Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа Советский патент 1986 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, в частности к устройствам градуировки аппаратуры Диэлектрического каротажа на поверхности Зегши,

Цель изобретения - повышение точности градуировки путем охйата при градуировке эондовой части и высокочастотных трактов усиления аппаратуры диэлектрического каротажа.

На фиг,1 представлено устройство для градуировки приборов диэлектрического каротажи, содержащих один . излучающий и два приемных элемента; на фиг,2 - блок калиброванных фазо сдвигающих цепочек, Катушки (фиг,1) размещаются соосно внутри полого экранирующего цилиндра 45 причем кат5тпки 2 и 3 соединяются с выходами блока 5 с набором калиброванных фазосдвигаю щих цепочек, а катушка 1 через аттенюатор 6 соединяется с входом блока 5, при градуировке устройство устанавливается коаксиально на прибор диэлектрического каротажа, на его зон- довую часть 7 таким образом, чтобы его элементы (катушки) 8-10 располагались против катушек 1-3-устройства для гpaдyиpoвkи«

Проверку работоспособности приборов диэлектрического каротажа с помощью устройства подразделяют на два этапа.

Один из этапов заключается в про- верке соответствия фазовых сдвиговьж сигналов на приемных элементах 9 и 10 прибора диэлектрического каротажа его выходному сигналу, дпя чего переключателем блока 5 с набором каипибро ванных фазосдвигающих цепочек последовательно создаются заранее заданные сдвиги фаз и одновременно контролируется их соответствие выходному сигналу прибору.

Другой из этапов предусматривает проверку динамического диапазона входных сигналов, в котором сохраняется работоспособность прибора диэлектрического каротажа. Для осутцест вления указанной проверки необходимо при постоянном положении переключателя блока калиброванных фазосдвигающих цепочек аттенюатором блока 6 изменять уровень сигнала, поступающего в блок 6, например от максш ума к минимуму, при этом выходной сигнал прибора диэлектрического каротажа

0

5

5

5 Ci

0 5

0

5

должен оставаться постоянным (так как фазовый сдвиг сигналов, поступающих на приемные элементы 9 и 10, неизменен). Как только произойдет резкое изменение уровня выходного сигнала прибора диэлектрического ротажа, что соответствует, достижению порога его чувствительности, необходимо прекратить движение ручки аттенюатора блока 6 и по его шкале оценить порог чувствительности.

Работа устройства (фиг.) совместно с зондовой частью 7 прибора диэлектрического каротажа.

Электромапгштное поле, излучаемое катушкой 8 зондовой части прибора диэлектрического каротажд, наводит сигнал в катушке 1 устройства для градуировки, который через аттенюатор 6 по коаксиальному кабелю подается в блок 5 калиброванных фазосдвигаю- дик цепочек, с этого блока йа катушку 2 поступает сигнал с постоянным фазовым сдвигом относительно фазы сигнала в катушке I. На катушку 3 подается сигнал с калиброванным фазовым сдвигом относительно фазы сигнгша в катушке 2. Токи, протекающие в катушках 2 и 3, наводят ЭДС в приемных элементах 9 и 10 зондовой части прибора диэлектрического каротажа соответственно.

Коаксиальные линии, подходящие к кaтyп кa -3, соединяются с ними через отверстия, просверленные в экранирующем полом цилиндре А в непосредственной близости от указанных катушек, и проложены снаружи этого цилиндра.

Экранирующий полый цилиндр 4 способствует затуханию прямого поля излучаемого катушкой 8 практически до :нулевого значения, что позволяет в устройстве провести проверку работоспособности аппаратуры и ее градуировки как по амплитудным, так и по фазным характеристикам во всем рабочем дипазаоне входных сигналов. Полый цилиндр 4 за счет экранирующего эффекта устраняет взаимное влияние катушек 2 и 3.

Дпя исключения влияния прямого поля излучающей катушки зондового устройства на приемные катушки в предлагаемом устройстве используется поотый цилиндр из проводящего материала, выполняющий роль экрана. В качестве такого экрана можно испольd «

(1)

яовать немагнитные металлические трубы из алюминия, меди и их сплавов, как наиболее доступные.

Диаметр экранирующего цилиндра выбирается в несколько раз меньшим критической длины волны электромагнитного поля рабочей частоты во избежание волноводного эффекта. Наиболее важными волнами в волноводе круглого сечения являются волны Нд, ; Н„ ; Hj, , критические длины которых лежат в диапазоне 0,84-1,71 диаметра волновода. Поэтому при выборе внутреннего диаметра экранирующего ди- линдра должно соблюдаться условие

с

где d - диаметр экранирующего цилиндра;с - скорость распространения

электромагнитных волн; f - рабочая частота излучения поля.

В качестве примера приводят, данные макета градуировочного устройства для аппаратуры диэлектрического каротажа АДК-1, работакнцей на частоте 43,035 МГц с зондом ИО, 25ИО, 75Г, в котором роль экранирующего цилиндра выполняет труба из алюминия с внутренним диаметром 0,12 м и длиной 1,3м..

При помещении зондовой части аппаратуры АДК-1 в данный отрезок трубы амплитуды принимаемых сигналов составляют доли процента от амплитуд прямого поля в воздзосе без экрана, т.е. на уровне шумов. Амплитуды принимаемых сигналов измеряют на выходе преобразователя частоты.

По равенству (1) находим критический диаметр волновода (d р), который равен 4,08 м.

Из полученного значения следует, что для возникновения полноводного эффекта на частоте 43,035 МГц необходима труба диаметром не менее 4,07 м, в нашем случае диаметр трубы равен 0,12 м, что более, чем в 30 раз меньше критического диаметра что обеспечивает отсутствие волноводного эффекта.

Один из вариантов принципиальной электрической схемы (фиг.2) блока калиброванных фазосдвигающих цепочек построен по известной мостовой схеме - мост Уитстона. Выбор указанной схемы обусловлен тем, что при регу

лировании фазы выходного напряжения- на катушке L2:(0-180) относительно- опорного напряжения на катушке L1, амплитуда напряжения с регулируемой 5 фазой остается постоянной и равной половине питающего напряжения.

В рабочем макете грдцуировочного устройства аппаратуры диэлектричес)0 кого каротажа резисторы Rj и , R выбраны равными по сопротивлению 75 Ом. Конденсатор С 51 пФ. Резисторы R4 9 подключаемые переключателем В2, перекрывают весь

JJ диапазон сопротивлений от нуля до бесконечности. Резистор R необходим для регулирования напряжения на катушке LI при настройке схемы градуировочного устройства. Переключатель

2Q В1 служит для изменения направления включения катушки L1 на противоположное, что позволяет получать фазовые сдвиги относительно опорного напряжения с опережением до ISO с

25 и отставанием до 180. Но катушки L1 и L2 имеют конечное значение сопротивления переменному току, исчисляемое несколькими сотнями Ом, поэтому практическая схема фазовращателя (фиг.2) позволяет получить фазовые сдвиги ±150 - t 1 70, т.е. перекрыть диапазон в 300.

Применение указанного цилиндра при реализации устройства позволяет произвести проверку приборов диэлектри35 ческого каротажа оперативно и практически в любых условиях, например,

. при наличии электромагнитных излучений и больших металлических масс, находящихся в непосредственной бли 0 зости.

Предлагаемое устройство по срав- неьсию с известным позволяет охватить градуировкой высокочастотный тракт

45 усиления и зондовую часть аппаратуры диэлектрического каротажа, исключив тем ёамым погрешность при фазовых измерениях, обусловленную взаимовлиянием каналов. Снижение погрешности

50 при градуировке аппаратуры позволит точнее определять диэлектрическую проницаемость пород.

Устройство позволяет проверить ди- 55 намический диапазон работы скважин- ной аппаратуры по уровню входных сигналов на поверхности до спуска прибора в скважину.

51239675

p мула изобретения

нем риа печ эфф

Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа, содержащее блок с набором калиброванных фазосдвигающрх цепочек, отличающееся тем, что, с целью повышения точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой части и высокочастотных трактов усиле-. НИН аппаратуры диэлектрического каро- |тажа, в него введены аттенюатор и три катушки индуктивности, размещен- ше соосно внутри полого цилиндра из

немагнитного электропроводящего материала с внутренним диаметром, обеспечивающим исключение волноводного эффекта излучаемых электромагнитных

колебаний, причем расстояние между катушками равно расстоя-нию между катушками зонда аппаратуры диэлектрического 1(аротажа, первая катушка через аттенюатор соединена с входом

блока с набором калиброванных фазо- сдвигающих цепочек, а вторая и третья катушки соединены с его и вторым выходами соответственно.

г

Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа относится к геофизическим исследованиям скважин методом диэлектрического каротажа и применяется для градуировки аппаратуры в процессе подготовки ее к скважинным исследованиям., Цель . изобретения - повышение точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой и высокочастотных трактов . аппаратуры диэлектрического каротажа. Для этого в устройство введены аттенюатор и три катушки индуктивности, помещенные внутри полого цилиндра из немагнитного материала с внутренним диаметром, обеспечивающим исключение волноводного эффекта. Расстояние между катушками соответствует расстоянию между катушками трехэлементного зонда диэлектрического каротажа. 2 ил. (Л

/

Ч, /

LTzi

3

fe

.

г Г-Ч . - -- - уу

L

LTzi

3 f

fe

-- - уу

./уууут/ууу/у

v

W

Редактор Н.Рогулич

Фаъ.%

Составитель Л.Воскобойников

Техред Л.Олейник Корректор М.Шароши

Заказ 3393/47 Тираж 728 Подписное ВНИЙПИ Государственного комитета СССР

ПО делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

. Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул,Проектная, 4

W