzliche Laufzeit über diese Strecken wird in Rechnung gestellt, um möglichst genaue Messergebnisse über die Geschwindigkeits-Charakteristiken der einzelnen Gesteinsschichten (Werte der Laufzeit des Schalles in den einzelnen Schichten), durch welche das Bohrloch hindurchgeht, zu erhalten. Hiefür sind nun Vorrichtungen zur Ermittlung der Länge dieser Flüssigkeits-Strecken und der Dichte derselben (Flüssigkeitdichte) erforderlich.
Das Zweiempfänger-System stellt die Gesamtlaufzeit eines akustischen Impulses durch Flüssigkeitsstrecken im Bohrloch selbsttätig und ohne Aufwand weiterer, zusätzlicher Geräte in Rechnung bei der Herstellung eines Geschwindigkeits-Diagramms, welches im wesentlichen abhängig ist von den Eigenschaften der Erdformationen, durch welche das Bohrloch hindurchgeht. Beim Zweiempfänger-System wird nämlich die Gesamtlaufzeit eines akustischen Impulses vom Sender zum ersten Empfänger abgezogen von der Laufzeit des gleichen Impulses vom Sender zum zweiten Empfänger, welcher in einem grösseren Abstand vom Sender sich befindet als der erste Empfänger. Beide Gesamt-Laufzeiten enthalten also, wie ausgeführt, auch die Laufzeiten der Impulse durch die Flüssigkeit vom Sender zur Erdformation und von der Erdformation zum zugehörigen Empfänger.
Durch die Subtraktion der beiden Ge- samt-Laufzeiten fallen die Laufzeiten durch die Flüssigkeit heraus und man erhält die gesuchte Laufzeit des akustischen Impulses durch die Erdformation zwischen dem ersten und dem zweiten Empfänger.
Gemäss einer bestimmten Ausführungsart der Erfindung erzeugt ein Sender eine Folge von akustischen Impulsen, welche sowohl entlang der Gesteinsformationen, die um das Bohrloch liegen, wandern als auch durch diese Formationen hindurchgehen. Die akustische Energie jedes Impulses erscheint, nachdem sie die Gesteinsformationen durchlaufen hat, beim ersten Empfänger, welcher sofort darauf anspricht. Das
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von diesem ersten Empfänger erzeugte Signal wird mittels eines Kabels nach oben geleitet.
Bei der Ankunft dieses Signals an der Erdoberfläche wird ein Steuersignal an ein Schaltgerät übermittelt, welches den ersten Empfänger vom Übertragungskabel trennt und dafür den zweiten Empfänger an das Übertra- gungskabel legt. Wenn nun die akustische Energie den zweiten Empfänger erreicht, so wird dort ebenfalls ein elektrisches Signal erzeugt und an die Erdoberfläche übermittelt. An der Erdoberfläche wird nun der Zeitunterschied zwischen der Ankunft des ersten Signals und der Ankunft des zweiten Signals genau ge- messen ; diese Zeitspanne ist ein Mass für die Geschwindigkeit des Schallimpulses in der Gesteinsformation zwischen den beiden Empfängern.
Wie später noch genauer erklärt werden wird, ergibt sich durch diese Vorkehrungen eine Anzahl von Vorteilen, welche ein sehr gut auswertbares Geschwindigkeits-Diagramm und zusätzliche Informationen für den auswertenden Geologen bedeuten.
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher Fig. 1 schema- tisch ein Untersuchungsgerät gemäss der Erfindung zeigt, Fig. 2 eine Anzahl von Diagrammen zur Erklärung des Wesen der Erfindung darstellt und Fig. 3A und 3B die Prinzipschaltbilder der ausserhalb des Bohrloches befindlichen Geräte aus Fig. 1 zeigen. In Fig. 4 ist das Prinzipschaltbild der im Bohrloch befind-
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In Fig. 1 ist ein Bohrlochuntersuchungsgerät gezeigt, welches aus einem Sender T und Empfängern R1 und R2, die alle im Bohrloch 10 sich befinden, besteht. Der Sender T und die Empfänger R1 und R2 sind in der üblichen Weise in einem festen gegenseitigen Abstand gehalten und werden als Ganzes durch ein Übertragungskabel oder Seil 11 gehalten, welches auch die elektrische Verbindung mit den an der Erdoberfläche aufgestellten Empfangs-und Aufnahmegeräten herstellt.
Der Sender kann von einer üblichen Bauart sein und hat die Aufgabe, Folgen akustischer Impulse zu erzeugen. Diese akustischen Impulse gehen durch die Formationen, welche dem Sender benachbart sind, und werden nacheinander von den Empfängern Rl und R2 empfangen zur Ermittlung der Laufzeit der Impulse in den einzelnen Formationen.
Die Laufzeit kann ermittelt werden durch Messung der Zeit, welche der Impuls braucht, um von einem bestimmten Punkt der Gesteinsformation zu einem andern zu gelangen. Beim ZweiempfängerSystem ist die Laufzeit durch jene Zeitspanne gegeben, welche vom Empfang des Impulses durch den ersten Empfänger bis zum Empfang des gleichen Impulses durch den zweiten Empfänger abläuft. Genauer gesagt, erzeugt der erste Empfänger R1 ein elektrisches Signal bei der Ankunft des akustischen Impulses.
Dieses elektrische Signal wird über das Kabel 11, welches entsprechende elektrische Leiter einschliesst, an die Erdoberfläche geleitet, um dort den Beginn der Laufzeitmessung in einem Zeitmessgerät zu veranlassen. Ein zweites elektrisches Signal wird vom Empfänger R2 bei der Ankunft des gleichen Impulses erzeugt und über Leiter des Kabels 11 ebenfalls nach oben geleitet. Das Zeitmessgerät spricht auch auf dieses zweite elektrische Signal an, um die zwischen der Erzeugung der beiden elektrischen Signale in den Empfängern R1 bzw. R2 verstrichene Zeit zu messen.
Das Zeitmessgerät erzeugt ein elektrisches Signal, dessen Grösse proportional ist der verstrichenen Zeit. Dieses elektrische Signal wird einem schreibenden Messgerät 13 zugeführt, welches auf einem Papierstreifen eine Marke herstellt, deren Lage auf dem Streifen anzeigt, wie gross die gemessene Laufzeit ist. Eine Folge solcher Marken, von verschiedenen Tiefen des Bohrloches erhalten, ergibt einen Linien- zug - ein Diagramm - 13a, welchem die Laufzeiten in den einzelnen Gesteinsformationen unmittelbar entnommen werden können.
Eine Bauart der Zeitmesseinrichtung, wie sie zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung verwendet werden kann, ist in der bereits erwähnten österr. Patentschrift Nr. 190693 genau beschrieben.
In diesem Gerät wird, jeweils mit der Ankunft eines akustischen Impulses beim Empfänger R1 beginnende, eine sich monoton ändernde Spannung erzeugt. Unter" monoton" wird dabei eine Funktion verstanden, welche in genau vorbestimmter Weise derart geändert wird, dass sie einen bestimmten Wert nur ein einziges Mal annimmt. Eine bevorzugte Form einer monotonen Funktion ist eine sich gleichförmig ändernde Spannung und insbesondere eine linear zunehmende und abnehmende Spannung. Im Augenblick der Ankunft des gleichen Impulses beim Empfänger R2 wird ein Kondensator 14 auf eine Spannung aufgeladen, welche der Grösse der sich monoton ändernden Spannung in diesem Augenblick entspricht. Die Spannung amKondensato''ist demnach umgekehrt proportional der Schallgeschwindigkeit in der Gesteinsformation zwischen den beiden Empfängern R1 und R2.
Der Streifen des Schreibgerätes 13 wird durch eine mechanische Verbindung 15 angetrieben, um auf diese Weise eine Übereinstimmung zwischen der gemessenen Laufzeit in einer Gesteinsformation und der Tiefe, in welcher sich die Untersuchungsainheit befindet, zu erhalten.
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Es ist schwierig (mit Hilfe eines Zweiempfänger-Systems) genaue Laufzeitangaben zu erhalten, da
Querspeisung in den Übertragungskabeln auftritt. Diese Querspeisung erzeugte Zweideutigkeiten bei der
Herstellung der Laufzeitdiagramme. Die Ursache ist darin zu suchen, dass die üblicherweise verwendeten
Kabel nicht mit hinreichenden Isolier-und Abschirmmassnahmen versehen waren, um ein Übergehen der
Signale von einem der Empfänger auf die mit dem andern Empfänger verbundenen Leitungen zu verhin- dern.
Ein Merkmal der Erfindung ist nun darin gelegen, dass das Problem, die Querspeisung zu verhindern, dadurch gelöst wird, dass die Empfänger nach jeder Erzeugung eines akustischen Impulses abwechselnd an eine an die Erdoberflache führende Leitung angeschlossen werden, wobei jeder Empfänger denselben aku- stischen Impuls aufnimmt. Dieses Merkmal der Erfindung soll nun an Hand der Fig. 1 genauer erläutert werden.
Zu Beginn des Vorganges wird der Empfänger R1 mittels eines an der Bohrlocheinheit angeordneten
Schalters S an die Leiter 12 im Kabel 11 angeschlossen, wobei der Empfänger R2 von diesen Leitern getrennt ist. Bei der Ankunft eines akustischen Impulses beim Empfänger Rl erzeugt dieser einen elektrischen Impuls D2 (Fig. 2), welcher über die Leiter 12 nach oben geleitet wird. Eine Haupt-Schalteinheit 16 spricht auf die Erzeugung des elektrischen Signals im Zeitpunkt to an, entsprechend dem Beginn des elektrischen Signals D2, und bewirkt den Beginn der Erzeugung einer sich monoton ändernden Spannung F in einem Messspannungs-Generator 17. Gleichzeitig erzeugt die Haupt-Schalteinheit 16 einen SteuerImpuls G, welcher, bevor er an den Schalter S übermittelt wird, noch eine Verzögerung erfährt, wie noch erklärt werden wird.
Der in der Bohrloch-Einheit befindliche Schalter S reagiert auf einen aus dem Impuls G entstandenen, verzögerten Impuls H und trennt den Empfänger R1 von den Leitern 12, während er den Empfänger R2 an diese Leiter legt.
Bei der Ankunft des gesendeten akustischen Impulses beim Empfänger R2 erzeugt dieser ein elektrisches Signal D3, welches nach oben geleitet wird, um die Messung der Grösse der sich monoton ändernden Spannung F im Augenblick tl zu veranlassen. Hiezu wird der Kondensator 14 auf den Augenblickswert dieser Spannung F aufgeladen. Seine Spannung wird gemessen und durch das schreibende Messgerät 13 aufgezeichnet. Die Ladung des Kondensators ist ein Mass für die verstrichene Zeit At, welche ein akustischer Impuls braucht, um die zwischen den Empfängern R1 und R2 liegenden Gesteinsformationen zu durchlaufen.
Hieraus ist klar zu ersehen, dass durch die Anordnung lediglich zweier Leiter 12, welche die Empfänger R1 und R2 mit den an der Erdoberfläche angeordneten Geräten verbinden, und durch das wechselweise Anschliessen der beiden Empfänger an diese beiden Leiter keine Möglichkeit für eine Querspeisung zwischen den Empfänger-Signalen mehr gegeben ist. Somit werden völlig klare, von jedem Übersprechen freie Signale zur Auswertung erhalten.
Im folgenden werden weitere Merkmale der Erfindung, wobei besonderes Gewicht auf die getrennte Übertragung der Signale von dem Empfänger R1 und R2 gelegt wird, erläutert.
Der Empfänger R1 ist zu Beginn des Messvorganges über die Umschalt-Einheit oder den Schalter S mit den Leitern 12 verbunden, während der Empfänger R2 von diesen getrennt ist. Der Übertragungskanal zwischen dem Empfänger R1 und dem Haupt-Schaltgerät 16 ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch ein Steuergerät oder einschaltgerät 18 für den ersten Empfänger gesperrt. Das Schaltgerät 18 wird zur Übertragung eines Signals an die Haupt-Schalteinheit 16 nur in der unmitteIbarenFolge auf die Erzeugung eines akustischen Impulses im Sender T geöffnet.
Auf diese Weise wird die Übertragung von Fremdsignalen, welche durch im Bohrloch erzeugte Geräusche im Empfänger R1 erzeugt werden könnten oder sonstiger, auf die Leiter 12 gelangter Fremdspannungen auf das Haupt-Schaltgerät 16 und damit die Erzeugung der sich monoton ändernden Spannung F zu einem unrichtigen Zeitpunkt vermieden. Bei idealen Bedingungen, d. h. bei völligem Fehlen von Fremdgeräuschen im Bohrloch, könnte die Einrichtung ohne das Schaltgerät 18 arbeiten und der Übertragungskanal vom Ende der Leiter 12 an der Erdoberfläche zum Hauptschaltgerät könnte dauernd offen sein.
Da aber durch das Pendeln der Bohrlocheinheit, welche den Sender T und die Empfänger R1 und R2 umfasst, und die dadurch sich ergebende Reibung der Einheit an den Wänden des Bohrloches 10 immer Geräusche erzeugt werden, muss das Schaltgerät 18 in die Gesamtvorrichtung aufgenommen werden.
Der Signalkanal von der Erdoberfläche und von den Leitern 12 zu den Messgeräten wird durch ein Schaltgerät 19 für den zweiten Empfänger blockiert. Dieses Schaltgerät verhindert, dass Signale vom
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ton ändernden Spannung veranlassen bzw. hiedurch fehlerhafte Messungen zur Herstellung des Geschwindigkeits-Diagramms verursachen. Die Art und Weise, nach der die Schaltgeräte 18 bzw. 19 wechselweise
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den Hindurchgang der Signale vom ersten bzw. zweiten Empfänger bewirken, wird im folgenden beschrieben.
Mit der Erzeugung eines akustischen Impulses im Sender T wird in bekannter Weise ein Synchronsierimpuls A (Fig. 2) erzeugt, welcher über den Leiter 20 nach oben zu einem Impulserzeuger- und Begrenzergerät 21 übertragen wird. In diesem Gerät wird nun ein Impuls C erzeugt. Das Schaltgerät 18 spricht auf diesen Impuls an und öffnet damit den Kanal zur Haupt-Schalteinheit 16. Damit wird nun das elektrische Signal D2, welches vom ersten Empfänger erzeugt worden ist, nach oben geleitet und einem Vollweggleichrichter 24 über den Transformator 22 und den Verstärker 23 zugeführt. Das Signal D2 wird
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Kanal 26 und den Verstärker 27 zugeführt. Mit dem Öffnen des Hauptschaltgerätes 16 beginnt auch der
Sägezahngenerator die sich monoton ändernde Spannung zu erzeugen, die in Fig. 2 mit F bezeichnet ist.
Des weiteren wird, beginnend mit dem Öffnen des Hauptschaltgerätes 16, in diesem ein Impuls G erzeugt, welcher über einen Verzögerungskreis 30, welcher den Impuls G in einen Impuls I umformt, und dann über den Kanal 31 dem zweiten Schaltgerät 19 zugeführt, welches bisher gesperrt war. Das zweite Emp- fängerschaltgerät 19 spricht nun auf den Impuls I an und bildet damit einen offenen Kanal für die Signale, die nun vom Empfänger R2 erzeugt werden.
Der erste Empfänger Rl ist nunmehr vom Kabel 11 getrennt, während der zweite Empfänger R2 an dieses angeschlossen ist. Dies geht in der folgenden Weise vor sich. Der vom Hautpschaltgerät 16 erzeugte Steuerimpuls G wird nach Verzögerung und Umformung als Impuls H über den Kanal 29 und einen
Stromkreis, welcher die Primärwicklung des Transformators 22 und die Leitungen 12 umfasst, dem Schalter S am Untersuchungsgerät (Bohrlocheinheit) zugeführt. Der Schalter S spricht auf diesen Impuls an, trennt den Empfänger Rl von den Leitern 12 und verbindet den Empfänger R2 mit diesen Leitern. Die Signale, die jetzt noch vom Empfänger R1 infolge von Reflexerscheinungen an den Bohrlochwänden erzeugt werden könnten, haben nun keine Möglichkeit mehr, an das Kabel 11 zu gelangen, wodurch jede Interferenz mit den vom Empfänger R2 erzeugten Signalen völlig verhindert ist.
Nun wird das vom Empfänger R2 erzeugte elektrische Signal D3 über die Leiter 12, den Transformator 22 und den Verstärker 23 dem Vollweggleichrichter 24 zugeführt. Das gleichgerichtete Signal E3 geht durch das zweite Schaltgerät 19 hindurch und löst die Messung des Momentanwertes der sich monoton ändernden Spannung F genau zu jenem Zeitpunkt aus, in welchem der akustische Impuls beim Empfänger R2 angekommen ist.
Gemäss einem andem Merkmal der Erfindung wird das Öffnen des Schaltgerätes 18 für den ersten Empfänger gegenüber dem Augenblick der Erzeugung des Synchronisierimpulses A um eine bestimmte Zeit verzögert um zu verhindern, dass der Synchronisierimpuls selbst den Generator 17, welcher die Sägezahnspannung F erzeugt, einschaltet. Es könnte nämlich sein, dass im Augenblick der Erzeugung des Impulses A in der Bohrlocheinheit, welcher Impuls über den Leiter 20 im Kabel 11 geführt wird, durch Querspeisung ein Signal D1 (Fig. 2) in den Leitern 12 induziert wird und sodann über den Transformator 22, den Verstärker 23 und den Vollweggleichrichter 24 an den Eingang des Schaltgerätes 18 für den ersten Empfänger Rl gelangt.
Dadurch würde das Schaltgerät für den ersten Empfänger bereits zu einem Zeitpunkt, welcher mit der Erzeugung des Synchronisierimpulses zusammenfällt, geöffnet werden und damit könnte ein Signal EI (Fig. 2) über dieses Schaltgerät geleitet werden, das den Sägezahngenerator 17 zu früh anstossen und damit Zweideutigkeiten in das Geschwindigkeits-Diagramm einführen könnte. Daher wird der Synchronisierimpuls A über einen Verstärker 32 auch einem Schutzschalter 33 zugeführt. Dieser erzeugt einen Steuerimpuls B, welcher eine bestimmte Zeitverzögerung einschliesst, welche der Ausdehnung des Impulses A entspricht, der seinerseits endet, bevor das Schaltgerät 18 öffnet.
Der Steuerimpuls B wird im Begrenzer 34 in Rechteckform gebracht und der dadurch entstandene Impuls C wird dem Schaltgerät 18 für den ersten Empfänger zugeführt, welches auf die ankommende Flanke dieses Impulses anspricht und den Kanal vom ersten Empfänger öffnet.
Die Verzögerung, welche durch den Schutzschalter 33 erzeugt wird, ist in erster Linie durch die Zeitspanne gegeben, welche der Impuls braucht, um nach seiner Erzeugung wieder auf Null abzusinken.
Die Zeitverzögerung kann aber auch länger sein ; sie darf aber nicht grösser sein als jene Zeitspanne, welche ein akustischer Impuls braucht, um vom Sender T durch Gesteinsformationen, in denen der Schall die höchstmögliche Geschwindigkeit erreicht, zum ersten Empfänger R1 zu gelangen. Beispielsweise ist die höchste Schallgeschwindigkeit im Gestein mit etwa 7500 m/sec festgestellt worden. Ist nun der erste Empfänger Rl etwa 2 m vom Sender entfernt, so braucht ein akustischer Impuls, der eine solche Gesteinsschicht durchläuft, rund 240 Mikrosekunden, um vom Sender zum ersten Empfänger zu gelangen.
Die Verzögerung, welche durch den Schutzschalter eingeführt wird, muss sohin etwas weniger als 240 lises betragen ; eine Verzögerung von 200 sec hat sich als günstig erwiesen.
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Die Umschaltung der an der Erdoberfläche gelegenen Messvorrichtungen vom ersten auf den zweiten
Empfänger wird gegenüber dem Beginn der Funktion des Hauptschaltgerätes aus den folgenden Gründen ebenfalls verzögert. Es ist wünschenswert, die Form der von den Empfängern erzeugten Signale zu sehen.
Zu diesem Zweck wird normalerweise ein Oszillograph verwendet. Beim Fehlen einer solchen Verzögerung würde der erste Empfänger so rasch abgeschaltet werden, dass ein Beobachter nur ein sehr skizzenhaftes Bild des vom ersten Empfänger erzeugten Signals erhalten würde. Damit aber der Beobachter mindestens zwei oder drei volle Schwingungen des vom ersten Empfänger erzeugten Signals erkennen kann, wird das Steuersignal, welches an die Bohrlocheinheit geführt wird, verzögert. Weiters ist anzuführen, dass die Querspeisung zwischen den einzelnen Leitern im Kabel 11 vorwiegend über die gegenseitigen Kapazitäten erfolgt, da die einzelnen Leiter des Kabels nicht abgeschirmt sind und demnach das Ausmass der Querspeisung mit zunehmender Frequenz zunimmt.
Um das Auftreten unerwünschter Signalspannungen im Empfangskanal infolge Querspeisung zu vermeiden, wird der Steuerimpuls auf seinem Wege zur Bohrlocheinheit verzögert, indem er über einen Verzögerungskreis geleitet wird, welcher die Leiter zur Bohrlocheinheit einschliesst. Dadurch, dass der Impuls über ein Tiefpassfilter geleitet wird, werden seine höherfrequenten Komponenten geschwächt und damit wird eine Verzögerung erreicht.
Die erforderliche Grösse der Verzögerung im Steuerimpuls H ist zum Teil durch die höchstmögliche Geschwindigkeit des Schalles in den das Bohrloch umgebenden Gesteinsschichten und durch den gegebenen Abstand zwischen den beiden Empfängern R1 und R2. Wenn beispielsweise die beiden Empfänger 1, 8 m voneinander entfernt sind und die höchste Geschwindigkeit des Schalles im Gestein mit rund 7500 m angenommen wird, so darf die Verzögerung 240 li sec keinesfalls überschreiten.
Das Schaltgerät 19 für den zweiten Empfänger wird für den Durchgang der Signale des zweiten Empfängers zu einem Zeitpunkt geöffnet, welcher mit dem Anschalten dieses Empfängers an das Kabel zusammenfällt oder kurz nach diesem Zeitpunkt liegt. Wenn also die Anschaltung des zweiten Empfängers verzögert wird, muss eine ähnliche Verzögerung auch dem Schaltgerät für den zweiten Empfänger durch den Verzögerungskreis 30 erteilt werden. Das Schaltgerät für den zweiten Empfänger wird also den Kanal zu einem Zeitpunkt öffnen, welcher mit der Ankunft der Flanke des Impulses I zusammenfällt.
Das öff- nen dieses Schaltgerätes darf nicht später nach dem Öffnen des Schaltgerätes für den ersten Empfänger erfolgen, als die Laufzeit eines Impulses durch Gesteinsschichten mit der höchstmöglichen Schallgeschwindigkeit, welche zwischen den beiden Empfängern liegen, beträgt.
Werden also die zu den bereits angeführten Beispielen angegebenen Zahlenwerte für Empfängerabstand und Geschwindigkeit wieder verwendet, wobei der zweite Empfänger über eine Zeitspanne von weniger als 240 usec angeschlossen ist, kann das Schaltgerät für den zweiten Empfänger etwas länger geöffnet bleiben, beispielsweise bis zum Ende der 240 jusec. Die Funktion des Schaltgerätes für den zweiten Empfänger hat den Zweck, Signale, die vom ersten Empfänger oder von andern Quellen herrühren, von den Messgeräten abzuhalten und damit eine falsche Messung des Augenblickswertes der Spannung F zu vermeiden.
Daraus geht hervor, dass das Schaltgerät für den zweiten Empfänger im Zeitpunkt des Anschliessens des zweiten Empfängers an das Kabel oder kurz nach diesem Zeitpunkt öffnen muss, jedenfalls aber vor jenem Zeitpunkt, zu welchem die Ankunft eines akustischen Impulses am zweiten Empfänger zu erwarten ist.
Die Einrichtung zur Zeitmessung, wie sie auch in der bereits angeführten österr. Patentschrift Nr. 190693 beschrieben ist, umfasst gemäss einer bevorzugten Ausführungsform den Sägezahngenerator 17 zur Erzeugung der Spannung F, einen Sperroszillator 36, einen Schalter 37 und den Kondensator 14. Wäh- rend auf die Funktion dieser Zeitmesseinrichtung später näher eingegangen wird, soll vorerst die Art der Messung des Augenblickswertes der Spannung F bei der Ankunft des Signals vom zweiten Empfänger erläutert werden.
Das vom zweiten Empfänger gelieferte und bereits gleichgerichtete Signal E3 wird über das Schaltgerät 19, den Kanal 38 und den Verstärker 35 dem Sperroszillator 36 zugeführt. Der Sperroszillator 36 erzeugt daraufhin einen Impuls J (Fig. 2), welcher den Schalter 37 veranlasst, den Kondensator 14 an die Spannung F zu legen. Die Spannung am Kondensator 14, welche ein Mass für die Schallgeschwindigkeit in den Gesteinsschichten, die zwischen den beiden Empfängern R1 und R2 liegen, darstellt, wird über das Steuergerät 39 dem Messgerät 13 zugeführt, welches eine dauernde Aufzeichnung der Geschwindigkeitsgrösse in einer bestimmten Bohrlochtiefe liefert.
Nachdem bisher die Funktion des Gerätes im allgemeinen beschrieben worden ist, sollen nunmehr die Einzelheiten genauer erläutert werden. In den Schaltungen sind unwichtige Details, wie die Kreise für die Heizung der Röhren, weggelassen. Des weiteren sei bemerkt, dass dort, wo Pentoden angegeben sind, auch Trioden verwendet werden können und dass an Stelle der beschriebenen Zeitmesser, Impulsgeneratoren und Gleichrichter auch nach andern, den gleichen Zweck erfüllenden Schaltungen aufgebaute
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Geräte Anwendung finden können. In Fig. 4 ist die Prinzipschaltung der im Bohrloch befindlichen Geräte gezeigt, u. zw. sind das-ausser dem Sender T - die Empfänger Rl und R2 und der Schalter S. Der Emp- fänger R1 besitzt einen elektroakustischen Wandler, z.
B. nach dem piezoelektrischen Prinzip, welcher mechanische Impulse, beispielsweise die akustischen Impulse oder. elastischen Schwingungen, welche er vom Sender T über die das Bohrloch umgebenden Gesteinsschichten erhält, in elektrische Signale umwan- delt. Die vom piezoelektrischen Kristall 40 gelieferte Spannung wird in zwei Vorverstärkerstufen 41 und
42 verstärkt und über den Leiter 43, das Potentiometer 44 und den Kondensator 45 dem Eingang des Ver- stärkers 46 zugeführt. Die in diesem Verstärker verwendeten Röhren sind als Trioden geschaltete Pento- den.
Der Empfänger R2 ist in der gleichen Weise aufgebaut. Er ist mit einem piezoelektrischen Kristall 50 ausgestattet, dessen dem akustischen Impuls entsprechende Ausgangs-Wechselspannung durch die beiden Vorverstärkerstufen 51 und 52 verstärkt wird. Der Ausgang der Vorverstärkerstufe 52 ist wieder über einen Leiter 53, ein Potentiometer 54 und einen Kondensator 55 mit dem Eingang des Verstärkers 56 verbunden.
Die Empfänger RI und R2 werden abwechselnd zurübertragung ihrer Ausgangsspannungen an die an der Erdoberfläche stehenden Messgeräte über den elektronischen Schalter S an die entsprechenden Leitungen gelegt. Der Schalter S enthält zwei Röhren 60 und 61. Unter den jeweiligen Ánfangsbedingungen ist die Röhre 61 des Schalters leitend, da ihr Fanggitter über den Widerstand 62 an die positive Spannung führende Sammelleitung 63 gelegt ist. Die Schaltröhre 60 ist nichtleitend, da ihr Fanggitter über den Widerstand 64 an die negative Spannung führende Sammelleitung 65 gelegt ist. Daher werden lediglich die vom Empfänger R1 kommenden und im Verstärker 46 verstärkten Signale an die Erdoberfläche geleitet.
Die Ausgangsspannung des Verstärkers 46 wird über den Leiter 67 und den Kopplungskondensator 66 dem Steuergitter der Schaltröhre 61 zugeführt. Der Anodenkreis dieser Röhre ist über den Widerstand 68 und den Kopplungskondensator 68a an das Steuergitter einer Pentodenverstärkerstufe 69 angeschlossen, in deren Ausgang die Primärwicklung 70 des Transformators 71 liegt. Die Sekundärwicklung 72 dieses Transformators ist mit den Leitern 12 des Kabels 11 verbunden.
Vom Hauptschaltgerät 16 (Fig. 1) wird über das Kabel 11 mittels eines Phasenschieberkreises, welcher die Leiter 12 und die mittelangezapfte Sekundärwicklung 72 umfasst, der Steuerimpuls H an die Bohrlocheinheit gebracht. Der Steuerimpuls H gelangt über die Leitung 73 an einen Steuerimpulsgenerator 74, welcher auf seine Ankunft anspricht und die Schaltröhre 61 nichtleitend und die Schaltröhre 60 leitend macht, wodurch der erste Empfänger R1 abgetrennt und der zweite Empfänger R2 angeschaltet wird, wie dies im folgenden noch genauer erklärt werden wird.
Der Impulsgenerator 74 ist von der Type der sogenannten"Phantastrons". Die genaue Schaltung solcher Impulsgeneratoren ist im Buche" Wave Forms" von Chance et al., Abschnitt 5. 15, u. f. zu finden Kurz gesagt, ist die Röhre 74a, eine Pentode, während der normalenFunktion gesperrt, da ihr Fanggitter an eine negative Vorspannung gelegt ist. Wenn ein positiver Impuls, beispielsweise der Impuls H, über den Leiter 73, den Kondensator 75 und den Leiter 76 an das Fanggitter dieser Röhre kommt, so wird die Vorspannung dieses Gitters auf positive Werte verschoben. Dadurch fliesst durch die Röhre ein Anodenstrom und die Anodenspannung sinkt ab. Das Steuergitter der Röhre, welches über einen Kondensator 77 an die Anode der Röhre angeschlossen ist, verringert seine Spannung mit dem Absinken der Spannung an der Anode der Röhre.
Das Endergebnis dieses Absinkens der Spannung am Gitter der Röhre ist, dass der Schirmgitterstrom der Röhre stark herabgesetzt wird und ein stark positiver Impuls am Schirmgitter auftritt. Dieser stark positive Impuls am Schirmgitter hält solange an, als der Impuls H andauert.
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im Anodenkreis der Röhre liegt und über den Kondensator 80, den Widerstand 81 und den Leiter 82 an das Fanggitter der Schaltröhre 61 gelegt ist. Der zweite Ausgang liegt an der Kathode der Röhre und ist über den Kondensator 83, den Widerstand 84 und den Leiter 85 an das Fanggitter der zweiten Schaltröhre 60 gelegt. Die Funktion der Phasenumkehrstufe infolge der Ankunft des Steuerimpulses vom Phantastron 74 her hat zur Folge, dass die Anodenspannung an der Röhre der Phasenumkehrstufe absinkt und dafür die Kathodenspannung ansteigt.
Dadurch wird eine negative Spannung an das Fanggitter der Röhre 61 gelegt, wodurch diese gesperrt wird, und eine positive Spannung an das Fanggitter der Röhre 60, welche dadurch leitend wird. Für die Dauer des Impulses H werden daher Signale vom Empfänger R2 an den von den Leitern 12 gebildeten und für diese Signale geöffneten Kanal gelegt und zu den Messgeräten an der Erdoberfläche geleitet ; Signale vom Empfänger Rl können nicht an die Leiter 12 gelangen.
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Am Ende des Impulses H wird die negative Vorspannung an der Sammelleitung 65 wieder wirksam und verursacht durch das Fanggitter der Röhre 74a ein Absinken des Stromes im Anodenkreis dieser Röhre.
Die Anodenspannung steigt damit an und dieses Ansteigen wird über den Kondensator 77 an das Steuer- gitter der Röhre 74a gelegt. In dem Masse, wie das Steuergitter dieser Röhre positiver wird, steigt der
Kathodenstrom an und dieser Strom fliesst über den Schirmgitterkreis, wodurch die Schirmgitterspannung absinkt. Infolge des Absinkens der Schirmgitterspannung an der Röhre 74a wird der Schalter S wieder ver- anlasst, den Empfänger Rl anzuschliessen und den Empfänger R2 abzutrennen, u. zw. in der folgenden
Weise.
Das Absinken der Spannung am Schirmgitter der Röhre 74a und das Anlegen dieser Potentialänderung an das Steuergitter der Röhre in der Phasenumkehrstufe 78 verursacht, dass die Anodenspannung der Um- kehrröhre ansteigt und die Kathodenspannung absinkt. Dadurch wird das Fanggitter der Schaltröhre 61 po- sitiv und diese Röhre wird wieder leitend. Das Fanggitter der Schaltröhre 60, welches an den Kathoden- kreis der Umkehrröhre angeschlossen ist, wird weniger positiv. Die negative Vorspannung von der Sam- melleitung 65 wird wieder wirksam und verursacht das Nichtleitendwerden der Röhre 60.
Der erste Empfänger Rl bleibt so lange über die Stufe 61 an die Leiter 12 angeschlossen, bis ein
Signal vom Empfänger Rl, von einem akustischen Impuls herrührend, in den an der Erdoberfläche befind- lichen Geräten einen neuen Impuls H erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Empfänger Rl und R2 wieder umgeschaltet, d. h. der Empfänger Rl wird von den Leitern 12 getrennt, während der Empfänger R2 an diese wieder angeschlossen wird.
Die Zeitspanne, über welche der Empfänger R2 angeschlossen bleibt, ist in erster Linie durch die
Zeit gegeben, die ein akustischer Impuls braucht, um vom ersten Empfänger zum zweiten Empfänger durch Gesteinsschichten, in welchen der Schall die niedrigst-mögliche Geschwindigkeit erreicht, zugelangen. Wenn die beiden Empfänger also etwa 1, 8 m voneinander entfernt sind und die niedrigste Geschwindigkeit, das ist jene, die der Schall in der Bohrlochflüssigkeit erreicht, mit 1500 m/sec angegeben wird, so muss der zweite Empfänger etwa 1, 2 Millisekunden angeschlossen bleiben. Tatsächlich kann aber der zweite Empfänger auch langer angeschlossen bleiben, z. B. zwei oder drei Millisekunden oder noch länger in Abhängigkeitvon andern Faktoren, etwa der Impulsfolgefrequenz des Senders.
Die neuerliche Umschaltung, d. h. die Wiederanschaltung des Empfängers Rl, wird vor der Erzeugung des nächsten akustischen Impulses durchgeführt werden.
Zur Spannungsversorgung der Bohrlocheinheit ist ein Gleichrichter 90 vorgesehen, der über einen Transformator 91 mit Wechselstrom gespeist wird. Der Transformator ist über Leitungen 92a mit dem Netz 92 verbunden (Fig. 3A). Der Gleichrichter liefert sowohl die erforderlichen Anodenspannungen als auch die Gittervorspannungen für die Stufen in der Bohrlocheinheit. Die positive Spannung wird an die Sammelleitung 63 gelegt, welche an die Kathoden der Gleichrichterröhre 90a angeschlossen ist. Die negative Spannung wird an einer Hälfte der Sekundärwicklung des Transformators 91 über den Spannungsteilerwiderstand 95, die Gleichrichter 94 sowie den Vorwiderstand 93 gewonnen und wird über die Sammelleitung 65 den Verbrauchern zugeführt.
Der Sender T (Fig. l) kann von einer der bekannten Typen sein, z. B. ein mit einem piezoelektrischen Kristall versehener Wandler, wie er in der österr. Patentschrift Nr. 190693 beschrieben ist. Es kann aber auch eine Type mit einem schwingenden Anker oder eine solche, die das Prinzip der Magnetostriktion verwendet, sein. Die letzteren sind dafür bekannt, dass sie akustische Impulse sehr hoher Energie liefern. Die Impulsfolgefrequenz der akustischen Impulse kann innerhalb entsprechender Grenzen verändert werden. Einer der Faktoren, welche die Impulsfolgefrequenz bestimmen, ist die Zeitspanne, innerhalb welcher die akustischen Impulse so weit abgeschwächt worden (abgeklungen) sind, dass die Empfänger auf sie nicht mehr ansprechen. Eine Impulsfolgefrequenz von 15 Impulsen pro Sekunde hat sich als gut brauchbar erwiesen.
Mit einer solchen Impulsfolgefrequenz ergibt sich ein Intervall von 67 Millisekunden zwischen je zwei Impulsen, welches mehr als hinreichend ist für die natürliche Abschwächung (das Abklingen) der akustischen Energie. Unter entsprechenden Bedingungen kann die Impulsfolgefrequenz oft bis auf 50 und mehr Impulse pro Sekunde erhöht werden.
Nachdem nun die Art und Weise, in welcher die Empfänger Rl und R2 an das Kabel 11 angeschlossen bzw. von diesem getrennt werden, um die Querspeisung zu verhindern, beschrieben worden ist, soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B die Schaltung der an der Erdoberfläche befindlichen Messgeräte erläutert werden. Hiezu sei wiederholt, dass bei der an Hand der Fig. l beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der Synchronisierimpuls A in jenem Augenblick erzeugt wird, in welchem der Sender T einen akustischen Impuls herstellt, und dass dieser Synchronisierimpuls dazu verwendet wird, um das Schaltgerät 18 für den ersten Empfänger leitend zu machen nach einer Zeitspanne, die gross genug
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ist, dass eine Querspeisung des Synchronisierimpulses auf die richtiggehende Messung keinen Einfluss mehr haben kann.
Der Synchronisierimpuls A wird über die Leitungen 20 nach oben zur Primärwicklung eines Eingangstransformators 100 geleitet. Die Polarität des Synchronisierimpulses kann durch entsprechenden Anschluss des Transformators gewählt werden. Vorteilhaft wird ein negativer Impuls an den Eingang eines Synchro- nisier-Verstärkers 101 gelegt, u. zw. über ein Potentiometer 102 und einen Kopplungskondensator 103.
Der Synchronisier-Verstärker 101 enthält zwei Stufen 104 und 105, deren Kathoden über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 101a an Masse gelegt sind. Ein negativer Impuls am Eingang dieses Verstärkers ergibt sohin an der Anode der Stufe 105 einen negativen Ausgangsimpuls. Der Anodenkreis der Stufe 105 ist über einen Kopplungskondensator 107 und eine Diode 108, zu welcher ein hochohmiger Widerstand 109 parallel liegt, mit der Anode einer Pentode 106 verbunden, welche mit entsprechenden Schaltelementen den Schutzschalter 33 bildet.
Das Leitendwerden des Schaltgerätes 18 und die Länge der Zeitspanne, innerhalb welcher dieses Gerät leitend ist, wird durch den Schutzschalter 33 bestimmt, welcher beispielsweise ein Impulsgenerator, etwa ein Multivibrator, sein kann. In Fig. 3A ist jedoch ein schirmgittergekoppeltes Phantastron mit der Röhre 106 gezeigt. Die Dauer eines Steuerimpulses, der vom Schutzschalter bei der Ankunft eines Synchronisierimpulses A erzeugt wird, bestimmt die Zeitspanne, während welcher das Schaltgerät 18 leitend bleibt. Die Zeitspanne, die zwischen der Erzeugung des Synchronisierimpulses A und dem Leitendwerden des Schaltgerätes 18 verstreicht, wird durch ein Verzögerungsnetzwerk 111 bestimmt.
Bei den schirmgittergekoppelten Phantastrons wird der Ausgangsimpuls im Schirmgitterkreis erzeugt, u. zw. durch die Ankunft eines einzigen Steuerimpulses von sehr kurzer Dauer. Die Dauer des Ausgangsimpulses am Schirmgitter kann mit Hilfe verschiedener Faktoren im Phantastronkreis festgelegt werden, beispielsweise durch eine bestimmte Grösse des Kondensators 110. Das Phantastron wird infolge seiner li- nearen Charakteristik bevorzugt zur Herstellung von ihrer Dauer nach genau bestimmten Impulsen verwendet. Die Wirkungsweise eines schirmgittergekoppelten Phantastrons ist an sich bekannt : genauere Angaben sind in dem bereits genannten Buche" Wave Forms" Seite 197 u. f. enthalten.
Wenn der Schutzschalter (das Phantastron) durch das Anlegen eines negativen Impulses an seine Anode über die Diode 108 einmal angestossen ist, so sinkt die Anodenspannung immer weiter ab. Damit wird die Spannungsdifferenz der Anode der Diode 108 geringer gegenüber ihrer Kathode. Dadurch sperrt die Diode den Signalkanal und verhindert, dass weitere negative Impulse an das Phantastron gelangen können, bevor dieses seine volle Periode vollendet hat.
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sogenannten Integrator-Type und enthält einen Kondensator 112. Der Impuls A ist nunmehr in die Form B umgewandelt. Dieser Impuls B wird dem Gitter eines Begrenzers 34 zugeführt, welcher einen praktisch rechteckigen Impuls C erzeugt, der das Schaltgerät 18 für den ersten Empfänger leitend macht, nachdem das Signal D1 bereits hinreichend abgeschwächt ist und für eine so lange Zeitspanne, als der Impuls C dauert.
Die Zeitspanne, für welche das Schaltgerät 18 für den ersten Empfänger leitend ist-und damit die Dauer des Impulses C - hängen in erster Linie von der Zeit ab, welche ein akustischer Impuls braucht, um vom Sender T zum ersten Empfänger Rl durch Gesteinsschichten zu gelangen, in welchen der Schall die geringstmögliche Geschwindigkeit erreicht. Wenn der erste Empfänger R1 vom Sender etwa 1, 8 m entfernt ist und die geringstmögliche Geschwindigkeit mit rund 1500 m/sec angenommen wird, so muss das Schaltgerät für den ersten Empfänger mindestens 1, 2 Millisekunden leitend bleiben. Es kann aber auch beispielsweise drei oder mehr Millisekunden leitend bleiben.
Auch wenn das Schaltgerät für den ersten Empfänger noch leitend ist, wenn der zweite Empfänger ein elektrisches Signal erzeugt, so wird damit der richtigen Funktion des Systems kein Abbruch getan. Ein solches vom zweiten Empfänger erzeugtes Signal, welches über das Schaltgerät 18 geführt wird, könnte ohne weiteres als zum Anstossen des Hauptschaltgerätes 16 hinreichend angesehen werden. Das Hauptschaltgerät 16 ist aber mit einer Kanalsperre versehen, welche das Hauptschaltgerät vom Schaltgerät für den ersten Empfänger trennt, sowie das Hauptschaltgerät durch die Flanke eines elektrischen Signals vom ersten Empfänger angestossen worden ist.
Das Schaltgerät 18, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, bildet einen elektronischen Schalter und
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Anode dieser Triode ist mit der Kathode der Triode 115 verbunden, welche normalerweise leitend ist. Die leitende Triode 115 stellt mit dem Widerstand 116 einen Weg geringen Widerstandes für den zur
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Klemme B+ fliessenden Anodenstrom der Röhre 113. Zu Beginn des Vorganges ist auch die Triode 113 lei- tend und bildet einen parallel zum Potentiometer liegenden Weg geringen Widerstandes, welcher das
Entstehen eines Spannungsabfalles am Potentiometer 114 infolge eines vom ersten Empfänger über den
Kanal 25 zugeführten Signals verhindert.
Das Schaltgerät 18 wird leitend, wenn der negative Impuls C über den Kondensator 117 an das Gitter der Triode 115 gelangt, damit die Triode sperrt und die Spannung an der Anode der als Diode geschalteten Triode 113 herabsetzt. Die Triode 113 ist damit gesperrt, wo- durch sich am Potentiometer 114 ein Spannungsabfall infolge der vom Empfänger R1 über den Kanal 25 gelieferten Signale ausbilden kann.
Der Kanal 26 ist nun für den Durchgang von Signalen des ersten Empfängers über das Schaltgerät 18 zum Hauptschaltgerät 16 offen. Nachdem nun das Hauptschaltgerät 16 leitend geworden ist, kann das bei der Ankunft des akustischen Impulses am Empfänger R1 erzeugte elektrische Signal der Primärwicklung des Eingangstransformators 22 und von dort über das Potentiometer 120 dem Eingang eines zweistufigen
Verstärkers 23 zugeführt werden, welcher die Triodenstufe 23a und die Pentodenstufe 23b umfasst. Die
Anode der Pentode 23b ist mit der Primärwicklung eines Transformators 121 verbunden, dessen Sekun- därwicklung an den Vollweggleichrichter 24 angeschlossen ist.
Der Gleichrichter 24 besitzt zwei Dio- den 122 und 123, welche einerseits eine gemeinsame Verbindung mit dem Punkt 124 haben und ander- seits mit den beiden Enden der Sekundärwicklung des Transformators 121 verbunden sind. Die Sekundär- wicklung ist in ihrer Mitte angezapft und diese Anzapfung ist geerdet. Die beiden vereinigten Anschlüsse der Dioden 122 und 123 sind über den Widerstand 125 ebenfalls geerdet. Die Spannung des gleichgerichteten Signals E2 baut sich am Widerstand 125 auf und wird über den Kanal 25, das Schaltgerät 18 und den Kanal 26 dem Eingang des Verstärkers 130 (Fig. 3B) zugeführt.
Wie später noch erklärt werden wird, kann das Hauptschaltgerät 16 so eingerichtet sein, dass es entweder auf positive oder auf negative Impulse anspricht. Im gezeigten Beispiel ist es so geschaltet, dass es nur auf negative Impulse anspricht. Im folgenden soll nun unter Bezugnahme auf die bisherigen Erklärungen erläutert werden, wie der Vollweggleichrichter arbeitet, um die Entstehung von Irrtümern infolge der Erzeugung von Signalen durch die beiden Empfänger Rl und R2 mit ursprünglich geringer Amplitude auf ein Mindestmass herabzusetzen. Wie schon erklärt worden ist, haben die Signale, die von den Empfängern R1 und R2 geliefert werden, den Charakter von Schwingungen.
Diese Signale, beispielsweise das Signal D2 gemäss Fig. 2, hat an seinem Beginn eine Auslenkung geringer Amplitude in einer Richtung, u. zw. den in Fig. 2 mit a bezeichneten Impuls. Dieser ist gefolgt von einer Auslenkung mit wesentlich grösserer Amplitude in entgegengesetzter Richtung bzw. von entgegengesetzter Polarität, in Fig. 2 mit b bezeichnet. Der Impuls a ist als negativer Impuls und der Impuls b ist als positiver Impuls dargestellt.
Es ist nun klar, dass, im Falle das Hauptschaltgerät nur auf negative Impulse anspricht und dieser erste negative Impuls eine zu geringe Amplitude hat, die Möglichkeit entsteht, dass dieser Impuls das Hauptschaltgerät 16 nicht zum Ansprechen bringen kann und dadurch eine Verzögerung des Ansprechens des Hauptschaltgerätes um die Dauer einer vollen Schwingung des Signals vom ersten Empfänger eintreten kann, wobei das Hauptschaltgerät erst durch den nächsten negativen Impuls c angestossen wird. Diese Fehlermöglichkeit wird durch die Anordnung des Vollweggleichrichters 24 vermieden, welcher das Signal D2 in ein Signal E2 umwandelt, wie in Fig. 2 ersichtlich.
Ist nun das erste negative Signal a zu schwach, um das Hauptschaltgerät anzustossen, so ist das nächste negative Signal b', welches durch Umwandeln des positiven Signals b durch den Gleichrichter entstanden ist, jedenfalls kräftig genug, um das Hauptschaltgerät 16 zu erregen. Der Fehler in der Messung wird auf diese Weise auf die Hälfte des sonst auftretenden Wertes verringert.
Ein solches System mag durchaus zufriedenstellend sein, wenn das Hauptschaltgerät auf ein Signal b' von gegenüber dem Signal a etwas grösserer Amplitude anspricht. Wenn aber eine besonders hohe Genauigkeit gewünscht wird, so wird der Schalter 122a (Fig. 3A) geöffnet, wodurch der Gleichrichter 122 von der Schaltung getrennt wird, wobei sich eine wesentlich andere Wirkungsweise ergibt.
Ist dieser Schalter nun in seine offene Stellung gebracht, so wird die Schaltung polaritäts-selektiv.
Das Hauptschaltgerät soll weiterhin als nur auf negative Impulse ansprechend angenommen werden. Durch die Abtrennung des Gleichrichters 122 werden die negativen Signale a, c und e ausgeschaltet und können am Widerstand 125 keinen Spannungsabfall mehr erzeugen. Die einzigen über den Gleichrichter 24, den Kanal 26 und den Verstärker 130 zum Hauptschaltgerät 16 gelangenden Signale sind nunmehr die negativen Impulse b'und d'gemäss der Darstellung in Fig. 2, welche Impulse b'und d'den positiven Impulsen b und d entsprechen. Ist der Impuls b seiner Amplitude nach grösser als der Impuls a, so wird das Hauptschaltgerät 16 immer mit der Ankunft des Impulses b angestossen werden, womit die vorhin angeführte Ungenauigkeit der Messung ausgeschlossen wird.
In der gleichen Weise werden die positiven Halb-
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wellen des vom Empfänger R2 erzeugten Signals über den Gleichrichter 24, das Schaltgerät 19 für den zweiten Empfänger, den Kanal 38 und den Verstärker 35 zum Sperroszillator 36 geführt (Fig. 3B).
Das Wesen der eben beschriebenen Arbeitsweise - mit geöffnetem Schalter 122a - wird durch eine
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Bohrloch hindurchgeht, durch die Laufzeit des akustischen Impulses durch die Gesteinsschichten vom Augenblick der Erzeugung des Impulses bis zum Zeitpunkt der Ankunft dieses Impulses beim Empfänger bestimmt. Wenn Wert auf eine genaue Zeitmessung gelegt wird, ist es beim Einempfängersystem wichtig, dass die sich gleichförmig ändernde Spannung genau in jenem Augenblick, in welchem der akustische Impuls erzeugt wird, ihren Anfang nimmt. Von gleicher Wichtigkeit ist es, dass die Messung des Augenblickswertes der sich gleichförmig ändernden Spannung genau in jenem Augenblick erfolgt, in welchem der akustische Impuls beim Empfänger ankommt.
Die hiebei auftretende Schwierigkeit ist darin gelegen, dass die Anfangsenergie des beim Empfänger ankommenden Impulses sehr gering ist und sein Fmpfang Anlass zu den bereits dargelegten Unzukömmlichkeiten gibt ; diese Unzulänglichkeiten können Fehler ergeben, deren Grösse der Dauer einer Periode des elektrischen Signals, welches dem akustischen Impuls entspricht, gleich ist.
Durch die Ausschaltung jener Halbwellen, deren Polarität jener der ersten ankommenden Halbwelle mit geringer Amplitude entspricht, beispielsweise der negativen Halbwellen durch das Öffnen des Schalters 122a, werden lediglich die positiven Halbwellen über den Gleichrichter 123 geleitet und erscheinen als Halbwellen b'und d'am Widerstand 125. Der Auswahlvorgang hinsichtlich der Polarität zur Unterdrückung der ersten ankommenden Halbwelle mit geringer Amplitude gibt keinerlei Anlass für das Auftreten von Fehlern beim Zweiempfängersystem, da bei diesem die Laufzeit des Impulses durch die das Bohrloch umgebenden Gesteinsformationen lediglich durch die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten der Ankunft des akustischen Impulses bei den beiden Empfängern bestimmt ist.
Wie bereits früher erläutert worden ist, ergibt sich diese Zeitspanne durch die Subtraktion der gesamten Laufzeit des akustischen Impulses vom Sender zum ersten Empfänger von der gesamten Laufzeit des Impulses vom Sender zum zweiten Empfänger. Bei dieser Subtraktion fällt die Laufzeit des Impulses durch die Flüssigkeit vom Sender zur Bohrlochwand und die Laufzeit von der Bohrlochwand zu den beiden Empfängernheraus, so dass lediglich die Laufzeit des akustischen Impulses durch die Gesteinsformation von einem dem ersten Empfänger entsprechenden Punkt zu einem dem zweiten Empfänger entsprechenden Punkte übrigbleibt.
Weiter ist hervorzuheben, dass der Impuls, welcher vom Sender T erzeugt und vom Sender R1 a ufgenommell wird, derselbe Impuls ist, der vom Empfänger R2 empfangen wird, und dasbedeutet, dass die Dauer der ersten Halbwelle a (Fig. 2) beidenbeiden Emp- fängernRI und R2 völlig gleichist. DurchdieAusschaltung der ersten negativen Halbwelle a wird in das Sy-
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sowohl das Hauptschaltgerät 16 als auch den Sperroszillator 36 anzustossen, keinerlei Fehler eingeführt.
InFig. 3B ist gezeigt, dass der Anodenkreis der Verstärkerröhre 130 über den Kopplungskondensator 131 an den Eingang eines zweiten Verstärkers 132 gelegt ist, dessen Ausgangssignal, von der gleichen Polarität wie das Signal E2, über die Diode 133, zu welcher der hochohmige Widerstand 134 parallel liegt, an das Hauptschaltgerät 16 gelangt.
Die Diode 133 ist so geschaltet, dass sie nur negative Impulse hindurchlässt, die vom Verstärker 132 kommen, und arbeitet in der gleichen Weise wie die Diode 108 (Fig. 3A) ; sie führt eine Trennung des Hauptschaltgerätes 16 vom Verstärker 27 durch, um zu verhindern, dass weitere negative Signale von diesem Verstärker die Tätigkeit des Hauptschaltgerätes stören, nachdem dieses einmal angestossen worden ist.
Das Hauptschaltgerät ist vorzugsweise ein einseitig stabiler Multivibrator der kathodengekoppelten Type. Es ist mit Trioden 135 und 136 bestückt, deren Kathoden über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 137 an Erde gelegt sind. Während einer Anfangsperiode, welche als die Zeitdauer, in welcher die normalen Arbeitsbedingungen herrschen, anzusehen ist, ist die Triode 135 leitend und die Triode 136 ist gesperrt. Sowie ein negativer Impuls die Triode 135 erreicht, wird die Triode 135 gesperrt und der dadurch verringerte Kathodenstrom über den Widerstand 137 bewirkt das Leitendwerden der Triode 136.
Die Anodenspannung der Röhre 136 fällt rasch ab und erzeugt damit einen negativen Impuls, welcher über den Kondensator 138 an den Eingang der Triode gelegt wird, welch letztere einen Teil desMessspannungs- generators 17, welcher die sich gleichförmig ändernde Spannung erzeugt, bildet.
Der Messspannungsgenerator, welcher seinerseits einen Teil der Zeitmesseinrichtung bildet, stellt einen Generator jener Art dar, die eine Spannung erzeugen, die ohne Wechsel ihres Vorzeichens ihren Wert, von einem Anfangswert ausgehend, ändern, u. zw. als Folge der Ankunft eines Auslöseimpulses.
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Im vorliegenden Falle ergibt sich die in Fig. 2 ersichtliche, mit F bezeichnete Form der Spannungsänderung, die vom Wert Null ausgeht. Wird hiefür ein Sägezahngenerator angewendet, so sei festgestellt, dass dieser einen Zug oder eine Folge von gleichen Impulsen in gleichen Abständen erzeugt. Bei dieser Anordnung beginnt die Erzeugung der Impulse mit der Ankunft der akustischen Energie beim ersten Empfänger R1 und hört mit der Ankunft der gleichen akustischen Energie beim zweiten Empfänger R2 auf ; die
Anzahl der inzwischen erzeugten Impulse ist ein Mass für die Laufzeit der akustischen Impulse zwischen den beiden Empfängern.
Der dargestellte Messspannungsgenerator ist von jener Type, welche Spannungen mit völlig linearem Verlauf erzeugen und ist mit einem Kompensationsnetzwerk versehen. Eine genauere Beschreibung solcher Generatoren ist in dem bereits mehrmals genannten Buche" Wave Forms" auf Seite 277, Fig. 7, 33, gegeben. Die Spannung zwischen dem Punkt 140 und Masse (B-) ändert sich nach einer linearen Funktion, nachdem ein Steuerimpuls vom Hauptschaltgerät 16 an das Steuergitter der Triode 139 gelangt ist. Die Ankunft dieses Steuerimpulses fällt mit dem Zeitpunkt to zusammen, in welchem die Anstiegsflanke bzw. die erste wirksame Halbwelle des Impulses D2 liegt, welcher bei der Ankunft der akustischen Energie beim Empfänger R1 erzeugt worden ist.
Die linear ansteigende Spannung vom Punkt 140 wird im Zeitpunkt tl, in jenem also, in welchem der Flankenanstieg bzw. die erste wirksame Halbwelle des Impulses D3 liegt, der vom zweiten Empfänger erzeugt worden ist, über den Leiter 141 und den Schalter 37 an den Messkondensator 14 gelegt, wie dies noch genauer beschrieben werden wird.
DasHauptschaltgerät erzeugt zusätzlich zum negativen Impuls zur Steuerung des Generators 17 einen positiven Steuerimpuls G zur Steuerung des Schalters S in der Bohrlocheinheit, wodurch die Empfänger R1 und R2 abwechselnd an das Kabel angeschlossen werden und wodurch das Schaltgerät 19 für den zweiten Empfänger geöffnet wird.
Zur Steuerung des Schalters S wird der positive Impuls G über den Leiter 142 an den Eingang der Kathodenfolgeschaltung 28 (Fig. 3A) gebracht. Das damit verbundene Ansteigen der Leitfähigkeit der Ka- thodenfolgeschaltung ergibt einen Steuerimpuls am Kathodenwiderstand 143, welcher an die Bohrlocheinheit über den Kanal 29 und einen Phasenschieberkreis, welcher die Primärwicklung des Transformators 22 und die Leiter 12 umfasst, geleitet wird. Der Steuerimpuls G wird für eine bestimmte Dauer durch eine Schaltung, die den Kondensator 144 einschliesst, zu den bereits erläuterten Zwecken verzögert.
Im Hinblick auf ein weiteres Merkmal der Erfindung wird die Kapazität 144, welche die Verzögerung des Impulses G verursacht, durch die Kapazität des Kabels 11 dargestellt. Die Im Handel erhältlichen Kabel besitzen eine Kapazität, welche eine Verzögerung von 35 Mikrosekunden für eine Kabellänge von je 300 m ergibt. Wenn das Kabel allein eine zu geringe Verzögerung ergibt, so kann die Kapazität dadurch entsprechend vergrössert werden, dass ein Kondensator 145 mittels des Schalters 146 zur Kapazität 144 des Kabels parallelgeschaltet wird.
Zum Leitendmachen des Schaltgerätes 19 für den zweiten Empfänger wird der Steuerimpuls G über den Leiter 147 an den Eingang eines Umkehrverstärkers 148 gebracht. Am Eingang dieses Verstärkers ist ein Verzögerungsnetzwerk 149 vorgesehen. Der positive Impuls, welcher an den Eingang des Verstärkers 148 gelangt, verursacht ein Ansteigen des Stromes durch dessen Röhre und damit einen rapiden Spannungsabfall der Spannung an dessen Anode. Hiedurch entsteht ein negativer Impuls I (Fig. 2), welcher über den Kanal 31 das Leitendwerden des Schaltgerätes 19 verursacht.
Die Verzögerung, welche mit Hilfe des Netzwerkes 149 erzielt wird, kann so eingestellt werden, dass sie mit der durch die Kapazität 144 erreichten Verzögerung zusammenfällt, so dass der zweite Empfänger angeschlossen werden kann, bevor das Steuergerät 19-für den zweiten Empfänger leitend wird.
Das Steuergerät 19 für den zweiten Empfänger ist gleich jenem für den ersten Empfänger aufgebaut.
Bei normalen Arbeitsbedingungen für die als Diode geschaltete Triode 150 schliesst diese das Potentiometer 151 kurz. Durch die Ankunft des negativen Steuerimpulses I am Eingang der Triode 152 wird diese gesperrt und damit ergibt sich auch eine Sperrung der als Diode geschalteten Triode 150. Nunmehr kann das vom Empfänger R2 kommende, gleichgerichtete Signal E3 am Potentiometer 151 einen Spannungsabfall aufbauen, welcher seiner Grösse nach dem Signal E3 entspricht. Die am Widerstand 151 liegende Spannung wird über den Kanal 38 dem Verstärker 35 zugeführt, um die Messung des Augenblickswertes der sich monoton ändernden Spannung F, die vom Punkt 140 des Generators17 herkommt, zu veranlassen.
Der Verstärker 35 steuert den Sperroszillator 36. Der Anodenkreis des Sperroszillators 36 umfasst einen Transformator mit der Primärwicklung 154 und drei Sekundärwicklungen 155a, 155b und 155c. Die erste Sekundärwicklung 155a bildet einen Rückkopplungsweg zur Steuerung des Sperroszillators, so dass dessen Ausgangsspannung einen Impuls J mit der Form einer vollen Schwingung (Fig. 2) bildet. Die durch
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strichlierte Linien 156a und 156b angedeutete magnetische Kopplung zu den Wicklungen 155b und 155c hebt das Potential der Steuergitter der Trioden 157 und 158 kurzzeitig an. Diese beiden Trioden sind in
Serie geschaltet und bilden zusammen den Schalter oder Schalt-Gleichrichter 37.
Die Trioden, die nor- malerweise durch entsprechende Vorspannung nichtleitend sind, werden durch das Anheben des Potentials ihrer Steuergitter kurzzeitig leitend gemacht, u. zw. im Augenblick der Erzeugung des Impulses J durch den Sperroszillator.
Der Schalter 37 ist in Serie geschaltet mit dem Kondensator 14. Im Augenblick des Leitendwerdens des Schalters 37 kann Strom zum Kondensator 14 oder von diesem weg fliessen, in Abhängigkeit davon, ob die Spannung an der Anode der Triode 139, entsprechend dem Punkt 140, grösser oder kleiner ist als die jeweils am Kondensator 14 vorhandene Spannung. Das schreibende Messgerät 13 ist an den Kondensator 14 über eine Treiberstufe, die mit einer Triode 159 versehen ist und hohe Impedanz aufweist, angeschlossen. Die Spannung zwischen den beiden Belägen des Kondensators-sein Ladungszustand-wird also lediglich durch den über den Schalter 37 fliessenden Strom verändert.
Dadurch, dass die akustischen Im- pulse immer wieder von neuem erzeugt werden und die sich monoton ändernde Spannung F wiederholt wird, so kann die Ladung des Kondensators 14 solang als konstant angesehen werden, als die Laufzeit des akustischen Impulses zwischen den beiden Empfängern R1 und R2 sich nicht ändert. Die Ladung des Kondensators 14 wird sich nur dann ändern, wenn eine Änderung in der Laufzeit des akustischen Impulses zwischen den beiden Empfängern eintritt. Eine genauere Beschreibung eines solchen Messgerätes, das mit einem Sägezahngenerator, einem Sperroszillator und einem Schalter (elektronisch gesteuerter Gleichrichter) ausgestattet ist, ist in der österr. Patentschrift Nr. 190693 gegeben.
Es ist klar, dass verschiedene Abänderungen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass das Wesen der Erfindung dabei geändert zu werden braucht. Beispielsweise ist es möglich, dass während der Aufnahme eines Geschwindigkeits-Diagramms im Bohrloch Fremdgeräusche auftreten, welche die elektrischen Signale, die von den Empfängern R1 und R2 erzeugt werden, verschleiern oder unwirksam machen. Solche Fremdsignale können in das Messsystem eingeführt werden und ergeben ungenaue oder zweideutige Aufnahmen der akustischen Eigenschaften der Gesteinsschichten, durch welche das Bohrloch führt. Üblicherweise ändern diese Fremdgeräusche bzw. Fremdsignale dauernd ihre Eigenschaften. Aus den verschiedensten Gründen kann sich ein Pendeln und Anschlagen der Bohrlocheinheit an die Wände des Bohrloches ergeben.
Demnach ist es wünschenswert, eine derartige Untersuchungseinrichtung mit Vorkehrungen zu versehen, welche das Vorhandensein von Fremdgeräuschen bzw. Fremdspannungen anzeigen und die Messgeräte unempfindlich machen für alle Fremdspannungen während der Dauer derselben. Bei der Einrichtung gemäss der Erfindung ist eine solche Vorkehrung durch nur geringe Änderungen der Schaltung getroffen worden. Eine Ausführungsform der Erfindung, welche mit einem solchen Fremdspannungsanzeiger ausgerüstet ist, ist in der Fig. 5 gezeigt.
In jenem kurzen Zeitraum, welcher der Anschaltung des zweiten Empfängers R2 an die an der Erdoberfläche befindlichen Geräte folgt, werden alle Fremdgeräusche, die im Bohrloch auftreten, im Ausgang dieses Empfängers als Signalspannungen erscheinen. Vom Vollweggleichrichter 24 werden alle Geräuschspannungen über einenFremdspannungsschalter 160 einem Kondensator 161 zugeführt. Die am Kondensator 161 liegende Spannung ist negativ gegenüber Masse und sperrt einen zugehörigen Stromkreis 162. Diese Massnahme verhindert den Steuerimpuls, welcher vom Hauptschaltgerät auf die Ankunft des Signals vom ersten Empfänger her erzeugt worden ist, einen Multivibrator 163 anzustossen, welcher beim Fehlen von Fremdspannungen einen Steuerimpuls zum Leitendmachen des Schaltgerätes 19 für den zweiten Emp- fänger erzeugt.
Wenn also Fremdspannungen vorhanden sind, wird das Schaltgerät 19 für den zweiten Empfänger nicht leitend gemacht.
Im folgenden wird eine genauere Erläuterung eines solchen fremdspannungs-beeinflussten Steuergerätes gegeben.
Es sei wiederholt, dass das Hauptschaltgerät 16 vom Signal E2 (Fig. 2) getastet wird, weichessignal den Ausgang des ersten Empfängers R1 darstellt. Der Ausgang der ersten Röhre 135 im Hauptschaltgerät 16 ist über die Leitung 147 an den Verzögerungskreis 149 angeschlossen ; der Ausgang dieses Verzögerungskreises ist über eine Leitung 164 an das Steuergitter der Triode 148 gelegt. Die Kathode dieser Röhre ist unmittelbar mit Masse verbunden.
Das Gitter der Triode 148 ist über einen Widerstand 165 an eine negative Vorspannung gelegt, durch welche die Röhre normalerweise gesperrt wird. Die Anode der Röhre 148 ist über einen Ladewiderstand 166 an die positive Spannung führende Sammelleitung 167 angeschlossen. Im Anschluss an den plötzlichen Spannungsanstieg am Netzwerk 149 gelangt der Impuls G an das Gitter der Röhre 148 und macht diese auf eine Zeitspanne, wie sie vom Verzögerungsnetzwèrk bestimmt wird, leitend.
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Die Anode der Röhre 148 ist über einen Kondensator 168a und über eine Diode 168 mit dem Steuergitter der ersten Röhre eines Multivibrators 169 verbunden. Der Diode 168 ist ein hochohmiger Widerstand 170 parallelgeschaltet. Die Anode der Diode 168 ist an den Eingang des Multivibrators 169 angeschlossen. Das Gitter der Triode 171 und die Anode der Diode 168 sind über einen Regelwiderstand 172 an die positive Spannung führende Sammelleitung 167 gelegt. Der negative Impuls an der Anode der Röhre 148 wird über die Diode 168 geleitet und stösst den Multivibrator 169 an und dieser erzeugt einen positiven Rechteckimpuls an der Anode der Röhre 171. Dieser Rechteckimpuls gelangt über den Widerstand
173 und den Kondensator 174 an das Gitter der Begrenzerstufe 175. Durch Verändern des Widerstandes 172 kann die Dauer des Impulses gewählt werden.
Der Beobachter kann zum Zwecke der Überprüfung durch entsprechende Bedienung dieser Einrichtung die Dauer der Zeitspanne auswählen, innerhalb welcher das System auf die Fremdspannungen anspricht.
Die Ausgangsspannung der Begrenzerstufe 175 ist ein negativer Rechteckimpuls. Dieser wird von der Anode der Begrenzerstufe 175 über die Leitung 176, den Widerstand 177 und den Kondensator 178 dem Eingang des Fremdspannungsschalters 160 zugeführt. Hiezu ist der Kondensator 178 an das Steuergitter der Triode 179 angeschlossen, deren Anode über den Widerstand 180 an die Sammelleitung 167 und deren Kathode an die Anode einer zweiten Triode 181 gelegt ist. Die Kathode der zweiten Triode 181 ist an Masse gelegt.
Das Steuergitter der Röhre ist unmittelbar mit deren Anode verbunden, so dass diese Röhre als Diode wirkt. Die Sammelleitung 167 steht über den Widerstand 182 in Verbindung mit dem Steuergitter der Röhre 179. Die Verbindung zwischen der Anode der Röhre 181 und der Kathode der Röhre 179 ist über einen Widerstand 183 an das Fanggitter einer Pentode 184 gelegt, welche im Koinzidenz-Kreis 162 liegt.
Das Fanggitter der Röhre 184 ist über einen Kondensator 161 mit Masse verbunden.
Normalerweise ist die Triode 179 leitend, wobei die Röhre 181 keinen oder nur einen geringen Widerstand aufweist und auf diese Weise den Weg für den Steuerimpuls kurzschliesst. Der Weg für den Steuerimpuls geht zum Transformator 121 und über dessen mittelangezapfte Sekundärwicklung an Masse.
Zwei Gleichrichter 122 und 123 sind an die Enden der Sekundärwicklung dieses Transformators angeschlossen. Die andem Anschlüsse der Gleichrichter sind miteinander verbunden und über den Widerstand 125a an Masse gelegt. Ein veränderlicher Abgriff 125b an diesem Widerstand bildet einen weiteren Teil des Weges für den Steuerimpuls und ist über den Leiter 185 und den Kondensator 186 an die Verbindung zwischen den beiden Röhren 179 und 181 gelegt. Wenn die Röhre 179 leitend ist, so wird das Fanggitter der Röhre 184 über die Röhre 181 an Massepotential gelegt. Wenn ein Signal von der Begrenzerstufe 175 an das Gitter der Röhre 179 gelangt, so wird diese gesperrt und die Röhre 181 bildet einen hohen Widerstand, wodurch die Übertragung von Signalen vom Abgriff 125b zum Fanggitter der Röhre 184 möglich ist.
Dieses gleichgerichtete und negative Signal ladet den Kondensator 161 negativ auf.
Es ist festzuhalten, dass das Steuergitter der Pentode 184 über die Leitung 187 an eine negative Spannung gelegt ist, wodurch die Röhre gesperrt wird. Beim Fehlen von Fremdspannungen innerhalb einerbestimmten Zeitspanne hat das Fanggitter der Röhre 184 keine Vorspannung mehr, so dass der Koinzidenzkreis 162 auf einen positiven Impuls, welcher über den Kondensator 188 an das Gitter der Röhre 184 gelangt, leitend wird. Der daraufhin an der Anode der Röhre 184 entstehende positive Impuls wird über die Diode 189 dem Multivibrator 163 zugeführt. Die Schaltung mit der Diode 189 ist gleich jener mit der Diode 168.
Der Multivibrator 163 erzeugt nun an der Anode der Röhre 190 einen positiven Rechteckimpuls, des-
EMI13.1
193 übertragen. Die Spannung der in Fig. 2 mit I bezeichneten Form wird sodann über den Widerstand 194 und den Leiter 195 an das Steuergitter der Triode 152 im Schaltgerät 19 gelegt, wodurch der Signalkanal für die Übertragung der Signale vom zweiten Empfänger R2 geöffnet wird.
Aus der Erläuterung der Wirkungsweise des Fremdpannungs-Unterdrückers ist zu ersehen, dass die Merkmale der Erfindung mit diesem so zusammenwirken, dass nur jene Fremdpsannungen berücksichtigt werden, welche von Geräuschen in der Umgebung des zweiten Empfängers herrühren. Bei Einrichtungen, die nicht gemäss der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, können Fremdspannungen, die vom ersten Empfänger nach dem Zeitpunkt der Ankunft des akustischen Impulses erzeugt werden, durch Cuerspeisung zu den Geräten gelangen, die mit dem zweiten Empfänger verbunden sind. Diese Fremdspannungen können aber dafür herangezogen werden, um denFremdspannungs-Unterdrücker in Tätigkeit zu versetzen und damit das Schaltgerät für den zweiten Empfänger zu sperren.
Von diesem Augenblick an bleibt das Schaltgerät für den zweiten Empfänger so lange geschlossen, bis keine Fremdspannungen von Geräuschen
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in der Gegend des zweiten Empfängers mehr vorhanden sind. Durch das abwechselnde Anschliessen und
Trennen der beiden Empfänger und durch die Anordnung einer einzigen Übertragungsleitung für beide Empfänger wird sichergestellt, dass derFremdspannungs-Unterdrücker lediglich auf die Signale vonFremd- geräuschen aus der Umgebung des zweiten Empfängers anspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung für die Durchführung akustischer Bohrlochuntersuchungen mit einer in das Bohr- loch einführbaren Geräteanordnung, die einen Schallsender und zwei in verschiedenen Abständen da- von angeordnete Empfänger enthält, von denen jeder einen von dem Schallsender ausgehenden Schall- impuls in ein elektrisches Signal umsetzt und über elektrische Leitungen auf eine oberirdische Gerätean- ordnung überträgt, gekennzeichnet durch eine auf den Empfang des elektrischen Signals vom ersten Emp- fänger (R1) ansprechende Einrichtung zur Abschwächung dieses ersten elektrischen Signals an einer Stelle im Bohrloch nächst dem genannten ersten Empfänger, bevor der akustische Impuls beim zweiten Empfänger (R2) einlangt.