3.6. Аппаратура гис

1. Введение. Исторический обзор развития геофизического приборостроения. Современное состояние и формы совершенствования геофизических средств измерений: создание аппаратуры для новых геофизических методов, автоматизация, комплексирование, унификация, повышение точности, надежности и ремонтопригодности аппаратуры.

2. Принципы построения скважинных геофизических информационно-измерительных систем (СГИИС). Информационная модель геофизических исследований скважин (ГИС). Измерение и информация при ГИС. Специфика использования единиц измерения геофизических величин. Метрологические особенности информационной модели.

Структурная и информационная схемы СГИИС, особенности преобразования информации в различных ее частях. Структура СГИИС как совокупность измерительных преобразователей, устройств обработки, передачи, хранения и отображения количественной информации. Согласование элементов СГИИС по мощности, чувствительности. Классификация СГИИС.

Характеристики СГИИС. Объект исследования и спектральные характеристики геофизических сигналов. Метрологические характеристики. Динамические характеристики. Помехоустойчивость. Информационные критерии. Технико-эксплуатационные характеристики.

Условия эксплуатации, эксплуатационные нагрузки и их действие на аппаратуру. Элементы теории надежности и ремонтопригодности. Способы и методики испытаний аппаратуры.

Принципы проектирования СГИИС. Методические основы стандартизации. Выбор и обоснование параметрических рядов аппаратуры. Унификация узлов и деталей. Общие вопросы конструирования геофизических приборов. Агрегатированная система геофизических приборов (АСГП).

3. Основы метрологии геофизических исследований скважин. Метрология. Измерение. Единство измерений. Единообразие средств измерений в процессе эксплуатации. Специфика геофизических измерений. Специфика единиц измерения геофизических величин. Метрологическое обеспечение ГИС.

Средства измерений. Свойства и характеристики средств измерений.

Классификация измерений. Методы и способы измерений.

Погрешности геофизических измерений и средств измерений. Показатели точности. Способы выражения погрешностей. Классификация погрешностей измерений и средств измерений.

Динамические свойства геофизических средств измерений. Способы описания динамических характеристик.

Нормированные метрологические характеристики. Выбор комплекса нормированных характеристик геофизической аппаратуры.

Расчет характеристик погрешности геофизической аппаратуры в рабочих условиях ее применения.

Суммирование погрешностей измерений. Критерий ничтожной погрешности. Практические правила определения результирующей погрешности СГИИС и общей погрешности геофизических измерений.

Способы передачи единиц физических величин от рабочих геофизических эталонов и исходных образцовых средств измерения к рабочим средствам измерений. Ведомственная и локальная калибровочные (поверочные) схемы.

Основные метрологические процедуры ГИС. Градуировка геофизической аппаратуры. Виды градуировок. Технология проведения градуировки. Обработка результатов градуировки.

Поверка геофизической аппаратуры. Виды поверок. Критерии качества поверки. Обработка результатов поверки геофизической аппаратуры.

Калибровка геофизической аппаратуры.

Ведомственная метрологическая служба. Структура метрологической службы. Метрологическое обеспечение геофизических подразделений.

4. Измерение первичных геофизических параметров. Физические основы получения геофизических параметров Основы взаимодействия физических полей с веществом. Физические явления и эффекты, используемые для получения измерительной информации.

Измерительные геофизические преобразователи: контактные, резистивные, магнитные, емкостные, радиационные, пьезоэлектрические, индукционные. Унифицированные первичные измерительные преобразователи в агрегатированной системе геофизических приборов (АСГП).

Геофизические зонды и датчики.

Измерение глубин в СГИИС.

Зонды электрических и электромагнитных методов и их разновидности. Особенности конструкций многоэлектродных и фокусирующих зондов.

Акустические зонды. Особенности работы двух-, трех - и многоэлементных зондов. Конструктивные элементы зондов сейсмоакустической аппаратуры: излучатели, приемники, акустические изоляторы.

Зонды радиометрии. Излучатели и детекторы. Конструктивные особенности зондов различных методов радиометрии. Основы теории статистических отсчетов при радиометрических измерениях.

Зонды ядерно-магнитного резонанса.

Датчики каверномеров и профилемеров.

Датчики инклинометров.

Датчики термометров и расходомеров.

5. Передача информации. Основные принципы и методы передачи геофизической информации

Электрокабельная линия связи. Общая характеристика и устройство геофизических кабелей. Первичные электрические параметры кабелей. Волновые параметры кабелей.

Бескабельные линии связи в геофизике.

Принципы телеизмерений. Характеристика первичной измерительной информации. Методы передачи сообщений при телеизмерениях. Непрерывные виды модуляции сигналов (AM, ЧМ, ФМ). Импульсные виды модуляции сигналов (АИМ, ФИМ, ШИМ, ЧИМ, КИМ). Спектры модулированных колебаний.

Помехи при геофизических измерениях. Сравнительная оценка помехо-устойчивости различных видов модуляции. Основные способы борьбы с помехами в геофизической аппаратуре. Приемы борьбы с помехами, обусловленными изменением сопротивления цепи и наличием в измерительной цепи потенциалов СП.

Геофизические каналы связи. Передача информации по каналам. Основные вопросы теории передачи информации. Скорость передачи информации и пропускная способность каналов связи. Согласование характеристик сигналов с параметрами канала связи.

Скважинные телеизмерительные системы. Многоканальное построение телеизмерительных систем. Частотное и временное разделение каналов. Способы увеличения информативности много­канальной аппаратуры.

Аналоговые телеизмерительные системы (ТИС). Частотные ТИС. Частотные модуляторы и демодуляторы. Структурные схемы преобразования частоты и периода в напряжение. Телеизмерительные системы с время-импульсной модуляцией (ВИМ).

Помехи и борьба с помехами при передаче аналоговой информации.

Аналоговые скважинные геофизические приборы.

Комплексирование геофизической аппаратуры.

Принципы построения аппаратуры электромагнитных методов. Функциональные схемы, измеряемые параметры, технико-эксплуатационные характеристики и основные особенности серийных образцов приборов.

Принципы построения сейсмоакустической аппаратуры. Функциональные схемы, технико-эксплуатационные характеристики и особенности серийных образцов сейсмоакустической аппаратуры. Помехоустойчивость телеизмерительных систем для акустических исследований скважин.

Принципы построения радиометрической аппаратуры. Функциональные схемы, технико-эксплуатационные характеристики и особенности серийных образцов аппаратуры радиометрии.

Аппаратура для других геофизических методов. Специальные и вспомогательные устройства для геофизических измерений.