SU765772A1 - Устройство дл акустического каротажа скважин - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  промыслово-геофизических исследований нефт ньк и газовых скважин .

Известно устройство дл  акустического каротажа скважин, позвол ющее регистрировать в процессе измерений скорости распространени  упругих волн по горной породе, пересекаемой скважиной 1. Это устройство включает в себ  скважинный зонд с двум  попеременно работающими излучател ми, между которыми расположены два приемника, а также наземную панель, содержащую блоки усилени  сигналов и синхроимпудасоё, электронные переключатели , блокинг-генераторы, генератор пилообразных импульсов, ключевую схему и регистратор. Дл  устранени  вли ни  изменени  диаметра скважины на точность измерений в этом устройстве используетс  принцип встречно-компенсированного измерени  скорости распространени  упругих волн.

Недостатками данного устройства  вл етс  фиксированное рассто ние между приемниками и излучател ми, невозможность изменени  рассто ни  между приемниками, что необходимо

при измерени х в пластах с сильно мен ющимис  характеристиками, а также невысока  точ-. ность измерений, обусловленна  аналоговым способом регистрации и осреднени .

Известно также устройство 21, прин тое за прототип,--содержащее трехэлементный скважинный прибор, соединенный каротажным кабелем с наземной панелью, в которую, кроме общеизвестных блоков - усилитель, фильтр, пороговое устройство, вычислитель интервального времени, синхронизатор, блок питани , регистратор, включены блок оперативной пам ти и вычислитель компенсированного интервального времени. Недостатками этого устройства также  вл етс  невысока  точность измерений, обусловленна  аналоговым способом измерени  и аналоговой пам тью интервального времени; сложность элетронно-коммутаиионной схемы и пониженна  механическа  прочность зондов; невозможность измерени  истинных значений времен распространени  упругих волн по породе и, наконец, невозможность компенсировани  каверн породы, размер которых больше :базы зонда.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  интервального времени распространени  упругой волны по горной породе.

Это достигаетс  тем, что в наземную панель введены блокиул)авЛени  счетчиками ;времени распространени  упругой волны от излучател  до ближнего и дальнего приемников (счетчики ближнего и дальнего времени), счетчики времен генератор счетных импульсов, блоки оперативной пам ти ближнего и дальнего времени, функциональные элементы И, триггеры запрета, даши раторы  чеек пам ти, счетчики  чеек пам ти , дешифратор длины зонда, дешифратор базы зонда, дешифратор шага зонда, блоки управлени  счетчиками сумм измеренного и задержанного времен, счетчики сумм, счетчики метров длины кабел , цифроаналоговые преобразователи , блоки управлени  оперативной пам тью и усилитель с инвертирующими входами, причем выход синхронизатора соединен параллельно с блоками управлени  счетчиками ближнего и дальнего времени, через функциональные элементы И с оперативной пам тью по каналам ближнего и дальнего времени, со счетчиком  чеек пам ти, соединенным с дешифратором и далее через схему И с оперативной пам тью ближнего времени, с триггером запрета, соединенным через счетчик  чеек пам ти, дешифратор и схему И с оперативной пам тью по каналу дальнего времени, а выход счетчика метров длинь кабел  соединен параллельно с. дешифратором длины зонда, который соединен со счетчиком  чеек пам ти ближнего времени и через триггер запрета с соответствующей оперативной пам тью и блоком управлени  счетчиками сумм измеренного и задержанного ближних времен, с дешифратором базы, который соединен с триггером запрета по каналу дальнего времени и с дешифратором шага зонда, который, в свою очередь, соединен параллельно по каналу дальнего времени со счетчиком  чеек пам ти и через триггер запрета с оперативной пам тью и блоком управлени  счетчиком сумм измеренного и задержанного времен, а выходы порогового устройства и генератора счетных импульсов соединены параллельно со счетчиком сумм измеренных и задержанных ближних и дальних времен и блоками управлени  счегчиками измеренного ближнего и дальнего времен, которые через соответствующие счетчики и блоки операт ИННОЙ пам ти соединены со счетчиками сумм измеренных и задержанных времен, сигнал с которых через Щ1фроаналоговые преобразователи подаетс  на инвертирующие входы усилител , выход которого соединен с каротажным регистратором.

Повышение точности измерений интервальног времени распространени  упругих волн по породе происходит путем исключени  вли ни  изменени  диаметра скважины при записи диаграмм в процессе каротажа. Это достигаетс  тем что. при помощи данного устройства и процессе измереиий происходит запись Компенсированного интервального времени прихода упругой волны, определ емого следующим образом.

При положении скважинного прибора на забое или в момент начала его движени  (каротаж снизу вверх) измер етс  врем  t| распространени  упругой волны от излучател  И до ближнего приемника П. Величина этого времени преобразуетс  в электрический сигнал, который задерживаетс  на врем , необходимое дл  перемещени  скважинного прибора вверх на длину зонда (рассто ни  между излучател ми и дальним приемником, дл  рассмотренной структуры зонда, равное 2 м). После перемещени  прибора на рассто ние, равное базе зонда (рассто ние между одноименными преобразовател ми , дл  рассмотренной структуры зонда равное 0,5 м) измер етс  врем  tj от излучател  до дальнего приемника. Это врем  преобразуетс  в электрический сигнал, который задерживаетс  на врем , необходимое дл  перемещени  прибора вверх на рассто ние, равное рассто нию от излучател  И до ближнего приемника Hi (дл  рассмотренной структуры зонда , равное 1,5 м). После того, как прибор переместитс  вверх по стволу скважины на рассто ние , равное длине зонда (дл  рассмотренной структуры, равное 2 м), измер етс  врем  t 1 распространени  упругой волны от излучател  И до ближнего приемника П и врем  tj распространени  волны от излучател  И до дальнего . приемника.. Начина  с зтого положени  прибора (две длины зонда от забо  скважины) в каждый момент излучени  и регистрации упругой волны производ т измерение компенсированной величины интервального времени ее распространени  по горной породе путем суммировани  задержанного t| и измеренного ti времени распространени  волны от излучател  И до ближнего приемника П,, суммировани  задержанного ta и измеренного t2 врюмен распространени  волны от излучател  И до дальнего приемника Пз и вычитани  из суммы дальних времен (от, излучател  до дальнего приемника) суммы ближних времен (от излучател  до ближнего приемника). В результате получаем компенсированное интервальное врем  ком. Распространени  упругой волны по горной породе, пересекаемой скважиной, на величину которого не вли ет изменение диаметра скважины.

На чертеже показана функциональна  схема устройства, которое содержнт скважинный прибор с одним излучателем И и двум  приемниками П1, Па, соединенный через каротажный кабель с наземной вычислительной панелью.

В состав наземной панели вход т: фильтр 1 низкой частоты, пороговое устройство 2, счетчик 3 ближнего времени (времени распространени  упругой волны от излучател  до ближнего приемюпса Л, блотс 4 управлени  счетчиком блимдаего времени генератор 5 импульсов с частотой Л мГц, блок 6 управлени  счетчиком дальнего времени (времени распространени  упругой волны от излучател  до дальнего приемника Па), счетчик 7 дальнего времени, сиихронизатор 8, блок 9 оперативной пам ти ближнего времени, функцисшальный злемент 10 И, триггер запрета 11, дешифратор 12  чеек пам ти ближнего времени, счетчик 13  чеек пам ти , триггер запрета 14, счетчик 15  чеек nai м ти,.дальнего времени, деишфратор 16  чеек пам ти дальнего времени, функциональный элемент 17 И, триггер запрета 18, блок 19 оперативной пам ти дальнего времени, дешифратор 20 2-х метров, дешифратор 21 0,,етров, дешифратор 22 1,5 метров, блок 23 управлени  счетчиком суммы измеренного и задержанного ближних времен, счетчик 24 суммы ближних времен ,счетчшс 25 метров длины кабел , счетчик 26 суммы измеренного и задержанного дальних времеи, блок 27 упра,влени  счетчиком суммы дальних времен, цифроаиалоговый преобразователь 28 счетчика суммы ближних времен, усилитель 29 с инвертирующими входами с коэффициентом усили , равным 0,цнфроаналого- вый преобразователь 30 счетчика суммы дальиих времен, блоки 31 и 32 управлени  оперативной пам тью.

Устройство работает следующим образом.

Акустический сигнал преобразуетс  в скважиином приборе в электрический сигнал, который по каротажному кабелю поступает в наземную вычислительную панель, отфильтровываетс  фильтром 1 от низкочастотных помех (акустических шумов) и далее поступает на пороговое устройство 2, где определ етс  первое вс пление продольной волны на определенном уровне, выпю уровн  шума. Импульс первого вступлени  поступает на блоки управлени  счетчиками 4, 6, 23, 27. Измерение ближнего и дальнего времеи (времен распространени  волны от излучател  И до ближнего IIj и дальнего П приемников ) осуществл етс  по принципу заполнени  временного интервала от импульса излучени  до импульса первого вступлегш  в волновой картине импульсами частотой 1 мГц, поступающими с генератора 5, на счетчиках 3 и 7. С момента начала движени  скважинного прибора импульсы с частотой излучени  12,5 Гц с синхронизатора 8 поступают на счетчик 13  чеек пам ти ближнего времени. Каждому импульсу излучени  на дешифратор 12 соответствует сво   чейка оперативной пам ти ближнего времени . Перемножа сь по И на функциональном

Claims (2)

1. злементе 1.0 с командой дешифратора 12, сипил с синхронизатора 8 перекладывает каждое измеренное значение ближнего времени в определенную  чейку пам ти 9, соответствующую пор дковому номеру излучени  упругой волны в горную породу через блок управлени  оперативной пам тью 31. Счетчик 13 периодически приводатс  в исходное нулевое состо ние командой с дешифратора 20, определ ющего по кабелю рассто ние, равное длине зонда 2 м. Счетчик метров длины кабел  25 св зан сельсинной передачей с мерным роликом блок-баланса, по которому скользит кабель. Сигнал с дешифратора 20 2-х метров поступает на триггер запрета 11 и переворачивает его. С этого моме та начинаетс  перекладка заполненных в каж-дом цикле излучени  упругой волны в горную породу величин ближних времен импульсами излучени  с частотой 12,5 Гц с синхронизатора 8 через блок управлени  оперативной пам тью 31 из блока 9 оперативной пам ти в счетчик 24. Сигналом с блока управлени  23 на счетчике 24 происходит досчитывание импульсами 1 мГц на величину ближнего времени, задержанного на врем  перемещени  скважинного прибора на рассто ние 2 м и, таким образом, реализуетс  операци  суммировани  измеренного и задержанного ближних времен. Аналогичным образом осуществл етс  операци  суммировани  измеренного и задержанного дальних времен иа счетчике 26. Отличие заключаетс  лишь в том, что измерение дальиего времени разрешаетс  триггером запрета 14 после прохождени  зондом , 0,5 м. Триггер 14 переворачиваетс  в положение , разрешающее перекладку каждого изме.ренного значени  величины дальнего времени в блок 19 оперативной пам ти, командой с дешифратора 21. Счетчик 15  чеек пам ти каждые 1,5 метра приводитс  в исходное нулевое состо ние командой с дешифратора 22. Таким образом, измерение значени  дальнего времени и перекладка его в блок 19 оперативной пам ти осуществл етс  через каждые 1,5 метра перемещени  прибора вдоль ствола скважины, отсчить1ваемые по кабелю. Через 1,5 метра от точки начала движени  скважинного прибора командой с дешифратора 22 триггер запрета 18 переворачиваетс  в положение, разрешающее блоку управлени  оперативной пам тью 32 I перекладку каждого значени  дальнего времени из блока 19 оперативной пам ти в счетчик 26, иа котором реализуетс  операци  суммировани  измеренного и задержанного дальних времен . Цифровой код суммы ближних времен и суммы дальиих времен преобразуютс  цифроаналоговыми преобразовател ми 28 и 30, опрос которых производитс  сигналом с блоков 23 и 27 в аналоговые сигналы, которые подаютс  на усилитель 29 с инвертирующими входами и коэффициентом усилени , равным 0,5- В результате на выходе усилител  29 в каждом цикле измерений (в каждой точке скважинных исследований , начина  с рассто ни  в две длины зонда от начала движени ) будет сигаал, пропорцисшальный величине компенсированного интервальиого времени распространени  продольной волны по горной породе, пересекаемой скважиной, на величину которого не вли ет изменшие диаметра скважины. Этот сигнал подаетс  на регистратор, где регистрируетс  в функции глубины скважины. Формула изобретени  Устройство дл  акустического каротажа скважин , состо щее из трехэлементного скважинного прибора, соединенного каротажным кабелем с наземной измерительной панелью, включающей усилитель, фильтр, пороговое устройство,синхронизатор , блок питани  и регистратор, отличающеес  тем,, что, с целью повышени  точности измерени  интервального времени расщхютранени  упругой волны по горной породе , в наземную панель введены блоки управлени  счетчиками времени распространени  упругой волны от излучател  до ближнего (ВВП) и дальнего приемников (ВДП), счетчики времен , генератор . ечетных импульсов, блоки оперативной пам ти ВВП и ВДП, функциональные элементы И, триггеры запрета, дешифраторы  чеек пам ти, дешифратор длины зонда, дешифратор базы зонда, дешифратор шага зонда, блоки управлени  счетчиками сумм измеренного и задержанного времен, счетчики сумм, счетчики метров длины кабел , цифроаналоговые преобразователи , блоки управлени  оперативной пам тью и усилитель с инвертирующими входами. причем выход синхронизатора соединен парал- . лельно с блоками управлени  счетчиками ВВП и ВДП, через функциональные элементы И с оперативной пам тью, по каналам ВВП и ВДП, со счетчиком  чеек пам ти, соединенным с дешифратором и далее через схему И с оперативной пам тью ВВП, с триггером запрета, соединенным через счетчик  чеек пам ти, дешифратор и схему И с оперативной пам тью по каналу БДП, а выход счетчика длины кабел  соединен параллельно с дец1ифратором длины зонда, который соединен со счетчиком  чеек пам ти ВВП и через триггер запрета с соответствующей оперативной пам тью и блоком управлени  счетчиками сумм измеренного и задержанного ВВП, с дешифратором базы, который соединен с триггером запрета по каналу ВДП и с дешифратором шага зонда, который, в свою очередь, соединен параллельно по каналу ВДП со счетчиком  чеек пам ти и через триггер запрета с оперативной пам тью и блоком управлени  счетчиком сумм измеренного и задержанного времен, а выходы порогового устройства и генератора счетных импульсов соединены параллельно со счетчиком сумм измеренных и задержанных ВВП и ВДП и блоками управлени  счетчиками измеренного ВВП и ВДП, которые через соответствующие счетчики и блоки оперативной пам ти соединены со счетчиками сумм измеренных и задержанных времен, сигнал с которых через цифроаналоговые преобразователи подаетс  на инвертирующие входы усилител , выход которого соединен с каротажным регистратором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент 3257639, кл. 340-18, 1962.
2. 2.Патент США № 3302166, кл. 340-18, 1967. U