Устройство для электроразведки методом вызванной поляризации Советский патент 1987 года по МПК G01V3/26 

1

Изобретение относится к электроразведке методом вызванных потенциалов (ВП) на временной основе с автоматической регистрацией измеряемых параметров.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - импульсно- временные диаграммы его работы.

Устройство предназначено для исследований скважин методом вызванной поляризации в движении при непрерывной регистрации измеряемых парамет- ров и содержит мультивибратор 1, выход которого подключен к входу схемы 2 синхронизации, выходы последней по подключены к выходному каскаду генератора 3, к вторым (управляющим) входам элементов памяти 4-7„ Питающие электроды 8 и 9 подключены к выходному каскаду генератора 3. Приемные электроды 10 и 11 подключены к входному усилителю 12, к выходу ко- торого подключены первые (сигнальные входы элементов памяти 4-7. Первый дифференциальный усилитель 13 подклю .:чен своими входами к выходам первого 4 и второго 5 элементов памяти соот- ветственно а выходом - к одному из входов третьего дифференциального усилителя 14, другой В54од которого подключен к выходу второго дифференциального усилителя 155 подключенного своими входами к выходам третьего 6 и четвертого 7. элементов памяти соответственно. Первая схема 16 суммирования сигналов подключена входами к выходам первого 4 и третьего 6 элементов памяти, а выходом - через схему 17 умножения и инвертирования сигнала к первому входу 4-го дифференциального усилителя 18, Вторая - схема 19 сложения сигналов подключена входами к выходам первого 13 и второго 15 дифференциальных; усилителей, а выходом - к второму входу четвертого дифференциального усилителя 18, выход которого через схему 20 умножения сигналов подключен к первому входу пятого 21 дифференци- .ального усилителя, второй вход которого подключен к вьгкоду шестого 22 дифференциального усилителя, Входы шестого 22 дифференциального усилителя подключены соответственно к выходам второго 5 и четвертого 7 элементов памяти, К первому ВХОДУ седь

.

5 5 о Q

5

522

мого 23 дифференциального усилителя подключен выход пятого 21 дифференциального усилителя, к второму входу седьмого дифференциштьногЪ усилителя 23 через делитель 24 напряжения подключен выход второй схемы 19 суммирования сигналов, а выход седьмого дифференциального усилителя 23 подключен к первому входу схемы 25 вычисления отношения и регистрации. Входы восьмого дифференциального усилителя 26 подключены соответственно к выходам третьего 14 и четвертого 18 дифференциальных усилителей, а выход - к входу схемы вычисления отношения и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы 27 с амплитудой напряжения U (фиг, 2) с выхода .мультивибратора 1 поступают на вход схемы 2 синхронизации, которая вырабатывает сигнал 28 управления выходным аскадом генератора 3 и сигналы 29-32 управления элементами памяти 4-7. С выходного каскада генератора 2 на питающие электроды 8 и 9 подаются прямоугольные разнополярные импульсы тока 33, стабильные по амплитуде. Сигнал 34 с приемных электродов 1C и 11 поступает на входной усилитель 12„ Соответствующие выборки сигнала 34 поступают на элементы памяти 4-7, Представим эти выборки с учетом измерения кшкущегося сопротивления и потенциалов естественного поля вдоль скважины в виде;

и и

uj U+Ugn, + К ,aUp -f Кг ли ,

-и; - (и Up + и,,),,

-и г - (и + и бп + К 3 dUp - к, ли,

где ли. и i)U

ВП 1

и и

- соответственные приращения напряже- НИН на интервале АХ у которое зонд проходит за время, равное длительности импульса поляризующего тока;

gpij - приращения напряжения за счет поляризуемости среды ;

К, К, К и коэффициенты пропорциональности, учитывающие интервалы перемещения

134

зонда между рассматриваемыми точками скважин.

При линейном измерении UpHdUp,, что соответствует случаю перемещения зонда на расстояние лх,значительно меньшее разноса между сприемными электродами зонда, когда рассматриваемые участки кривых измерения Uj) и U можно аппроксимировать с большой точностью прямолинейными отрезками, приращение напряжения будет пропорциональным величине перемещения зонда.

При равномерной скорости перемещения зонда приращения будут также пропорциональны временному интервалу между измерениями, В этом случае К К2 Kj К, К, а напряжения в рассматриваемых точках отсчета можно представить в виде

и;

ui

Hj;

-Ua

и,.

U+Ujn+ к JUp + ,,

-(U-i- JUp + 4Un)

+(UK)4Up -(1+K)4U.

Первым 13 и вторым 15 Дифференциальными усилителями осуществляется вычитание напряжений, поступающих на их входЬ, Напряжение на их выходах соответственно равно

и, и - .(+и;) Ugf,+ 4Up +

+ К dUn, U2 -U l )-Ugn-K Uf +.

+ K4Un.

Эти сигналы подаются на вход третьего 14 дифференциального усилителя , где также производится их вычитание, и напряжение на его выходе равно

Uj и,

- и.

ZKAUj,.В результате сложения этих же сигналов на выходе второй схемы 19 суммирования сигналов появляется напряжение

и и + U,j 2Кли.

На- выходе первой схемы 16 суммирования в результате сложения напряжений, поступающих с выходов первого 4 и третьего 6 элементов памяти появится напряжение

Uj и; + и - Up + йи„,

5152

Это напряжение усиливается в 2 к раз инвертируется схемой 17 умножения и инвертирования и подается на вход четвертого 18 дифференциального усилителя, где из него вычитается выходное напряжение второй схемы 19 суммирования U, поступающее на второй вход четвертого 18 дифференциаль10 него усилителя. После вычитания на входе четвертого 18 дифференциального усилителя полявляется напряжение

15

и (-2К) и 5 - и 2K4Up.

На входы восьмого 26 дифференциального усилителя подается напряжение Uj с выхода третьего 14 дифференциального усилителя и напряжение и с выхода четвертого 18 дифференциального усилителя. . В результате их вычитания на выходе восьмого дифференциального усилителя 26 появляет- - ся напряжение

U7 Uj - и 2 Usn,

которое подается на второй вход схе- мь1 25 вычисления отношения и регист- рации.

На входы шестого 22 дифференциального усилителя подается напряжение со iBTOporo 5 и четвертого 7 элементов памяти. В результате их вычитания получаем на его выходе

UB и - ( ) 2U + 2U,,n +

en

+ (1+2К) Up - dUn

Напряжение Ug подается второй вход пятого 21 дифференциального усилителя, на другой вход этого усилителя 21 подается усиленное в

раз напряжение U с выхода

схемы 20 умножения.

Разность этих напряжений

1 4-9V

0 -2Г- и, - Ue - 2U- -2ив„+ди,,

с выхода пятого 21 дифференциального силителя подается на первый вход седьмого 23 дифференциального усилителя, на второй вход этого усилителя

23 подается напряжение U , оступающее с выхода второй схемы 19

513451

суммирования через делитель 24 напряжения. Разность этих напряжегшй на выходе седьмого 23 дифференциального усилителя, равная

и

12

и,„- и,, -(2U+2U,),

подается на первый вход схемгэ 25 вычисления отношения и регистрации. Используемые для вычисления коэффициенты поляризации

1к

2 Usn

2U + 2 и

8П

не содержат составляющих л Up- и /1U , лов, подключенная входами к выходам

обусловленных изменением кажущегося сопротивления.и напряжения естественных полей вдоль скважин, что позволяет улучшить достоверность информации и повысить точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для электроразведки методом вызванной поляризации,- содержащее схему вычисления отношений и регистрации, входной усилитель, входы которого подключены к приемным электродам, а выход - к сигнальным входам четырех элементов памяти, управляющие входы которых подключены к выходам схемы синхронизации, мультивибратор, подключенньш своим выходом к входу схемы синхронизации, два дифференциальных усилителя, входы которых подключены попарно к выходам элементов памяти, генератор, выходной каскад которого подключен к одному

20

25

30

35

первого и второго дифференциальных усилителей, а выходом - к второму входу ч(;твертого дифференциального усилителя, вьгход которого через схе му-умножения сигналов подключен к первому входу пятого дифференциальн го усилителя, шестой дифференциальн усилитель, подключенный входами к в ходам второго и,четвертого элементо Памяти, а выходом - к второму входу пятого дифференциального усилителя выход к(5торого подключен к первому входу седьмого дифференциального ус лителя, второй вход которого через делител 5 напряжения подключен к выходу второй схемы суммирования сигналов, а выход подключен к первому вх ду схемы вычисления отношения и регистрации, восьмой дифференциальный ycилитeJИэ, подключенный входами к в ходам третьего и четвертого диффере циальньпс усилителей, а выходом - к второму входу схемы вычисления отно шения и регистра ции.

52

из выходов схемы синхронизации и к питающи электродам, отличаю- щ е е с я тем, что,, с целью повышения измерений, в него введе- нь третлй )еренциальный усилитель, ПОДКЛЮЧ1ЭННЫЙ к выходам первого и второго ди(1)ференциальных усилителей, первая схема суммирования сигналов, подключ энная входами к выходам первого и тр1этьего элементов памяти, а выходом через схему умножения и инвертирования сигналов - к первому входу четвертого дис11ференциального усилителя, вторая схема суммирования сигна0

5

0

5

первого и второго дифференциальных усилителей, а выходом - к второму входу ч(;твертого дифференциального усилителя, вьгход которого через схему-умножения сигналов подключен к первому входу пятого дифференциального усилителя, шестой дифференциальный усилитель, подключенный входами к выходам второго и,четвертого элементов Памяти, а выходом - к второму входу пятого дифференциального усилителя, выход к(5торого подключен к первому входу седьмого дифференциального усилителя, второй вход которого через делител 5 напряжения подключен к выходу второй схемы суммирования сигналов, а выход подключен к первому входу схемы вычисления отношения и регистрации, восьмой дифференциальный ycилитeJИэ, подключенный входами к выходам третьего и четвертого дифферен- циальньпс усилителей, а выходом - к. второму входу схемы вычисления отношения и регистра ции.

V

шиг1

if

Редактор А. Долинич

Составитель Е. Городничев

Техред М.Ходанич Корректор А.Ворович

4916/45

Тираж 729 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

фиг. г

Подписное

Изобретение относится к электроразведке методом вызванных потенциалов на временной основе с автоматической регистрацией измеряемых параметров. Цель изобретения - повышение точности измерений при исследовании скважин с непрерывной регистрацией параметра поляризуемости.Цель достигается путем введения в схему устройства двух схем суммирования сигналов, схемы умножения и инвертирования, схемы умножения сигналов, шести дифференциальных усилителей и делителя напряжения. Введенные блоки и связи между ними позволяют устранить погрешности, обусловленные составляющими первого порядка -при аппроксимации функции изменения напряжения естественных полей и кажущег гося сопротивления. 2 ил. (А 00 С71 сл to