Изобретение отиоситс к геофизическим методам исследовани буровых скважин, точнее к методам акустического каротажа, основанным на регистрации коэффициента отражени или прохождени акустической энергии на границе раздела согласующий профиль акустического преобразовател - исследуема гор- па порола, вскрыта буровой скважиной. Оно предназначено дл детального изучени литологического разреза буровых скважин с целью определени физико-механических характеристик , слагающих его пород. Как спосо : измерени скорости распространени акустических колебаний и плотности иселедуемого вещества оно может найти применение при изучении физико-механических характеристик различных материалов, обладающих значительным затуханием акустической энергии и имеющих односторонний доступ к своей поверхности, например в строительстве и в химии. Известны способы акустического каротажа, основанные на регистрации коэффициента отражени или прохождени акустической энергии на границе раздела согласующий профиль акустического преобразовател - исследуема горна порода, вскрыта скважиной. Известен импульсный ультразвуковой способ исследовани .отвердени минералов и устройство дл его реализации 1. Известен также способ дл контрол пористости горных пород, вскрытых буровыми скважинами 2. Установками, состо щими из генератора имнульсов , пьезоэлектрических или магнитострикционных излучателей и приемников, размещенных в защитном покрытии, усилител , детектора , интегратора, размещенных в корпусе скважинного прибора (в некоторых устройствах, работающих по этому принципу, часть схемы усилител , детектор и интегратор размещены в наземном пульте), соединенного со схемой наземного прибора каротажным кабелем, регистратора , регистрируетс сигнал, пропорциональный коэффициенту отражени или прохождени акустической энергии на границе раздела согласующий профиль акустического преобразовател - исследуема горна порода . При этом под согласующим профилем акустического преобразовател подразумеваетс защитное покрытие, выполненное из износостойкого материала (металл, полимер), а также слой бурового раствора, ограниченный с одной стороны поверхностью защитного покрыти , а с другой - поверхностью исследуемой горной породы, вскрытой скважиной. Заи.1итное покрытие звукоизолировано от корпуса скважинного прибора резиновыми уплотнител ми 1, 3. В этих установках по данным измерени коэффициента отражени или прохождени акустической энергии по известным соотношени м Френел дл нормального падени акустической энергии на границу раздела вычисл ют значени удельных акустических сопротивленийо; c)V дл всех точек разреза скважины , где (S - плотность горной породы, V - ско рость распространени в ней акустических колебаний (волн). Формула Френел записываетс следующим образом ,, /6л) где R - коэффициент отражени по энергии; 6J I и 6J: - акустические сопротивлени согласующего профил и горной породы соответственно . Собственна частота излучателей и приемников f при реализации известных способов измерени довольно высока - от 0,1 до 1,5 МГц, что св зано с необходимостью работы при соотношении (d- наружный диаметр защитного покрыти ). При соблюдении этого услови излучатель можно считать источником «плоских волн и результаты измерени коэффициента отражени не завис т от частоты. При реализации способа 3 используетс акустический преобразователь, в котором излучатель и приемник совмещены, либо наход тс на рассто нии один от другого не больщем длины волны. В первом случае преобразователь сначала работает как излучатель, а затем - как приемник 4. При этом регистрируетс сигнал, пропорциональный коэффициенту отражени по энергии т.( 2 где и - амплитуда сигнала в MB; А и В - посто нные коэффициенты, определ емые конкретной конструкцией и типом излучател , а также характеристиками направленности излучател и приемника. Формула (2) получена путем преобразовани соотношени (1). Значени коэффициентов wi, А и В определ ют при калибровке прибора, осуществл емой путем измерени амплитуды сигнала при соприкосновении датчика с поверхностью трех сред с известными значени ми акустических сопротивлений. Эталонировку также можно проводить в опорных геофизических скважинах, в которых известны акустические сопротивлени слагающих надрез скважины пород. Процесс измерени происходит следующим образом. Электрические радиоимпульсы (импульсы ) с генератора поступают на акустический преобразователь, работающий в этот момент в режиме излучени . Преобразователь трансформирует электрические радиоимпульсы в акустический сигнал, который через слой бурового раствора проходит на границу раздела буровой раствор - исследуема среда. На этой границе происходит частичное отражение и прохождение акустической энергии. Отраженна энерги попадает на тот же преобразователь , работающий в этот момент в режиме приема. Преобразователь трансформирует акустический сигнал в электрический импульс напр жени , который после усилени и детектировани попадает на интегратор. Выход интегратора через кабель соединен с автоматическим каротажным регистратором. Сигнал регистратора пропорционален коэффициенту отражени . Из соотношени (2) наход т значение акустического сопротивлени исследуемой горной породы. Устройство 4 позвол ет определ ть как коэффициент отражени , так и прохождени акустической энергии; в нем предусмотрена работа с раздельно размещенными излучателем и приемником ультразвука. Недостаток известного способа акустического каротажа заключаетс в том, что в ходе измерений определ етс удельное акустическое сопротивление, т. е. произведение скорости распространени акустических колебаний в горной породе на ее плотность. В р де случаев дл решени задач определени физико-механических характеристик горных пород, дл определени пористости по более простой методике , трещиноватости, зольности углей и других сходных задач, а также дл прив зки данных сейсморазведочных наблюдений к опорным скважинам сейсморазведочных профилей необходимо раздельно определ ть значени скорости и плотности дл каждой точки разреза скважины. Дл такого раздельного определени скорости и плотности примен ют дл исследовани буровых скважин комплекс геофизических методов, включающий в себ акустический каротаж, рассмотренного выше типа, и радиоактивный каротаж по гамма-гаммаплотностному методу. Последнее приводит к значительному увеличению времени проведени работ на скважинных и тем самым к удорожанию геолого-разведочных работ. Кроме того, как аппаратура акустического каротажа, так и аппаратура радиоактивного каротажа содержит больщое количество дополнительных к блокам каротажной станции наземных блоков , не вход щих в комплект каротажных станций . Это усложн ет процесс проведени работ, так как увеличивает врем на компановку и настройку измерительной аппаратуры. Целью изобретени вл етс обеспечение однозначного и раздельного определени плотности исследуемой горной породы и скорости распространени в ней акустических колебаний . Это достигаетс тем, что в известном способе определени коэффициента отражени или прохождени акустической энергии на границе раздела согласующий профиль акустического преобразовател - исследуема горна порода , вскрыта скважиной, включающем операции возбуждени электрического импульса. рансформировани электрического импульса в акустический сигнал, приема отраженного акустического сигнала и трансформировани io в электрический импульс напр жени , усилени на заданной частоте, детектировани , интегрировани , коэффициент отражени или прохождени по энергии акустических колебаний определ ют дл двух значений фиксированных частот fi и f2, выбор которых ограничен соотношением , где d - диаметр излучател , приемника или их защитного покрыти . Рассто ние между излучателем и приемником может измен тьс в пределах от О до 2 где А-длина волны ультразвука в исследуемой горной породе. Дл упрощени измерительной аппаратуры частоты, на которых производ т измерение, выбирают кратными друг другу. Дл раздельной записи кривых, пропорциональных , соответственно, скорости распространени ультразвуковых волн (или плотности - зависит от системы вычислени ) и акустическому сопротивлению в исследуемой горной породе , фиксированные частоты наход т из соотнощений: iiclz 1 и i VV Дл получени достоверных и сравнимых результатов дл проведени измерений примен ют одностороннее направлению излучател и приемника ультразвука, располагаемые на фиксированном рассто нии от стенки скважины либо прижимаемые к ней. Определение коэффициента отражени дл двух значений фиксированных частот, выбор которых ограничен приведенными выше соотношени ми , позвол ет однозначно и раздельно определить плотность исследуемой горной породы и скорость распространени в ней акустических колебаний, а использование в ходе измерений кратных частот - значительно упростит измерительную аппаратуру (за счет выделени кратных гармоник из сигнала основной частоты) и значительно упростит вычисление измер емых параметров. Дл реализации предложенного способа измерени предлагаетс устройство дл ультразвукового импульсного каротажа буровых скважин . Цель его - однозначное и раздельное определение плотности исследуемой горной породы и скорости распро.транени в ней акус тических колебаний путем одновременной и раздельной регистрации коэффициента отражени или прохождени акустической энергии дл двух значений фиксированных рабочих частот . Это достигаетс тем, что в известное устройство дополнительно включены последовательно соединенные усилитель-расширитель входа с двум делител ми напр жени на выходе, избирательный усилитель, настроенный на вторую фиксированную частоту, второй детектор и калибратор, а в наземный пульт включены второй интегрирующий каскад, пь ход которого через блок компенсации и выбо)а масцлг1()а записи соединен со вторым каналом каротажного регистратора, устройство включени калибратора и управлени его параметрами, второй блок компенсации и выбора масштаба записи, через который интегратор первого канала соедин етс с первым канало.м каротажного регистратора. Калибратор выполнен по схеме замещени акустических преобразователей, содержащих параллельно соединенные индуктивности, емкости и сопроткзлени , в которых индуктивности , имитирующие кажда соответственно излучатель и , включены по трансформаторной схеме и к обмотке индуктивности, котора соответствует приемнику, подключено параллельно-активное переменное сопротивление , расположенное в наземном пульте и отражающее про вление вли ни характеристического акустического сопротивлени исследуемы.х горных пород, слагающих надрез скважины, на показани регистрирующего прибора. На чертеже изображена структурна схема устройства дл ультразвукового liMriy.ibCHoro каротажа буровых скважин. Устройство содержит генератор импульсов I, раздельно совмещенный излучатель-приемник 2, фильтр-расщиритель динамического диапазона 3, усилитель-расширитель в.ода 4, избирательный усилитель 5, настроенный на первую фиксированную частоту, избирательный усилитель 6, настроенный на вторую фиксированную частоту, детектор 7 первого канала, детектор 8 второго канала, скважинное устройство 9 телеметрической передачи информации с уплотнением каналов св зи, калибратор 10, упоры 11 дл выдерживани заданного рассто ни между поверхностью преобразовател и стенкой скважины, прижимное устройство (пружина ) 12, стенку скважины 13, корпус скважиииого прибора 14, каротажный кабель 15 с соединительными разъе.мами, наземное устройство 16 телеметрической системы передачи информации с разделением уплотненных в скважинном приборе каналов, интегрирующий каскад 17 первого канала, интегрирующий каскад 18 второго канала, блок компенсации 19 и выбора масштаба записи первого канала, блок компенсации 20 и выбора .масштаба записи второго канала, двухканальный регистратор 21, каротажной станции любого типа, либо два автоматических самопишущих электронных потенциометра, прослой песчаника 22, прослой аргиллита 23, прижимную, гайку 24, резиновое уплотнительное кольцо 25, защитное покрытие акустического преобразовател 26, контакты 27, 28, резистор 29, контакты 30, 31, реле 32. Предлагаемый способ измерени основан на том, что известное соотношение (1), в которое входит в качестве параметра удельное акустическое сопротивление сред справедливо только дл распространени плоских волн, источником которых может быть либо порщень, диаметр которого много больше длины волны л, либо излучатель любой другой формы (сфера, цилиндр и- т.д.) при условии, что рассто ние от излучател до отражающей границы г . При использовании излучател , вл ющегос источником сферических волн (сфера, шаровой сегмент в полном экране, плоский порпкшь, диаметр которого d«/. и др.), расположенн1 о на рассто нии от отражател ., соотноциние (1) непригодно дл определени коэффициента отражени по энергии. В этом случае коэффициент отражени R начинает зависеть от частоты и в известное соотношение (1) добавл етс добавочный множитель R Ro+ci(f)(3) где RQ- коэффициент отражени по энергии, определ емой по формуле (1); Cj (f) - в первом приближении можно найти из соотношени . «,,.„о„Г где RK - рассто ние от мнимого излучател до точки приема; Vi и Vg - скорости распространени акустических колебаний в средах, раздел емых границей раздела; ©и - угол падени вз той дл расчета соответствующей моды ультразвуковых колебаний . Выбира диапазон частот акустических колебаний , можно свести на нет вли ние добавочного члена в выражении (3), а можно наоборот усилить. В первом случае, измер коэффициент отражени по энергии, получают величину , пропорциональную удельному акустическому сопротивлению горной породы, что реализовано в известных способах, а во втором случае (что практически еще нигде не реализовано ), измер коэффициент отражени по энергии, можно получить величину, пропорциональную скорости или плотности (в зависимости от прин той схемы расчета). Провод измерени коэффициента отражени в промежуточном диапазоне частот на двух фиксированных частотах,можно получить два уравнени с двум неизвестными, рещен11е которых позвол ет однозначно определить дл исследуемой горной породы скорость распространени акустических колебаний и плотность. Устройство работает следующим образом. Импульсы синхронизации, поступающие со скважинного устройства 9 телеметрической нередачи информации с уплотнением каналов св зи, поступают на запуск генератора импульсов 1, выход которого через контакты 27 реле подключен к раздельно-совмещенному приемник 2, либо к калибратору 10. На приемник 2 (|ри этом поступают импульсы напр жени длительностью 3-10 мк-сек и амплитудой 100- 600 В (в заиисимости от типа выбранного )азр ;1,. например, тиристора или тиратрона ). Эти импульсы напр жени преобра;1 101с 11:,л чатслем-нриемником 2 в акусти4i .CKiiH спгпа,, который частично проходит в исслед емук) среду, а частично отражаетс на г|)ан11це согласующий профиль акустического преобразовател исследуема горна порода. Отраженна акустическа энерги попадает на приемник 2 и после трансформировани в электрический импульс напр жени на вход фильтра-расширител динамического диапазона 3. Фильтр-расширитель щунтирует вход усилитс .п -расширител входа 4 в момент посылки акустического сигнала в исследуемую ropHyto породу (момент возбуждени импульса напр жени амплитудой до 600 В и открывает вход усилител 4 в момент прихода сигнала, пропорционального отраженной энергии. В этом устройстве примен етс апериодическое возбуждение излучател -приемника 2 (возбуждаетс акустический сигнал широкого спектра частот ). Отраженна часть сигнала, также имеюща широкий спектр, свободно проходит через фильтр-расширитель 3 и усилитель-расширитель 4. На выходе усилител -расширител 4 и.меютс делители напр жени ,с помощью которых производ т выравнивание амплитуд отраженных сигналов при проведении измерений на границе согласующий профиль преобразовател - воздух (на этой границе можно считать , что происходиФ приблизительно 100%-ное отражение акустической энергии на любых частотах ) . С выходом усилител -расширител 4 сигнал широкого спектра частот поступает на входы избирательных усилителей 5 и 6, каждый из которых настроен на свою рабочую фиксированную частоту. С выходов этих усилителей сигналы через детекторы 7 и 8 поступают на вход скважинного устройства 9 телеметрической передачи информации с уплотнением св зи (в качестве такого устройства могут быть использованы телеметрические системы, построенные на частотном, врем -импульсном, коловоимпульсном и других методах уплотнени каналов). С выхода устройства 9 сигнал цо кабелю 15 поступает на вход наземного устройства 16 телеметрической передачи информации с разделением уплотненных в скважинном приборе каналов. С выхода устройства 16 разделенные сигналы, соответствующие первой и второй частотам, поступают на интегрирующие каскады .17 и 18 соответственно первого и второго каналов. Выходы интегрирующих каскадов 17 и 18 через блоки компенсации 19 и 20 посто нной составл юнхей сигналов и выбора масштаба записи соединены с соответствующими входами двухканального каротажного регистратора 21 любого типа (ПАСК-8,9, ФР--5, ОК-17), настроенного на максимальную чувствительность по входу . На диаграммах каждого канала каротажного регистратора будет записана амплитуда сигнала, пропорциональна количеству отраженной энергии, зарегистрированной при разнь1х частотах в диапазоне W--ci. В схеме устройства предусмотрен блок калибровки , который с помощью контактов реле 32 подключает к выходу генератора импульсов 1 и входу фильтра-расншрител 3 схему замещени акустического преобразовател на выбранных рабочих частотах, зашуптированную резистором 29. С помощью этого резистора добиваютс по влени на выходе фильтра-расщирител 3 сигнала, разного сигналу , полученному при проведении измерений на модул х с известнЕ ши значени ми скорости V и плотности f). Калибратор позвол ет нрив зывать результаты измерений, проводимых в разных районах Советского Союза, к одним посто нны.м уело9 ВИЯМ, а также периодически контролировать работоспособность аппаратуры, производить ее настройку и ремонт. Питание всего устройства производитс от блока питани 34, расположенного в наземном пульте II. В наземном пульте также расположен и резистор 33 калибратора (один резистор на оба канала). На чертеже показана схема включени калибратора при использовании трехжильного кабел . Она работает следующим образом. При нажатии на кнопки 35 резистор 33 отключаетс и реле 32 через контакты кнопки 35, жилу кабел «а и нормально-замкнутые свои контакты 31 подключаетс к общей жиле кабел «б, по которой в скважинный снар д подаетс напр жение питани , а из скважинного снар да выводитс полезна информаци . Треть жила кабел «в соединена с корпусом. Реле 32 срабатывает и через нормально разомкнутые контакты 31 становитс на самоблокировку , при этом замыкаютс контакты 30, шунтиру разв зывающий резистор 29, и перебрасываютс контакты 27, 28, подключа к измерительной схеме вместо преобразовател 2 схему замещени . Дл того, чтобы от режима калибровки перейти к режиму работы, достаточно на секунду отключить питание выключателем 36, наход щемс в наземном пульте. При использовании одножильного кабел дл включени реле используют один из свободных каналов телеметрического устройства передачи информации. Этот случай предусмотрен в блоксхеме скважинного снар да I св зью, показанной пунктиром между блоком 9 и реле 32, а в блок-схеме наземного пульта II - св зью, также показанной пунктиром между кнопкой 35, блоком 16 и блоком питани 34. Описанный способ измерени при использовании рассмотренных выше схем телеметрической передачи информации из скважины позвол ет осуществл ть измерение скорости и плотности горных пород одновременно в одних услови х. При этом дл передачи данных из скважины на поверхность может быть использован как одножильный, так и трехжильный каротажный кабель. Дл реализации этого способа измерени требуетс аппаратура, стоимость изготовлени которой в услови х производственных мастерских не превышает 500 руб. на один комплект (стоимость серийной аппаратуры акустического каротажа. выпускаемой промышленностью,типа СПАК-2М 5000 руб). Стоимость комплекта аппаратуры дл проведени гамма-гаммаплотностного каротажа 2000 рублей. При использовании серийной аппаратуры дл определени скорости и плотности затрачиваетс в два раза больше скважинного времени, а детальность расчленени литологического разреза скважин намного меньше (база измерени аппаратуры радиоактивного и акустического55 каротажа не меньше 25.-ггЗО см). Промышленность выпускает рассмотренные приборы в небольшом количестве и их обслуживать могут только специалисты высокой квалификации. Использование предложенного способа измерени и устройства дл его осуществлени 0