Устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов Советский патент 1984 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к промысловой и разведочной геофизике, в частности к электрическому каротажу скважин методом вызванных потенциалов (ВП) на временной основе.

Известно устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов, содержащее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных симметричного и ждущего мультивибраторов, выходного каскада и питающих электродов, измерительную цепь, связанну о с приемными электродами и состоящую из последовательно соединённых эмиттерного повторителя схемы антисовпадений и схемы деления (вычитания), причем к выходу эмиттерного повторителя присоединены схемы антисовпадений, выход одной из которых соединен с одним из входов схемы деления, а выход другой, через схему задержки со вторым входом этой схемы, схему управления включением измерительной цепи, состоящую из последовательно-параллель но включенных ждущих мультивибраторов причем выход одного из них подключен к управляющему входу одной из схем антисовпадений, а выход другого к управляю1щему входу другой схемы антисовпадений nj .

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, обусловленная влиянием на результаты измерений потенциалов поляризации электродов и естественного поля.

- Наиболее близким к изобретению по технической супрости является устройство для исследования сквал ин методом вызванных потенциалов, содержащее питающие электроды, подключенные к выходному каскаду генератора через регулируюп ий элемент, схему синхронизации, вход которой подключен к выходу мультивибратора, а первый вход - к входу выходногокаскада генератора, приемные электроды, подключенные к входу повторителя, выход которого через ключ подключен к первому элементу памяти (конденсатору), управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемы синхронизации, дифференциальный усилитель, О;а;ним из входов подключенный к выходу повторителя, а выходом - к входу схемы вычисления и регистрации, управляющий вход которой подключен к третьему выходу

схемы синхронизации, схему совпадений, входом подключённую к выходу )ференциального усилителя, управляюн1;им входом - к четвертому выходу смены синхронизации, а выходом через схему автоматического регулирования напряжения - к управляющему входу регулиру1оп1его элемента 2j .

Недостатком известного устройства

является возрастание погрешности измерения при уменьшении длительности пауз между импульсами.

При автоматической записи крнвьк кажущейся поляризуемости 7,, в процессе каротажа скважин количество измерений на единицу длины скважины огтределяется как скоростью перемещения зонда, так и временным интервалом между импульсами поляризующего

тока. Для получения нужного количества измерений необходимо либо ограничить скорость перемещения зонда, что ведет к снижению производительности каротажных работ и поэтому

является нежелательным, либо уменьшить или полностью устранить паузы между импульсами поляризующего тока. Однако уменьшение пауз между импульсами приводит к тому, что к началу

действия очередного импульса поляризующего тока еще не закончится процесс деполяризадаи среды, в связи с чем компенсация постоянных потенциалов, а следовательно, и измерения

осуществляются с погрешностью.

Цель изобретения - повьшение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для исследования скважин методом вызванных потен1щалов, содержащее питающие электроды, подключенные к выходному каскаду генератора через регулирующий элемент, схему синхронизации, входом подключенную к выходу мультивибратора j а, первым выходом - к входу выходного каскада генератора, приемные электроды, подключенные к входу повторителя, выход которого через

ключ подключен к первому элементу памяти, управляющий вход ключа подключен к второму, выходу схемы синхронизации, дифференциальный усилитель, одним .из входов подключенный к выходу повторителя, а выходом - к входу схемы вычисления и регистрации, управляющий вход которой подключен к третьему выходу схемы синхрониза3

ции, схему совпадений, входом подключенную к выходу дифференциальног усилителя, управляющим входом - к четвертому выходу схеьп) синхронизации, а выходом через схему автоматического регулирования напряжения к управляющему входу регулирующего элемента, введены второй ключ и второй элемент памяти, включенные последовательно, делитель напряже- ния и двухвходовый сумматор сигнало причем вход второго элемента памяти подключен к выходу повторителя, управляющий вход второго ключа подключен к пятому выходу схемы синхронизации,, а выход второго элемента памяти - к одному из входов двухвходового сумматора сигналов, другой вход которого подключен к выходу первого элемента памяти, а выход через делитель напряжения - к второму входу дифференциального усилителя

Введение второго элемента памяти делителя напряжения и двухвходового сумматора сигналов позволяет повысить точность измерения за счет того, что стало возможным устранить паузы меяоду импульсами, исклю1тть погрешности, обусловленные влиянием

деполяризации исследуемой среды. I

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - импульсно-временная диаграмма его работы.

Устройство для исследования скважин методом вызванных потешщалов содержит мультивибратор 1, выход которого подключен к входу схемы 2 , синхронизации, выходной каскад генератора 3, вход которого подключен к первому выходу схемы 2 синхронизации, а выходы через регулирующий элемент 4 - к питающим электродам 5 и 6, приемные электроды 7 и 8, подключенные к входу повторителя 9, первьй 10 и второй 11 элементы памяти подключенные входами к выходу повторителя 9 через ключи 12 и 13, входы которых подключены к соответствующим (второму и пятому) выходам схемы 2 синхронизации, а выходы - к соответствующим входам двухвходового сумматора 14 сигналов Д1 ференциальный усилитель 15, одним из входов подключенный к выходу повторителя 9, другим через делитель 16 напряжения - к выходу двухвходового сумматора 14 сигналов, а

174824

выходом - к одному из входов схемы 17 вычисления и регистрации, другой вход которой подютючен к третьему выходу схемы 2 синхронизации, схе5 му 18 совпадений, одним из входов подключенную к выходу дифференциального усилителя 15, управляющим входом - к четвертому выходу схемы 2 синхронизатщи, а выходом через схе10 му 19 автоматической регулировки напряжения - к управляющему входу регулирующего элемента 4. Устройство работает следую1цим-об. разом.

Прямоугольные импульсы 20 (фиг.2) с выхода мультивибратора 1 поступают на вход схемы 2 синхронизации. Схема 2 синхронизации вьфабатывает прямоугольные импульсы 21 со скважин20ностью два для. управления выходным каскадом генератора 3, импульсы 22 управления первым элементом 10 памяти, импульсы 23 управления вторым элементом 11 памяти, импульсы 24

25 управления схемой 18 совпадения и импульсы 25 управления схемой 17 вычисления и регистрации.. С выходного каскада генератора 3, через регулирующий элемент 4 на питающие электроды 5 и 6 подаются прямоугольные разнополярнце импульсы 26 тока без пауз Между ними, которые,, проходя через исследуемую среду, поступают на приемные электроды 7 и 8.

35 Сигнал 27 с приемных электродов 7 и 8 поступает на вход повторителя 9, после усиления по мощности подается на один из входов дифференциального усилителя 15, а также -на менты 10 и 11 памяти.

В момент прихода управляюш х импульсов 22 и 23 величина сигнала, соответствующая этим моментам времени, запоминается соответствующими

элементами 10 и 11 памяти до прихода следующего управляющего импульса. Сигналы с элементов 10 и 11 памяти подаются на входы двухвходового сум.матора 14 сигналов, выходной сигнал

50 которого раван алгебраической сумме величин входных сигналов т.е.

(с ± Оп -.с ± и,) 2u,

где UQ напряжение сигнала; 55 и - напряжение помехи.

С выхода двухвходового сумматора 14 сигналов сигнал, поделенный на два делителем 16 напряжения, подает5ся на один из входов дифференциаль него усилителя 15, где вычитается из сигнала, поступающего на другой вход дифференциального усилителя 15 непосредственно с выхода повторителя 9, т.е. с ± п - ° сСигнал с вьгхода дифференциального усилителя 15 подается на входы схемы 17вычисления и регистрации и схемы 18.совпадения. По командам 25, поступающим со схемы 2 синхронизации, в схеме 17 вычисления и регистрации производится определение параметров, характеризующих кажущееся сопротивление и поляризуемость исследуемой среды. Разность потенциалов с выхода схемы 18 совпадения, пропорциональная вели-20

чине кажущегося сопротивления, по командам 24, поступающим со схемы 2 синхронизации, поступает на вход схемы 19 автоматического регулиромерений на единицу длины скважины, что- повышает CKopoctb перемещения зонда, вследствие чего увеличивается производительность каротажных работ. 82 вания напряжения, которая вырабаты- , вает сигнал управления регулирующим элементом 4, изменяет вехгичину тока, протекающего через питающие электроды 5 и 6, таким образом, что амплитуда сигнала на приемных электродах 7 и 8 остается неизменной. Технические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в том, что введение второго ключа и элемента памяти, делителя напряжения и двухвходового сумматора сигналов позволяет повысить точность измерений при уменьшении или исключении пауз между зондирующими импульсами, т.е. устранить погрешность, обусловленную влиянием деполяризации среды. Применение импульсов без пауз повзоляет увеличить количество из

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИ МЕТОДОМ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ, содержащее питающие электроды, подключенные к выходному каскйду генератора через регулирующий элемент, схему синхронизации, входом подключенную к выходу мультивибратора, а первым выходом - к входу выходного каскада генератора, приемные электроды, подключенные к входу повторителя, выход которого через ключ подкпючен к первому элементу памяти, управляющий вход ключа подключен к второму выходу схемы синхрониз ации, дифференциальный усилитель, одним из входов подключенный к выходу повторителя, а выходом - квходу схем1 1 вычисления и регистрации, управляющий вход которой подключен к третьему выходу схемы синхронизации, схему совпадений, входом подключенную к выходу дифференциального усилителя, управляющим входом - к четвертому выходу схемы синхронизации, а выходом через схему автоматического регулирования напряжения к управляющему входу регулирующего элемента, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности , измерения, в негр введены второй ключ и второй элемент памяти, вклюi ченные последовательно, делитель напряжения и двухвходовый сумматор (Л сигналов, причем вход второго элемента памяти подключен к выходу повторителя, управляющий вход второго ключа подключен к пятому выходу схемы синхронизации, а выход второго элемента памяти - к одному из входов двухвходового сумматора сигналов, другой вход которого подключен к выходу первого элемента памяти, а. выход через делитель напряжения к второму входу дифференциального эо усилителя. N3

п п njarLrL.rLn,QjrLrLnjTJ Tj:LJ

И

гг

XL

а

л.

XL

XL

XT

и.

rL

Х

п J

XI

XI