Устройство для бокового каротажа скважин Советский патент 1985 года по МПК G01V3/18 

ла зонда, второй выход первого входного трансформатора потенициала зонда является первым выходом вычислительного блока, а второй выход второго входного трансформатора потенциала зонда - соответственно вторым выходом вычислительного блока.

при этом первые выходы первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда являются началами или концами их вторичных обмоток, а отношение коэффициентов трансформации упомянутых трансформаторов равно к.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, включающее генератор переменного тока, зонд бокового каротажа, первый и второй удаленные электроды, первый входной трансформатор потенциала зонда, измерительный преобразователь потенциала зонда, входной трансформатор тока зонда, измерительный преобразователь тока зонда, вычислительный блок и делительную систему, причем вход зонда бокового каротажа соединен с выходом генератора переменного тока, первый выход зонда бокового каротажа соединен с входом входного трансформатора тока зонда, выход которого подключен к входу измерительного преобразователя тока зонда, второй выход зонда бокового каротажа соединен с первым входом первого входного трансформатора потенциала зонда, выход измерительного преобразователя тока зонда подключен к первому входу делительной системы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, дополнительно введен второй входной трансфорнатор потенциала зонда, причем первый вход второго входного трансформатора потенциала зонда соединен с вторым выходом зонда бокового каротажа, а второй вход - с вторым удаленным электродом, второй вход первого входного трансформатора потенциала зонда подключен к первому удаленному электроду, первый и второй выходы первого входного трансформатора потенциала зонда соединены соответственно с первым и третьим входами вычислительного блока, а первый и второй выходы второго входного трансформатора - соответственного с вторым и четвертым входами вычислительного блока, первый и второй выходы вычислительного блока соединены с первым и вторым входами измерительного преобразователя потенциала зонда, а выход последнего подключен к второму входу делительной системы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся i тем, что вычислительный блок содержит делитель напряжения, ячейку вычитания и (Л масштабный усилитель, причем первый вход вычислительного блока является первым входом ячейки вычитания, второй вход вычислительного блока-первым входом де лителя напряжения, третий и четвертый входы вычислительного блока - соответственно вторым и третьим входа.ми делителя напряжения, выход де00 00 о лителя напряжения соединен с вторым входом ячейки вычитания, выход которого подключен к входу масштаб ного усилителя, а выходы последнего являются выходами вычислительного блока, кроме того, коэффициент деления k делителя напряжения равен ijiji i, где /«j, 1щ- расстояния соответственно от первого и второго удаленных электродов до центра зонда бокового каротажа, а коэффициент усиления масштабного усилителя равен -г--. Л 1 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, вычислительный блбк выполнен в виде первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда, причем первый выход первого входного трансформатора потенциала зонда соединен с первым выходом второго трансформатора потенциа

1

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике, а именно к устройствам, реализующим метод бокового каротажа и предназначенным для измерения кажущегося удельного электрического сопротивления в нефтяных, газовых, гидрогеологических скважинах, бурящихся с целью добычи и разведки полезных ископаемых.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повыщение эксплуатационной надежности устройства;

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вычислительный блок; на фиг. 3 - вариант выполнения вычислительного блока на основе первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда.

На фиг. 1 изображены генератор 1 переменного тока, зонд 2 бокового каротажа, первый 3 и второй 4 удаленные элетктроды, первый входной трансформатор 5 потенциала зонда, измерительный преобразователь б потенциала зонда, входной трансформатор 7 тока зонда, измерительный преобразователь 8 тока зонда, вычислительный блок 9, делительная система 10, второй входной трансформатор 11 потенциала зонда.

Вход зонда 2 бокового каротажа соединен с выходом генератора 1 переменного тока, первый выход зонда 2 бокового каротажа соединен с входом входного трансформатора 7 тока зонда, выход которого соединен с входом измерительного преобразователя 8 тока зонда, второй выход зонда 2 бокового каротажа подключен к первому входу первого входного трансформатора 5 потенциала зонда, выход измерительного преобразователя 8 тока зонда подключен к первому входу делительной системы 10, первый вход второго входного трансформатора 11 потенциала зонда соединен с вторвым выходом зонда 2 бокового каротажа, а второй вход - с вторым удаленным электродом 4, второй вход первого входного трансформатора 5 потенциала зонда подключен к первому удаленному электроду 3, первый и второй выходы первого входного трансформатора 5 потенциала зонда соединены соответственно с первым и третьим входами вычислительного блока 9, а первый и второй выходы второго входного трансформатора 11 - соответственно с вторым и четвертым входами вычислительного блока 9, первый и второй выходы вычислительного блока 9 соединены с первым и вторым входами измерительного преобразователя 6 потенциала зонда, а выход последнего подключен к второму входу делительной системы 10.

На фиг. 2 изображены ячейки 12 вычитания, делитель 13 напряжения, состоящий

из резисторов 14 и 15, и масштабный усилитель 16. Первый вход ячейки 12 вычистания является первым входом вычислительного блока 9, первый вход делителя 13 напряжения - вторым входом вычислительного блока 9, второй и третий входы делителя 13 напряжения являются третьим и четвертым входами вычислительного блока 9. Выход делителя 13 напряжения соединен с вторым входом ячейки 12 вычитания, выход которой подключен к входу маштсбаного усилителя 16, а выходы последнего яв0 ляются выходами вычислительного блока. На фиг. 3 изображен вычислительный блок, выполненный на основе первого и второго входных трансформаторов 5 и 11 потенциала зонда, при этом первый выход

5 первого входного трансформатора 5 потенциала зонда соединен с первым выходом второго входного трансформатора 11 потенциала зонда, второй выход первого входного трансформатора 5 потенциала зонда является первым выходом вычислительного

0 блока 9, а второй выход второго трансформатора 11 - соответственно вторым выходом вычислительного блока. Первые выходы первого и второго входных трансформаторов 5 и 1 1 являются началами их вторичных обмоток и отмечены точками.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 переменного тока, расположенный на поверхности, создает в цепи питания зонда 2 бокового каротажа тока частотой 300-400 Гц, величиной 0,4-0,5 А 0 возбуждающий в горных породах электрическое поле. Удельное электрическое сопротивление р среды, измеряемое зондом бокового каротажа, определяется выражением

и.

к

3

U

где Uco - потенциал зонда относительно

бесконечно удаленной точки; 1з - величина зондирующего тока; Кз - коэффициент зонда, зависящий от конструкции и геометрических размеров зонда бокового каротажа.

Сигнал, пропорциональный зондирующему току I , через входной трансформатор 7 тока зонда поступает на вход измерительного преобразователя 8 тока зонда, в котором он преобразуется в форму, удобную для передачи на поверхность и дальнейщей обработки в делительной системе 10 в соответствии с указанной формулой.

Потенциал Uoo зонда 2 бокового кароротажа относительно бесконечно удаленной точки определяется с помощью первого 3 и второго 4 удаленных электродов, первого 5, второго 11 входных трансформаторов потенциала зонда и вычислительного блока 9. Между первым и вторым входом первого входного трансформатора 5 потенциала зонда действует напряжение, равное потенциалу UH зонда относительно первого удаленного электрода 3. Соответственно между первым и вторым входами входного трансформатора 1 1 действует напряжение, равное потенциалу Usz зонда относительно второго удаленного электрода 4.

Так как электроды 3 и 4 находятся на значительном удалении от центра зонда 2 бокового каротажа, то можно считать зонд 2 точечным источником тока.

Напряжение с выхода вычислительного блока 9, пропорциональное потенциалу Uoo зонда относительно бесконечно удаленной точки, подается на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда, где преобразуется в форму, удобную для передачи на поверхность, и далее поступает на один из входов делительной системы 10, осуществляющей операции деления напряжения, пропорционального Uoo, на напряжение, пропорциональное зондирующему току , в соответствии с указанной формулой. На выходе делительной системы 10 образуется напряжение, пропорциональное измеряемому удельному электрическому сопротивлению, не искаженное влиянием удаленных электродов.

Нри варианте исполнения вычислительного блока 9 по фиг. 2 напряжение с выхода трансформатора 1 1, попорционалыюе UN.,. подается на делитель 13 напряжения, состоящий из резисторов 14 и 15 с коэффициентом деления, равным , с выхода делителя 13 напряжение, пропорциональное kUiia, подается на один из входов ячейки 12 вычитания, на другой вход которой поступает с выхода входного трансформатора 5 напряжение, пропорциональное UNI. В ячейке 12 вычитания осуществляется операция вычитания: . С выхода ячейки 12 напряжение, пропорциональное (kUjij,- Ujsjj), подается на вход масштабного усилителя с коэффициентом усиления На выходе масштабного усилителя 16 формируется напряжение, пропорциональное

TJ... kUM2 -UMI k-1

которое и подается далее на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда.

Более простой и приемлемый вариант выполнения вычислительного блока 9 приведен на фиг. 3. Принцип действия вычислительного блока следующий. Взяв отношение коэффициентов трансформации входных трансформаторов 1 1 и 5 потенциала зонда равным k, на выходах этих трансформаторов получим напряжения, пропорциональные соответственно

КTt

1

и.

k-I iВключив вторичные обмотки входных трансформаторов 5 и 11 встречно, т. е. начало с началом или конец с концом, на выходе встречно включенных обмоток получим напряжение, пропорциональное Uoo, которое далее подается на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда.

тзс

f

I- if3C

Вычисли тельныйблок

liz мерительный пpeofpaзo6ameль потенциала зонда

Д ели тельная система

io

Фиг.1

Г

Вычислительный блок

I Вычислительны1 лок пер8ыи и Второй

Входные трансформаторы потенциала зонда

Л

I

Фиг. 2