SU1712925A1

SU1712925A1 - Method of acoustic well logging

Info

Publication number: SU1712925A1
Application number: SU894718902A
Authority: SU
Inventors: Борис Семенович Вознесенский; Александр Карлович Мельцер; Александр Николаевич Батрак
Original assignee: Киевское Опытно-Конструкторское Бюро Геофизического Приборостроения
Priority date: 1989-07-12
Filing date: 1989-07-12
Publication date: 1992-02-15

Abstract

Изобретение относитс к промысловой геофизике и может быть использовано при исследовании нефт ных и газовых скважин. Цель изобретени - повышение надежности измерений в услови х высоких "температур и давлени за счет снижени потребл емой мощности скважинного прибора. Питание и управление скважинным прибором осуществл етс с поверхности радиоимпульсом с измен емой частотой заполнени . Напр жением радиоимпульса зар жают накрпи- тельные конденсаторы. Изменением частоты радиоимпульса управл ют разр дом накопительных конденсаторов и приемным трактом. 2 ил.ел СИзобретение относитс к промысловой геофизике и может быть использовано при исследовании нефт ных и газовых скважин методом акустического каротажа.Известен способ акустического каротажа, при котором в наземном устройстве формируют импульсы управлени и напр жени питани , которые по каротажному кабелю поступают в скважинный прибор.Недостатком способа вл етс то, что информационные сигналы .и напр жение' питани одновременно присутствуют в одной линии св зи - каротажном кабеле, что снижает помехозащищенность, так как с информационным сигналом смешиваютс высокочастотные гармоники, присутствующие в напр жении питани .Кроме того, во врем всего цикла работы, за исключением момента срабатывани излучател , высоковольтный накопительный конденсатор и тиристор наход тс под действием высокого напр жени , что приводит к их дополнительному разогреву, а следовательно, снижению надежности способа.Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ акустического каротажа, реализованный в устройстве.Способ включает формирование в наземном устройстве напр жени питани , передачу его по кабелю в скважинный прибор, зар д от напр жени питани низковольтных и высоковольтных накопительных конденсаторов, запуск генератора возбуждени излучател упругих колебаний, распространение упругих колебаний по исследуемой породе, прием упругих колебаний звукоприемником, их усиление, передачу по кабелю в наземное устройство, измерение информационных параметров.ГОо го елThe invention relates to field geophysics and can be used in the study of oil and gas wells. The purpose of the invention is to increase the reliability of measurements under high temperature and pressure conditions by reducing the power consumption of a downhole tool. The downhole device is powered and controlled from the surface by a radio pulse with a variable filling frequency. The voltage capacitors are charged by the voltage of the radio pulse. the radio pulse frequency controls the discharge of the storage capacitors and the receiving path. 2 silt The invention relates to field geophysics and can be used in researching sonic and gas wells using acoustic logging method. Acoustic logging method is known, in which control and supply voltage pulses are generated in the surface device, which are fed to the downhole tool via the logging cable. The disadvantage of this method is that the information signals and voltage are power supplies are simultaneously present in the same communication line - a logging cable, which reduces the noise immunity, since the high-frequency harmonics present in the supply voltage are mixed with the information signal. Moreover, during the whole operation cycle, except for the moment the emitter triggers, the high-voltage storage capacitor and thyristor are under the action of high voltage, which leads to their additional heating and, consequently, to a decrease in the reliability of the method. logging implemented in the device. The method includes forming in the ground-based device the voltage of the power supply, transferring it via cable to the downhole tool, the charge from the power supply voltage of low-voltage and high ovoltnyh storage capacitor, the emitter drive generator start of elastic vibrations, the propagation of elastic oscillations of the species under study, the reception elastic vibration horn, their amplification by the transmission device in the ground cable, the measurement information parametrov.GOo st ate

Description

Недостатком данного способа вл етс необходимость передачи высоковольтного импульса с поверхности в скважииный прибор через кабель, что снижает надежность способа. Кроме того, способ реализуетс с помощью скважинного прибора с электронными схемами, требующими нескольких напр жений питани . Дл обеспечени этого требовани накопительные конденсаторы должны быть зар жены до максимального из необходимых значений напр жени , а остальные должны формироватьс из него с помощью гашени напр жени , что приводит к дополнительному выделению тепла в скважинном приборе, а следовательно, к снижению надежности. Способ не обеспечивает возможности управлени режимами работы генератора возбуждени излучателем упругих колебаний и усилителем, что необходимо иметь в аппаратуре волнового акустического каротажа.The disadvantage of this method is the need to transfer a high-voltage pulse from the surface to the well device through a cable, which reduces the reliability of the method. In addition, the method is implemented using a downhole tool with electronic circuits requiring several supply voltages. To meet this requirement, the storage capacitors must be charged to the maximum of the required voltage values, and the rest must be formed from it with the help of voltage quenching, which leads to additional heat generation in the downhole tool and, consequently, to a decrease in reliability. The method does not provide the ability to control the operating modes of the excitation generator by the elastic oscillator and amplifier, which is necessary to have in the equipment of acoustic wave logging.

Цель изобретени - повышение надежности измерений в услови х высоких температур и давлени за счет снижени потребл емой мощности скважинного прибора .The purpose of the invention is to increase the reliability of measurements under conditions of high temperatures and pressure by reducing the power consumption of the downhole tool.

На фиг.1 приведены временные диаграммы напр жений; на фиг.2 - схема устройства дл реализации способа.Fig. 1 shows time diagrams of voltages; Fig. 2 is a diagram of an apparatus for implementing the method.

Сущность способа заключаетс в том, что управление работой излучателей и звукоприемников в скважине осуществл етс радиоимпульсом 1 с измен емой частотой заполнени . Напр жение радиоимпульса трансформируют в напр жение зар да накопительных конденсаторов дл возбуждени излучателей. Путем кодировани информации изменением частоты радиоимпульса формируют сигналы управлени 2. Задний фронт сигналов управл ет разр дом 3 накопительных конденсаторов. По переднему фронту формируетс сигнал управлени 4 приемным трактом, что позвол ет зарегистрировать полный акустический сигнал 5 на звукоприемниках, включающий продольные Р, поперечные S и Лэмбовские L волны.The essence of the method is that the operation of the emitters and sound receivers in the well is carried out by a radio pulse 1 with a variable filling frequency. The voltage of the radio pulse is transformed into the voltage of the charge of storage capacitors for exciting the emitters. By coding the information by changing the frequency of the radio pulse, control signals 2 are generated. The falling edge of the signals controls the discharge of 3 storage capacitors. On the leading edge, a control signal is generated by the 4 receiving path, which allows recording the full acoustic signal 5 at the sound receivers, including longitudinal P, transverse S and Lambov L waves.

Способ волнового акустического каротажа может быть реализован при помосди устройства (фиг.2), содержащего наземный пульт 6 и скважинный прибор 7, соединенные каротажным кабелем 8.The wave acoustic logging method can be implemented with the aid of a device (FIG. 2) containing a ground control unit 6 and a downhole tool 7 connected by a logging cable 8.

В состав наземного пульту вход т устройство 9 формировани радиоимпульса, усилитель 10 мощности, устройство 11 формировани сигналов управлени скважинным прибором, модул тор 12 и измерительные преобразователи 13.The ground-based console includes a radio pulse shaping device 9, a power amplifier 10, a downhole tool control signal generating device 11, a modulator 12, and transmitters 13.

В состав скважинного прибора вход т силовой трансформатор 14, блок 15 низковольтных выпр мителей, высоковольтный выпр митель 16, блок 17 низковольтных накопительных конденсаторов, высоковольтный накЬпительиый конденсатор 18,The downhole tool consists of a power transformer 14, a block 15 of low-voltage rectifiers, a high-voltage rectifier 16, a block 17 of low-voltage storage capacitors, a high-voltage pickup capacitor 18,

генератор 19 возбуждени излучател , излучатель 20, звукоприемник 21, усилитель 22, дешифратор 23, устройство 24 управлени работой скважинного прибора.oscillator excitation generator 19, radiator 20, sound pickup 21, amplifier 22, decoder 23, downhole tool control device 24.

Формирование сигналов управлени Formation of control signals

0 скважинным прибором осуществл етс в устройстве 11 формировани , сформированные сигналы шифруют модул тором 12, после чего они поступают, на вход устройства 9 формировани радиоимпульса. Длительность радиоимпульса превышает врем зар да высоковольного накопительного конденсатора 18. Радиоимпульс с закодированной информацией управлени работой скважиного прибора усиливают усилителем0 by the downhole tool is carried out in the formation device 11, the generated signals are encrypted by the modulator 12, after which they arrive at the input of the radio pulse shaping device 9. The duration of the radio pulse exceeds the charging time of the high-free storage capacitor 18. A radio pulse with coded control information of the well device is amplified by an amplifier

0 10 мощности и по кабелю 8 передают на силовой трансформатор 14 и дешифратор 23.0 10 power and cable 8 is transmitted to the power transformer 14 and the decoder 23.

Вторичные обмотки силового трансформатора 14 через блок 15 низковольтных вы5 пр митёлей зар жают низковольтные накопительные конденсаторы блока 17 и через высоковольтный выпр митель 16 высоковольтный накопительный конденсатор 18.The secondary windings of the power transformer 14 through the block 15 of low-voltage terminals 5 charge the low-voltage storage capacitors of the block 17 and through the high-voltage rectifier 16 the high-voltage storage capacitor 18.

0 Низковольтные накопительные конденсаторы блока 17 обеспечиванэт питание дешифратора 23, устройства 24 управлени работой скважинного прибора, генератора 19 возбуждени излучател , усилител 22.0 Low-voltage storage capacitors of the unit 17 are provided with power to the decoder 23, the device 24 for controlling the operation of the downhole tool, the generator 19 for driving the radiator, and the amplifier 22.

5 Дешифратор дешифрирует информацию управлени , заложенную в радиоимпульсе , и передает ее на устройство 24 управлени работой скважинным прибором , которое вырабатывает.сигналы управлени работой усилител 22 (коэффициент передачи, выбор звукоприемника) и запускает генератор 19 возбуждени излучател в одном из режимов работы синхронизированно с моментом приема радиоимпульса.5 The decoder decrypts the control information embedded in the radio pulse and transmits it to the well control device 24, which produces the control signals of the amplifier 22 (transmission coefficient, receiver selection) and starts the radiator excitation generator 19 in one of the operation modes synchronized with the moment receiving a radio pulse.

5 Излучатель генерирует упругие колебани , KOTOpbie после прохождени через исследуемую породу принимаютс звуко приемниками 21, усиливаютс усилителем 22 и по кабелю 8 подаютс на измеритель0 ные преобразователи 13.5 The emitter generates elastic oscillations, the KOTOpbie, after passing through the test rock, is received by sound receivers 21, amplified by amplifier 22 and fed through cable 8 to measuring transducers 13.

Способ может быть использован в аппаратуре акустического каротажа любого типа , наиболее эффективно - в аппаратуре волнового акустического каротажа.The method can be used in the equipment of acoustic logging of any type, the most effective - in the equipment of acoustic wave logging.

5 Испбльзование предложенного СПОСО-. ба по сравнению с существующими обеспечивает существенное повышение надежности за счет уменьшени электрической мощности, рассеиваемой в скважинном приборе, упрощени конструкции5 Use of the proposed METHOD-. compared to existing ones, it provides a significant increase in reliability by reducing the electrical power dissipated in the downhole tool, simplifying the design

скважинного прибора, реализующего способ , благодар использованию радиоимпульса дл осуществлени двух функций: электрического питани и управлени работой скважинного прибора.a downhole tool that implements the method due to the use of a radio pulse for performing two functions: electrical power and controlling the operation of the downhole tool.

Формул а изобретени Способ волнового акустического каротажа , включающий формирование в наземном устройстве напр жени питани и сигналов управлени , передачу их по кабелю в скважинный прибор, зар д от напр жени питани накопительных конденсаторов, возбуждение излучател упругмх колебаний, распространение упругих колебаний по исследуемой породе, прием упругих колебаний звукоприемником, ихFormula of the Invention A wave acoustic logging method comprising forming power supply and control signals in a surface device, transmitting them via cable to a downhole tool, charging power from storage capacitors, exciting an oscillator of elastic oscillations, spreading elastic oscillations over the rock under study, receiving elastic vibrations sound receiver, their

усиление, передачу по кабелю в наземное устройство, измерение информационных параметров, отличающийс тем, что. с целью повышени надежности измерений в услови х высоких температур и давлени за счет снижени потребл емой мощности скважинного прибора, напр жение питани формируют в виде радиоимпульсов с измен емой частотой заполнени , кодируют сигналы управлени изменением частоты заполнени радиоимпульсов, а дл зар да накопительных конденсаторов в скважинном приборе используют напр жение радиокципульсов , по изменени м частоты заполнени декодируют сигналы управлени .amplification, transmission over cable to ground device, measurement of information parameters, characterized in that. in order to increase the reliability of measurements at high temperatures and pressure by reducing the power consumption of the downhole tool, the power supply voltage is generated in the form of radio pulses with a variable filling frequency, the control signals for controlling the frequency of filling the radio pulses are coded, and The device uses the voltage of the radio chips, and the control signals are decoded by changing the filling frequency.

№/.2No. / .2

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method of wave acoustic logging, which includes generating a supply voltage and control signals in a ground-based device, transferring them in a 10-bit fashion to a downhole tool, charging the storage voltage from the storage capacitors, exciting the emitter of elastic vibrations, propagating elastic vibrations through the rock under study, - 15 we receive elastic vibrations with a sound receiver, their amplification, transmission via cable to a ground device, measurement of information parameters, characterized in that. in order to increase the reliability of measurements at high temperatures and pressures by reducing the power consumption of the downhole tool, the supply voltage is formed in the form of radio pulses with a variable filling frequency, control signals for changing the frequency of filling of the radio pulses are encoded, and the voltage of the radio pulses is used to charge the storage capacitors in the downhole tool, control signals are decoded by changes in the filling frequency.