Pierwszenstwo: Opublikowano: 23.11.1965 (P 107 582) 18. III. 1967 52628 ki. 5a^is/3e- MKP E 2i b *\AJoo !*ibuotek"a1 ^y Po^^cvn-« biWifcr.-ir;: Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Waclaw Koltonski, mgr inz. Anna Jaro¬ szewska, inz. Leonard Niedzinski, inz. Miroslaw Nierzwicki Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk* Instytut Podstawowych Pro¬ blemów Techniki,Warszawa (Polska) Elektryczny uklad polaczen urzadzenia do akustycznego profilowania otworów wiertniczych Przedmiotem wynalazku jest elektryczny uklad polaczen urzadzenia do akustycznego profilowania otworów wiertniczych, które dziala na zasadzie pomiaru predkosci lub tlumienia fali akustycznej w przewiercanych warstwach ziemi.Znane i uzywane urzadzenia do akustycznego* profilowania otworów wiertniczych skladaja sie z akustycznej sondy nadawczo-odbiorczej, opusz¬ czanej w glab ziemi i naziemnego rejestratora wyników.Sonda jest polaczona z rejestratorem za pomoca kabla samonosnego. Urzadzenia te zawieraja rów¬ niez czasostery kwarcowe, które sluza do synchro¬ nizowania pracy czesci nadawczo odbiorczej i re¬ jestratorów.Wada tych znanych urzadzen jest bardzo skom¬ plikowana i kosztowna budowa czasosterów kwar¬ cowych i rejestratorów elektromagnetycznych. Po¬ nadto urzadzenia te wymagaja stosowania samo- nosnych kabli wielozylowych w splocie ekranuja¬ cym.Wynalazek stawia sobie za cel, stworzenie urza¬ dzenia prostego i nie wymagajacego stosowania kosztownych rejestratorów elektromagnetycznych, czasosterów kwarcowych i kabla wielozylowego, przy takiej samej dokladnosci pomiaru.W rozwiazaniu wedlug wynalazku zastosowano, dwa proste elektroniczne czasostery, z których je¬ den jest umieszczony w sondzie a drugi w urza¬ dzeniu rejestrujacym oraz licznik czasu i ampli- 10 25 80 tudy pozwalajacy na zapis wyników pomiarów rejestratorem galwanometrycznym. Uzycie dwóch wyzej wymienionych czasosterów pozwala na za¬ stosowanie kabla bez ekranu i o zmniejszonej ilosci zyl.Rozwiazanie wedlug wynalazku zostanie obja¬ snione blizej na przykladzie wykonania przedsta¬ wionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia elektryczny uklad polaczen urzadzenia a fig. 2 wi¬ dok ogólny urzadzenia i otworu wiertniczego.Urzadzenie sklada sie z akustycznej nadawczo- odbiorczej sondy S oraz czesci naziemnej CN.Sonda S zawiera nadajnik N odbiornik O, wzmac¬ niacz Wl oraz czasoster GS1. Miedzy nadajnikiem N i odbiornikiem O umieszczony jest izolator I.Czesc naziemna CN zawiera wzmacniacz W2, czasoster CS2 oraz rejestrator, który stanowi licz¬ nik czasu i amplitudy L.Czasostery CS1 i CS2 sterowane i synchronizo¬ wane napieciem sieci zawieraja odpowiednio wej¬ sciowe stopnie formujace 1 i la, dzielniki czesto¬ tliwosci 2 i 2a, które dziela czestotliwosc sieci do jednej czwartej jej wartosci, generatory impulsów wyzwalajacych 3 i 3a, czlony dopasowujace 4 i 4a w postaci wtórników kadowych.Czasoster CS1 zawiera ponadto stopien mocy 5 impulsów sterujacych nadajnik N.Wzmacniacz W2 zawiera stopien wzmacniajacy 6 polaczony, poprzez ogranicznik 7, z wtórnikiem 8.Licznik L sklada sie z dwóch czlonów. Czlona 526283 52628 4 na wyjsciu, którego wskazania sa proporcjonalne do czasu jaki uplywa od chwili wyslania sygnalu akustycznego przez nadajnik N do chwili jego ode¬ brania przez odbiornik O. Czlon ten sklada sie ze stopnia wzmocnienia 10, jednookresowego ukladu spustowego 11, generatora napiecia pilozebnego 12 oraz voltomierza szczytowego VI (rejestratora gal- wanometrycznego).Drugi czlon rejestruje wskazania, które sa pro¬ porcjonalne* do amplitudy sygnalu odbieranego przez odbiornik O, a zawiera uklad detektora 9 oraz uklad bramki 13 i yoltomierz szczytowy V2.Dzialanie ukladu i polaczenie ukladu jest naste¬ pujace.Po opuszczeniu sondy S do otworu wiertniczego wypelnionego ciecza i wlaczeniu zasilania czesci naziemnej CN zaczynaja pracowac czasostery CS1 i CS2 synchronizowane napieciem sieci Us. Cza¬ sostery te wytwarzaja równoczesnie (synfazowo) impulsy szpilkowe. Napiecie Us, dochodzace do wejscia ukladu formujacego 1, po uformowaniu steruje dzielnik czestotliwosci 2, na wyjsciu, któ¬ rego pojawia sie sygnal o czestotliwosci równej jednej czwartej czestotliwosci sygnalu (napiecia) wejsciowego. Sygnal ten steruje (synchronizuje) generator samodlawny 3. Impulsy wyjsciowe z ge¬ neratora 3, po przejsciu przez wtórnik 4 i stopien mocy 5, wyzwalaja nadajnik N.W momencie uruchomienia nadajnika N, który wysyla sygnal akustyczny, zostaje wysterowany przez czasoster CS2 licznik L i zaczyna liczyc czas przejscia impulsu od nadajnika N do odbiornika O.Liczenie czasu przez licznik odbywa sie w ten sposób, ze sygnal po przejsciu przez wzmacniacz 16 uruchamia jednookresowy uklad spustowy 11.Skok napiecia na wyjsciu ukladu 11 uruchamia generator napiecia piloksztaltnego 12.Im czas trwania impulsu na wyjsciu ukladu 11 bedzie dluzszy, tym amplituda napiecia piloksztalt¬ nego bedzie wieksza, to znaczy czas przejscia impulsu przez warstwe ziemi bedzie wiekszy.Sygnal akustyczny odebrany przez odbiornik O, po przejsciu przez uklad wzmacniajacy 6, uklad ograniczajacy 7 i wtórnik katodowy 8, zostaje do¬ prowadzony na wejscie ukladu licznika L a scisle na wejscie detektora 9. Z wyjscia detektora 9 sygnal akustyczny podawany jest do ukladu bram¬ kowego 13, na wyjsciu którego woltomierz szczy¬ towy lub rejestrator galwanometryczny wskazuje wielkosc napiecia proporcjonalna do amplitudy sygnalu odbieranego. Z detektora 9 podawany jest równiez sygnal akustyczny na wejscie ukladu spu¬ stowego 11 powodujac jego powrót do stanu wyj¬ sciowego.Tym samym generator 12 napiecia piloksztaltne¬ go zostaje zatrzymany, a yoltomierz szczytowy VI wskazuje wielkosc napiecia proporcjonalna do cza¬ su jaki uplynal od wyslania impulsu akustycznego z nadajnika N do jego odebrania przez odbior¬ nik O.Opisany cykl pracy urzadzenia powtarzany jest z jedna czwarta czestotliwosci sieci. Licznik L dziala w sposób ciagly i pozwala na ciagly zapis rejestratorem galwanometrycznym napiec odpowia¬ dajacych czasowi przejscia fali i jej amplitudzie.Znajac wielkosc odstepu miedzy nadajnikiem N i odbiornikiem O oraz czas przejscia fali aku¬ stycznej przez ten odstep mozna obliczyc predkosc fali w poszczególnych warstwach ziemi. PL