RU1781422C - Способ обработки эхо-сигнала скважины - Google Patents

Abstract

Использование: дл  измерени  уровн  жидкости в скважине. Сущность изобретени : возбуждают зондирующий импульсный сигнал в скважине Определ ют длительность амплитуду и врем  прихода эхо-сигнала отражени  относительно зондирующего сигнала. Сравнивают амплитуду эхо-сигналов с экспонентой В е , где В - амплитуда зондирующего импульса. Измен ют показатель а. в случае превышени  амплитудой эхо-сигнала значени  экспоненциального сигнала. Фиксируют число отраженных сигналов, совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальным сигналом, а врем  запаздывани  определ ют как среднеарифметическое значение. Применение способа позвбл ет сократить врем  обработки отраженных импульсных сигналов и уменьшить погрешность измерени . 2 ил

Description

Изобретение относитс  к измерению уровн  жидкости в скважине и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности .

Известны два способа обработки эхо- сигнала при измерении уровн  жидкости в скважине. Первый из них заключаетс  в записи эхо-сигнала на бумажный носитель (ленту) и с учетом скорости его движени , измерени  вручную по полученной эхо- грамме времени запаздывани  отраженного сигнала. Способ отличаетс  низкой производительностью

Известен также способ автоматической обработки эхо-сигнала с получением результата в цифровом виде, заключающийс  в том, что после подачи зондирующего импульсного сигнала начинают отсчет време (

ни и в течение времени запаздывани  непрерывно сравнивают сигналы отражений с

экспоненциальным сигналом вида В- е (где В - амплитуда зондирующего импульса ), имеющим различные показатели а, при превышении которых отсчет времени прекращают ,

Подобный способ также малопроизводителен , т.к. эхо-сигналы приходитс  (дл  устранени  прекращени  отсчета времени по помехе) сравнивать с несколькими экспонентами , а достоверность его низка, т.к. возможно прекращение отсчета по сигналу, превышающему экспоненциальный сигнал, но не  вл ющемус  сигналом отражени  от уровн 

vi

00

Ј

го ю

Целью изобретени   вл етс  повышеие достоверности получени  результата и овышение скорости обработки за счет опимизации подбора экспонент за ограниенный интервал времени и использовани  ногократно отраженных сигналов.

Это достигаетс  за счет того, что в спообе обработки эхо-сигнала скважины в ре- альном масштабе времени с учетом непосто бт ва амплитуды зондирующего сигнала, включающем излучение зондирующего импульсного сигнала и генерирование экспоненциального сигнала, измерение времени запаздывани  между зондирующим импульсным сигналом и отраженным сигналом, при этом отсчет времени запаздывани  начинают с момента излучени  зондирующего импульсного сигнала и провод т в течение времени, определ емого величиной периода следовани  зондирующих сигналов, непрерывно сравнивают каждый отраженный сигнал с экспоненциальным сигналом при различных показател х экспоненты и по результатам сравнени  определ ют врем  запаздывани  отраженного сигнала, экспоненциальный сигнал генерируют с максимальным показателем экспоненты , при приходе отраженного сигнала сравнивают его амплитуду с текущим значением экспоненциального сигнала, генерируют новый экспоненциальный сигнал с показателем экспоненты, который наход т

из услови  An В б , где Ар - амплитуда п-ного отраженного сигнала,

В - амплитуда зондирующего импульсного сигнала;

«п - показатель экспоненты n-ного экспоненциального сигнала;

tn - врем  регистрации n-ного отраженного сигнала фиксируют число отраженных сигналов, совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальным сигналом, а врем  запаздывани  отраженного сигнала наход т из выражени  t3

tNc

N t №r -V

где t№ врем  последнего отраженного сигнала;

1з - врем  запаздывани  отраженного сигнала,

N - число отраженных сигналов, при этом учитывают только те сигналы, врем  прихода которых кратно между собой.

На фиг. 1 изображена схема устройства , реализующего способ, на фиг. 2 - диаграммы , иллюстрирующие работу этого устройства по селекции отраженного от уровн  сигнала при сравнении его с экспо- нентой

Схема содержит скважину 1 с размещенным в ней микрофоном 2, усилитель 3, фильтр 4, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, микроЭВМ и цифровой индикатор 7.

Работает схема следующим образом. Зондирующий импульсный сигнал,возбуждаемый в скважине 1, а также возникающие сигналы отражени  воспринимаютс 

микрофоном 2, усиливаютс  усилителем 3, фильтруютс  от низкочастотных и высокочастотных составл ющих фильтром 4 и преобразуютс  в цифровой коде помощью АЦП 5. МикроЭВМ 6, управл   работой АЦП, с заданной частотой снимает с него информацию , определ ет длительность, амплитуду и врем  прихода эхо-сигнала отражени  относительно зондирующего импульсного сигнала . Она же сравнивает амплитуду

входных эхо-сигналов отражений с экспонентой Be (где В - амплитуда зондирующего импульса), а также измен ет показатель экспоненты а в случае, если амплитуда эхо-сигнала отражени  по длитель- ности больше амплитуды зондирующего импульсного сигнала и превышает значение экспоненты в данный момент времени. По окончании обработки численное значение времени запаздывани  уровн , если он вычисл етс , выводитс  на цифровой индикатор 7.

Из диаграммы фиг, 2 видно, что при по влении зондирующего импульсного сигнала 8 микроЭВМ 6 генерирует экспоненту 6 с амплитудой В Ui и максимальным показателем а. При обнаружении в моментt2 первого отраженного импульсного сигнала 10 амплитуды U2. превышающей экспоненту 9, показатель генерируемой экспоненты измен етс  на аг а, так, чтобы экспонента проходила через вершину импульса 10 (участок экспоненты 11), найд  ai из услови  U2 Uie 2 При обнаружении в момент 1з следующего импульсного отраженного сигнала 12 амплитуды 11з показатель экспоненты аз оп ть уменьшаетс  (оз 02 ), определившись из соотношени 

Уз Uie (участок экспоненты 13) и т.д. до истечени  максимального времени обработки tmax Импульсный отраженный сигнал 14,после которого генерируетс  экспонента с минимальным показателем or, а также сигнал 15, врем  по влени  которого кратно toip., а амплитудное значение принадлежит общей экспоненте,  вл ютс  отражени ми от уровн  и определ ют врем  запаздывани 

Из приведенных рассуждений видно, что при обработке, за врем  измерени  генерируетс  всего одна ломанна  экспонента . В прототипе дл  достижени  того же результата потребовалось бы воспроизве- сти несколько экспонент (на фиг. 2 - три), пока отраженные сигналы от уровн  начали бы превышать их уровень, а помехи еще нет, увеличив врем  обработки с tmax до нескольких tmax (на фиг. 2 - в три раза).

По сравнению с известным предлагаемый способ сокращает врем , затрачиваемое на обработку отраженных импульсных сигналов, и повышает достоверность того, что отсчитанный временный интервал соот- ветствует истинному значению.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обработки эхо-сигнала скважины в реальном масштабе времени с учетом непосто нства амплитуды зондирующего сигнала, включающий излучение зондирующего импульсного сигнала и генерирование экспоненциального сигнала, измерение времени запаздывани  между зондирующим импульсным сигналом и отраженным сигналом, при этом отсчет времени запаздывани  начинают с момента излучени  зондирующего импульсного сигнала и провод т в течение времени, определ емого величиной периода следовани  зондирующих сигналов, непрерывно сравнивают каждый отраженный сигнал с экспоненциальным сигналом при различных показател х экспоненты и по результатам сравнени  определ ют врем  запаздывани  отраженного сигнала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности получени  результата и повышени  скорости отрабопси за счет оптимизации подбора экспонент за ограниченный интервал времени и использовани  многократно отраженных сигналов, экспоненциальный сигнал генерируют с максимальным показателем экспоненты, при приходе отраженного сигнала сравнивают его амплитуду с текущим значением экспоненциального сигнала, при обнаружении превышени  амплитудой отраженного сигнала значени  экспоненциального сигнала генерируют новый экспоненциальный сигнал с показателем экспоненты, который наход т из услови 

   An

   где Ар - амплитуда n-го отраженного сигнала;

   tn - врем  регистрации n-го отраженного сигнала;

   «п - показатель экспоненты n-го экспоненциального сигнала;

   В - амплитуда зондирующего импульсного сигнала,

   фиксируют число отраженных сигналов, совпадающих по амплитуде с последним генерируемым экспоненциальным сигналом, а врем  запаздывани  отраженного сигнала

   tN

   наход т из выражени  т.з .J

   где T.N- врем  последнего отраженного сигнала;«

   ts - врем  запаздывани  отраженного сигнала;

   N - число отраженных сигналов, при этом учитывают только те сигналы, врем  прихода которых кратно между собой.

   I

   фиг. 1

   ftomp tmffx