Устройство для каротажа магнитной восприимчивости Советский патент 1989 года по МПК G01V3/28 

. 1.

(21)4136624/41-25

(22)20.10.86

(46) 23.09.89. Бюл. № 35

(71)Научно-производственное объединение Рудгеофизика

(72)Д.Н.Лотов

(53)550. 837(088.8)

(56)Кудрявцев Ю.И. и др. Каротажный индукционньй зонд с общим ферромагнитным сердечником для слабомагнитных разрезов./Сб. Геофиэичес- кая аппаратура. Вып. 71, 1980,

с. 114-126.

Авторское свидетельство СССР № 1133577, кл. G 01 V 3/18, 1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТМА МАГНИТ- НОЙ ЮСПРИИМЧИВОСТИ

(57)Изобретение касается электромагнитных исследований в Скважинах с использованием индукционных зондов. Целью изобретения является повышение точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сред. Устройство содержит возбуждающую катушку, соединенную с генератором, фокусирующую и измерительную

катушки, включенные последовательно

и встречно. Сигнал с выводов фокусирующей и измерительной катушек подается на усилитель и- через фазочув- ствительный выпрямитель - на регистратор. С выводом измерительной и фокусирующих катушек, соединенных между собой, сигнал подается на усилитель и через фазочувствительный вьтрямитель - также на регистратор. Опорное напряжение на фазочувстви- тельные вьшрямители подается с генератора. При выполнении условия и„(2Ь„-1ф-1„)вУфЬ2, где V - числа витков измерительной и фокуси- рующе катушек; 1, IH длины фокусирующей и измерительной катушек; Lj( - расстояние между центрами измерительной и возбуждающей катушек, на регистраторе наблюдается сигнал, пропорциональный магнитной восприимчивости среды. При пересечении границ раздела разномагнитных сред будут наблюдаться характерные экстремумы, что повьш1ает точность выделения границ магнитных пластов при интерпретации результатов каротажа. I ил.

(Л

с:

ел

о со

00

Изобретение касается электромагнитных исследований в скважинах с использованием индукционных зондов. Целью изобретения является повышение точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сред. Устройство содержит возбуждающую катушку, соединенную с генератором, фокусирующую и измерительную катушки, включенные последовательно и встречно. Сигнал с выводов фокусирующей и измерительной катушек подается на усилитель и через фазочувствительный выпрямитель - на регистратор. С выводом измерительной и фокусирующих катушек, соединенных между собой, сигнал подается на усилитель и через фазочувствительный выпрямитель - также на регистратор. Опорное напряжение на фазочувствительные выпрямители подается с генератора. При выполнении условия W_и(2L_и - L_ф - L_и)³ = 8 W_фL_и, где W_и и W_ф - числа витков измерительной и фокусирующей катушек

L_ф, L_и - длины фокусирующей и измерительной катушек

L_и - расстояние между центрами измерительной и возбуждающей катушек, на регистраторе наблюдается сигнал, пропорциональный магнитной восприимчивости среды, при пересечении границ раздела разномагнитных сред будут наблюдаться характерные экстремумы, что повышает точность выделения границ магнитных пластов при интерпретации результатов каротажа. 1 ил.

Изобретение относится к области электромагнитных исследований в скважинах с использованием индукционных зондов.

Цель изобретения - повышение точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сред.

На чертеже изображена функциональ- ная схема устройства.

Устройство содержит возбуждающую катушку 1, соединенную с генератором 2, фокусирующую 3 и измерительную 4 катушки, включенные последовательно и встречно. Генераторная, фокусирующая и измерительная катушки расположены в корпусе зонда 5. Выводы фокусирующей и измерительной катушек соединены с входом основной схемы 6

преобразования сигнала, в которую входят последовательно соединенные усилитель 7 и фазочувствительный выпрямитель 8. Вход дополнительной схемы , 9 преобразования сигнала, в которую входят усилитель 10 и фазочувствительный выпрямитель 11, связан с соединенными между собой выводами измерительной и фокусирующей катушек. tO

Выходы основной и дополнительной схем преобразования сигнала связаны с входами двухканального регистратора 12. Фазочувствительнын выпрямители 8 и 11 соединены с генерато- 15 ром 2 для подачи опорного напряжения.

15097814

ЭДС, и на входе усилителя 7 сигнал, равен нулю .

В присутствии магнитной среды на входе усилителя 10 сигнал изменится пропорционально ее магнитной восприимчивости. Величина приращения сигнала ЭДС й в катушке равна л под воздействием магнитной непроводящей среды с магнитной восприимчивостью ЗЕ определяется по известной формуле

d

где о ЭДС, наводимая первичным полем в условиях непроводящей и немагнитной среды; - сигнал ЭДС в катушке; G - геометрический фактор зонда. После усилителя 10 в полезном сигнале на фазочувствительном выпрямителе 11 выделяется синфазная составляющая, величина которой пропорциональна магнитной восприимчивости среды.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждающая катушка 1 создает в окружающей среде переменное электромагнитное поле, которое индуцирует в измерительной 4 и фокусирующей

3катушках зонда ЭДС. Б немагнитной и непроводящей среде в катушках 3 и

4наводится ЭДС прямого поля. Расчеты показывают, что при выполнении условия

W(),

и

(1)

где W,,

и W - число витков на изме1 и 1,, L., рительной и фокусирующей катушках; длина фокусирзпощей и измерительной катушек; расстояние между центрами возбуждающей и измерительной катзгшек, ЭДС на фокусирующей и измерительной катушках равны по амплитуде и противоположны по знаку. Вследствие последовательного включения катушек сигнал на входе усилителя 7 равен нулю, а на входе усилителя 10 значение сигнала в данном случае максимально . При помещении устройства в однородную магнитную среду значения ЭДС на измерительной и фокусирующей катушках уменьшаются пропорционально магнитной восприимчивости среды. В случае, когда расстояние между источником поля - возбуждающей катущ кой и приемником поля - измерительной катушкой в несколько раз превы- шает диаметр скважины, ее влиянием можно пренебречь. При этом на фокусирующей и измерительной катушках наблюдается одинаковая по амплитуде

5

0

5

0

5

0

5

0

5

d

где о ЭДС, наводимая первичным полем в условиях непроводящей и немагнитной среды; - сигнал ЭДС в катушке; G - геометрический фактор зонда. После усилителя 10 в полезном сигнале на фазочувствительном выпрямителе 11 выделяется синфазная составляющая, величина которой пропорциональна магнитной восприимчивости среды.

Таким образом, в первом канале регистратора 12 наблюдается сигнал, пропорциональный магнитной восприимчивости исследуемой среды, а во втором канале регистратора в однородной среде независимо от ее магнитной восприимчивости регистрируется нулевой сигнал. ЭДС на входе усилителя 7 только в том случае отлична от нуля, когда фокусирующая 3 и измерительная 4 катушки находятся по разные стороны от контакта магнитных и немагнитных сред. Следовательно, пересечение зондом границы раздела магнитных и немагнитных сред отражается во втором ганале регистратора 12 характерным экстремумом.

Одновременная регистрация разностного сигнала на измерительной и фокусирующей катушках и сигнала в одной из катушек позволяет получить достоверную информацию о значении магнитной восприимчивости пласта, а также данные о Положении его границ.

Формула изобретения

Устройство для каротажа магнитной восприимчивости, содержащее генератор переменного напряжения, к первому выходу которого подключена генераторная катушка, фокусирующую и из5

мерительную катушки, включенные последовательно и встречно, схему прео разования сигнала с двумя парами полюсов на входе, первая из которых подключена к фокусирующей и измери тельной катушкам, а вторая подключена к второму выходу генератора переменного напряжения, и регистратор, подключенный к выходу схемы преобразования сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения положения контакта магнитных и немагнит-ных сред, генераторная, фокусирующая и измерительная катушки размещены в Корпусе зонда, причем в устройство введена дополнительная схема преобразования сигнала с двумя парами полюсов на входе, а в качестве регистратора выбран двухканальный регистратор, первьй канал которого подключен к выходу основной схемы преобразования сигнала, а второй канал подключен к выходу дополнительной схемы преобразования сигнала, первый вывод фокусирующей катушки соединен

7816

с первым выводом измерительной катутп- ки и с первым полюсом первой пиры полюсов входа дополнительной схемы пре- образования сигнала, второй вывод измерительной катушки заземлен и соединен с вторым полюсом первой пары полюсов входа основной и дополнительной схемы преобразования сигнала, второй вывод фокусирующей катушки соединен с первым полюсом первой пары полюсов входа основной схемы преобразования сигнала, второй выход генератора переменного напряжения подключен к второй паре полюсов входа дополнительной cxeN&i преобразований сигнала, причем число, витков на фокусирующей Уф и измерительной W катушках связаны соотношением

W

)

3

и

где L„расстояние между центрами измерительной и генераторной катушек;

1ф и 1 у - длины фокусирукнцей и измерительной катушек.