SU881640A1 - Поверочное устройство дл аппаратуры акустического каротажа - Google Patents

Description

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для поверки аппаратуры акустического каротажа.

Известно устройство, используемое для поверки аппаратуры акустического каротажа, представляющее собой металлическую трубу, в которую помещают поверяемый прибор, скорость распространения упругих колебаний в трубе находится· в диапазоне скоростей, регистрируемых аппаратур— рой [1].

Недостатком этого устройства является то, что поверка аппаратуры может производиться только для единственной скорости распространения упругих колебаний, соответствующей скорости распространения колебаний в материале трубы. Кроме того, устройство не позволяет поверять аппаратуру по динамическим параметром сигналов, характеризуемым коэффициентом затухания на измерительной базе зонда.

Известно также устройство, которое позволяет поверять аппаратуру для мно2 жества точек скоростей (времен) распространения упругих колебаний, находящихся в в диапазоне скоростей распространения колебаний во внешней трубе-звуководе и в металлической трубе, перемещаемой относительно преобразователей зонда поверяемого прибора f2j.

Недостатком этого устройства является невозможность поверки аппаратуры по динамическим параметрам сигналов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, которое содержит три трубы, имитирующие породы, пересеченные скважинами, выполненные из материалов с различными скоростями распространения и затухания упругих колебаний в них. Упругие колебания, возбуждаемые одним из излучателей зонда скважинного прибора, имеющего структуру И1И2П, помещаемого в трубу, через воду воздействуют на стенку трубы и, преломившись, в виде головной волны, распространяются по трубе и возбуждают приемник, преобразующий их в электричес881 кий сигнал. Аналогично преобразуется сигнал второго излучателя (или второго приемника при структуре зонда П1П2И). Первый и второй сигналы последовательно поступают в блок обработки, который ₅ позволяет вычислить время распространения колебаний и их затухание на фиксированной базе зонда вдоль данной трубы С'32.

Однако при поверке аппаратуры по ди- ю намическим параметрам сигналов используется их ослабление при распространении в’трубах, выполненных из различных материалов (сталь, винипласт, асбоцемент) со специально вводимыми в них неоднород- 15 ностями, в звукопоглощающих экранах, надеваемых на дальний (относительно приемника зонда) излучатель и имеющих малое среднее и большее затухания. Известно, что распространение звука в сложных си- 20 стемах, которыми являются вводимые по отраслевой инструкции в трубы неоднородности и используемые экраны, связано с фильтрацией высокочастотных составляющих импульсных сигналов, приводящей к иска- 25 жению спектра и, следовательно, формы сигнала. Это, в свою очередь, приводит к возникновению больших погрешностей, различных для разных ослаблений сигнала в системе передачи при поверке аппаратуры. ₃₀ Кроме того, невозможно осуществление надежного центрирования скважинного прибора в трубах-звуководах, что приводит к невоспроизводимости результатов, вызванной интерференцией сигналов, и, как следствие, погрешностям при оценке динамических параметров поверяемой аппаратуры. Манипуляции, выполняемые при поверке аппаратуры с тремя трубами, не обеспечивают оперативности измерений и являют- ₄θ ся весьма трудоемкими. Как показывают экспериментальные исследования, применение трех труб или экранов с фиксированными значениями затуханий не обеспечивает поверки аппаратуры в необходимом динамическом диапазоне 36 дБ. ’ ⁴⁵

Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени поверки аппаратуры акустического каротажа по динамическим параметрам сигналов в широ- ^s0 ком диапазоне с использованием поверочного устройства на основе одного звукопровода и экрана.

Цель достигается тем, что в поверочном устройстве аппаратуры акустического 55 каротажа, содержащем звукопровод, имитирующий породу скважины, заполненный жидкостью, в который помещается пове640 4 ряемый скважинный прибор с акустическими преобразователями и экран, экран выполнен в виде коаксиальных цилиндров разных диаметров, разделенных герметизированным газовым промежутком, и расположен на одном из преобразователей зонда скважинного прибора с возможностью его перемещения вдоль оси..

На чертеже схематически изображено поверочное устройство для аппаратуры акустического каротажа.

Поверочное устройство представляет собой цилиндрический звукопровод^выполненный из любого конструкционного материала, заполненный жидкостью, с помещаемым через продольный паз поверяемым, скважинным прибором 2, устанавливаемым на подставках 3. Зонд скважинного прибора имеет ближний (относительно приемника) излучатель 4 и дальний 5, возбуждающие приемник 6.

Коаксиально дальнему излучателю И2 располагается звуковой экран 7.

I

При поверке звуковое поле излучателя 4 без ослабления воздействует на приемник 6, зонда, а поле, создаваемое излучателем 5, ослабляется в зависимости от степени перекрытия его излучающей поверхности газовым промежутком экрана 7 (зачерненная часть экрана на фигуре). Введение газового промежутка в экране 7 приводит к его практически полной непрозрачности для звуковых колебаний из-за резких отличий волновых сопротивлений этого промежутка и жидкости. Изменяя положение экрана вдоль оси излучателя 5 (или приемника 5 при структуре зонда П1П2И) можно в одном устройстве при неподвижном и нецентрированном относительно звукопровода. скважинном приборе в широких контролируемых пределах непрерывно или дискретно изменять интенсивность звукового поля, распространяющегося от излучателя к приемнику зонда, и имитировать в широком динамическом диапазоне и с высокой точностью ослабление сигнала на измерительной базе зонда.

Внедрение устройства позволит оперативно и с высокой точностью выполнять поверку аппаратуры акустического каротажа по динамическим параметрам сигналов в широком диапазоне, обеспечивать единство измерений этих параметров в различных промыслово-геофизических организациях страны и повысить достоверность геологической интерпретации этих исследований при разведке нефти, газа и твердых ископаемых.

Claims (3)

1. (54) ПОВЕРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано дл  поверки аппаратуры акусти ческого каротажа. Известно устройство, используемое дл  поверки аппаратуры акустического каротажа , представл ющее собой металлическую трубу, в которую помещают повер емый прибор, скорость распространени  упругих колебаний в трубе находитс  в диапазоне скоростей, регистрируемых аппаратур- рой tl. Недостатком этого устройства  вл етс  то, что поверка аппаратуры может про изводитьс  только дл  единственной скорости распространени  упругих колебаний, соответствующей скорости распространени  колебаний в материале трубы. Кроме того, устройство не позвол ет повер ть аппаратуру по динамическим параметром сигналов, характеризуемым коэффициентом затухани  «а измерительной базе зонда. Известно также устройство, которое позвол ет повер ть аппаратуру дл  множества точек скоростей (времен) распространени  упругих колебаний, наход щихс  в в диапазоне скоростей распространени  колебаний во внешней трубе-звуководе и в металлической трубе, перемещаемой относительно преобразователей зонда повер емого прибора 2. Недостатком этого устройства  вл етс  невозможность поверки аппаратуры по динамическим параметрам сигналов. Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство, которое содержит три трубы, имитирующие породы, пересеченные скважинами, выполненные из материалов с различными скорост ми распространени  и затухани  упругих колебаний в них. Упругие колебани , возбуждаемые одним из излучателей зонда скважинного прибора, имеющего структуру И1И2П, помещаемого в трубу, через воду воздействуют на стенку трубы и, ПреЛОМИ 5ЩИСЬ, в виде головной ВОЛНЬ, распростран ютс  по трубе и возбуждают приемник, преобразующий их в электрический сигнал. Аналогично преобразуетс  сУ1гнал JToporo излучател  (или второго приемника при структуре зонда Г11П2И). Первый и второй сигналы последовательно поступают в блок обработки, который позвол ет вычислить вреьч  распространени  колебаний и их затухание на фиксированной базе зонда вдоль данной трубы 3J. Однако при поверке аппаратзфы по динамическим параметрам сигналов используетс  их ослабление при распространении втрубах, выполненных из различных материалов (сталь, винипласт, асбоцемент) со специально вводимыми в них неодиород- 15 НОСТЯМ.И, в звукопоглощающих экранах, надеваемых на дальний (относительно приемника зонда) излучатель и имеющих малое среднее и больщее затухани . Известно, что распространение звука в сложных системах , которыми  вл ютс  вводимые по отраслевой инструкции в трубы неоднородности и используемые экраны, св зано с фильтрацией высокочастотных составл ющи импульсных сигналов, привод щей к искажению спектра и, следовательно, формы сигнала. Это, в свою очередь, приводит к возникновению больших погрешностей, различных дл  разных ослаблений сигнала в системе передачи при поверке аппаратутры Кроме того, невозможно осуществление надежного центрировани  скважинного прибора в трубах-звуководах, что приводит к невоспроизводимости результатов, вызванной интерференцией сигналов, и, как следствие , погрещност м при оценке динамических параметров повер емой аппаратуры. Манипул ции, выполн емые при поверке аппаратуры с трем  трубами, не обеспечивают оперативности измерений и  вл ютс  весьма трудоемкими. Как показывают экспериментальные исследовани , применение трех труб или экранов с фиксированными значени ми затуханий не обеспечива ет поверки аппаратуры в необходимом динамическом диапазоне 36 дБ. Целью изобретени   вл етс  повышени точности и сокращение времени поверки аппаратуры акустического каротажа по ди намическим параметрам сигналов в щироком диапазоне с использованием поверочного устройства на основе одного звукопровода и экрана. Цель достигаетс  тем, что в поверочном устройстве аппаратуры акустического каротажа, содержащем звукопровод, имитирующий породу скважины, заполненный жидкостью, в который помещаетс  пове404 р емый скважинный прибор с акустическими преобразовател ми и экран, экран выполнен в виде коаксиальных цилиндров разных диаметров, разделенных герметизированным газовым промежутком, и расположен на одном из преобразователей зонда скважинного прибора с возможностью его перемещени  вдоль оси.. На чертеже схематически изображено поверочное устройство дл  аппаратуры акустического каротажа. Поверочное устройство представл ет собой цилиндрический звукопровод выполненный из любого конструкционного материала , заполненный жидкостью, с помещаемым через продольный паз повер емым скважинным прибором 2, устанавливаемым на подставках 3, Зонд скважинного прибора имеет ближний (относительно приемника ) излучатель 4 и дальний 5, возбуждающие приемник 6. Коаксиально дальнему излучателю И2 располагаетс  звуковой экран 7. При поверке звуковое поле излучател  4 без ослаблени  воздействует на приемник 6, зонда, а поле, создаваемое излучателем 5, ослабл етс  в зависимости от степени перекрыти  его излучающей по- верхности газовым промежутком экрана 7 (зачерненна  часть экрана на фигуре). Введение газового промежутка в экране 7 приводит к его практически полной непрозрачности дл  звуковых колебаний из-за резких отличий волновых сопротивлений этого промежутка и жидкости. Измен   положение экрана вдоль оси излучател  5 (или приемника 5 при структуре зонда П1П2И) можно в одном устройстве при неподвижном и нецентрированном относительно звукопровода. скважинном приборе в широких контролируемых пределах непрерывно или дискретно измен ть интенсивность звукового .пол , распростран ющегос  от излучател  к приемнику зонда, и имитировать в широком динамическом диапазоне и с высокой точностью ослабление сигнала на измерительной базе зонда. Внедрение устройства позволит оперативно и с высокой точностью выполн ть поверку аппаратуры акустического каротажа по динамическим параметрам сигналов в широком диапазоне, обеспечивать единство измерений этих параметров в различных промыс ово-геофизических организаци х страны и повысить достоверность геологической интерпретации этих исследований при разведке нефти, газа и твердых ископаемых. Формула изобретени  Поверочное устройство дл  аппаратуры акустического каротазка, содержащее эвукопровод , заполненный жидкостью, в котором помещен скважинный прибор с акус тическими преобразовател ми и экраном, расположенным коаксиально на одном из акустических преобразователей, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и сокращени  времени поверки аппаратуры в широком динамическс 4 диапазоне, экран выполнен в виде коаксиальных цилиндров, разделенных га406 зовым промежутком : с возможностью его перемещени  вдоль оси преобразовател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 Патент США № ЗО56464, кл. 181-1О2, опублик. 1965.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вка № 2624О09/25, кл.,О, 01V 1/4О, . 1978.
3. 3.Отраслева  инструкци  ,v Министерства геологии СССР, Аппаратура акустического каротажа , Методь и средства поверки., ОИ 41-ОО1-77, М., 1977 (прототип).