SU379898A1

SU379898A1 - All: Allied

Info

Publication number: SU379898A1
Application number: SU1694677A
Authority: SU
Inventors: изобретени Авторы
Original assignee: В. П. Бодунов, И. И. Блажкевич , Г. В. Дахнов Физико механический институт Украинской ССР
Priority date: 1971-09-02
Filing date: 1971-09-02
Publication date: 1973-04-20

Description

УСТРОЙСТВО дл АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИНDEVICE FOR ACOUSTIC WELLSING OF WELLS

1one

Изобретение относитс к устройствам дл передачи и предварительной обработки сигнала при геофизических исследовани х нефт ных , газовых или рудных скважин методом акустического каротажа.The invention relates to devices for transmitting and pre-processing a signal during geophysical surveys of oil, gas or ore wells using the acoustic logging method.

Известны устройства дл акустического каротажа (АК) скважин, состо щие из передающей (скважинный прибор) и приемной (наземные устройства) частей, соединенных между собой каротажным кабелем.Acoustic logging (AK) devices are known, which consist of transmitting (downhole tool) and receiving (ground device) parts interconnected by a logging cable.

Основна обработка информационных сигналов в этих устройствах производитс на поверхности , а скважинные приборы имеют два излучател и один приемник или один излучатель и два приемника.The main processing of information signals in these devices is performed on the surface, and the downhole tools have two radiators and one receiver, or one radiator and two receivers.

В первом случае схемы приборов предельно просты, так как временное разделение каналов осуществл етс путем поочередного запуска двух излучателей, однако при этом изза отсутстви идентичности частотных характеристик излучателей и р да трудностей технического характера возникают значительные погрещности при измерении параметров сигналов АК.In the first case, the device diagrams are extremely simple, since the time division of the channels is accomplished by alternately launching two emitters, however, due to the lack of identity of the frequency characteristics of the emitters and a number of technical difficulties, significant errors occur when measuring the parameters of the AK signals.

Во втором случае дл временного разделени каналов в схему скважинного прибора введен коммутатор, причем дл устранени вли ни импульсов, возникающих при работе коммутатора на первых вступлени х сигнала АК, приходитс вводить глубокое интегрирование коммутационных импульсов, подаваемых Hia ключи, что приводит к резкому увеличению межканальных вли ний. Несмотр на определенные трудности реализации схемы скважин ых приборов с одним излучателем и двум приемниками, эти приборы наиболее перспективны при больщом объеме обработки акустического сигнала.In the second case, a switch is introduced for temporal channel separation into the downhole tool, and to eliminate the influence of pulses arising from the switch operation on the first inputs of the AK signal, it is necessary to introduce a deep integration of switching pulses supplied by Hia keys, which leads to a sharp increase in interchannel influence niy In spite of certain difficulties in the implementation of the scheme of well instruments with one radiator and two receivers, these instruments are most promising with a large volume of acoustic signal processing.

Цель изобретени - повыщение точности, расщирение диапазона, ускорение процесса измерени и улучщение эксплуатационных характеристик устройства дл АК.The purpose of the invention is to increase accuracy, expand the range, accelerate the measurement process and improve the performance of the device for AK.

Цель достигаетс тем, что в предлагаемом скважинном приборе в коммутатор акустического сигнала введен преобразователь напр жени синхронизации, выполненный, например , в виде триггера, гальванически св занного с управл ющими сетками ключевых ламп коммутатора, к управл ющему электроду тиристора генератора запуска, параллельно источнику питани которого включен опорный диод, подсоединен источник отрицательногоThe goal is achieved by introducing a synchronization voltage converter, for example, in the form of a trigger, galvanically connected to the control grids of the switch key lamps, to the control electrode of the trigger generator, parallel to the power source of which the reference diode is on, a negative source is connected

подпирающего напр жени , между анодами выходных ламп трансформаторного усилител включена корректирующа индуктивность, а в наземную регистрирующую схему между каналом св зи и схемой дальнейшей обработкиboost voltage, between the anodes of the output lamps of the transformer amplifier is included corrective inductance, and in the ground-based recording circuit between the communication channel and the further processing circuit

«ведена схема исключени перескока фазы."A phase jump exclusion scheme has been entered.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2-схема управлени тиристором.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; FIG. 2-thyristor control circuit.

В предлагаемом устройстве генератор акустических импульсов содержит магнитострнкционный излучатель /, схему 2 запуска с накопительными емкост ми и ключом на кремниевом тиристоре, блокинг-генератор 3 запуска , управл емый напр жением синхронизации .In the proposed device, the acoustic pulse generator contains a magnetostriction emitter /, a 2-start circuit with storage capacitors and a key on a silicon thyristor, a 3-start-up blocking generator controlled by a synchronization voltage.

За приемниками 4 и 5 акустических колебаний следуют предварительные усилители 6 и 7, коммутатор информационного сигнала, состо щий из симметричного триггера 8, запускаемого от узла 2, двух ключей 9, 10 и суммирующего устройства //, а также мощный выходной каскад 12. Питание скзажинного прибора осуществл етс от блока 13.Receivers 4 and 5 of acoustic oscillations are followed by preamplifiers 6 and 7, an information signal switch consisting of a symmetric trigger 8, triggered from node 2, two keys 9, 10 and a summing device //, as well as a powerful output stage 12. Power supply the device is carried out from block 13.

Наземна аппаратура содержит схемы 14 и 15 предварительной обработки информационного сигнала; устройство 16, раздел ющее сигналы от первого и второго приемников; усилитель-формирователь 17; схемы 18, 19 формировани импульсов дл запуска блок нг-генератора; сумматор - 20, блокинг-генератор 21.The ground equipment contains circuits 14 and 15 of pre-processing the information signal; a device 16 separating signals from the first and second receivers; amplifier driver 17; pulse shaping circuits 18, 19 for starting up the ng generator unit; adder - 20, blocking generator 21.

1енератор акустических импульсов синхронизируетс частотой 50 гц Плтающей сети или кратной ей частотой 25; 12, 5 гц. Акустический импульс с щироким спектром излучаетс в окружающую скважинный прибор среду. Сигналы , несущие информацию о строении пород, поступают на входы пьезокерамических ультразвуковых щирокополосных приемников и после усилени подаютс на коммутатор, состо щий из триггера S, запускаемого от угла 2, и двух ключей 9 и 10, выполненных на пентодах 6Ж2Б с двойным управлением, в анодные сепи которых включено суммирующие сопротивление //. После усилени в мощном выходном каскаде на двойном тетроде 6Р2П через выходной трансформатор Гв сигнал, мощность которого доходит до 4 вт, поступает в канал св зи и далее на схему предварительной обработки информационного сигна;:а, после чего ироизводитс его обработка станцией ЛАК-3, в результате которой регистрируютс лакограмма , интервальное врем Аг и р д других параметров акустического сигнала.The acoustic impulse generator is synchronized with a frequency of 50 Hz of the Planet Network or a multiple of its frequency of 25; 12, 5 Hz. An acoustic pulse with a wide spectrum is emitted into the environment surrounding the downhole tool. Signals that carry information about the rock structure are fed to the inputs of piezoceramic ultrasonic broadband receivers and, after amplification, are fed to a switch consisting of trigger S, triggered from angle 2, and two keys 9 and 10, made on dual-controlled pentodes 6 to 2B The sepi of which included the summing resistance //. After amplification in the powerful output stage on the double tetrode 6Р2П through the output transformer, the GW signal, whose power reaches 4 W, goes to the communication channel and then to the preprocessing circuit of the information signal: a, and then it is processed by the LAC-3 station, as a result of which the lacogram, the interval time Ar, and a number of other parameters of the acoustic signal are recorded.

В качестве тактовых импульсов дл синхронизации работы устройства использованы импульсы , возникающие в момент переключени коммутатора с одного канала на другой за счет различной длительности фронтов управл ющего напр жени , подаваемого с анодов ламп тирггера на сетки ключевых ламп. Длительность этих импульсов определ етс величинами форсирующих емкостей триггера и мало зависит от его режима. Запуск триггера осуществл етс раздельно через диоды цр сеткам ламп импульсами, возникающими в момент запуска магнитострикционного излучател , причем по схеме запуска триггера проход т лищь импульсы запуска, а периодический процесс за счет запирани диодов вThe clock pulses used to synchronize the operation of the device are pulses that occur at the moment the switch switches from one channel to another due to the different duration of the fronts of the control voltage supplied from the anodes of the tirgger tubes to the grids of the key tubes. The duration of these pulses is determined by the values of the forcing capacities of the trigger and depends little on its mode. The trigger is triggered separately through the diodes of the digital circuits of the lamp grids by pulses that occur at the moment of the start of the magnetostrictive radiator, and the trigger circuit passes the trigger pulses, and the periodic process by locking the diodes in

сеточных цеп х ламп триггеров отсекаетс , не проника в канал обработки информационного сигнала; этим исключаетс возможность зозиикновеии дополнительных ощибок (сбоев) в работе вычислител интервального времени в момент первого вступлени .the grid circuits of the trigger lamps are cut off, not penetrating into the information signal processing channel; this eliminates the possibility of additional error (failures) in the operation of the interval time calculator at the time of the first entry.

При прохождении тактового импульса через выходной трансформатор задний фронт его зат гиваетс . Дл устранени этого в мощномWith the passage of a clock pulse through the output transformer, its back front is delayed. To eliminate this in a powerful

выходном каскаде параллельно анодам выходных ламп включена корректирующа индуктивность 22, благодар которой обща длина имиульса не превыщает 100- 120 мксек; щирина первого полупериода импульса равна 50 мксек при амплитуде, превыщающей 25 в. Такие параметры тактового импульса обуславливают незначительное его затухание в канале св зи и обеспечивают надежную синхронизацию системы при длинахthe output stage, parallel to the anodes of the output lamps, includes a correction inductance 22, due to which the total length of the emulsion does not exceed 100-120 μs; The width of the first half-cycle of the pulse is 50 microseconds with an amplitude exceeding 25 volts. Such parameters of a clock pulse cause its insignificant attenuation in the communication channel and provide reliable synchronization of the system with lengths

кабел до 6000 м и более.cable up to 6000 m and more.

Коммутирующее напр жение, подаваемое на ключи, не проинтегрировано, благодар чему обеспечено глубокое закрывание ключевой лампы по управл ющей сетке, а уровень межканальных вли ний составл ет дб.The switching voltage supplied to the keys is not integrated, so that the key lamp is deeply closed on the control grid, and the level of interchannel effects is dB.

Ключ на кремниевом тиристоре в схеме генератора акустических импульсов обладает весьма малым динамическим сопротивлением и небольщим остаточным напр жением поThe key on the silicon thyristor in the scheme of the generator of acoustic pulses has a very low dynamic resistance and a small residual voltage across

сравнению с ключами, выполненными на газонаполненных приборах (разр дники, тиратроны ).compared with keys made on gas-filled devices (gaps, tiratrony).

В цепь управл ющего электрода тиристора 23 введен ток в пол рности, противоположнойA current in polarity opposite to

пол рности тока открывани . Благодар этому пробивное напр жение тиристора сохранено посто нным в рабочем диапазоне температур до +120°С, а схема ключа выполнена на одном тиристоре.polarity of opening current. Due to this, the breakdown voltage of the thyristor is kept constant in the operating temperature range up to + 120 ° С, and the key circuit is made on one thyristor.

Питание схемы скважинного прибора осутиествл етс напр жением промыщленной частоты 50 йч п : схеме, раздел ющей цепи питаРГ1Я и информаци-нного сигнала. В скважинном приборе имеютс трансформаторы и выгф мители , обеспечивающие питание накальных и а -пдных цепей, причем питание блокинг-генератора гтабилкзнровано с помощью опорного диода, что обеспечивает надежное функц1:он; рова1;1;е всей схемы при измененииThe power supply of the downhole tool circuit is controlled by the voltage of the industrial frequency of 50 hp: the circuit separating the power supply circuit and the information signal. In the downhole tool, there are transformers and pulleys that supply power to the filament and a-dc circuits, and the power supply of the blocking generator is stabilized using a reference diode, which ensures reliable func- tion1: it; 1; 1; e of the whole scheme when changing

иитаюш.его нглр51: :ени более чем в три раза. Метрологические хара1;теристкки устройства при изменении питающего скважинный прибор напр жени в столь -.1ироких пределах практически не ухудшаютс , что позвол етChinese Nigl51:: Eni more than three times. The metrological characteristics of the device, while changing the supply voltage of the downhole tool in such a range, practically do not deteriorate, which allows

получать качсгтпинные результаты в сложных геоф; зичес -лх разрезах и самых различных эксплуатациоиных услови х.get quality results in complex geofs; of various cuts and various operational conditions.

Пре;,вар1-)тельиа обработка информационного сигнала выполн етс одинаковыми блоками 14 и 15. Дл устранени неправильного срабатывани системы при изменении пол рности первых вступлений в этих блоках после усилител -формировател введены схемы 18 и 19, формирующие импульсы из положительных и отрицательных фаз сигнала, причемThe pre-processing of the information signal is performed by the same blocks 14 and 15. To eliminate the system malfunction when the polarity of the first arrivals in these blocks changes, after the amplifier-former, circuits 18 and 19 are applied, which generate pulses from the positive and negative phases of the signal , and