SU744409A1 - Акустический прибор - Google Patents

Description

Изобретение относится к аппаратуре геофизического каротажа скважин, в частности к устройствам акустического каротажа на отраженных волнах.

Известна аппаратура акустического каротажа скважин, которая содержит вращаемый источник направленных импульсных ультразвуковых колебаний; отраженный от стенки импульс усиливается и передается на поверхность, где модулирует по яркости луч электроннолучевой труб-, ки (ЭЛТ), с которой ведется регистрация на фотоноситель. Длительность строки развертки соответствует времени одного оборота луча в скважине [1].

Недостатком прибора является трудность в сопоставлении записей с различных скважин в связи с тем, что градация яркости полутонового изображения зависит не только от отражающих свойств исследуемой породы и затухания бурового раствора, но и от установок ручек регулировки в наземной аппаратуре (яркости, контрастности, усиления и т.д.) и режима проявления фотоносителя.

Наиболее близок к предлагаемому акустический прибор, имеющий вращаемый периодически возбуждаемый преобразователь, усилитель и регистратор полутоновых изображений с экрана ЭЛТ на фотоноситель (2}.

Недостаток известного прибора заключается в ручной регулировке ^яркости и контрастности изображения.

Цель изобретения — повышение точности регистрации.

Поставленная цель достигается введением в прибор калибровочного генератора шахматного поля, вход синхронизации которого соединен с узлом синхронизация, выход радиосигнала соединен с электроакустическим пре^,5 образователем, выход видеосигнала соединен с регистратором полутоновых изображений, а выход синхронизации строки соединен с узлом синхронизации и регистратором.

При этом калибровочный генератор содержит присоединенный ко входу синхронизации задающий генератор, выход которого через формирователь длительности квадрата соединен с первым триггером и через формирова744409 '

тель отраженного сигнала соединен с формирователем видеосигнала и с формирователем радиосигнала, обеспечивающим выхода видеои радиосигналов, выходы первого триггера соединены с первой и второй схемами И и через'формирователь длительности строки с формирователем синхроимпульса строки, обеспечивающим выход синхронизации строки,^ с формирователем видеосигнала, обеспечивающим выход видеосигнала через формирователь количества строк в квадрате со вторым триггером, через формирователь текущего аналогового сигнала с формирователем отраженного сигнала, а выходы второго триггера соединены с первой и второй схемами И, выходы которых через схему ИЛИ соединены с формирователем отраженного сигнала.

На фиг. 1 показана функциональная схема акустического прибора; на фиг. 2 — пример, двухканальной записи.

Акустический прибор состоит из электроакустического направленного преобразователя 1, усилителя 2 отраженных сигналов, регистратора 3 полутоновых изображений, генератора 4 импульсов возбуждения, узла 5 синхронизации, задающего генератора 6, формирователя 7 длительности квадрата, первого триггера 8, формирователя 9 длительности строки, формирователя 10 синхроимпульса строки, формирователя 11 количества строк в квадрате, второго триггера 12, двух схем И 13 и 14, схемы 15 ИЛИ, формирователя 16 текущего аналогового сигнала. формирователя 17 отраженного сигнала, формирователя 18 видеосигнала и формирователя 19 радиосигнала.

Пунктиром определены элементы, входящие в генератор шахмаптого поля. Он имеет вход синхронизации. А и три выхода: видеосигнала. Б, радиосигнала В и синхронизации строки Г.

Генератор применительно к скважинному акустическому телевизору работает следующим образам.

Прибор включается до спуска зонда в скважину. Генератор 4 импульсов возбуждения вырабатывает импульсы запуска с частотой порядка 2 кГц. Одновременно с узла 5 синхронизации через вход синхронизации запускается задающий генератор 6_# импульсы которого поступают на формирователь 17 отраженного сигнала и формирователь 18 видеосигнала.Кроме того с генератора 6 импульсы поступают на формирователь 7, представляющий собой, например, счетчик на 20 Импульсов. Через каждые двадцать импульсов опрокидывается' первьш триггер 8, положительный импульс которого определяет длину ’’черного” поля, отрицательный ’’белого”. Триггер 8 запускает формирователь 9 длительности строки, представляющий собой, например, счетчик на 10 импульсов, так как длина строки в этом случае равна десяти ’’черным” и десяти ’’белым” квадратам, а в начале каждой строки непосредственно от формирователя 9 или от узла синхронизации 5 запускается формирователь 10 синхроимпульса строки. Синхроимпульс строки поступает на формирователь 18 видеосигнала, а также запускает формирователь 11 количества строк в квадрате и формирователь 16 текущего аналогового сигнала. Формирователь 11 представляет собой, (Например, счетчик импульсов на 20, таким образом вырабатывает импульсы, через каждые двадцать строк, которые опрокидывают второй триггер 12. Обе схемы 13 и 14 И подсоединены, к разным плечам триггеров 8 и 12 и через каж-. дые двадцать строк на вход схемы 15 ИЛИ поступают импульсы то с одного, то с другого плеча первого триггера 8, что позволяет получить коммутирующие импульсы, определяющие ’’черные” и ’’белые” квадраты ’’шахматного поля”.

Формирователь 16 текущего аналогового сигнала формирует напряжение, изменяющееся в течение одной строки, например, по линейному, ступенчатому, экспоненциальному или логарифмическому законам. Это напряжение' поступает на формирователь 1.7 отраженного сигнала, где формируются отраженные видеосигналы (выход Б), амплитуда которых определяется напряжением генератора 16. Коммутирующие импульсы от 15 ИЛИ управляют пропусканием форьшрователем 17 отраженных сигналов в те- чение каждого ’’черного” поля. Сформированные ’’отраженные” видеосигналы поступают на формирователь 18, где замешиваются синхроимпульсы посылок и сброс и подаются через выход Б на вход регистратора 3. Кроме этого ’’отраженный” сигнал поступает на формирователь радиосигналов 19 и сформированные радиоимпульсы через выход В поступают на электроакустический преобразователь 1 и далее через усилитель 2 на регистратор 3.

Таким образом, на регистратор поступают как видеоимпульсы от генератора шахматного поля, позволяющие настроить и откалибровать отдельно регистратор, так и импульсы, прошедшие по всему тракту акустического прибора, позволяющие провести точную калибровку и настройку сквозного тракта.

Выход точки присоединения калибровочного генератора к электроакустическому преобразователю не представляет особых трудностей, так как преобразователь обычно помещен в масляно-полый отсев, имеющий компенсатор; таким образом нет необходимости делать вывод, расштанный на высокое давление.

Применение подобного калибровочного генератора позволяет решить ряд метрологичес744409 ких вопросов и перейти от чисто качественной интерпретации к количественной. Это достигается путем визуального сопоставления плотности записи на фотоносителе, полученной при каротаже и калибройке. С помощью подобного калибровочного генератора шахматного поля, проведена настройка и калибровка регистратора акустического телевизора. Пример подобной двухканальной записи (см. фиг. 2), позволяет, например, отсчитывать на фотоносителе пять градаций по яркости. Зная закон распределения ампли(уд в отдельных клетках генератора поля примерно с 20%-ной точностью определяют амплитуду принятых отраженных сигналов. Равномерность почернения квадратов и ее нарушения в виде отдельных полос или других дефектов указывают на наличие помех в канале. Имея достаточно большое изменение амплитуды сигналов в предела^ шахматного поля оценивают, по записи динамический диапазон проверяемого устройства и контролируют его в процессе работы.

Изготовленный с использованием интегральных схем генератор получается достаточно компактным и имеющим малую потребляемую мощность. Использование в строенного генератора позволяет значительно ускорить проверку и калиброку аппаратуры, так как генератор автоматический выдает набор калиброванных амплитуд и, позволяет отказаться от использования внешних генераторов радио- и видеосигналов;

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к аппаратуре геофизического Каротажа скважин, в частности к устройствам акустического каротажа на отраженных волнах. Известна аппаратура акустического каротажа скважин, котора  содержит вращаемьш источник направленных импульсных ультразвуковых колебаний; отраженный от стенки импульс усиливаетс  и передаетс  на поверхность, где модулирует по  ркости луч электроннолучевой трубки (ЭЛТ), с которой ведетс  регистраци  аа фотоноситель. Длительность строки развертки соответствует времени одного оборота луча в скважине 1. Недостатком прибора  вл етс  трудность в сопоставлении записей с различных скважии в св зи с тем, что градаци   ркости полутонового изображени  зависит не только от отражающих свойств исследуемой породы и затухани  бурового раствора, но и от установок ручек регулировки в наземной аппаратуре ( ркос ти, контрастности, усилени  и т.д.) и режима про влени  фотоносител . Наиболее близок к предлагаемому акустический прибор, имеющий вращаемый периодически возбуждаемый преобразователь, усилитель и регистратор полутоновых изображений с экрана ЭЩ на фотоноситель 12. Недостаток известного прибора заключаетс  в ручной регулировке  ркости и ксжтрастности изображени . Цель изобретени  - повышение точнрсти регистрадии. Поставленна  цель достигаетс  введением в прибор калибровочного генератора шахматного пол , вход синхрОиизации которого соединен с узлом синхронизаци , выход радиосигнала оэединен с злектроакуст ческим преобразователйл , выход видеосигнала соединен с регистратором полутоновых изображений, а выход синхронизации строки соединен с узлом синхронизации и регистратором. При этом калибрювочный генератор содержит присоединенный ко входу синхронизации задающий генератор, выход которого через формирова тель длительноста квадрата соединен с первым триггером и через формирователь отраженного сигаала соединен с форми рователем видеосигнала и с фop mpoвaтeлeм радиосигнала, обеспечивающим выходы видеои радиосигналов, выходы первого триггера соединены с первой и второй схемами И и через формирователь длительности строки с фор мирователем синхроимпульса строки, обеспе вающим выход синхронизации строки, с формирователем видеосигнала, обеспечиваюЕЩм выход видеосигнала через форулирователь колйчества cTfioK в квадрате со вторым триггером , через формирователь текущего аналоговог сигнала с формирователем отраженного сипгала а выходы второго триггера соединены с первой и второй схемами И, выходы которых через схему ИЛИ соедине1-1ы с формирователегу отраженного сигнала. На фиг. 1 показана фуиьадаональна  схема акустического прибора; на фиг. 2 - пример. двухканальной записи. Акустический прибор состоит из электроакустического направленного преобразовател  1 усилител  2 отраженных сигналов, регистратор 3 полутоновых изображенш, генератора 4 импульсов возбуждени , узла 5 синхронизатдаи, задающего генератора 6, формировател  7 длительности квадрата, первого триггера 8, форми ровател  9 длительности строки, формировател  10 синхроимпульса строки, форлотровател  11 количества строк в квадрате, второго триггера 12, двух схем И 13 и 14, схемы 15 ИЛИ формировател  16 текуидего аналогового сигна ла, формировател  17 отражешюго сигнала, фо мировател  18 видеосигнала и формировател  радиосигнала. Пунктиром определены злементь, вход идие в генератор шахмат1т ого пол . Он имеет вход синхронизации А и три выхода: вздеос5Ш1ала. Б радиосигнала В и синхронизации строки Г. Генератор применителы-ю к скважииному акустическому телевизору работает след тощим образом. Прибор включаетс  до спуска зонда в сква жину. Генератор 4 импульсов возбуждени  аырабатывает иг шульсы запуска с частотой пор д ка 2 кГц. Одновремешго с узла 5 cmtxpoHioaции через вход синхронизации запускаетс  задающий генератор 6 и шyльcы которого посту пают на формирователь 17 отраженного сигнала и формирователь 18 вщеосигнала.Кроме того с генератора 6 импульсы Поступают на формйрователь 7, представл ющий собой, например, счетчик на 20 импульсов, Через каждые двадцать импульсов опроквдьшаетс  nepBijrfi триггер 8, положительнь й им тульс которого определ ет длину черного пол , отрицательный - белого. Триггер 8 запускает формирователь 9 длительности строки, представл юхций собой, например, счетчик на 10 клшульсов, так как лина ст1:1оки в этом случае равна дес ти черым и дес ти белым квадратам, а в начале аждой строки непосредственно от формироваел  9 или от узла синхронизации 5 запускает  форш1ровате.пь 10 сш хроимпульса строки. и}кроимпульс строки поступает на формироатель 18 видеосигнала, а также запускает форфователь 11 количества строк в квадрате формирователь 16 текущего аналогового сигала . Фор1«ирователь 11 представл ет собой, апример, счетчик импульсов на 20, таким образЬм вырабатывает импульсы, через .каждые вадцать строк, которые опрокидьшают второй триггер 12. Обе схемы 13 и 14 И подсоединены, к разным плечам триггеров 8 и 12 и через каж-. дые двадцать строк на вход схемы 15 ИЛИ поступают импульсы то с одного, то с другого плеча первого триггера 8, что позвол ет получить коммутирующие импульсы, определ ющие черные и белые квадраты щахматного по- л . . Форлотрователь 16 текущего аналогового сигнала формирует напр жение, измен ющеес  в течегше одной строки, например, по линейнол-гу, ступенчатому экспоненциальному или логарифмическому законам. Это напр жение постз ает на формирователь 1.7 отраженного сигнала, где формируютс  отражеш№ е видеосигналы (выход Б), амплитуда которых определ етс  напр жением генератора 16. Коммутирующие импульсы от 15 ИЛИ управл ют пропусканием формирователем 17 отраженных сигналов в те- чение ка едого черного пол . Сформированные отраженные видеосигналы поступают на формирователь 18, где замещиваютс  синхроимпульсы посылок и сброс и подаютс  через выход Б на вход реп стратора 3. Кроме этого отраженный сигнал поступает на формирователь радиосигналов 19 и сформированные радиоимпульсы через выход В постзшают на электроакустический преобразователь и далее через усилетель 2 на регистратор 3. образом, на регистратор постзшают как видеоимпульсы от генератора шахматного HOJm, позвол ющие настроить и откалибровать отдельно регистратор, так и импульсы, прошедаете по всему тракту акустического прибора, позвол ющие провести точную калибровку и настройку сквозного тракта. Выход точки присоединени  калибровочного генератора к электроакустическому преобразователю не представл ет особых трудностей, так как преобразователь обычно помещен в масл но-полый отсев, имеющий компенсатор; таким образом нет необходимости делать вывод , расщ{та1шьш на высокое давление. Применение подобного калибровочного генератора позво.п ет репшть р д метрологичес57 ких вопросов и перейти от чисто качественной интерпретации к количественной. Это достигаетс  путем визуального сопоставлени  плот ности записи на фотоносителе, полученной при каротаже и калибровке. С помощью подобного калибровочного генератора шахмагаого пол , проведена настройка и калибровка peniCTpatopa акустического телгвизора. Пример подобной двухканальной записи (см. фиг. 2), позвол ет, например, отсчитьшать на фотоносителе п ть градаций по  ркости. Зна  закон распределени  aмшIиtyд в отдельных клетках генератора пол  примерно с 20%-ной точностью определ ют амплитуду прин тых отраженных сигналов. Равномерность почернени  квадратов и ее нарушени  в ввде отдельных полос или других дефектов указывают на наличие помех в канале. Име  достаточно большое изменение амплитуды сигналов в предела с шахматного пол  оценивают, по записи динамический диапазон провер емого устройства и контролируют его в процессе работы . Изготовленный с использованием интегральных схем генератор получаетс  достаточно компактным и имеющим малую потребл емую мощ ность. Использование встроегшогЪ генератора поз вол51ет значительно ускорить проверку и калиброку аппаратуры, так как генератор автоматический выдает набор калиброванных амплитуд и,позвол ет отказатьс  от использовани  внешних генераторов радио- и видеосигналов; Формула изобретени  1. Акустический прибор, содержащий направленный злектроакустический преобразователь, генератор импульсов возбуждени , усилитель отраженных сигналов, узел синхронизации и регистратор полутоновых изображений, о т л ичающийс  тем, что, с целью повышени  точности регистрации, в него введен калибровочный генератор шахматного пол , вход CHHXJX)низации которого соединен с узлом синхронизации , выход радиосигнала соединен с злектроакустическим преобразователем, выход видеосигнала соединен с регистратором полутоновых изображений, а. выход синхронизации строки соединен с узлом синхронизации и регистратором . 2. Акустический прибор по п. 1, о т л ичающийс  тем, что калибровочный генератор шахматного пол  содержит присоединенный ко входу синхронизации задающий генератор , выход которого через формировате ль длительности квадрата соединен с первым триггером и через формирователь отраженного сигнала соединен с формирователем видеосигнала и с формирователем радиосигнала, обеспечивающим выходы видео- и радиосигналов, выходь первого триггера соединены с первой и второй схемами И и через формирователь длительности строки с формирователем синхроимпульса, строки, обеспечивающим выход синхронизации строки, с формирователем видеосигнала, обеспечивающем выход видеосигнахн через формирователь количестаа строк в квадрате со вторым триггером, через формирователь текущего аналогового сигнала с формирователем отраженного сигнала, а выходы второго триггера соединены с первой и второй схемами И, выходы которых через схему ИЛИ соединены с формирователем отраженного сигнала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании W 1217544, кл. Н 4 D , 1970.
2. 2.Патент США N 3724589, кл. 181-5, 1974 (прототип).

   m--iZlpG3 CD-rii-Г7Т-тЧ 71 111 I III ,1, -111 г

   п

   ShV

   - J

   Л.

   m