Устройство для эталонирования аппаратуры электромагнитного каротажа Советский патент 1989 года по МПК G01V13/00 

3149

мещенные перпендикулярно оси X, первая система 1,4,2,...4 отверстий, высокочастотньй генератор 5, первая вспомогательная генераторная катушка 6, корпус 7 первой вспомогательной генераторной катушки, штьфь 8 корпуса 7, вторая вспомогательЕ1ая генераторная катушка 9, центр которой является зеркальным отображением центра первой вспомогательной генераторной катушки относительно плоское

изложенных выше условий. Скважинный генератор аппаратуры выключается, а на первую 6 и вторую 9 вспомогательные катушки подается ток от высокочастотного генератора 5 с частотой, равной рабочей частоте зонда.

Напряженности магнитного поля h, создаваемые первой вспомогательной катушкой 6 в точках расположения первой и второй катушек 14 зонда 13, соответственно равны

Изобретение относится к области контроля метрологических характеристик аппаратуры электромагнитного каротажа с поперечным расположением катушек и повышает точность эталонирования. В устройство для эталонирования, содержащее плоское непроводящее основание, на которое нанесены оси Х и Н прямоугольной системы координат и которое имеет первую систему N отверстий, первую и вторую опоры, размещенные на оси Х, высокочастотный генератор, первую вспомогательную генераторную катушку, помещенную в корпус из электроизоляционного материала, введена вторая вспомогательная генераторная катушка, идентичная первой. Эта катушка размещается на плоском основании с помощью второй системы N отверстий, являющейся зеркальным отображением первой системы отверстий относительно оси Х. Первая и вторая генераторные катушки размещены симметрично относительно оси Х и последовательно включены в цепь высокочастотного генератора. 2 ил.

ти, перпендикулярной плоскости осноН,

. ГЦ

--4-7zTМ,

4i

47 Z

(1)

11

где М - магнитный момент первой

вспомогательной генераторной катушки 6;

вания и проходящей через ось X, кор второй вспомогательной генера-is торной катушки 9, штьфь 11 корпуса 10, вторая система 12, 12, ..., 12 отверстий, являющаяся зеркальным отображением первой системы 4, 4 ,...,

4,„ отверстий относительно оси X, зонд 20 « центра первой 13 эталонируемой аппаратуры электромагнитного каротажа, измерительные катушки 14 зонда 13, соединительные кабели 15. Штыри 8 и 11 вставлены в

25

отверстия соответственно первой 4, 2. .-. п второй 12, 122, ..., 12 систем, отверстий, так что центры первой 6 и второй 9 вспомогательных генераторных катушек совпадают соответственно с осями этих отверстий. Пространственная ориентация перв ой 6 и второй 9 вспомогательных генераторных катушек совпадает с пространственной ориентацией измерительных катушек 14 зонда 13 эталонируемой аппаратуры. Первый вход (фиг.2) первой вспомогательной генераторной катушки 6 соединен с первым выходом высокочастотного генератора 5, первый вход второй вспомогательной генераторной катушки 9 соединен со рым входом первой вспомогательной генераторной катушки 6, а второй вход - со вторым выходом высокочастотного генератора 5.

Эталонирование аппаратуры производится следующим образом.

Зонд 13 эталонируемой аппаратуры помещается на опоры 2 и 3 так, чтобы середина расстояния между измерительными катушками 14 зонда 13 совпала с началом координат системы (Х, Н), а плоскость витков катушек 14 была параллельна плоскости основания 1. Первая 6 и вторая 9 вспомогательные генераторные катушки помещаются в одну из точек соответственно первой 4ц, 4, ... п второй 12,, 12, ..., 12. систем отверстий с выполнением

30

вспомогательной генераторной катушки 6 до центров соответственно первой и .второй измерительных катушек 14 зонда.

Аналогично напряженности магнитного поля, создаваемые второй вспомогательной генераторной катушкой 9 в точках расположения первой и второй катушек зонда, соответственно

35

равны

11

где М,

Мг

Мг

4irz

11

2г

47Z

22

, (2)

z,,,z

п

гг

40

магнитньш момент второй вспомогательной генераторной катушки 9; расстояния от центра второй вспомогательной генераторной катушки 9 до центров соответственно первой и второй измерительных катушек 14 зонда 13. Так как катушки 6 и 9 идентичны дс и соединены последовательно (т.е. по ним протекает один и тот же ток), то магнитные моменты равны М , М j М и суммарные напряженности h магнитного поля в точках расположения измерительных катушек 14 зонда 13, имеют вид

50

М

г:

i;iх I

л т

.;-)

IZ

55

2

М 411

- с J. ( -ь- + )

11

22

(3)

И соответственно отношение Р амплитуд напряженноетей

Н,

ГЦ

-4-7zTМ,

4i

47 Z

(1)

11

где М - магнитный момент первой

вспомогательной генераторной катушки 6;

« центра первой

вспомогательной генераторной катушки 6 до центров соответственно первой и .второй измерительных катушек 14 зонда.

Аналогично напряженности магнитного поля, создаваемые второй вспомогательной генераторной катушкой 9 в точках расположения первой и второй катушек зонда, соответственно

равны

Мг

Мг

4irz

11

2г

47Z

22

, (2)

где М,

z,,,z

п

гг

магнитньш момент второй вспомогательной генераторной катушки 9; расстояния от центра второй вспомогательной генераторной катушки 9 до центров соответственно первой и второй измерительных катушек 14 зонда 13. Так как катушки 6 и 9 идентичны и соединены последовательно (т.е. по ним протекает один и тот же ток), то магнитные моменты равны М , М j М и суммарные напряженности h магнитного поля в точках расположения измерительных катушек 14 зонда 13, имеют вид

М

i;iх I

л т

.;-)

IZ

5

2

М 411

- с J. ( -ь- + )

11

22

(3)

И соответственно отношение Р амплитуд напряженноетей

р

i/zL

1 /Z.

(5)

his l/Zi, t h,2 1/Z7, -b 1/z7j Выражая расстояния Z „ , , , Z f,

где Д X - расстояние между измерительными катушками 14 зон- о да 13.

Таким образом, отношение сигналов в измерительных катушках 14 зонда 13 определяется только координатами точек размещения первой 6 и второй 9 вспомогательных катушек, поэтому, изменяя координаты (X, Н) этих точек можно воспроизводить любое значение отношения сигналов, существующее в электромагнитном каротаже.

Так как номинальные значения координат первой 6 и второй 9 вспомогательных генераторных катушек связаны между собой соотношениями

j

J

4п X и Hj -Hj, Н,

то выражение (5) принимает вид

tAY1

(X - - )2 +

совпадающий с аналогичным выражением для известного устройства.

Предположим теперь, что опоры 2 и 3 смещены относительно оси X в сторону второй 9 вспомогательной катушки на величину йН. В этом случае координаты Н; первой вспомогательной генераторной катушки 6 (расстояние до оси зонда) увеличивается на ЛН, а координата Н . (расстояние до оси зонда) уменьшается на эту же величину.

При этом первые слагаемые числителя и знаменателя вьфажения (5) уменьшаются, а вторые слагаемые увеличиваются, а отношение их практически остается постоянным. Для известного устройства в этом случае задаваемое отношение увеличивается значительно больше.

Смещение центров измерительных катушек 14 зонда 13 от его продольной

(5)

f,

14923386

первой 6 и второй 9 вспомогательных генераторных катушек, соответственно равные (Xj, Hj) и (Xj, -Hj4nb по

оси д;акже мало сказывается на величине отношения сигналов в этих катушках в отличие от известного устройства.

Это связано с тем, что две вспомогательные генераторные катушки 6 и 9, расположенные си1 1етрични относительно оси X, создают в области расположения измерительных катушек,14 зонда 13 более однородное магнитное поле, чем в случае одной катушки, поэтому небольшие относительные перемещения измерительных катушек бтносительно вспомогательных генераторных мало изменяют величину наводимой в них ЭДС, а следовательно, и значение воспроизводимого отношения.

Таким рбразом, неточности в изготовлении эталонировочного устройства

и зонда поверяемой аппаратуры сказываются на величине воспроизводимого отношения сигналов у предлагаемого устройства в гораздо меньшей степени, чем у известного устройства.

Благодаря этому облегчается процесс изготовления устройства, так как предельные допуски на изготовление и взаимное положение его частей могут быть снижены, повьш ается точность и

остоверность эталонирования аппаратуры электромагнитного каротажа.

Формула изобретения

Устройство для эталонирования аппаратуры электромагнитного каротажа, включающее плоское электроизоляционное основание, на котором нанесены оси X и Н прямоугольной системы кооринат и выполнена первая система п отверстий, первую и вторую электроизоляционные опоры, размещенные на плоском основании перпендикулярно оси X, высокочастотный генератор.

первую вспомогательную генераторную катушку, размещенную в электроизоляционном корпусе, первый вход которой соединен с лервым выходом высокочастотного генератора, на торцах корпуса вспомогательного генератора катушки размещен цилиндрический штырь, размещенный в одном из п отверстий так, что центр вспомогательной генераторной катущки совпадает с осью этого отверстия, а пространственная ориентация вспомогательной генераторной катущки совпадает с ориентацией измерительных катущек зонда эталонируемой аппаратуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности эталонирования, дополнительГрi L

но введена вторая вспомогательная генераторная катущка, идентичная первой, и выполнена вторая система п отверстий, которая является зеркальным отображением первой системы отверстий относительно оси X, а центр второй вспомогательной генераторной катушки - зеркальным отображением центра первой

вспомогательной генераторной катушки относительно плоскости, перпендикулярной плоскости основания и проходящей через ось X, причем первый вход второй вспомогательной генераторной

катущки соединен с вторым входом первой вспомогательной генераторной катущки, а второй вход - с вторым входом высокочастотного генератора.