SU1562877A1 - Apparatus for acoustic logging - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м скважин акцетическими методами. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства и повышение его помехоустойчивости. Устройство дл  акустического каротажа содержит скважинный прибор и наземный пульт, соединенные каротажным кабелем. В наземный пульт вход т блоки измерени  кинематических и динамических параметров и блок согласовани  с линией св зи, включающий формирователь синхроимпульсов и коммутатор, причем в блок согласовани  введен счетчик импульсов, входы которого соединены с соответствующими выходами формировател  синхроимпульсов, а выход счетчика представл ющий собой N-разр дную шину, соединен с вторым входом коммутатора. В скважинный прибор, состо щий из приемников, блока выбора каналов, усилител , делител  частоты, формировател  импульсов момента возбуждени , генератора импульсов возбуждени  и излучател  введен формирователь импульсов признака канала. Расширение возможностей устройства достигаетс  благодар  тому, что число каналов в приборе не ограничено, оно зависит от коэффициента делени  и разр дности делител  частоты и блока выбора каналов. Повышение помехоустойчивости устройства достигаетс  тем, что коммутаци  каналов и излучение акустического импульса излучател  происход т в разные моменты времени, причем коммутаци  приемников осуществл етс  в положительный полупериод питающего напр жени , а момент излучени  и передача в наземный пульт импульсов синхронизации - в отрицательный. 2 ил.The invention relates to geophysical exploration of wells by acetic methods. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device and increase its noise immunity. The acoustic logging device comprises a downhole tool and a ground control unit connected by a logging cable. The ground control panel includes kinematic and dynamic parameters measurement units and a communication unit with a communication line, which includes a clock generator and a switch, with a pulse counter entered in the matching unit, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the clock generator, and the output of the counter is N- the bit bus is connected to the second input of the switch. A downstream driver of a channel tag is inserted into a downhole tool consisting of receivers, a channel selection unit, an amplifier, a frequency divider, an excitation pulse generator, an excitation pulse generator, and an emitter. Expansion of the device capabilities is achieved due to the fact that the number of channels in the device is not limited, it depends on the division factor and size of the frequency divider and channel selection block. The increase in the noise immunity of the device is achieved by the fact that the switching of the channels and the radiation of the acoustic impulse of the radiator occurs at different points in time, the switching of the receivers takes place in the positive half-period of the supply voltage, and the moment of emission and the transfer of ground-based synchronization pulses to the negative. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м скважин акустическими методами.The invention relates to well logging by acoustic methods.

Целью изобретени  двл етс  расширение функциональных возможностей устройства и повышение его помехоустойчивости .The aim of the invention is to expand the functionality of the device and increase its noise immunity.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл  акустического каротажа скважин; на фиг. 2 - временные диаграммы , иллюстрирующие работу устройства .FIG. 1 is a block diagram of an acoustic well logging device; in fig. 2 - timing diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство (фиг. 1) состоит из наземного пульта 3 и скважинного прибоpa 2, соединенных между собой каротажным кабелем 3.The device (Fig. 1) consists of a surface console 3 and a downhole tool 2, interconnected by a logging cable 3.

Наземный пульт 1 содержит блок 4 согласовани  с линией св зи, в состав которого вход т формирователь 5 синхроимпульсов , коммутатор 6 и счетчик 7 импульсов, блок 8 измерени  кинематических параметров упругих волн и блок 9 измерени  динамических параметров упругих волн. Скважинный прибор 2 содержит усилитель 10, делитель 11 частоты , формирователь 12 импульсов мо мента возбуждени , блок 13 выбора каналов , формирователь 14 импульсов признака канала, генератор 15 импульсов возбуждени , приемники 16 и 17 и излучатель 18.The ground control station 1 contains a matching unit 4 with a communication line, which includes a driver 5 sync pulses, a switch 6 and a pulse counter 7, a unit 8 for measuring the kinematic parameters of elastic waves and a unit 9 for measuring the dynamic parameters of elastic waves. The downhole tool 2 comprises an amplifier 10, a frequency divider 11, a driver of the excitation moment pulses 12, a channel selection unit 13, a driver of the channel sign pulses 14, a generator of the excitation pulses 15, receivers 16 and 17, and a radiator 18.

На фиг. 2 представлены следующие временные диаграммы: 1 9 - переменное питающее напр жение, 20-22 - коммутирующие импульсы каналов на выходе делител  частоты, 23 - импульсы момента излучени , 24 - импульсы признака канала, 25 - полный информационный сигнал.FIG. 2 shows the following timing diagrams: 1 9 - alternating supply voltage, 20-22 - switching pulses of the channels at the output of the frequency divider, 23 - pulses of radiation moment, 24 - pulses of the channel sign, 25 - full information signal.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При подаче напр жени  питани , наWhen supply voltage is applied,

10ten

тел  частоты в момент излучени  Лор- . мируетс  отрицательный импульс (Лиг.2, диаграмма 24 Выход формировател  импульсов признака канала соединен с вторым входом усилител , ормирова- тель импульсов момента возбуждени  вырабатывает короткие импульсы, запускающие излучатель, в отрицательной фазе напр жени  питани  после переключени  делител  11 частоты. На первый вход формировател  12 импульсов момента возбуждени  поступает напр жение с частотой питающей сети, а на второй вход - напр жение с делител  11 частоты с частотой переключени  каналов. Вькод формировател  J2 импульсов момента возбуждени  соединен с вторым входом формировател  14 импульсов признака канала и с входом генератора 15 импульсов возбуждени ,, выход которого подключен к излучателю 18. Таким образом, коммутаци  каналов на входе усилител  осуществл етс  в положительной фазе питающего напр жени , при этом импульсна  помеха , котора  неизбежно проникает в информационный канал через цепи управлени  блока 13 выбора каналов и усиtel frequency at the time of emission. A negative pulse is replayed (Lig.2, Diagram 24 The output of the channel characteristic pulse generator is connected to the second input of the amplifier, the pulse exciter pulse generator produces short pulses that trigger the emitter in the negative phase of the supply voltage after switching the frequency divider 11. To the first input of the imager 12 pulses of the excitation moment are supplied with voltage from the mains frequency, and to the second input is the voltage from the frequency divider 11 with the frequency of channel switching. Code code for the J2 pulses The excitation oment is connected to the second input of the driver 14 of the channel's characteristic pulses and to the input of the generator 15 of the excitation pulses, the output of which is connected to the emitter 18. Thus, the channels at the input of the amplifier are switched in the positive phase of the supply voltage, while the impulse noise that inevitably penetrates into the information channel through the control circuit of the channel selection unit 13 and

1515

2020

2525

пример, частотой 50 Гц (фит. 2, диаг-30 ливаетс  усилителем 10, достигает ве35an example, with a frequency of 50 Hz (fit. 2, diag-30 is fed by amplifier 10, reaches

рамма 19) ла скважинный прибор 2 по каротажному кабелю 3 оно поступает на делитель 11 частоты и формирователь 12 импульсов момента возбуждени . Коэффициент делени  делител  11 частоты должен быть кратным числу каналов,используемых в приборе, кроме того, он имеет п поразр дных выходов, информаци  с которых в двоичном коде поступает на входы блока 13 выбора каналов , (фиг„2, диаграммы 20 - 22), где она дешифруетс  и производитс  последовательное подключение приемников к первому входу усилител  10. Разр дность выходной шины делител  частоты 45 определ етс  также числом каналов и, если N число каналов в устройстве, то соотношение 2 : N : 2п определ ет разр дность п. Выходы делител  11 частоты соединены также с входами формировател  14 импульсов признака канала, который вырабатывает положи- .тельный импульс (фиг.2, диаграмма 23) в момент срабатывани  излучател , при нулевых уровн х во всех п разр дах делител  частоты, что соответствует моменту излучени  при включенном первом канале. При любой другой комбинации на п разр дах выходной шины дели50The frame 19) of the downhole tool 2 is connected via a wire cable 3 to the frequency divider 11 and the driver 12 of the excitation moment pulses. The division factor of the frequency divider 11 must be a multiple of the number of channels used in the device, in addition, it has one-bit outputs, information from which in binary code is fed to the inputs of the channel selection unit 13, (Fig 2, diagrams 20-22) where it is decrypted and the receivers are serially connected to the first input of amplifier 10. The output bus width of the frequency divider 45 is also determined by the number of channels and, if N is the number of channels in the device, then the 2: N: 2p ratio determines the bit size. 11 frequencies with Also connected to the inputs of the driver of 14 pulses of the channel feature, which produces a positive pulse (Fig. 2, diagram 23) at the moment of operation of the radiator, at zero levels in all n bits of the frequency divider, which corresponds to the moment of radiation when the first channel is on . For any other combination on the output bus sizes

5555

личины, сравнимой с информационными импульсами, может быть легко отселек- тирована в наземном пульте, использу  этот фазовый признак. Информационные импульсы синхронизации вьиел ютс  наземным пультом в отрицательной фазе напр жени  питани .Masks comparable to information pulses can be easily selected in the ground control using this phase indication. The synchronization information pulses are connected to the ground control panel in the negative phase of the supply voltage.

Усиленный полный информационный сигнал, включающий в себ  импульсы синхронизации и сигналы приемников (фиг. 2, диаграмма 25), через кабель 3 поступает в блок 4 согласовани  с линией св зи и в блоки 8 и 9 измерени  кинематических и динамических параметров упругих волн наземного пульта 1 .The amplified full information signal, which includes synchronization pulses and receiver signals (Fig. 2, diagram 25), enters through the cable 3 into the matching unit 4 with the communication line and into the blocks 8 and 9 of measuring the kinematic and dynamic parameters of the ground waves of the ground console 1 .

В формирователе 5 синхроимпульсы, поступившие в отрицательной фазе напр жени  питани , отдел ютс  от остального сигнала, нормализуютс  и раздел ютс  на три выхода. Положительные импульсы, соответствующие срабатыванию излучател  при включенном первом канале в скважинном приборе, поступают с первого выхода формировател  5 на вход установки в ноль счетчика 7, а отрицательные импульсы с второго выхода поступают на счетный вход счетчика. С третьего выхода счет 10In the driver 5, the sync pulses received in the negative phase of the supply voltage are separated from the rest of the signal, normalized and divided into three outputs. Positive pulses corresponding to the triggering of the radiator when the first channel in the downhole tool is turned on come from the first output of the driver 5 to the input of the installation at zero of the counter 7, and negative pulses from the second output go to the counting input of the counter. From the third exit score 10

628774628774

тел  частоты в момент излучени  Лор- . мируетс  отрицательный импульс (Лиг.2, диаграмма 24 Выход формировател  импульсов признака канала соединен с вторым входом усилител , ормирова- тель импульсов момента возбуждени  вырабатывает короткие импульсы, запускающие излучатель, в отрицательной фазе напр жени  питани  после переключени  делител  11 частоты. На первый вход формировател  12 импульсов момента возбуждени  поступает напр жение с частотой питающей сети, а на второй вход - напр жение с делител  11 частоты с частотой переключени  каналов. Вькод формировател  J2 импульсов момента возбуждени  соединен с вторым входом формировател  14 импульсов признака канала и с входом генератора 15 импульсов возбуждени ,, выход которого подключен к излучателю 18. Таким образом, коммутаци  каналов на входе усилител  осуществл етс  в положительной фазе питающего напр жени , при этом импульсна  помеха , котора  неизбежно проникает в информационный канал через цепи управлени  блока 13 выбора каналов и усиtel frequency at the time of emission. A negative pulse is replayed (Lig.2, Diagram 24 The output of the channel characteristic pulse generator is connected to the second input of the amplifier, the pulse exciter pulse generator produces short pulses that trigger the emitter in the negative phase of the supply voltage after switching the frequency divider 11. To the first input of the imager 12 pulses of the excitation moment are supplied with voltage from the mains frequency, and to the second input is the voltage from the frequency divider 11 with the frequency of channel switching. Code code for the J2 pulses The excitation oment is connected to the second input of the driver 14 of the channel's characteristic pulses and to the input of the generator 15 of the excitation pulses, the output of which is connected to the emitter 18. Thus, the channels at the input of the amplifier are switched in the positive phase of the supply voltage, while the impulse noise that inevitably penetrates into the information channel through the control circuit of the channel selection unit 13 and

1515

2020

2525

0 ливаетс  усилителем 10, достигает ве50 is amplified by 10, reaches 5

5 five

00

5five

личины, сравнимой с информационными импульсами, может быть легко отселек- тирована в наземном пульте, использу  этот фазовый признак. Информационные импульсы синхронизации вьиел ютс  наземным пультом в отрицательной фазе напр жени  питани .Masks comparable to information pulses can be easily selected in the ground control using this phase indication. The synchronization information pulses are connected to the ground control panel in the negative phase of the supply voltage.

Усиленный полный информационный сигнал, включающий в себ  импульсы синхронизации и сигналы приемников (фиг. 2, диаграмма 25), через кабель 3 поступает в блок 4 согласовани  с линией св зи и в блоки 8 и 9 измерени  кинематических и динамических параметров упругих волн наземного пульта 1 .The amplified full information signal, which includes synchronization pulses and receiver signals (Fig. 2, diagram 25), enters through the cable 3 into the matching unit 4 with the communication line and into the blocks 8 and 9 of measuring the kinematic and dynamic parameters of the ground waves of the ground console 1 .

В формирователе 5 синхроимпульсы, поступившие в отрицательной фазе напр жени  питани , отдел ютс  от остального сигнала, нормализуютс  и раздел ютс  на три выхода. Положительные импульсы, соответствующие срабатыванию излучател  при включенном первом канале в скважинном приборе, поступают с первого выхода формировател  5 на вход установки в ноль счетчика 7, а отрицательные импульсы с второго выхода поступают на счетный вход счетчика. С третьего выхода счетчика общие импульсы синхронизации поступают на первый вход коммутатора 6. С выхода счетчика 7 в двоичном коде по n-разр дной шине информаци  поступает на второй вход коммутатора 6. В зависимости от состо ни  счетчика 7 синхроимпульсы последовательно по вл ютс  на одном из выходов коммутатора 6, каждый из которых соответствует определенному каналу. Предлагаемое устройство может работать при любой стандартной частоте питающей сети.In the driver 5, the sync pulses received in the negative phase of the supply voltage are separated from the rest of the signal, normalized and divided into three outputs. Positive pulses corresponding to the triggering of the radiator when the first channel in the downhole tool is turned on come from the first output of the driver 5 to the input of the installation at zero of the counter 7, and negative pulses from the second output go to the counting input of the counter. From the third output of the counter, the common synchronization pulses are sent to the first input of switch 6. From the output of counter 7 in binary code via an n-bit bus, information is fed to the second input of switch 6. Depending on the state of the counter 7, clock pulses appear sequentially on one of the switch outputs 6, each of which corresponds to a specific channel. The proposed device can operate at any standard frequency of the mains.

Claims (1)

Формула из о б р е т е н и  Formula of abbreviations Устройство дл  акустического каротажа скважин, содержащее наземный пульт с блоками измерени  кинематических и динамических параметров,блоком согласовани  с линией св зи,включающим формирователь синхроимпульсов и коммутатор, скважинный прибор, соединенный с наземным пультом каротажным кабелем и содержащий усилитель, делитель частоты, формирователь импульсов - момента возбуждени , генератор импульсов возбуждени , блок выбора каналов, приемники ч излучатель, причем в наземном пульте первый вход блока измерени  кинематических параметров и вход формировател  синхроимпульсов в блоке согласовани  с линией св зи подсоединены к каротажному кабелю , первый выход формировател  синхроимпульсов соединен с первым входом коммутатора, выход блока согласовани  с линией св зи подключен к второму входу блока измерени  кинематических параметров, выход которого соединен с входом блока измерени  динамических параметров, а в скважин- ном приборе к каротажному кабелю подключены выход усилител  мощности иA device for acoustic well logging, containing a ground control unit with kinematic and dynamic parameters measurement units, a matching unit with a communication line, including a clock generator and a switch, a downhole tool connected to the ground console with a logging cable and containing an amplifier, frequency divider, pulse generator - moment excitation, excitation pulse generator, channel selection unit, receivers h emitter, with the ground input of the first measuring unit of the kinematic pairs The meters and input of the sync pulse generator in the matching unit with the communication line are connected to the logging cable, the first output of the sync pulse generator is connected to the first input of the switch, the output of the matching unit with the communication line is connected to the kinematic parameters, the output of which is connected to the measuring unit input dynamic parameters, and in the downhole tool, the output of the power amplifier and 00 00 вход делител  частот, первый вход формировател  импульсов момента возбуждени  соединен с первым выходом делител  частот, выход формировател  импульсов момента возбуждени  соединен с входом генератора импульсов возбуждени , а выход генератора подключен к излучателю, вход блока выбора каналов соединен с приемниками,а его выход соединен с первым входом усилител , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства и по вышени  его помехоустойчивости, в блок согласовани  с линией св зи наземного пульта введен счетчик импульсов , при этом входы счетчика соединены с соответствующими выходами формировател  синхроимпульсов, выход счетчика, представл ющий собой п-раз- р дную шину, соединен с вторым входом коммутатора, а в скважинный прибор введен формирователь импульсов признака канала, причем первый вход формировател  импульсов признака канала подключен к выходу формировател  импульсов момента возбуждени , второй вход формировател  импульсов признака канала подключен к n-разр дной выходной иине первой группы выходов делител  частоты, втора  группа выходов делител  частоты соединена п-разр д- ной шиной с блоком выбора каналов, разр дность шины делител  частоты п определ етс  числом каналов в устройстве , причем вход блока выбора каналов выполнен с возможностью подключени  не более 2 каналов, выход форQ мировател  импульсов признака канала соединен с вторым входом усилител , а второй вход Формировател  импульсов момента возбуждени  подключен к каротажному кабелю.the input of the frequency divider, the first input of the exciter pulse generator is connected to the first output of the frequency divider, the output of the exciter moment pulse generator is connected to the input of the excitation pulse generator, and the generator output is connected to the emitter, the channel selection block input is connected to the receivers, and its output is connected to the first an amplifier input, characterized in that, in order to expand the functionality of the device and increase its noise immunity, in the matching unit with the ground control panel communication link a pulse counter, while the counter inputs are connected to the corresponding outputs of the sync pulse generator, the meter output, which is the n-ram bus, is connected to the second switch input, and the channel sign imprinter is inserted into the downhole tool, the first input of the pulse shifter the channel sign is connected to the output of the pulse generator of the moment of excitation, the second input of the channel sign generator of the channel sign is connected to the n-bit output error of the first group of outputs of the frequency divider, the second group of outputs of the frequency divider is connected by an n-bit bus to the channel selector unit, the bus width of the frequency divider n is determined by the number of channels in the device, the input of the channel selector unit can be connected to no more than 2 channels, the output signal form factor the channel is connected to the second input of the amplifier, and the second input of the pulse generator of the moment of excitation is connected to the logging cable. 5five 00 5five