Устройство для скважинной геоэлектроразведки Советский патент 1984 года по МПК G01V3/10 

4 Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для скважинкой индукционной электро разведки, и может быть использовано для трехкомпонентных измерений переменных электромагнитных полей, например для измерения составляющих вектора напряженности переменного магнитного поля, перпендикулярных оси скважины. Известна аппаратура АСМИ-40М для измерения трех взаимно перпендикуля ных компонентов переменного магнитного поля в скважине, которая содер жит рамку, поворачивающуюся относительно корпуса скважинного прибора под действием укрепленного На ней груза, центр тяжести которого смещен в сторону от оси вращения 1 . Однако известное устройство характеризуется невозможностью работы в скважине с малым отклонением от вертикали, недостаточной чувствител ностью за счет ограничения размеров рамки толщиной стенок прибора и тре буемого зазора для поворота рамки. Наиболее близким к изобретению по,технической сущности является устройство для скважинной электрора ведки, содержащее измерители пространственных компонент электромагнитного поля, соединенные каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим жестко соединенные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортогональными статорными обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, расположенный по оси скважинного прибора внутри статорных обмоток с возможностью вращения вокруг оси, два предварительных усилителя и два согласующих усилителя 2 ., Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность и точность из-за необходимости осуществления вспомогательных измереНИИ угла поворота скважинного прибора относительно вертикальной плоскости. Цель изобретения - повышение поме хозащищенности и точности измерения. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сквс1жинной геоэлектроразведки, содержащем измерите ли пространственных компонент электромагнитного поля, соединенные каротажным кабелем со скважиннЕЛм прибором, содержащим жестко соединенные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортогональными статорными обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, расположенный по оси скважинного прибора внутри статорных обмоток с возможностью вращения вокруг оси, два предварительных усилителя и два согласующих усилителя, ортогональные приемные раМки попарно соединены с ортогональными статорными обмотками через предварительные усилители, а ортогональные роторные обмотки соединены с измерителями пространственных компонент электромагнитного поля через согласующие усилители и каротажный кабель. На чертеже приведена блок-схема устройства скважинной геоэлектроразведки. Две орт огональные приемные рамки 1и 2, расположенные в скважинном приборе 3, соединены каждая с одним из предварительных усилителей 4 и 5, выходы которых соединены с соответствующими ортогональными статорными обмотками 6 и 7. Роторные ортогональные обмотки 8 и 9 подключены к согласующим усилителям 10 и 11, электрически соединенными каротажным кабелем с измерителями пространственных компонент 12 электромагнитного поля. Ортогональные приемные рамки 1 и 2и ортогональные статорные обмотки б и 7 неподвижны относительно друг друга и корпуса скважинного прибора 3. Ортогональные роторные обмотки 8 и 9 располржены внутри статорных обмоток 6 и 7 по оси скважинного прибора 3 и выполнены с возможностью вращения вокруг оси под действием эксцентричного груза 13. Устройство работает следующим образом. Ортогональные статорные обмотки 6 и 7 и ортогональные роторные обмотки 8 и 9 образуют вращающийся трансформатор, выполняющий функцию компенсатора поворотов ортогональных приемных рамок 1 и 2. Под действием поперечной составяющей внешнего магнитного поля Й, в ортогональных приемных рамках 1 и 2 возбуждаются синфазные ЭДС, пропорциональные проекциям вектора j, на к плоскостям витков (векторы Н и Н,) . Величина и знак ндукцированной в приемных рамках ДС при заданной частоте и напряжености внешнего поля Н„ зависит от гла У между направлением вектора Нп плоскостями ортогональных приемых рамок 1 и 2. После усиления редварительными усилителями 4 и 5 игналы поступают на ортогональные таторные обмотки б и 7. Синфазные оки, протекаю&ше по ортогональным таторным обмоткё1м 6 и 7, пропорцинальны по величине ЭДС, наведенной ортогональных приемных ргшках 1 2 внешним полем, и создают внутри ртогональных статорных обмоток магнитные поля Н и Hi. Вектор Нп ; 2 . DCK1.1н; и HJ, авный векторной сумме а оказывается параллельным и пропорциональным по величине вектору внешнего магнитного поля 1 . С помощью эксцентричного груза 13 роторная обмотка 8 удерживается в вертикальной плоскости наклона скважины, роторная обмотка 9 --в плоскости, перпендикулярной плоскости наклона скважины. Напряжение, индуцированное в роторной обмотке 8 полем Hjj, пропорционально горизонтальной компоненте вектора Нр, а напряжение, индуцированное в роторной обмотке 9, .пропорционально вертикальной компоненте вектора Н. Эти напряжения не зависят от угла (f между плоскостями ортогональных приемных рамок 1 и 2 и плоскостью наклона скважины, т.е.

не зависят от положения снаряда в скважине.

Изобретение позволяет повысить точность измерений и их помехозацищенность от наводок благодари тому, что роторные и статорные обмотки включаются непосредственно в цепь измеряемого сигнала, выполняют функцию компенсатора поворотов приемных рамок относительно вертикальной плоскости искривления осн скважины и обеспечивают ориентированный прием двух взаимно перпендикулярных поперечных составляющих магнитного поля при произвольном положении сквгикинного прибора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКВАЖИНКОЙ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее измерители пространственных компонент электромагнитного поля, соединенные каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим жестко соединенные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортохональными статорньиуш обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, расположенный по оси скважинного прибора внутри статорных обмоток с возможностью вращения вокруг оси, два предварительных усилителя и два согласующих усилителя, отличающееся тем, что с целью повышеНИН помехозащищенности и точности измерения, ортогональные приемные рамки попарно соединены с ортогонашьными статорными обмотками через предварительные усилители, а ортогональные роторные обмотки соединены с измерителями пространственных компонент электромагнитного поля через согласующие усилители и каротгикный кабель.