Устройство для измерения электрического сопротивления образцов горных пород Советский патент 1987 года по МПК G01V3/04 

Изобретение относится к исследованиям физических свойств образцов горных пород и может быть использовано при оценке характеристик нефтегазоносных пластов, для уточнения пределов изменения удельного электрического сопротивления отдельных типов и групп пород, установления характера зависимости электрического сопротивления горных пород от минерального состава, структуры, соотношения .фаз, частоты и напряженности электрического поля.

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 принципиальная схема предложенного устройства для измерения электрического сопротивления образцов горных пород.

Устройство содержит источник 1 тока, эталонный потенциометр 2, индикатор 3 нуля, четырехэлектродную ячейку 4 с токовым каналом АВ и измерительным каналом MN, запоминаю щую емкость 5, первый трехканаль- ный коммутатор 6, именмщй токовый канал, измерительный канал и канал сравнения,, второй коммутатор 7, имеющий выпрямительный канал и переключающий канал, задатчик 8 частоты и делитель 9 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый образец правильной геометрической формы, например цилиндрической, высотой и диаметром 3 см разме.щают в четьфехэлектрод- ной ячейке 4.

Через образец, размещенный в че- тырехэлектродной ячейке 4 между электродами А и В и эталонный потенциометр 2, пропускают ток от источника 1 постоянного тока. Ирк помощи токового канала первого коммутатора 6, работающего с частотой 6 - 15 Гц, задаваемой задатчиком 8 частоты, этот ток преобразуется в пульсирующий знакопеременный, а снимае- ьые с электродов М и N измерительной ячейки 4 и точек m и п потенциометра 2 переменные разности потен циалов выпрямляются соответственно измерительным каналом и каналом сравнения коммутатора 6.

2886462

Выпрямленные разности потенциалов при помощи переключающего канала второго коммутатора 7 поочередно подаются на запоминающую емкость 5. с Частота переключения второго коммутатора 7, в два раза меньшая, чем первого коммутатора 6, управляется тем же задатчиком 8 через делитель 9 частоты. 10 - При неравенстве разностей потен0

5

5

0

55

циалов, снимаемых с образца и потенциометра 2, в цепи емкости 5 течет знакопеременньй ток зарядки - разрядки запоминающей емкости 5 (ток неба5 ланса) с частотой, равной частоте работы коммутатора 7. Кроме того, в этой цепи, независимо от соотношения величин сопоставляемых разностей потенциалов, течет постоянный ток утечки конденсатора 5. Для фиксирования тока небаланса и исключения влияния тока утечки в цепь конденсатора (запоминающей емкости) 5 последовательно включен индикатор 3 нуля через выпрямительный канал коммутато ра 7. При этом знакопеременный ток небаланса попадает в индикатор 3 нуля вьтрямленным, а постоянный ток утечки запоминающей емкости 5 преоб0 разуется в переменный и практически не влияет на показания индикатора 3 нуля 3.

Таким образом,, используемый в устройстве принцип измерения сопро5 тивления образцов горных пород сводится к единственному действию - перемещению подвижного контакта потен- хщометра в положение, при котором отсутствует ток небаланса в цепи кон0 денсатора 5. Отпадает необходимость в измерении силы тока в исследуемом образце (обязательном при обычном че- тырехэлектродном способе измерений) и в компенсахщи сдвига фаз переменного тока, в образце и элементе сравнения (необходимой при использовании мостовой схемы и тока высокой частоты) . Это приводит к значительному ускорению процесса измерений и повьш1е- нию в связи с этим точности и достоверности получаемых результатов измерения сопротивления образцов горных пород.

Пример. Для проверки эффективности работы предлагаемого устройства проводят сравнительные измерения электрического сопротивления трех образцов песчаника различной пористости и одного образца аргиллита, насьпденных водным раствором поваренной соли (аналог пластовой воды) с удельным электрическим сопротивлени- ем 0,075 Ом-м.

В качестве измерительных устройст использзтот четьфехэлёктродную установку с раздельной регистрацией тока и разности потенциалов (известное устройство) и предлагаемую четырех- электродную установку. Для объективности сравнения значений злектричес- кого сопротивления указанных четырех образцов горных пород, полученньк с помощью обеих четырехэлектродных установок, на этих установках также измеряют эталонные сопротивления стандартного магазина сопротивлений. Значения эталонных сопротивлений выбирают с учетом полученных значений электрического сопротивления образцов горных пород 1230, 524, 2523, 274,2 Ом. Значения электрического сопротивления образца аргиллита по данным измерений на предлагаемом и известном устройствах составляют соответственно: 232,5 и 249 Ом, а трех образцов песчаника различной .пористости - 1225 и 1247 Oм 510 и 546 Ом, 242 и 262 Ом.

Кроме того, время измерения одного образца горной породы не превышает 20 с, в то время как на известной установке оно не менее 1 мин. Повышение точности и экспресснос- ти измерения электрического сопротивления образцов горных пород с по- мощью, предлагаемого устройства являются основой ее экономической эффективности.

8646

.

Формула

и

4

3

обретения

.

o 5 0

5

0

0

5

Устройство для измерения электрического сопротивления образцов горных пород,.содержащее источник постоянного тока, четьфехэлёктродную ячейку с токовым и измерительным каналами, эталонный потенциометр, два коммутатора и индикатор нуля, причем источник постоянного тока соединен через токовый канал первого коммутатора и первый вход эталонного потенциометра с токовым каналом четырех- элект-родной ячейки, индикатор нуля подключен через второй коммутатор и измерительный канал первого коммутатора к входу измерительного канала четырехэлектродной ячейки, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и экспрессности измерений, дополнительно введены запоминающая емкость, задатчик частоты и делитель частоты, при этом первый коммутатор выполнен трехканаль- ным, а второй коммутатор - двухка- нальным, запоминающая емкость через выпрямительный канал второго коммутатора соединена с индикатором нуля, а через переключающий канал второго коммутатора и измерительный канал первого коммутатора подсоединена к измерительному каналу четырехэлектродной ячейки, при этом второй коммутатор вьшолнен с возможностью подключения запоминающей емкости через его переключающий канал и канал Срав- ;нения первого коммутатора к второму входу эт-алонного потенциала, а задатчик частоты подключен своим первым выходом к измерительному каналу первого коммутатора, с вторым выходом через делитель частоты - к переключающему каналу второго коммутатора.

. фиг.1

.

ГГ Л Т.

Редактор А.Шандор

Составитель И.Абрамова Техред В.Кадар

Заказ 7805/А5Тираж 752Подписное

ВНИИПИ 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

фиг. г

Корректор И.Эрдейи

Изобретение касается исследования физических свойств образцов горных пород и может быть использовано при оценке характеристик нефтегазоносных пластов. Цель изобретения - повышение точности и экспрессности измерения. В устройстве используется принцип измерения сопротивления образцов горных пород перемещением подвижного контакта потенциометра в положение, лри котором отсутствует ток небаланса в цепи конденсатора. Исследуемый образец размещают в четырехэлектродной ячейке и через токовые электроды и потенциометр пропускают ток от источника постоянного тока. При помощи токового канала первого коммутатора и задатчика частоты ток преобразуется в пульсирующий знакопеременный, а снимаемые с измерительных электродов измерительной ячейки и потенциометра переменные разности потенциалов выпрямляются соответственно измерительным каналом и каналом сравнения коммутатора. Эти вьшрямленные разности потенциалов при помощи переключающего канала второго коммутатора поочередно подаются на запоминающую емкость. Частота переключения второго коммутатора, в два раза меньшая, чем первого коммутатора, управляется тем же задатчиком через делитель частоты. Цель изобретения достигается за счет того, что отпадает необходимость в измерении силы тока в исследуемом образце и в компенсаций сдвига фаз переменного тока в образце. 2 ил. Q S (Л ГС 00 00 Од 4: а