SU817649A1

SU817649A1 - Device for geophysical investigations in wells

Info

Publication number: SU817649A1
Application number: SU792768153A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Анатольевич Ильинский; Бронислав Эдуардович Мецгер; Вадим Иванович Пятахин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Ядерной Геофизики Игеохимии
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1981-03-30

Description

1one

Изобретение относитс к геофизическому приборостроению и предназначено дл проведени геофизических исследований в скважинах, в том числе в сверхглубоких,The invention relates to geophysical instrumentation and is intended for conducting geophysical surveys in wells, including ultradeep,

Известна аппаратура дл геофизи ческих исследований в скважинах, состо ща из скважинного. прибора с датч1:коМ; предусилителем, преобразователем напр жение-ток, формирователем длительности информационного сигнала с сохранением амплитуды, дискриминатором, двум одновибраторами , каротажного кабелг и наземной панели с усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами JL .A well-known apparatus for geophysical research in wells, consisting of a well. device with dat1: com; preamplifier, voltage-current converter, shaper of information signal duration with amplitude preservation, discriminator, two single-oscillators, logging cable and ground panel with amplifier, coding and recording devices JL.

При использовании в такой аппартуре стандартных бронированных каротажных кабелей информационные сигнал от скважинного прибора поступают в наземную, регистрирующую аппаратуру со значительными потер ми, возникающими вследствие просчетов информационных сигналов на формирователе длительности и воздействи внешних внутренних помех. Поэтому указанна аппаратура обеспечивает трансл цию информационных сигналов с необходимой точностью лишь при длине каротажного кабел не более 3 км. ПриWhen standard armored logging cables are used in such an equipment, the information signal from the downhole tool enters the ground recording equipment with significant losses resulting from miscalculations of information signals on the shaper and the effect of external internal noise. Therefore, this equipment provides the translation of information signals with the required accuracy only when the length of the logging cable is no more than 3 km. With

этом интегральные загрузки не должны превышать 3-10 имп/с. Кроме того, сргшнительно сложна электронна схема скважинного прибора не позвол ет выполнить его в термоустойчивом ис полнении.This integral load should not exceed 3-10 imp / s. In addition, the extremely complex electronic circuit of the downhole tool does not allow it to be performed in a heat-resistant design.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущитэсти вл етс аппаратура , содержаща скважинный прибо с датчиком и предусилителем, каротажный кабель и наземную панель с амплитудным выравнивателем, усилителем, кодирующим и регистрирующим устройствами . В этой аппаратуре амплитудный выравниватель устран ет амплитудночастотные искажени информационных сигналов, возникающих в кабеле в полосе частот от О до .500 кГц, что позвол ет испольэовать бронирован-, ные каротажные кабели длиной до б км включительно 2.The closest to that proposed by technical support is an apparatus containing a downhole tool with a sensor and a preamplifier, a logging cable and a ground panel with an amplitude equalizer, an amplifier, an encoder and a recording device. In this equipment, the amplitude equalizer eliminates the amplitude-frequency distortions of information signals arising in the cable in the frequency range from 0 to .500 kHz, which makes it possible to use armored logging cables up to 6 km long inclusively.

Однако расширение полосы частот в этой аппаратуре приводит к возрастанию вли ни внешних и внутренних помех на информационные сигналы, что не позвол ет примен ть в указанной аппаратуре бронированные каротажные кабели длиной 10 км и более дл проведени геофизических исследований в сверхглубоких скважинах. Цель изобретени - увеличение точности исследов аний. , Погзтавленна цель-достигаетс тем, что путем подавлени внешних и внутренних помех, в аппаратуре дл геофизических исследований в скважи ;нах при увеличении длины используеТЯого бронированного каротгокного Устро&с-хзе дл геофизически исследований в скважинах, содержаще скважинный прибор с датчиком и пред усилителем, каротажный кабель и наземную панель с амплитудным выравни вателем, усилителем, кодирующим и р гистрирующим устройствами, между ам плитудным выравнивателем и усилителем дополнительно введен активный КС-фильтр, модуль коэффициента пере чи которого определ етс по выражению /V{jw)/ i WlwVtfi-02-t - i4iwtl j- i4toQ где К const №(03)- суммарна спектральна плотность мощности внешних и внутренних помех; п - максимашьна интегральна 2 загрузка; и - средний квадрат амплитуды информационных сигнсшов; t - посто нна времени анодной цепи датчика; .. 9 - врем высвечивани сцинтил л тора; W - кругова частота; j - мнима единица. На фиг. 1 представлена структурн схема аппаратуры дл геофизических и следований в скважинах; на фиг, 2 принципиальна схема дополнительного активного RC-фильтра. Устройство содержит скважинный прибор 1, состо щий из датчика 2, преобразующего параметры измер емого геофизического пол в электрические информационные сигналы/ и термоустойчивого предусилител 3 через бронированный каротажныйкабель 4, длиной до 12 км в ключительно, подключен к амплитудному выравнивателю. 5, после которого включен дополнител ный активный фильтр б. После фильтра подключены усилитель 7, кодирующее устройство 8 и регистрирующее устрой ство 9. . Дополнительный активный НС-фильт состоит из интегрального операционного усилител 10 с несимметричной Т-образной мостовой схемой 11 в цепи отрицательной обратной св зи. На входе усилител 10 включена дифференцирующа RC-цепочка 12, а на выходе - две интегрирующих цепочки 13 Устройство работает следующим образом. Информационные сигналы с датчика 2,. имеющие спектральную плотность мощности n.U.t S{j(V i4u.))Sf через предусилитель 3 поступают на вход каротажного кабел 4, а затем на амплитудный выравниватель 5. Проход по кабелю, информационные сигналы искажаютс по форме и амплитуде изsa перекоса амплитудно-частотной ха актеристики кабел , что приводит к взаимным наложени м сигналов и вли нию внешних помех. При прохождении сигналов через амплитудный выравниватель 5, последний устран ет амплитудно-частотные искажени (а тем самлм и взаимные наложени ), подчеркива высокочастотные составл ющие в спектре сигналов, но вносит при этом дополнительные внутренние помехи, не устран вли ни внешних помех. С выхода амплитудного выравнивател йн формационные сигналы поступают на вход дополнительного активного КСфильтра 6, модуль коэффициента передачи которого имеет частотную завиг симость по выражению (1). При прохождении смеси информационных сигналов и помех через указанный фильтр вследствие различи в спектральных плотност х мощности S (ju) И W (со) низкочастотные и высокочастотные составл ющие помехи подавл ютс . В области средних частот, где уровень помех не высок, поддерживаютс спектральные составл ющие информационных сигналов, что позвол ет минимизировать среднеквадратичную ошибку в воспроизведении формы и амплитуды сигналов на выходе дополнительного активного RC-фильтра 6 и практически устран ет искажени сигналов за счет действи внешних и внутренних помех. Это дает возможность регистрировать без искажений спектра гамма-излучени при проведении исследований в верхнеглубоких скважинах методами естественной радиоактивности, радиационного захвата и наведенной активности при длине используемого каротажного кабел .до 12 км включительно и интегральных загрузках до Ю имп/с , Предлагаемое устройство позвол ет снизить мощность информационных сигналов со скйажинного прибора в 4 раза, существенно упростить принципиальную схему скважинной. части аппаратуры, а следовательно, повы- сить ее надежность. Кроме того, предложенна аппаратура позвол ет минимизировать вли ние внешних и внутренних помех на информационные сигналы в полосе частот 0-500 кГц при использовании бронированного каротажного кабел .длиной до 12 км вклюHowever, the expansion of the frequency band in this equipment leads to an increase in the influence of external and internal interference on information signals, which makes it impossible to use armored logging cables 10 km or more in this equipment for conducting geophysical studies in ultra-deep wells. The purpose of the invention is to increase the accuracy of research. The goal is achieved by the fact that, by suppressing external and internal interference, in the equipment for geophysical surveys in the well; logging cable and ground panel with amplitude equalizer, amplifier encoding and distributing devices, an active KS filter, mode, was additionally introduced between amplitude equalizer and amplifier whose enumeration factor is determined by the expression (V {jw) / i WlwVtfi-02-t - i4iwtl j - i4toQ where K const no. (03) is the total spectral power density of external and internal interference; n - maximally integrated 2 loading; and - the average square of the amplitude of information signals; t is the time constant of the sensor anode circuit; .. 9 is the time of scintillator flashing; W is the circular frequency; j - imaginary unit. FIG. 1 shows a structural diagram of the equipment for geophysical and follow-up in wells; FIG. 2 is a schematic diagram of an additional active RC filter. The device contains a borehole device 1, consisting of a sensor 2, which converts the parameters of the measured geophysical field into electrical information signals / and a thermostable preamplifier 3 through an armored logging cable 4, up to 12 km in length, is connected to the amplitude equalizer. 5, after which an additional active filter is included b. After the filter, an amplifier 7, an encoder 8, and a recording device 9 are connected. An additional active HC filter consists of an integrated operational amplifier 10 with an unbalanced T-shaped bridge circuit 11 in a negative feedback circuit. At the input of amplifier 10, a differentiating RC-chain 12 is turned on, and at the output, two integrating chains 13. The device operates as follows. Information signals from sensor 2 ,. having a power spectral density nUt S {j (V i4u.)) Sf through preamplifier 3 is fed to the input of the logging cable 4, and then to the amplitude equalizer 5. Passing through the cable, the information signals are distorted by the shape and amplitude of the skew of amplitude-frequency characteristic cable, resulting in signal overlap and the effect of external interference. When signals pass through amplitude equalizer 5, the latter eliminates amplitude-frequency distortions (and, thus, mutual overlaps), emphasizing the high-frequency components in the spectrum of signals, but adds additional internal noise without eliminating the effects of external interference. From the output of the amplitude equalizer, the formation signals are fed to the input of the additional active KSfilter 6, the transmission coefficient module of which has frequency shift by expression (1). With the passage of a mixture of information signals and interference through this filter, due to differences in power spectral densities S (ju) and W (co), the low frequency and high frequency components of the interference are suppressed. In the middle frequency range, where the noise level is not high, the spectral components of the information signals are maintained, which minimizes the root-mean-square error in reproducing the shape and amplitude of the signals at the output of the additional active RC filter 6 and virtually eliminates signal distortion due to external and internal signals. interference. This makes it possible to record without distortion of the gamma-ray spectrum when conducting research in upper-deep wells using natural radioactivity, radiation capture and induced activity for the length of the logging cable used up to 12 km inclusive and integral loads up to 10 pulses / s. The proposed device allows reducing power information signals from the gauge device 4 times, significantly simplify the borehole circuit diagram. parts of the equipment and, consequently, increase its reliability. In addition, the proposed equipment allows minimizing the effect of external and internal interference on information signals in the 0-500 kHz frequency band when using an armored logging cable up to 12 km long

Claims

Claim

A device for geophysical research in wells, containing 10 downhole, a device with a sensor and pre ’amplifiers, a wireline cable and a ground panel with an amplitude equalizer, an amplifier, coding and recording devices, about. 15, which, in order to increase the accuracy of studies, an active RC filter is additionally introduced between the amplitude equalizer and amplifier, the · coefficient of transmission coefficient is 20 hours, which is determined by the formula where K o = const ;, '

W (gj} is the total spectral density of the power of external * and internal noise;

- maximum integrated load;

- the average square of the amplitude of the information signals; · - time constant of the anode circuit of the sensor;

- scintillator emission time;

- circular frequency;

- imaginary unit .-