|
Владов Михаил Львович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
физико-математических наук
|
оглавление |
Глава 3. Аппаратура
для скважинных исследований с электроискровым источником
упругих волн.
В соответствии с результатами исследований работы электроискрового источника в водонаполненной скважине и на основании проведенных экспериментов в третьей главе обоснованы требования к источнику упругих колебаний и приемно-регистрирующей аппаратуре. Проведен анализ результатов испытаний всех узлов аппаратурного комплекса и представлены варианты конструктивных решений для каждого из узлов.
В работе рассмотрены варианты накопительных установок электроискрового источника, проанализированы преимущества и недостатки имеющихся конструктивных решений и сделаны предложения по оптимизации конструкции накопителя для скважинных исследований.
В разделе, посвященном излучателям, рассмотрены различные варианты этих устройств для работы в режимах пробоя и стекания тока, в пресной и соленой воде, обеспечивающих максимальную эффективность и наиболее стабильных в работе, одноэлектродных и многоэлектродных. Показана возможность управления характеристиками возбуждаемых колебаний с помощью конструкции излучателя.
В разделе, посвященном приемным устройствам, описаны варианты скважинных пъезокос в многоканальных и одноканальных вариантах, собранных в единую систему с излучателем и независимых. Рассмотрено влияние приемного устройства, заполненного воздухом, на характеристики распространяющихся волн давления. Обсуждены преимущества и недостатки одноканального приема.
В работе приводится описание действующего макета современной апапаратуры, разработанного и созданного на кафедре сейсмометрии и геоакустики Геологического факультета МГУ, для работы в НВС, конструкция и параметры которой учитывают описанные выше результаты исследований и требований к такого рода устройствам.
Накопитель электрической энергии:
- напряжение заряда > 2 кВ;
- запасаемая энергия 90 - 500 Дж;
- высоковольтный коммутатор с возможностью коммутации токов до 5 кА;
- запуск процесса разряда ручной и автоматический от собственного таймера или по команде регистратора;
- время заряда регулируется в пределах 0.5 - 4 секунды.
- задержка срабатывания относительно подачи команды не превышает 0. 05мс;
- конструктив - единый блок размером 500х500х350 мм и весом 25 - 35 кг (в зависимости от величины накопительных емкостей);
- электропитание стационарная сеть или бензоэлектрический агрегат 220В/50Гц мощностью не менее 1 кВА.
Излучатель. Одноэлектродный контейнерного типа длиной 700 мм. и диаметром 50 мм. Несущая токоведущая магистраль из коаксиального радиочастотного кабеля РК-50-11-11.
Приемное устройство. Одноканальная пъезокоса с 4 приемниками, собранными на базе 0.2 м по дифференциальной схеме.
Регистрирующее устройство:
- аналоговый одноканальный усилитель с дифференциальным входом: входное сопротивление не менее 1 МОм; собственные шумы не более 10 мкВ; переключаемые аналоговые фильтры с максимальной полосой 50 - 2500 Гц; переключаемый коэффициент усиления от 10 до 2000; размер 200х250х100 мм; вес 0.3 кГ.
- аналого-цифровой преобразователь Е-330: 12 разрядный; дискретизация по времени до 0.01 мс.
- портативный компьютер типа "notebook" с программой управления процессом сбора данных, которая при необходимости реализует процесс синфазного накопления сигналов.
Этот комплект аппаратуры для скважинных исследований и его прототипы хорошо зарекомендовали себя при многоволновых исследованиях верхней части разреза в самых разнообразных геологических условиях Прибалтики, Москвы и Подмосковья, Санкт-Петербурга, Среднего Поволжья, Мексики и Ирана.
Выводы.
Выработаны требования к аппаратуре, реализованные в виде ряда устройств, опробованных в широком диапазоне условий и обеспечивающих возбуждение импульсов давления в водонаполненной скважине и прием их в той же или другой скважине.
Представленный цифровой вариант установки для работы в НВС позволяет производить регистрацию возбуждаемых колебаний на удалениях до 100 м в той же (с большим запасом по интенсивности гидроволны ) или другой скважине при просвечивании в условиях песчано-глинистой толщи приповерхностной части разреза в широкой полосе частот от 50 до 2500 Гц.
| 