Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Аппаратурно-методические комплексы цифровой регистрации и обработки сигналов акустического каротажа

Диссертация: Аппаратурно-методические комплексы цифровой регистрации и обработки сигналов акустического каротажа
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Ключевой проблемой в деле ускоренного развития добывающей промышленности является усиление геологоразведочных работ. Эта отрасль должна быть полностью обеспечена буровыми машинами и другими современными геологоразведочными установками и аппаратуройнеобходимо шире применять в геологоразведочных работах новые научные методы, повысить скорость разведай и тем самым подготовить в достаточном… Читать ещё >

Аппаратурно-методические комплексы цифровой регистрации и обработки сигналов акустического каротажа (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА. I. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА .'
    • I. Зонды аппаратуры акустического каротажа
    • 2. Упрутие волны в среде, пересеченной скважиной
    • 3. Анализ волновой картины при АК на головных волнах и характеристики основных типов волн, возникающих в скважине '
    • 4. Трубные волны в обсаженной скважине
    • 5. Применение акустического каротажа для решения геологических задач
  • ГЛАВА II. АППАРАТУРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА
    • I. Аппаратура УЗКУ ."
    • 2. Аппаратура АСКУ
    • 3. Аппаратура ЛАК
    • 4. Аппаратура СПАК, АКЦ и «Парус»
    • 5. Аппаратура Звук-2 и AKH-I.SJ
    • 6. Цифровая аппаратура для регистрации волновых картин акустического каротажа .5″
  • ГЛАВА III. ПУТИ РАЗВИТИЯ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА
  • ГЛАВА 1. У.ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА
    • 1. Построение блок-схемы аппаратуры цифровой регистрации сигналов акустического каротажа
    • 2. Построение быстродействующего преобразователя аналог-код для цифровой регистрации сигналов АК
    • 3. Построение блока оперативного запоминающего устройства
    • 4. Построение цифрового блока измерения времени и интервального времени распространения упругих волн
    • 5. Построение цифрового регистра амплитуды и формирователя кадра. .6в
    • 6. Построение блока управления
  • ГЛАВА V. УСТРОЙСТВА ДНЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА
    • I. Запоминающее устройство
    • 2. Сумматор, счетчик и устройство ввода
    • 3. Информационный регистр и устройство индикации
    • 4. Устройство управления .1М
    • 5. Выполнение арифметических операций
    • 6. Процесс обработки сигналов акустического каротажа

Актуальность работы. Актуальность данной темы обусловлена широким использованием геофизической аппаратуры акустического каротажа для исследования скважин при поисках нефти, газа и других полезных ископаемых.

Великий вождь товарищ Ким Ир Сен указывал:

Все члены нашей партии и трудящиеся должны с высокой революционной стратью и кипучей энергией участвовать в генеральном наступлении ради осуществления новых перспективных задач социалистического хозяйственного строительства.

Для успешного выполнения этих задач необходимо по-прежнему ускоренными темпами развивать добывающую промышленность.

Ключевой проблемой в деле ускоренного развития добывающей промышленности является усиление геологоразведочных работ. Эта отрасль должна быть полностью обеспечена буровыми машинами и другими современными геологоразведочными установками и аппаратуройнеобходимо шире применять в геологоразведочных работах новые научные методы, повысить скорость разведай и тем самым подготовить в достаточном количестве разведанные запасы угля и других видов полезных ископаемых" .

На 71 съезде трудовой партии Кореи предусмотрено дальнейшее расширение работ, направленных на обеспечение экономики КНДР минеральными ресурсами.

В настоящее время в цифровой измерительной технике еще многое не устоялось и рад вопросов подлежит решению.

В связи с этим разработка принципиально нового типа аппаратуры акустического каротажа является важной задачей, стоящей перед геологоразведочной отраслью промышленности КНДР.

В работе по теме проведен сравнительный анализ способов цифровой регистрации и обработки волновых картин акустического каротажа, исследованы отдельные блоки аппаратуры и разработаны новые схемы.

Акустический каротаж является одним из новых методов изучения упругих свойств горных пород, вскрытых скважиной, и представляет собой раздел геоакустики, которая разрабатывается и внедряется в практику геолого-геофизических работ в течение последних 25−30 лет / 50,58 /.

С помощью акустического каротажа измеряются скорости распространения упругих волн (или времена прихода сигналов), величины амплитуд принимаемых сигналов и их затухание в интервалах, ограниченных базой меаду приемниками и излучателями.

Для установления связи величин этих параметров с физическими свойствами среды проводятся теоретические исследования в идеализированных средах и экспериментальные на моделях и породах.

Экспериментальные исследования физических свойств пород раскрывают все большее число факторов, влияющих на основные измеряемые цри акустическом каротаже величины — скорость и затухание.

В настоящее время акустический каротаж в основном применяется в нефтяной геологии, для решения следующих основных задач:

1. Определение коллекторских свойств (пористости, проницаемости, нефтегазонасыщенности) пород, пересекаемых скважиной;

2. Выделение зон трещиноватости и каверзности в карбонатном разрезе;

3. Литологическое расчленение пород, вскрытых скважинами, и использование результатов для корреляции пластов по площади;

4. Определение средних и пластовых скоростей для интерпретации данных наземной сейсмической разведки;

5. Контроль технического состояния скважин (высоты подъема кольца в затрубном пространстве, качества цементации скважин).

Интерес, проявляемый геологами и геофизиками к методу акустического каротажа, подчеркивает его перспективность и, как следствие этого, необходимость создания более совершенной аппаратуры, предназначенной для дальнейшего расширения возможностей Ж.

Цельработы. Диссертация посвящена исследованию аппаратурных комплексов для цифровой регистрации и обработки сигналов акустического каротажа. Перед диссертантом были поставлены следующие задачи:

— Проведение обзора работ по физическим основам и применению акустического каротажа.

— Анализ состояния разработки и путей развития аппаратурных комплексов акустического каротажа.

— Исследование ж разработка устройств дня цифровой регистрации сигналов акустического каротажа.

— Исследование и разработка устройств для цифровой обработки сигналов акустического каротажа.

Научная новизна выполненных исследований.

1. Установлено, что при регистрации сигналов в акустическом каротаже достаточным является динамический диапазон приемного тракта 50−60 дб, а длительность записи полного сигнала акустического каротажа должна составлять не менее 2 мсек для регистрации головных волн ж 4 мсек для трубных волн.

2. Показано, что применение аппаратурного комплекса цифровой регистрации сигналов акустического каротажа позволяет существенно сократить число блоков регистрирующей аппаратуры и унифицировать отдельные узлы. Для повышения оперативности получения геофизической информации цифровая регистрирующая аппаратура акустического каротажа должна быть дополнена блоком оперативной обработки и индикации результатов.

3. Показано, что для регистрации в цифровой форме сигналов акустического каротажа целесообразно применять устройства, построенные на принципе параллельной буферной регистрации, что позволяет существенно упростить структурную схему преобразователя аналог-код, для повышения быстродействия которого должен быть реализован комбинированный асинхронный метод преобразования.

Практическая ценность работы.

1. Предложены и разработаны перспективные схемы построения аппаратуры для регистрации в цифровой форме сигналов акустического каротажа.

2. Разработаны блок-схемы аппаратуры для экспресс-обработки сигналов акустического каротажа.

3. Проведены испытания изготовленных макетов аппаратуры для регистрации и обработки в цифровой форме сигналов акустического каротажа и установлено, что предлагаемая для внедрения аппаратура характеризуется лучшими метрологическими характеристиками по сравнению с существующими.

Достоверность научных положений и практических выводов соискателя подтверждается результатами лабораторных испытаний изготовленных макетов блоков аппаратурного комплекса цифровой регистрации и обработки сигналов акустического каротажа.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на объединенном семинаре кафедр кибернетики и сейсмических и скважинных методов МЕТИ и на научной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов МГРИ (1984 г.).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Материал изложен на страницах машинописного текста, включает 27 рисунков, 5 таблиц и библиографию из наименований.

Основные результаты проведенных работ сводятся к следующему:

I. Рассмотрены принципы построения цифровой аппаратуры регистрации и обработки сигналов АК.

2. Предложены и исследованы устройства для цифровой регистрации амплитуды сигналов АК.

3. Предложено и исследовано устройство формирователя кадра для соединения с аппаратурой обработки сигналов АК.

4. Предложен и исследован блок управления для обеспечивания работы аппаратуры цифровой регистрации сигналов АК.

5Исследован быстродействующий преобразователь аналог-код и оперативное запоминающее устройство.

6. Предложен и исследован блок управления аппаратуры цифровой обработки сигналов АК.

Основными положениями, защищаемыми в диссертационной работе, являются:

1. Аппаратуру для регистрации сигналов акустического каротажа целесообразно выполнить по схеме цифровой буферной регистрации, которая должна включать блок усиления, преобразователь аналог-код, ключи для отбора информации, оперативное запоминающее устройство, накопитель на магнитной ленте, блок управления для цифровой регистрации волновой картины акустического каротажа, регистр амплитуды и формирователь кадра для преобразования кода информации, блок измерения времени.

2. Для повышения оперативности геолого-геофизической интерпретации данных акустического каротажа аппаратура для цифровой регистрации должна быть дополнена быстродействующей аппаратурой первичной обработки полного акустического сигнала, включающей запоминающее устройство, информационный регистр, сумматор, счетчик, индикаторное устройство и устройство управления.

3. Для улучшения метрологических параметров цифровая регистрирующая аппаратура акустического каротажа должна быть укомплектована быстродействующим преобразователем аналог-код, который целесообразно выполнять по схеме комбинированного параллельного преобразования, который состоит из двухчетырех разрядных преобразователей аналог-код, усилителей и одного преобразователя код-аналог, при этом значительно повышается экономичность и надежность схемы и увеличивает динамический диапазон регистрируемых сигналов акустического каротажа. u m * о.

Q,.

JO 1.

Co и и (ПРОВОЙ БУШ ЕР НОЙ РЕГИСТРАЦИИ СИЕН АЛО В АКУСТИЦЕСКОЕО КАРОТАЖА.

1(JO —.

И ОБРАБОТКИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Проведен обзор работ по физическим основам и применению акустического каротажа. Описан характер распространения упругих волн различного типа в скважине. По результатам анализа отмечены основные свойства и отличительные особенности головных, поверхностных и трубных волн, которые необходимо использовать на практике. В связи с этим в работе указаны требования к аппаратуре для одновременной регистрации всех видов волн — их частотный, динамический и кинематический диапазоны.

2. Сделан анализ состояния разработки и путей развития аппаратуры для проведения акустического каротажа в скважинах — от первых опытно-методических станций до современной скважинной и наземной аппаратуры. В ходе этого анализа показаны основные тенденции развития, которые сводятся не только к улучшению метрологических характеристик, но и к созданию аппаратуры, предназначенной для регистрации и обработки полного акустического сигнала.

3. Анализируя развитие и современное состояние регистрирующей аппаратуры — от первых осциллографов для регистрации волновых картин, аппаратуры ЛАК-I до современных вычислительных панелей цифровых регистраторов, автор считает, что будущее в развитии наземных регистраторов принадлежит цифровой регистрации и обработки волновых картин акустического каротажа. Анализируя современное состояние этого воцроса, предлагается первичную обработку и выдачу экспресс-информации о продольной волне получать непосредственно на скважине, а более полную — в больших вычислительных центрах с привлечением специализированных программ.

4. В работе приведены схемы построения аппаратуры акустического каротажа для нефтяной, рудной и угольной геофизики и решения геологических и промыслово-геофизических задач.

Работами ВШИЯ1Т и ШШГеофизики показано, что геологическая эффективность акустического каротажа существенно повышается при изучении полного акустического сигнала: при разделении волновой картины на продольные и поперечные волны, определении их параметров и сопоставлении последних между собой.

Регистрация волновых картин в имеющейся аппаратуре производится с экрана электронного осциллографа или путем аналоговой записи на магнитную ленту. Эти способы регистрации не обеспечивают развитие основной, с нашей точки зрения, модификации акустического каротажа.

В диссертационной работе выполнены исследования по созданию цифровой аппаратуры регистрации и обработки для волнового акустического каротажа, рассчитанной и на применение буферной памяти и накопителя на магнитной ленте цифрового регистрирующего комплекса.

Аппаратура работает совместно с цифровым регистром и осуществляет следующие операции:

1. преобразование акустического сигнала в цифровой код;

2. промежуточное запоминание информации в блоке буферной памяти;

3. обратное преобразование цифровой информации в аналоговую форму для контроля;

4. цифровую обработку информации дня определения коэффициента затухания волны, времени и интервального времени распространения упругих волн.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Ю.А., Фатин В. К. Односторонние запоминающие устройства. — М.: Энергия, 1981. — 184 с. с ил.
  2. Алексеенко А, Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника. М.: Радио и связь, 1982. — 416 с. с ил.
  3. С.Х., Архипов П. Н. Электронные калькуляторы. -М.: Статистика, 1979. 253 с. с ил.
  4. В.П., Баранов В. В., Бекин Н. В. и др. Полупроводниковые запоминающие устройства и их применение. М.: Радио и связь, 1981. — 333 с. с ил.
  5. В.М. Лучевой метод вычисления интенсивности волновых фронтов. Докл. АН СССР, 1956, т. ПО, В 3, с.355−358.
  6. Дж., Пирсон Н. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974. — 463 с. с ил.
  7. Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Наука, 1973. — 343 с. с ил.
  8. .М., Волкова Е. А., Дубров Е. Ф. Акустический каротаж. Л.: Недра, 1970. — 264 с. с ил.
  9. Ю.И. Две сводки констант затухания горных пород. -Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1962, JS 5, с.595−601.
  10. М.П., Баюк Е. И., Левыкин A.M. Физико-механические свойства горных пород и минералов при высоких давлениях и температурах. М.: Наука, 1974. — 222 с. с ил.
  11. B.C. К проблеме сейсмокаротажа. Бюллетень нефтяной геофизики, 1937, № 4, с.103−117.
  12. Э.И., Пискулов Е. А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоиздат, 1981. — 360 с. с ил.
  13. Г. Н. Расчет и применение синтетических сейсмограмм. М.: Недра, 1972. — 140 с. с ил.
  14. В.Г., Горбовицкий Г. В. Об амплитудах акустических волн в скважинах. Изв. вузов. Сер. Геология и разведка, 1968, В 5, с.97−195 с ил.
  15. В.Г., Карус Е. В. Аппаратура для точечного ультразвукового каротажа. В кн.: Модели реальных сред и сейсмические волновые поля. — М.: Наука, 1967, с.7−14 с ил.
  16. И.И., Номоконов В. П. Сейсморазведка (Справочник геофизика). М.: Недра, 1981. — 455 с. с ил.
  17. Г. В. и др. Первые результаты акустического каротажа с лабораторией типа ЛАК-1. Нефтегазовая геол. и геофиз., № 8, 1965 с.23−26 с ил.
  18. П., Рой Р., Клоуз Ч. Пространство состояний в теории управления. М.: Наука, 1970. — 620 с. с ил.
  19. Й.П. Акустический метод выделения коллекторов с вторичной пористостью. М.: Недра, 1981. — 150 с. с ил.
  20. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах. М.: изд-во АН СССР, 1962. — 511 с. с ил. Авт.: И. С. Берзон, А. М. Епинатьева, Г. Н. Парийская, С. П. Стародубровская.
  21. В.М. Деформации и изменения физических свойств коллекторов нефти и газа. М.: Недра, 1970. — 236 с. с ил.
  22. В.И. Цифровая регистрация волновых картин акустического каротажа. ЭИ ВИЭМС. Регион., развед. и промыс. геофизика, 1981, вып.22, с.19−24 с ил.
  23. A.M. Физические основы сейсмических методов разведки. М.: изд-во МГУ, 1970. — 103 с. с ил.
  24. .Н., Карус Е. В., Кузнецов 0.1. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978. — 306 с. с ил.
  25. Е.В. Геоакустические исследования механических свойств горных пород, вскрытых скважинами. Дисс. на соиск.уч. степ. докт. физ.-мат. наук. — М.: ИФЗ АН СССР, 1966.-276с. с ил.
  26. Е.В., Кузнецов О. Л. Акустический каротаж обсаженных скважин. Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1975, 4, с. 2234 с ил.
  27. Е.В., Шкерина Л. В. К вопросу о построении геоакустической модели среды. Изв. вузов. Сер. Геология и Разведка, 1974, № 10, с.131−141 с ил.
  28. Е.В., Сакс М. В. Импульсный ультразвуковой каротаж. Вестник АН СССР, 1961, Jfc 4, с.835−840 с ил.
  29. .И. Исследование возможностей определения акустическим методом качества изоляции затрубного пространства нефтяных и газовых скважин. Дисс. на соиск. уч.степ. канд. техн.наук. — М.: ВНИИГеофизика, 1975. — 155 с. с ил.
  30. Э. Проектирование микропроцессорных систем. -М.: Мир, 1980. 567 с. с ил.
  31. Е.Ф., Плохотников А. Н. Применение АК дня выделения трещинных коллекторов. Разведочная геофизика, вып.38. — М.: Недра, 1970, с.107−114 с ил.
  32. П.В. Гидроволны в открытых и обсаженных скважинах. -Рефераты докладов УШ акустической конференции. М.: ОНТИ Акустич. ин-т АН СССР, 1973, с.189−190 с ил.
  33. П.В., Крауклис Л. А. Нормальные волны в кольцевом зазоре между каротажным прибором и стенкой скважин. В кн.: Скважинная геоакустика. — М.: ОНТИ ВНЙИЯГГ, 1975, с.9−20 с ил. (ВНИИЯГГ, Труды, вып.24).
  34. П.В., Перельман Л. А., Рабинович Г. Я. Об одном способе определения скоростей поперечных волн при акустическомкаротаже. Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн, вып.XI. — М.: Наука, 1971, с.63−71 с ил.
  35. Ф. Волны. М.: Наука, 1974. — 526 с. с ил.
  36. Д.А. Исследование путей повышения информативности акустической цементометрии нефтяных и газовых скважин в условиях месторождений Югкного Мангышлака. Дисс. на соиск. уч. степ, канд.техн.наук. — М.: ВШШГТ, 1973. — 158 с. с ил.
  37. О.Л., Мжгунов Н. И. О возможности частотного зондирования в скважинах по измерениям акустического импеданса. -Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1975, JS 8, с.85−89 с ил.
  38. .Н. и др. Электронные вычислительные машины и системы (Справочник по цифровой вычислительной технике). Киев: Техника, 1980. 313 с. с ил.
  39. А.В., Новосельская Н. Ф., Ткачев В. П. Электронные вычислительные машины. М.: Статистика, 1971. — 200 с. с ил.
  40. В.Г., Лебедев В. И., Гладков В. Н., Иванов Ю. П. Быстродействующие БИС на переключателя тока. М.: Радио и связь, 1982. — 156 с. с ил.
  41. А.К. Корреляционные измерения в корабельной акустике. Л.: Судостроение, 1971. — 255 с. с ил.
  42. И.В. и др. Проектирование запоминающих устройств.- М.: Высшая школа, 1979. 350 с. с ил.
  43. Г. И., Вербицкий Т. З. Акустические исследования горных пород в нефтяных скважинах. Киев: Наукова думка, 1970.- 126 с. с ил.
  44. Применение аппаратуры акустического каротажа АСКУ-I в поисково-разведочной и промысловой геофизике. (Практические рекомендации). JI.: ОНТИ ВИТР, 1972. 31 с. с ил.
  45. П.А., Белоконь Д. В. Акустический дементомер и возможности его применения для исследования обсаженных скважин.- Разведочная геофизика, вып.35. М.: Недра, 1969, с.115−124 с ил.
  46. Г. Я. Акустические исследования разрезов скважин в рудных районах. Дисс. на соиск. уч.степ.канд. техн.наук.- М.: ИФЗ АН СССР, 1971. 206 с. с ил.
  47. Разработка волнового акустического каротажа. В кн.: Разведочная геофизика СССР на рубеже 70-х годов. — М.: Недра, 1974, с.236−240 с ил. Авт.: Т. В. Щербакова, Г. Б. Горбовицкий, В. Б. Минухин и др.
  48. Раппопорт 1.И. Исследование моделей неидеально-упрутих пористых сред в связи с задачей прямых поисков залежей нефти и газа. Дисс. на соиск. уч.степ. канд. геол.-минер.наук. — МГУ, 1975. 167 с. с ил.
  49. Римский-Корсаков А. В. Электроакустика. -М.: Связь, 1973.- 272 с. с ил.
  50. В.Н. Исследование электроакустического тракта передачи и способов обработки информации акустического каротажа.- Дисс. на соиск. уч.степ. канд.техн.наук. М.: ВНИИЯГТ, 1972.- 253 с. с ил.
  51. Е.Ф. Сейсмические волны. -М.: Недра, 1972. -293 с. с ил.
  52. В.В., Никитин В. М., Павлычев В. А., Малярский Н. М. Основы построения технических средств ЕС ЭВМ на интегральных микросхемах. М.: Радио и связь. 1981. — 281 с. с ил.
  53. Н.Н. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1973. — 229 с. с ил.
  54. А.Е., Старобинец М. Е. Цифровая обработка иинтерпретация данных метода преломленных волн. М.: Недра, 1983. — 202 с. с ил.
  55. У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1983. — 497 с. с ил.
  56. Ультразвуковые преобразователи. /Йод ред. Е.Кикучи. -М.: Мир, 1972. 424 с. с ил.
  57. БД. Линейные интегральные схемы. М.: Советское радио, 1979. — 348 с. с ил.
  58. В.М. Цифровые измерительные устройства. М.: Высшая школа, 1981. — 331 с. с ил.
  59. Шоу А. Логическое проектирование операционных систем. -М.: Мир, 1981. 346 с. с ил.
  60. Л.И. и др. Основы вычислительной техники и программирования. Л.: Энергоиздат, 1981. — 325 с. с ил.
  61. Т.В., Кузнецов О. Л. Анализ полного акустического сигнала и его применение для решения геологических задач. М.: ВИЭМС, 1979. — 70 с. с ил.
  62. B.C., Бауков Ю. Н. Упругие волны в неоднородном массиве. М.: ОНТИ Моск.Горн.ин-т, 1973. — 155 с. с ил.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!