Устройство для ядерного магнитного каротажа Советский патент 1984 года по МПК G01V3/14 

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважина именно к ядерному магнитному каротажу -ЯМК ,

Известно устройство ЯМК/ в котром для исключения влияния нестабильности коэффициента передачи измерительного тракта используется специальный калибровочный датчик, представляюи-дай собой с ампулой, заполненной водородсодержащей жидкостью Щ.

Недостатком этого устройства являются невозможность учета нз,менений параметров зонда при включении вместо него калибратора, что не позволяет полностью исключить нестабильность измеряемых значений амплитуд спада свободной прецессии (ССГ),

Наиболее близким к предлагаемому является устройство ЯМК, содержащее зонд, коммутатор, калибратор, источник тока, усилитель, дтектор, интегратор, блок ре-гистрацйи и блок управления 2 ,

Недостатком указанного устройства является то, что результаты измерений сигналов от калибратора содержат случайную погрешность, обусловленную влиянием помехи, кроме того, калибровка измерительного тракта по одиночным сигналам калибратора (калибровка проводится один раз в 10-20 циклов вносит дополнительную погрешность измерения сигналов от пласта.

Цель изобретения - повыгпение тоности определения-индекса и характера насыщающего флюида, I

Поставленная цель достигается тем, что устройство для ядерного магнитного каротажа, содержащее зонд, коммутатор, калибратор, источник тока, усилитель, детектор, интегратор, блок регистрации и бло управления, дополнительно содержит второй интегратор, рекурсивный фильтр, переключатель, пороговый элемент, вычитающее звено и два делительных звена, причем первый вход второго интегратора и первый вход рекурсивного фильтра подключены через переключатель к выходу детектора, выход второго интегратора соединен с первым входом вычитающего звена, второй вход которого сое динен с выходом рекурсивного фильтра и первым входом первого делительного звена, второй вход первого делительного звена соединен со вторым входом второго делительного звена, выходом первого интегратора и входом порогового элемента, выход порогового элемента соединен с управляющим входом переключателя, выход вычитающего звена соединен с первым ,

входом второго дблительного звена, а два входа блокс1 регистрации соединены шо отдельности с выходами первого и второго делительных , звеньё,в.

Кроме того, рекурсивный фильтр содержит два идентичных фильтра нижних частот, соединенных последовательно через ключ.

На фиг, 1 приведена блок-схема

0 устройства на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу

Устройство содержит зонд 1, коммутатор 2, источник 3 тока поляризации, калибратор 4 с двумя об5 мотками, усилитель 5, детектор 6, интеграторы 7 и 8, переключатель 9, пороговый элемент 10, фильтры 11 и 12 нижних частот, ключ 13, вы-; читающее звено 14, делительные

Q звенья 15 и 16, блок 17 регистрации, блок 18 управления.

Устройство работает следующим образом.

В течение интервала времени

5 i) )1лг, 2 через обмотку зонда 1 и часть обмотки калибратора 4 протекает ток поляризацир;. Длительность .интервала (O-i) выбирается таким образом, чтобы намагниченность жидкости, содержащейся

в калибраторе, достигла установившегося значения.

При отсутствии пласта-коллектора на глубине, соответствующей границе исследования, после выключе5 ния тока поляризации на вход усилйтеля 5 поступает только сигнал от калибратора, который усиливается , детектируется и через переключатель 9 поступает на фильтр 11

0 нижних частот (ФНЧ), входяший в состав рекурсивного фильтра. ФКЧ 11 стробируется импульсом (Е) блока 18 управления. По оконч.ании стробимпульса на выходе ФНЧ 11 напряj жение Я4 соответствует усреднен,Horviy за время с напряжению огибаю1,ей сигнала от калибратора,

В течение интервала времени (tj -1з)через обмотку зонда протекает ток поляризации, часть обмотки калибратора.при этом обесточена. Длительность интервала(15 г} 3 3-4 раза превьппает длительность интервала ii.(2-4) с.

Интервал времени (1 7 :() является паузой между двумя циклами измерения, В последующих циклах измерения при условии отсутствия коллектора на исследуемом интервале глубин на вход рекурсивного

0 фильтра от калибратора поступает последдователькость сигналов 1/ , и ,,.,,., (/1 , В паузе между циклами измерения вход ФНЧ 12 через ключ 13 кратковременно подключает5 ся к выходу ФНЧ 11,

На выходе ФНЧ 12 напряжение изменяется по закону

,

где а и Qj постоянные коэффициенты.

В случае двух идентичных ФНЧ а, а 412 .

Выходное напряжение рекурсивного фильтра благодаря его усредняющей способности в значительно меньшей степени изменяется от цикл к циклу, чем результаты отдельных измерений сигналов от калибратора Ut . Кроме того, включение калибратора производится в каждом цикле, что обеспечивает большой объем данных, используемых для калибровки, в совокупности это обеспечивает значительное увеличение точности калибровки измерительного тракта. , При пересечении зондом подошвы пласта-коллектора в нем индуктируется сигнал ЯМК S(t), соответствующий увеличенному времени поляризации, и Sg(t), соответствующий суммарному сигналу от калибратора и от пласта при малой длительности поляризации (фиг. 2). На выходе интегратора 7, стробируемого импульсом ty , который поступает с блока 18 управления, напряжение .Ug возрастает от значения, соответствующего усредненному значению помехи Un до з.наченияЦе , соответствующего усредненному отсчету сигнала. Пороговый элемент 10 реаг.ирует на это увеличение и воздействует на переключатель 9,

и

отключающий выход детектора,от входа рекурсивного фильтра и подключающий к нему вход интегратора 8. На В{лходе последнего формируется напряжение Uj , пропорциональное сумме отсчетов сигналов, от калибратора nit) и от пласта S(t) при малой длительности поляризации.

Благодаря тому, что на амплитудный детектор оба сигнала воздействуют совместно, эффект подавле10ния сигнала пo эxoй проявляется в значительно меньшей степени, что способствует повышению точности измерений, проводимых при. малых значениях времен поляризации.

15

Вычитающее звено 14 по сигналам Uj и U ц формирует разностное напряжение &U , соответствующее отсчету сигнала S(t), измеренному при малой длительности поляризации. Де0лительные звенья 15 и 16 формируют напряжения, пропорциональные отношениюУ ис1ли ,,

Знaчeниe, и является функцией постоянной продольного времени ре5лаксации Т, и может использоваться для оценки характера насыщающего флюида

Отношение V является функцией амплитуды не зависит от из0менения коэффициента передачи измерительного тракта. Таким образом, описанное устройство позволяет повысить точность определения индекса свободного флюида путем снижения погрешности калибровки из5мерительного тракта и достоверность оценки характера насыщающего флюида счет ослабления влияния ; помехи при амплитудном детектировании слабых сигналов) .

0

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО КАРОТАЖА, содержащее зонд, коммутатор, калибратор, источник тока, усилитель, детектор, интегратор, блок регистрации и блок управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения индекса и характера насыщающего флюида, дополнительно содержит второй интегратор, рекурсивный фильтр, переключатель, пороговый элемент, вычитающее звено и два делительных звена, причем первый вход второго интегратора и первый вход рекурсивного фильтра подключе( через переключатель к выходу детектора, выход второго интегратора соединен с первым входом вычитающего звена, второй вход которого соединен с выходом рекурсивного фильтра и первым входом первого делительного звена, второй вход первого делительного эвена соединен с вторым входом второго делительного звена, выходом первого интегратора и входом порогового элемента, выход порогового элемента соединен с управляющим входом переключателя, выход вычитающего € звена соединен с первым входом вто(Л рого делительного звена, а два входа блока регистрации соединены по отдельности с выходами первого и второго делительных звеньев. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, ЧТО рекурсивный фильтр содержит два идентичных фильтра нижних частот, соединенных последовательно через ключ. о ел 00 О 4;