Устройство для бокового каротажа Советский патент 1989 года по МПК G01V3/20 

со

О5

ю

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при электрическом каротаже скважин. Целью изобретения является повышение точности определения кажущегося удельного сопротивления (КС) породы трехэлектродным зондом бокового каротажа за счет использования повышенных эталонных токов при сравнении зондирующего тока с эталонным. Устройство состоит из измерительного, токового, центрального и экранных электродов, батареи зондирующих конденсаторов, генератора зондирующего напряжения. Источник эталонного тока состоит из источника опорного напряжения и набора масштабных сопротивлений с ключами и соединен с измерительным сопротивлением. Управляющие входы ключей подключены к выходу нуль-органа. Формирователь пробного кода связан со входом генератора. Зондирующий и эталонный токи в процессе измерения протекают по измерительному сопротивлению в противоположных направлениях. Если они не равны между собой, то по сигналу с нуль-органа происходит либо нарастание зондирующего тока, либо переключение диапазона измерений до тех пор, пока падения напряжений на измерительном сопротивлении от зондирующего и эталонного токов не сравняются по модулю. При этом на выходе код формирователя будет соответствовать КС данного цикла измерения. 1 ил.

.Изобретение относится к промысловой геофизике и может быгь использовано при электрическом каротаже скважин.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерений.

На чертеже изображена блок-схема Устройства.

Устройство состоит из батареи зондирующих конденсаторов 1, формирователя 2 пробного ода, генератора 3 зондирующего напряжения, формирователя 4 кода, источника 5 эталонного тока, масштабных сопротивлений R 3 , - R э п f число диапазонов измерения, п ключей 6 и 7, источника 8 эталонного напряжения, нуль- органа 9, измерительного сопротивления К„, измерительного N д, , токового В,.экранных ЭЭ и центрального ЦЭ электродов. Центральный электрод ЦЭ через измерительное сопротивление R,

31500962

соединен с экранным электродом ЭЭ. Батарея зондирующих конденсаторов 1 подключена через генератор 3 зонди- рующего напряжения к токовому элект- с роду В(, . Вход нуль-органа 9 соединен с Кц, а выход через формирователь 4 кода - с входом генератора 3. Источник 5 эталонного тока состоит из источника 8 эталон.ного напряжения, Ю подключенного через масштабные сопротивления R

31

- R 5 JJ и ключи 6 и 7 к

измерительному сопротивлению R. Уп- равляЕОщие входы ключей 6 и 7 подключены к выходу нуль-органа 9. Формиро- ватель 2 пробного кода связан с входом генератора 3 зондирующего напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Работой устройства управляет программный блок (не показан).

Работа устройства поясняется на примере цикла измерения каж щегося удельного сопротивления КС. Цикл из- мёрения начинается подачей опорного напряжения на формирователь 2 пробного кода. Пробный код поступает на ЦАП генератора 3 зондирующего напряжения, который подк.пючает к токовому электроду В соответствующее пробному коду пробное напряжение зондирования. Одновременно- программный блок включает ключ 6 верхнего диапазона (п) измерений, подключая опорное на- пряжение источника 8 через масштабное сопротивление Rj, задающее минимальный эталонный ток, а также дает разрешение на включение следующего ключа (п-1). Через измерительное сопротив- ление Кц протекают в разных направлениях эталонный ток 1 зп зондирующий пробный ток. Если зондирующий пробный ток не превышает по модулю эталонный ток I зп то нуль-орган 9 не срабатывает (т.е. не перебрасывается с О на 1) и ключ П--1 не включается. Программный блок отсчитывает п тактов и дает команду на отка ючение пробного кода, а затем подает импульсы счета на формирователь 4 кода. Двоичное число на формирователе кода растет и, воздействуя на ДАЙ генератора 3, вызывает рост зондирующего напряжения и тока. Как только па- дения напряжения на R от эталонного тока Ij и зондирующего тока сравниваются, нуль-орган 9 срабатывает и запрещает дальнейший счет формирователю 4 кода. Далее двоичный на формирователе 4 кода фиксируется. С учетом поправки за диапазон измерений этот код способствует кажущемуся удельному сопротивлению.

Если же удельное сопротивление породы меньше, чем пределы диапазона п, то в начале цикла при подаче пробного кода зондирующий ток больше эталонного тока 1зи, в результате чего срабатывает нуль-орган 9 и включает ключ п-1, при этом включается больший эталонный ток . Программное устройство готовит к включению следующий п-2 ключ. Если удельное сопротивление пород находтися в п-1 диапазоне, то через п-1 тактов начинается счет импульсов в формирователе 4 кода и вышеописанный процесс повторяется, а число на формирователе кода будет соответствовать удельному сопротивлению породы, но уже с масштабом диапазона п-1.

Аналогичные операции производятся и для остальных диапазонов измерений Результат получается в виде восьмиразрядного кода, причем два разряда используются для обозначения четырех диапазонов измерений, а шесть разрядов - для оцифровки значений внутри диапазонов.

Пробный код определяют по формуле

м % lan 1 где N - число градаций значения КС

в диапазоне, т.е. максимальное двоичное число на генераторе кода; Ifn - эталонный ток п-го. диапазона

измерений.

Например, если диапазоны измерений КС распределяются так: 1) 0,1 - 5 Ом м; 2) 1 - 50 Ом М; 3) 10 - 500 Ом--м 4) 100 г- 5000 Ом М, то эталонные токи соответственно равны 1000 мА, 100 мА, 10 мА и 1 мА, а оцифровка КС внутри диапазона производится 50 единицами, то пробный код равен

N .

Энергией на зондирование и формирование эталонных токоз обеспечивает батарея з.ондирующих конденсаторов 1, емкость которых должна быть не менее 5-10 тыс. мкФ, так как за время импульса зондирования (1 мс - это время перебора диапазонов и оцифровки внутри -диапазона) напряжение на

них не должно существенно падать. Скорость роста зондирующего .напряжения nfiH оцифровке внутри диапазона ограничивается частотными свойствами среды и не должна превьпиать ориентировочно значения 10 В/с.

Формула изобретения

Устройство для бокового каротажа, содержащее трехэлектродный зонд, центральный электрод которого соединен через измерительное сопротивление с экранными электродами, батарею зондирующих конденсаторов, подключенных с помощью генератора зондирующег напряжения к токовым электродам, нуль-орган, вход которого подключен к измерительному сопротивлению, а

выход подключен к входу генератора зондирующего напряжения, схему измерения зондирующего напряжения и источник эталонного тока, выход которого подключен к измерительному сопротивлению, отличающе еся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно вве- ден форг-шрователь пробного кода, выход которого подключен к входу генератора зондирующего напряжения, а источник эталонного тока состоит из источника эталонного напряжения, под- ключбнного через масштабные сопротивления и ключи к измерительному сопротивлению, причем управляющие входы ключей подключены к выходу нуль- органа.