Стаціонарний акустичний профілемір підземних порожнин, заповнених рідиною

1 Стаціонарний акустичний профілемір підземних порожнин, заповнених рідиною, який має наземну реєструючу апаратуру з першим блоком ущільнення, підсилювачем, фільтром, третім і четвертим формувачами, лічильниками дальності і часу з індикаторами, з другою схемою вікна дозволу, еталонним генератором, при цьому перший блок ущільнення з'єднаний з підсилювачем, а вихід підсилювача приєднаний через фільтр до входів третього і четвертого формувачів, вихід третього формувача приєднаний до входу лічильника дальності з індикатором, вихід четвертого формувача з'єднаний з керуючим входом другої схеми вікна дозволу, еталонний генератор через другу схему вікна дозволу приєднаний до входу лічильника часу з індикатором, а свердловинний зонд, з'єднаний з наземною реєструючою апаратурою каротажним кабелем і включає захисний кожух, другий блок ущільнення, блок керування, акустичний перетворювач, блок збудження зондуючих сигналів, підсилювач відбитих сигналів, калібратор з акустичним випромінювачем і приймачем, блок збудження випромінювача калібратора і підсилювач сигналів калібратора, перший і другий формувачі, першу схему вікна дозволу, тригер дозволу, схему затримки, чекаючий мультивібратор, схему вікна керування, тригер-подільник, схему "і", при цьому акустичний перетворювач приєднаний до входу підсилювача відбитих сигналів, вихід якого з'єднаний зі входом першого формувача, вихід першого формувача через схему вікна керування приєднаний до встановлювального входу тригера дозволу, вихід другого формувача через першу схему вікна дозволу з'єднаний з блоком збудження випромінювача калібратора, вихід якого приєдна ний до акустичного випромінювача калібратора, одночасно вихід другого формувача з'єднаний з керуючим входом тригера-подільника, прямий вихід тригера-подільника приєднаний до входу другого блока ущільнення, вхід чекаючого мультивібратора з'єднаний з блоком керування, а вихід - з керуючим входом схеми вікна керування, прямий вихід тригера дозволу приєднаний до керуючого входу першої схеми вікна дозволу, а його інверсний вихід приєднаний до одного з входів схеми "і", другий вхід якої з'єднаний з інверсним виходом тригера-подільника, вихід схеми "і" приєднаний до керуючого входу тригера-подільника, встановлювальний вхід якого з'єднаний з блоком керування, вхід схеми затримки також з'єднаний з блоком керування, вихід схеми затримки одночасно приєднаний до керуючих входів тригера-подільнтка і тригера дозволу, до входів блока збудження випромінювача калібратора і блока збудження зондуючого сигналу, блок керування з'єднаний з другим блоком ущільнення, вихід якого через каротажний кабель з'єднаний з першим блоком ущільнення, який відрізняється тим, що свердловинний зонд додатково має блок комутації, датчик положення кіл комутації, другий, третій і четвертий акустичні перетворювачі, при цьому акустичні перетворювачі з'єднані з підсилювачем відбитих сигналів, вихід блока збудження зондуючих сигналів з'єднаний з входом блока комутації, а його виходи приєднані до акустичних перетворювачів і до датчика положення кіл комутації, вихід датчика положення кіл комутації з'єднаний з другим блоком ущільнення, керуючий вхід блока комутації з'єднаний з блоком керування, а наземна реєструюча апаратура додатково має слідкуючу систему положення кіл комутації і індикатор номера акустичного перетворювача, при цьому вхід слідкуючої системи положення кіл комутації приєднаний до першого блока ущільнення, а її вихід з'єднаний з індикатором номера акустичного перетворювача 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що захисний кожух свердловинного зонда виконаний у вигляді порожнистого циліндра, надітого і закріпленого на кінцевій секції водоподавальної колони 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що акустичні перетворювачі і калібратор виконані у вигляді окремої збірки і закріплені поблизу захисного кожуха свердловинного зонда на поверхні О і ю (О ю 52657 кінцевої секції водоподавальної колони з орієнтазонд з наземною реєструючою апаратурою, закріцією акустичних перетворювачів по нормалі до плений на поверхні водоподавальної колони прузовнішньої поверхні секції, симетрично і ортогонажинними фіксаторами, а для переходу його через льно один до одного муфту використаний пристрій попередження по4 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що шкодження кабеля каротажний кабель, що з'єднує свердловинний Пропонуємий винахід відноситься до галузі акустичних досліджень підземних порожнин, заповнених рідиною, зокрема, може бути використаний при будівництві підземних сховищ шляхом вимиву товщі кам'яної солі, що залягає біля поверхні землі, для контролю технічного стану підземних сховищ, заповнених водою, нафтопродуктами та іншими рідинами, при їх експлуатації, а також при видобутку корисних копалин методом їх підземного (свердловинного) розчинення або вилуговування У літературі [1] описано, за думкою авторів, найбільш досконалий звуколокатор (профілемір) типу "Зонд", до якого входить наземна апаратура та свердловинний прилад, електронний блок якого вмикає генератор синусоїдних коливань Сигнал з генератора через підсилювач потужності і вузол перемикання подається на два електроакустичні перетворювачі, один з яких використовується при скануванні порожнини Його обертання здійснюється за допомогою приводу Другий перетворювач нерухомий і вмикається лише тоді, коли вимірюється швидкість розповсюдження хвиль в рідині шляхом виміру часу розповсюдження хвиль від перетворювача до відбивача і зворотньо Для фіксування направлення при скануванні використовується блок азимутальної привязки, сигнал від якого по кабелю передається до наземної апаратури Імпульси синхронізації формуються на поверхні і також по кабелю передаються в електронний блок свердловинного приладу Відбитий від стінки досліджуємої порожнини сигнал приймається тим же елєктроперетворювачем і після детектування обвідна відбитого сигналу передається до наземної апаратури, де у вимірювальному блоці здійснюється и реєстрація Шляхом послідовної фіксації відбитий при скануванні на заданій глибині на екрані електроннопроміневої трубки утворюється акустичний образ меж порожнини в даному перетині Для документації результатів вимірів здійснюється фотографування одержаного зображення або воно репродуктується на електрохімічному папері за допомогою спеціального пристрою Для масштабування зображення порожнини в метрах у кожній точці дослідження вимірюється швидкість розповсюдження пружних хвиль в рідині на фіксованій базі поміж другим перетворювачем і відбивачем Основні недоліки зазначеного пристрою перше - відсутність можливості оперативного контролю геометричних розмірів порожнини з огляду на необхідність тривалої обробки початкових даних, одержаних при вимірах Друге - недостатня точність, так як при масштабуванні використовується швидкість, одержана при вимірюванні на малій базі (порядка десяти сантиметрів) Часовий інтервал складає при цьому величину порядка декількох десятків мікросекунд При передачі по кабелю прямокутного імпульсу, ВІДПОВІДНОЮ цьому часу, виникає потворення фронтів, а отже, і його тривалості, що в кінцевому рахунку приводить до суттєвих похибок виміру відстані до стінки порожнини Свердловинний геолокатор (профілемір) [2], призначений для визначення конфігурації підземних камер, заповнених рідиною, включає наземну реєструючу апаратуру і свердловинний прилад, спускаємий на коротажному кабелю у свердловину В основі його роботи покладений той же принцип імпульсного зондування стінок порожнини ультразвуковим сигналом, збуджуємим електроакустичним перетворювачем, який встановлений у свердловинному приладі Використовуються вузли і блоки аналогічні раніше описаним в апаратурі типу "Зонд" Так, наприклад, для реєстрації відбитих сигналів, наземна апаратура має індикатор обзору, фото реєстратор і самопис з дисковою діаграмою Для визначення швидкості розповсюдження коливань у навколишньому середовищі, свердловинний прилад оснащений калібруючим пристроєм, до складу якого входить акустичний напівпрозорий відбивач, який встановлений під дном приладу, що дозволяє окрім визначення швидкості, оцінювати близькість вибою і остерегти свердловинний прилад від удару при його спуску Друга відміна зазначеної апаратури від раніше розглянутої полягає у використанні нерухомого перетворювача і похило обертального відбивача, за допомогою, якого відбувається сканування порожнини Очевидно, що зазначені ВІДМІННОСТІ не принципові і даній апаратурі властиві ті ж недоліки, що і раніше розглянутій За прототип заявляемого пристрою вибраний акустичний профілемір підземних порожнин, заповнених рідиною [3], який у своєму складі має наземну реєструючу апаратуру з першим блоком ущільнення, підсилювачем, блоком розгортання дальності масштабних міжок, індикатором кругового обзору, слідкуючою системою азимутальної прив'язки, фотореєстатором, самописом з дисковою діаграмою і свердловинним зондом, поєднуємим з наземною реєструючою апаратурою каротажним кабелем і включаючи захисний кожух, другий блок ущільнення, блок управління, пристрій сканування з привязкою до магнітного меридіану, датчик кута, обертовий відбивач, акустичний перетворювач, блок збудження зондуючого сигналу, підсилювач видбитих сигналів, калібратор з акустичним випромінювачем і приймачем, блок збудження випромінювача калібратора і підсилювач сигналів калібратора, свердловинний зонд має 52657 перший і другий формувачі, тригер дозволу, першу вання, наприклад, про концентрацію росолу схему вікна дозволу, схему затримки, очікуючий Проте даний пристрій має і недоліки, основмультивібратор, схему вікна керування, тригер ним з яких є те, що для контролю за підземною поділювач, схему "і", при цьому акустичний перекаморою необхідно здійснити підіймання робочих творювач приєднаний на вхід підсилювача видбиколон, а ВІДПОВІДНО, виключається можливість їх тих сигналів, а вихід останнього з'єднаний з вховикористання в процесі розмиву порожнини Слід дом першого формувача, вихід першого доповнити, блок магнітної прив'язки для простороформувача через схему вікна керування приєднавої орієнтації, підпадає недопустимо великій похиний на встановлювальний вхід тригера дозволу, бці при контакті з феромагнітною колоною акустичний приймач калібратора з'єднаний з вхоВ основу винаходу поставлена задача підвидом підсилювача сигналів калібратора, вихід щення технологічності і продуктивності робіт при останнього приєднаний на вхід другого формуваутворенні підземних сховищ, при видобутку корисча, вихід другого формувача через першу схему них копалин методом їх підземного (свердловинвікна дозволу з'єднаний з блоком збудження виного) розчинення або вилуговування, а також запромінювача калібратора, а вихід останнього прибезпечення контролю технічного стану підземних єднаний до акустичного випромінювача калібратосховищ у процесі їх експлуатації ра, одночасно вихід другого формувача з'єднаний Поставлена задача вирішується завдяки тому, з керуючим входом тригера-поділювача, прямий що у відомий акустичний профілемір підземних вихід тригера поділювача приєднаний до входу порожнин, заповнених рідиною, маючий наземну другого блоку ущільнення, вхід очікуючого мультиреєструючу апаратуру з першим блоком ущільвібратора з'єднаний з блоком керування, а вихід з нення, підсилювачем, фільтром, з третім і четверкеруючим входом схеми вікна керування, прямий тим формувачами, лічильниками дальності і часу з вихід тригера дозволу приєднаний до керуючого індикаторами, з другою схемою вікна дозволу, входу першої схеми вікна дозволу, а його інверсеталонним генератором, при цьому перший блок ний вихід приєднаний на один з входів схеми "і", ущільнення з'єднаний з підсилювачем, а вихід піддругій вхід якої з'єднаний з інверсним виходом силювача приєднаний через фільтр до входів третригера-поділювача, вихід схеми "і" приєднаний до тього і четвертого формовачів, вихід третього керуючого входу тригера-поділювача, встановлюформовача приєднаний до входу лічильника даючий вхід якого з'єднаний з блоком керування, вхід льності з індикатором, вихід четвертого формовасхеми затримки також з'єднаний з блоком керуча з'єднаний з управляючим входом другої схеми вання, а вихід схеми затримки одночасно приєдвікна дозволу, еталонний генератор через другу наний до керуючих входів тригера-поділювача й схему вікна дозволу приєднаний на вхід лічильнитригера дозволу, на входи блоку збудження вика часу з індикатором, а також свердловинний промінювача калібратора і блоку збудження зонзонд, з'єднаний з наземною реєструючою апарадуючого сигналу, а вихід його з'єднаний з акустичтурою каротажним кабелем і включаючи захисний ним перетворювачем, при цьому наземна кожух, другий блок ущільнення, блок керування, реєструюча апаратура додатково містить фільтр, акустичний перетворювач, блок збудження зондутретій і четвертий формувачі, лічильники дальносючих сигналів, підсилювач відбитих сигналів, каліті і часу з індикаторами, другу схему вікна дозволу, братор з акустичним випромінювачем і приймаеталонний генератор, при цьому вхід фільтра причем, блок збудження випромінювача калібратора і єднаний до виходу підсилювача, а вихід фільтра підсилювач сигналів калібратора, перший і другий одночасно з'єднаний з входами третього і четверформувачі, першу схему вікна дозволу, тригер того формувачів, вихід третього формувача придозволу, схему затримки, очікуючий мультивібраєднаний до входу лічильника дальності з індикатотор, схему вікна керування, тригер-поділювач, ром, вихід четвертого формувача з'єднаний з схему "і", при цьому акустичний перетворювач керуючим входом другого вікна дозволу і одночаспід'єднаний до входу підсилювача відбитих сигнано з блоком розгортання дальності і масштабних лів, вихід якого з'єднаний з входом першого форміток і індикатором кругового обзору, еталонний мувача, вихід першого формувача через схему генератор, через другу схему вікна дозволу приєдвікна керування приєднаний до установочного наний до входу лічильника часу з індикатором, входу тригера дозволу, акустичний приймач калібокрім того акустичний приймач калібратора оснаратора з'єднаний з входом підсилювача сигналів щений фіксатором і закріплений на дисковій оснокалібратора, вихід якого приєднаний до входу друві, з'єднаній з захисним кожухом мікрометричною гого формовача, вихід другого формувача через різьбою першу схему вікна дозволу з'єднаний з блоком Розглянутий акустичний профілемір суттєво відрізняється від інших відомих пристроїв, аналогічного призначення, так як дозволяє отримати інформацію про геометричні розміри камери в реальному масштабі часу з мінімальними похибками (з огляду відсутності операції масштабування) Другою перевагою пропонуємого акустичного профілеміра є можливість одночасного виміру відстані і часу пробігу ультразвукового сигналу від перетворювача до стінки порожнини Це дозволяє оперативно судити про фізико-механічні параметри рідини, в якій розповсюджуються пружні коли збудження випромінювача калібратора, вихід якого приєднаний до акустичного випромінювача калібратора, одночасно вихід другого формувача з'єднаний з керуючим входом тригера-поділювача, прямий вихід тригера-поділювача приєднаний до входу другого блоку ущільнення, вхід очікуючого мультивібратора з'єднаний з блоком керування, а вихід з керуючим входом схеми вікна керування, прямий вихід тригера дозволу приєднаний до керуючого входу першої схеми вікна дозволу, а його інверсний вихід приєднаний до одного з входів схеми "і", другий вхід якої з'єднаний з інверсним 52657 8 симетрично і ортогонально один до одного Каровиходом тригера-поділювача, вихід схеми і притажний кабель, з'єднуючий свердловинний зонд з єднаний до керуючого входу тригера-поділювача, наземною реєструючою апаратурою, закріплений установчий вхід якого з'єднаний з блоком керуванна поверхні водоподаючої колони пружинними ня, вхід схеми затримки також з'єднаний з блоком фіксаторами, а для переводу його через муфту керування, а вихід схеми затримки одночасно привикористовується пристрій попередження пошкоєднаний до керуючих входів тригера-поділювача і дження кабеля тригера дозволу, на входи блоку збудження випромінювача калібратора і блока збудження зонСуть пропонуємого пристрою полягає в настудуючого сигналу, блок керування з'єднаний з друпному Як відомо, штучно утворені в кампаній солі гим блоком ущільнення вихід якого через підземні камери призначені, в основному, для схокаротажний кабель з'єднаний з першим блоком ву вуглеводів, моторних топлив і експлуатуються ущільнення, свердловинний зонд додатково має по розсольній схемі шляхом взаємного заміщення блок комутації, датчик положення ланцюгів комуу парі розсіл-продукт тації, другий, третій і четвертий акустичні перетвоЗазначені камери повинні мати правильну форювачі, при цьому акустичні перетворювачі з'єднарму, виключаючи затискування продукта у сліпих ні з підсилювачем видбитих сигналів, вихід блоку камерах при його видачі Слід відзначити, що СТІЙзбудження зондуючих сигналів з'єднаний з входом КІСТЬ камери від гірського тиску забезпечується блоку комутації, а його вихід роздільно приєднавибором оптимальних її розмірів, які залежать від ний до акустичних перетворювачів і до датчика глибини, однорідності мінерального складу солі та положення ланцюгів комутації, вихід датчика поінших факторів Регламент спорудження камери ложення ланцюгів комутації з'єднаний з другим складається виходячи з цих умов - досягнення блоком ущільнення, керуючий вхід блоку комутації правильної форми при заданих розмірах з забезз'єднаний з блоком керування, а наземна реєстпеченням СТІЙКОСТІ шляхом контролю, виключаюруюча апаратура додатково має слідкуючу систечим перевищення визначених розмірів Аналогічні му положення ланцюгів комутації і індикатор новимоги до форми і розмірів порожнини існують і мера акустичного перетворювача, при цьому вхід при видобутку корисних копалин методом їх розслідкуючої системи положення ланцюгів комутації чинення приєднаний до першого блоку ущільнення, а її Проте у складних геологічних умовах, а такі вихід з'єднаний з індикатором номера акустичного зустрічаються досить часто, реальні форми і розперетворювача, крім того захисний кожух свердміри камер виявляються далекими від розрахунколовинного зонду виконаний у вигляді порожнистових Не дивлячись на те, що перфораційні отвори го циліндру надітого і закріпленого на кінцевій секна КІНЦІ водоподаючої колони розташовані симетції водоподаючої колони, а акустичні рично (чим і забезпечується кругова подача води у перетворювачі і калібратор виконані у вигляді МІСЦІ розмиву), внаслідок нерівномірності солевого окремої сборки і закріплені поблизу захисного корозрізу по фізичних і ХІМІЧНИХ характеристикам жуха свердловинного зонда на поверхні кінцевої спостерігається різна розчинність шарів У СТІНКІ секції водоподаючої колони з орієнтацією акустичкамери напроти шару з більшою розчинністю них перетворювачів по нормалі до наружної повеутворюються пилкоподібні врізи, а навпроти пласрхні секції, симетрично і ортогонально один до та з меньшою розчинністю виникає звужування одного, при цьому каротажний кабель, з'єднуючий камери свердловинний зонд з наземною, реєструючою Одержати при таких умовах камеру достатньо апаратурою, закріплений на поверхні водоподаюправильної форми не вдається навіть при старанчої колони пружинними фіксаторами, а для переній інтерпретації геологічних розрізів з метою опводу його через муфту використовується пристрій тимального вибору КІЛЬКОСТІ ступінів обробки Напопередження пошкодження кабеля приклад, включення в ступінь шарів з близькими характеристиками, а шарів з гарною розчинністю Ознаками пропонуємого технічного рішення, підвалині ступені т а т п ВІДМІННОГО від прототипу, є - свердловинний зонд пристрою додатково Проконтролювати розміри і форму порожнини вміщає в процесі її розливу неможливо В ДІЙСНОСТІ оперативний контроль за зростом камери (ступені) веблок комутації, деться шляхом обміру розсолу солі (заміри густидатчик положення електричних кіл комутації, ни, розсолу та його дебіту) Цей вид контролю другий, третій і четвертий акустичні перетводозволяє судити про ріст об'єму, але без будьрювачі, яких свідчень про форму камери (ступені) і и диа- наземна реєструюча апаратура додатково метру Другий вид контролю - за рівнем нерозчинвміщає ник - розсіл - дозволяє визначити місцезнаходженслідкуючу систему положення електричних кіл ня зони, де діється розчинення Дані про розміри і комутації, форми камери цей вид контролю також не дає індикатор номера акустичного перетворювача Окрім того, захисний кожух свердловинного ВІДОМОСТІ про форму і розміри камери або чазонда виконаний у вигляді порожнинного циліндра, стини її (ступені) можливо отримати тільки при надітого і закріпленого на кінцевій секції водопозвуколокаційній зйомці, здійснюваній за допомодаючої колони Акустичні перетворювачі і калібрагою скважинного зонду з акустичним перетворютор виконані у вигляді окремої зборки і закріплені вачем, який спускається в камеру на каротажному поблизу захисного кожуха на поверхні кінцевої кабелі Операція ця трудомістка і дорого коштує, секції водоподаючої колони з орієнтацією перетак як необхідно здійснювати підіймання робочих творювачів по нормалі до наружної поверхні секції, колон (водоподаючої і розсілпідйомної) Одержа вши дані і виявивши, що форма камери (або її частини) досить неправильна, а диаметр на деяких ділянках перевищив розрахункову величину, можна констатувати все це, але змінити будь що є неможливим Аналогічна ситуація виникає при контролю технічного стану підземних сховищ у процесі їх експлуатації В силу тих же причин, звуколокаційна зйомка порожнини робиться тільки періодично Обвал і руйнування камери на тривалий період буде непомітним, що може призвести до тяжких екологічних наслідків Типова схема облаштування технологічної свердловини для вилуговування підземної порож3 нини объемом ЮОтис м включає - буріння соляного шару по всій його глибині, - до рівня верхньої межі соляного пласту спускається технічна колона 323,9 х 12мм, яка цементується до гирла свердловини, - свердловина обладнується двома колонами обсадних труб (водоподавальна колона 219,1 х 8,9мм і розсілпідйомна 146,1 х 7,0мм), які спускаються "труба в трубу", - водоподавальна і розсілпідйомна колони спускаються на рівень підошви соляного пласта, причому розсілпідйомна дещо нижче першої Зазор, який є поміж технічною, і водоподаючою колонами дозволяє розміщувати у ній свердловинний зонд, захистний кожух якого у пропонуємому пристрої виконаний у вигляді порожнинного циліндру, надітого і закріпленого на кінцевій секції водоподавальної колони, дещо вище перфораційних отворів Так як забезпечити орієнтацію сканування шляхом використання блоку магнітної прив'язки неможливо з огляду близькості труби з феромагнітного матеріалу, то акустичні перетворювачі і калібратор виконані у вигляді окремої зборки і закріплені поблизу захисного кожуху свердловинного зонду на поверхні кінцевої секції водоподавальної колони з орієнтацією акустичних перетворювачів по нормалі до наружної поверхні секції, симетрично і ортогонально один до одного Така компоновка акустичних перетворювачів дозволяє одержувати інформацію про геометричні розміри і форми порожнини у двох ортогональних фіксованих напрямах площини максимального розмиву солі Каротажний кабель, що з'єднує свердловинний зонд з наземною реєструючою апаратурою, закріплений на поверхні водоподавальної колони пружинним фіксатором Для переводу кабеля через муфту застосовується пристрій для попередження пошкодження кабеля 141 Електрона схема свердловинного зонду додатково має другий, третій і четвертий акустичні перетворювачі, блок комутації і датчик положення ланцюгів комутації, дякуючи яким здійснюється послідовне циклічне вмикання акустичних перетворювачів, а виходить і напрямку зондування Наземна реєструюча апаратура додатково має слідкуючу систему положення ланцюгів комутації і індикатор номера підключеного акустичного перетворювача, що дозволяє оператору одержувати повну інформацію - направлення зондування, відстань до стінки порожнини по даному напрямку, 52657 10 час розповсюдження пружних коливань і з її допомогою оптимізувати процес розливу Стаціонарний акустичний профілемір підземних порожнин, заповнених рідиною, зображений на кресленнях, де - на Фіг 1 показана структурна схема свердловинного зонда, - на Фіг 2 показана структурна схема наземної реєструючої апаратури, - на Фіг 3 схематично зображена конструкція свердловинного зонда, - на Фіг 4 зображено вертикальний перетин захисного кожуха свердловинного зонда На Фіг 1 показані очікуючий мультивібратор 1, схема вікна управління 2, перший формувач З, підсилювач відбитих сигналів 4, схема затримки 5, тригер дозволу 6, блок збудження зондуючого сигнала 7, схема "І" 8, перша схема вікна дозволу 9, блок збудження випромінювача калібратора 10, тригер-поділювач 11, другий формувач 12 Підсилювач сигналів калібратора 13, блок керування 14, калібратор 15, акустичний випромінювач калібратора 16, акустичний приймач калібратора 17, блок комутації 18, датчик положення ланцюгів комутації 19, перший акустичний перетворювач 20, другий акустичний перетворювач 21, третій акустичний перетворювач 22, четвертий акустичний перетворювач 23, другий блок ущільнення 24 Акустичні перетворювачі 20, 21, 22, 23 приєднані до входу підсилювача відбитих сигналів 4, а вихід останнього з'єднаний з входом першого формувача 3, вихід першого формувача 3 через схему вікна управління 2 приєднаний на установчий вхід тригера дозволу 6 Акустичний приймач калібратора 17 з'єднаний з входом підсилювача сигналів калібратора 13, вихід останнього приєднаний до входу другого формувача 12 Вихід другого формувача 12 через першу схему вікна дозволу 9 з'єднаний з блоком збудження випромінювача калібратора 10, а вихід останнього приєднаний до акустичного випромінювача калібратора 16 Вихід другого формувача 12 одночасно з'єднаний з керуючим входом тригера-поділювача 11 Прямий вихід тригераподілювача 11 приєднаний до входу другого блоку ущільнення 24 Вхід очікуючого мультивібратора 1 з'єднаний з блоком керування 14, а його вихід з керуючим входом схеми вікна керування 2 Прямий вихід тригера дозволу 6 приєднаний до керуючого входу першої схеми вікна дозволу 9, а його інверсний вихід з'єднаний з інверсним виходом тригера-поділювача 11 Вихід схеми Т приєднаний до керуючого входу тригера-поділювача 11 Вхід схеми затримки 5 з'єднаний з блоком керування 14, а и вихід одночасно приєднаний до керуючого входу тригера-поділювача 11 і тригера дозволу 6, а також на входи блоку збудження випромінювача калібратора 10 і блоку збудження зондуючого сигналу 7 Вихід блоку збудження зондуючого сигналу 7 з'єднаний з блоком комутації 18 Блок комутації 18 приєднаний до акустичних перетворювачів 20, 21, 22, 23 і до датчика положення ланцюгів комутації 19, вихід якого з'єднаний з другим блоком ущільнення 24 Блок керування 14 одночасно приєднаний до керуючого входу блока комутації 18, до установчого входу тригера-поділювача 11 і до другого блоку ущільнення 24 До виходу другого блоку 12 11 52657 ущільнення 24 приєднаний каротажний кабель ним кільцем 45, а знизу стопорним кільцем 46 На цю ж трубу надівається блок акустичних перетвоНа Фіг 2 показано перший блок ущільнення рювачів з калібратором 45, який встановлюється 25, підсилювач 26, фільтр 27, третій формувач 28, поблизу захисного кожуха і фіксується за допомочетвертий формувач 29, лічильник дальності ЗО, гою зажимних болтів Нижній свічний міст 44 елеклічильник часу 31, індикатор лічильника дальності тричне з'єднаний з кабельними вводами чотирьох 32, індикатор лічильника часу 33, друга схема вікакустичних перетворювачів 20, 21, 22, 23 і калібна дозволу 34, еталонний генератор 35, слідкуюча ратора 15 До верхнього свічного мосту 43 приєдсистема положення ланцюгів комутації 36, індиканується каротажний кабель 41 За допомогою прутор номера акустичного перетворювача 37 На жинного фіксатора 42 каротажний кабель 41 вхід першого блоку ущільнення 25 приєднаний притискує до поверхні кінцевої секції водоподаюкаротажний кабель, а вихід першого блоку ущільчої колони 38, а остання спускається у свердловинення 25 з'єднаний з підсилювачем 26 Вихід підну Потім приєднується чергова секція водоподаюсилювача 26 приєднаний до входу фільтра 27, чої колони 38 При цьому лебідка з каротажним вихід якого одночасно приєднаний до входів трикабелем 41 розміщується біля устя свердловини гера третього формувача 28 і четвертого формуКоли спускають секцію, кабель змотується з лебідвача 29 Вихід третього формувача 28 приєднаний ки і фіксується на поверхні кожної секції водоподо лічильника дальності ЗО з індикатором лічильдаючої колони 38 за допомогою пружинних фіксаника дальності 32 Вихід четвертого формувача 29 торів 42 приєднаний на управляючий вхід другої схеми вікна дозволу 34 На другий вхід другої схеми вікна Для переводу кабеля через муфту використодозволу 34, приєднаний еталонний генератор 35, вується пристрій для упередження пошкодження а вихід другої схеми вікна дозволу 34 з'єднаний з кабеля 50 При монтажі пристрою полукільцем до лічильником часу 31 з індикатором лічильника чанизу встановлюється на муфту труби, установлесу 33 Вихід першого блоку ущільнення 25 приєдній у спайдері Послідуюча труба через кільце наний до ланцюга обнулювання ЛІЧИЛЬНИКІВ І ДО пристрою вкручується у муфту Кабель спеціальслідкуючої системи положення ланцюгів комутації ним ключем вставляється поміж ребрами при36, остання з'єднана з індикатором номера акустистрою Водоподаюча колона 38 опускається на чного перетворювача 37 задану глибину Каротажний кабель 41 приєднується до входу першого блока ущільнення 25 наНа Фіг 3 показані водоподаюча колона 38, земної реєструючої апаратури з'єднуюча муфта 39, захисний кожух свердловинного зонда 40, каротажний кабель 41, верхній свіВмикається живлення Імпульси синхронізації чний міст 43, опорне кільце 45, стопорне кільце 46, від блока управління 14 свердловинного зонда секція акустичних перетворювачів з калібратором подаються на установчий вхід тригера47, розсолопід'ємна колона 48, технічна колона 49, поділювача 11, на вхід схеми затримки 5, на вхід пристрій для упередження пошкодження кабеля очікуючого мультивібратора 1, на другий блок ущі50 льнення 24 і на блок комутації 18 Затриманий імпульс з виходу схеми затримки 5 подається на Захисний кожух зроблений у вигляді порожникеруючий вхід тригера-поділювача 11 і перекидає стого циліндра, надітого на кінцеву трубу водопойого, формуючи саме перший позитивний перепад даючої колони Зверху захисний кожух свердлона його виході Затриманий імпульс одночасно винного зонда фіксується опорним кільцем 45, що подається в блок збудження зондуючого сигналу 7 приварене до поверхні труби, а знизу - опорним і запускає його, збуджуючи зондуючий сигнал Ракільцем 46 за допомогою зажимних болтів Кароніше блок комутації 18 імпульсом синхронізації від тажний кабель 41 підключений до верхнього свічблока керування 14 підключає вихід блока збуного мосту 43 і закріплений на поверхні водоподадження зондуючого сигналу 7 на один з акустичних ючої колони за допомогою пружинних фіксаторів перетворювачів, наприклад, на перший 20 Вини42 Для проводки кабеля через муфту застосовукає посилка зондуючого імпульсу у досліджуєму ється пристрій упередження пошкодження кабеля порожнину Одночасно стандартний імпульс з ви50 Кабель утримується поміж ребер,які захищаходу схеми затримки 5 подається у блок збудженють його від механічних пошкоджень Блок акустиня випромінювача калібратора 10 і спричиняє його чних перетворювачів з калібратором 47 розміщеспрацювання Акустичний випромінювач калібраний нижче захисного кожуха свердловинного тора 16 збуджує ультразвуковий імпульс, розпозонда 40 і закріплений на водоподаючій трубі за всюджуємий у камері калібратора 15 При цьому допомогою зажимних болтів Блок акустичних пемомент його випромінювання співпадає з посилретворювачів з калібратором 47 електричне з'єдкою зондуючого сигналу Імпульс схеми затримки наний з захистним кожухом свердловинного зонда 5 одночасно подається на тригер дозволу 6 і взво40 за допомогою нижнього свічного моста На фіг 4 дить його Тим самим відкривається перша схема показана секція водоподаючої колони 38, кожух вікна дозволу 9 Ультразвуковий імпульс, який свердловинного зонда 40, циліндрична кришка з пройшов відстань Ік (відстань між випромінювачем ущільнюючими кільцями 51 У ТІЛІ циліндричної і приймачем калібратора) попадає на акустичний кришки 51, як і у дні захисного кожуха свердловинприймач калібратора 17 і перетворюється останного зонда 40, розміщені ВІДПОВІДНО верхній свічнім в електричний сигнал, який підсилюється підний міст 43 і нижній свічний міст 44 силювачем сигналів калібратора 13 Підсилений Експлуатація запропонованого пристрою відсигнал перетворюється (формується) другим фобувається таким чином Захисний кожух свердлормувачем 12 в стандартний сигнал (по тривалості і винного зонда 40 надівається на кінцеву трубу амплітуді), який через відкриту першу схему вікна водоподаючої колони 38 і фіксується зверху опор 13 дозволу 9 поступає на повторний запуск блока акустичного випромінювача калібратора 10 Одночасно стандартний імпульс другого формувача 12 поступає на вхід тригера-поділювача 11 і перекидає його, виникає процесе формування імпульсної ПОСЛІДОВНОСТІ (меандра), інтервал між импульсами якої дорівнює часу tk (час пробігу ультразвукового імпульсу між випромінювачем і приймачем калібратора) Одночасно зазначена ПОСЛІДОВНІСТЬ ПОДІлюється на два тригером-поділювачем 11 Вихідний сигнал тригера-поділювача у вигляді напруги типу "меандр" через другий блок ущільнення 20 подається по кабелю до наземної реєструючої апаратури В момент надходження відбитого ультразвукового імпульсу на перший акустичний перетворювач 20 виникає електричний сигнал Після підсилення у підсилювачі відбитих сигналів 4 зазначений сигнал формується у першому формувачі 3 у стандартний сигнал, котрий через відкриту схему вікна керування 2 перекидає тригер дозволу 6 і закриває тим самим першу схему вікна дозволу 9 відбувається припинення повторного запуску блока акустичного випромінювача калібратора 10, припиняється формування Імпульсної ПОСЛІДОВНОСТІ І тим самим припиняється формування меандра Призначення очікуючого мультивібратора 1 виключення перекидання тригера дозволу за рахунок паразитного імпульсу, який виникає в момент випромінювання зондуючого сигналу Це досягається таким чином В момент подачі синхронізуючого імпульсу на вхід схеми затримки 5 цим же імпульсом запускається очікуючий мультивібратор 1, його вихідний сигнал закриває схему вікна управління 2 Так як тривалість вихідного сигналу очікуючого мультивібратора 1 вибирається більше підсумованого часу затримки і тривалості зондуючого сигналу, то тим самим виключається спрацьовування тригера дозволу 6 Формування меандра виконується з дотриманням умов по виміру дальності і часу з похибкою, яка не перевищує величини масштабних одиниць Ік і tk Ця задача реалізується таким чином Оскільки початок меандра співпадає - імпульсом запуску, то лічильник дальності повинен спрацьовувати по позитивному перепаду, співпадаючому з парними імпульсами калібратора Якщо зондуючий сигнал прийшов після парного імпульсу калібратора, то позитивний перепад, співпадаючий з парним імпульсом, буде просумований лічильником, а послідуючий імпульс калібратора - непарний, сформований від цього парного імпульсу, перекине вихід тригера-поділювача в нуль При цьому похибка виміру дальності виявляється зі знаком плюс, але не більше значення Ік, а похибка часу при вимірі тривалості меандра по задньому фронту останнього імпульсу має значення - мінус, але не більше tk Прихід зондуючого імпульсу після непарного імпульсу калібратора призводить до такого явища в момент перекидання тригера дозволу 6 з урахуванням потенціалу інверсного виходу тригера-поділювача 1 1 ,який підключений до входу схеми " І " 8, на виході цієї схеми заявляється імпульс, який перекидає тригер-поділювач 11 Позитивний перепад на прямому виході тригера-поділювача 11 буде зафіксований лічильником 52657 14 дальності, а черговий імпульс калібратора від попереднього запуска знову встановить тригерподілювач в нуль Цикл завершився Вимір дальності і часу виконується з тією ж похибкою, що і в попередньому випадку При цьому знак похибки мінус, як при вимірі дальності, так і часу Перемикання акустичних перетворювачів виконується блоком комутації 18 по імпульсу синхронізації від блока управління 14 по номерній ПОСЛІДОВНОСТІ, з послідуючим циклічним повторенням При цьому комутація перетворювачів 20, 2 1 , 22, 23 здійснюється імпульсами синхронізації блока управління 14, період слідування яких дещо більшої максимально можливого часу пробігу ультразвукового імпульса від перетворювача до стінки камери і назад (2t u ) Інформація про вимикання того чи іншого акустичного перетворювача від датчика положення ланцюгів комутації 19 подається до другого блоку ущільнення 24 і по каротажному кабелю 41 на перший блок ущільнення 25, а з його виходу на слідкуючу систему положення ланцюгів комутації 36 з індикатором номера акустичного перетворювача 37 До наземної реєструючої апаратури на перший блок ущільнення 25 з блока керування свердловинного зонда 14 в кожному циклі вимірювання приходить імпульс синхронізації, цим імпульсом робиться обнулювання ЛІЧИЛЬНИКІВ дальності 32 та часу 33 Через деякий час сигнал типу "меандр" з першого блока ущільнення 25 поступає на підсилювач 26 підсилений сигнал з виходу підсилювача 26 подається на полосовий фільтр 27, а після нього одночасно на третій 28 і четвертий 29 формувачі Третій формувач 28 відновлює меандр і при цьому збільшує крутизну фронтів Сигнал з вихода формувача 28 подається на лічильник дальності ЗО, де проводиться підсумовування числа позитивних перепадів меандра Одержані значення відповідають виміреній дальності L від випромінювача до стінки камери у масштабі Ік, яка висвічується на табло індикатора дальності 32 Четвертий формувач 29 перетворює сигнал типу "меандр" в прямокутний імпульс з тривалостю, яка дорівнює тривалості меандра Прямокутний імпульс з вихода четвертого формувача 29 подається на друге вікно дозволу 34 і відкриває його Змінна напруга від еталонного генератора 35 з періодом 2Т подається через друге вікно дозволу 34 на лічильник часу 31 Для лічби застосовуються позитивні полуперюди напруги, їх КІЛЬКІСТЬ, підрахована лічильником 31 у масштабі Т, покаже час розповсюдження ультразвукового імпульсу від акустичного перетворювача до стінки камери t u Величина виміреного часу інтервалу t u висвітлюється на табло індикатора лічильника часу 33 В результаті роботи вищезазначених вузлів забезпечується циклічне повторення вимірів відстані і часу пробігу ультразвукового імпульсу від кожного акустичного перетворювача до стінки камери Так як акустичні перетворювачі 20, 2 1 , 22, 23 не міняють просторової орієнтації і встановлені в кожній парі ортогонально один до одного, то тим самим отримана інформація забезпечує контроль за розмірами і формою вимиваємої камери Без суттєвих змін описаної функціональної схеми можливий другий варіант пропонуємого пристрою - з 16 15 52657 збільшенням числа акустичних перетворювачів лювати розміри і форму камери у процесі її вимиву (шість, ВІСІМ), ЩО безперечно підвищить точність без підйому робочих колон Крім того, вимірюванконтроля, але призведе до суттєвого ускладнюня часу пробігу ультразвукового сигналу від акусвання пристрою, а ВІДПОВІДНО, до пониження його тичного перетворювача до стінки камери при однадійності 3 цієї точки зору пристрій де мається ночасному вимірюванні відстані до неї дозволяє чотири акустичні перетворювачі більш надійний В визначити швидкість розповсюдження пружних завершення слід відзначити, датчик положення коливань в ропі або якому - іншому розчині Тим ланцюгів комутації 19 може бути виконаний у тасамим у оператора заявляється можливість судикому варіанті Наприклад, при використанні у блоці ти про фізико-механічні параметри останнього і комутації 18 крокового реле може бути застосоваоперативно змінювати режими вимиву на відома схема потенціометричного датчика В Таким чином, використання запропонованого момент замикання контактів, з'єднуючі одні з акуспристрою дозволить різко підвищити технологічтичних перетворювачів з виходом блока збудженність і продуктивність робіт при видобутку корисня зондуючих сигналів 7, друга пара контактів одних копалин методом їх наземного (свердловинноночасно здійснює перемикання в електричному го) розчинення або вилуговування, а також колі резистивного поділювача, що приводить до прискорити процес створювання сховищ з високизмін вихідної напруги Кожному з чотирьох поломи технологічними параметрами Використання жень крокового реле відповідає строго фіксований зазначеного пристрою для контролю технічного рівень напруги на виході датчика положення ланстану підземних сховищ у процесі їх експлуатації цюгів комутації 19 Зазначена напруга через друдозволить автоматизувати процес регламентних гий блок ущільнення 24 по каротажному кабелю 41 спостережень із ЦІЛІСНІСТЮ стінок порожнини і цим подається в перший блок ущільнення 25, а потім підвищити екологічну безпечність таких сховищ до слідкуючої системи ланцюгів комутації 36 Джерела інформації, використання при виявОстання у даному варіанті зібрана по ВІДОМІЙ схемі ленні винаходу і складанні його опису селективних ключів Використовуються чотири 1 Е В Карус, О П Кузнецов, И С Файзулин селективних ключа Спрацьовування одного з них Межскважинное прозвучивание - Москва, Недра визначається ВІДПОВІДНИМ фіксованим рівнем вхід1986г С 71-73 ної напруги Виходи селективних ключів слідкуючої 2 Авторское свидетельство СССР № 172507 системи положення ланцюгів комутації 36 підклюМКИ GO1V1/40, (Авторське свідоцтво СРСР № чені до управляючих входів індикатора номера 172507 МКИ G01V1/40, надруковано у 1965 році перетворювача 37, де і висвітлюється номер під3 Авторське свідоцтво СРСР № 1786458 МКИ ключеного акустичного перетворювача G01V1/40, надруковано у 1993 році (прототип) Запропонований пристрій має суттєву перева4 Пристрій для упередження пошкодження гу над прототипом і іншими відомими пристроями кабелю ЕПУ при спуско-підйомних операціях аналогічного призначення - він дозволяє контро"Нефтяник", №9, 1991 рік 52657 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 18