Зонд индукционного каротажа Советский патент 1993 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для геофизических исследований скважин,; в частности, для ин- Аукционного каротажа.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем повышения температурной стабильности нулевого уровня зонда.

На фиг,1 представлена электрическая схема зонда индукционного каротажа; на фиг.2 - эквивалентная электрическая схема; на фиг.З - векторная диаграмма токов и напряжений.

Зонд индукционного каротажа включает измерительную цель 1, генераторную цепь 2/ которая состоит из компенсационных катушек 3 и основной катушки 4, имеющей основную обмотку 5, индуктивно связанную с согласующей обмоткой 6, соединенной с компенсационной катушкой 3, к которой подключен конденсатор 7. При этом на фиг.2 показано

активное сопротивление 8, 9, 10 на рабочей частоте, соответственно обмотки компенсационной катушки 4 основной обмотки катушки 4 согласующей обмотки катушки 4.

Генераторная цепь 2 зонда индукцион- i кого каротажа возбуждает в среде вторичные токи, магниУноеполе которых регистрируется в измерительной цепи 1. При этом в катушках зонда возникает термонестабильный фазовый сдвиг токов. Компенсация фазового сдвига между токами компенсационной катушки 3 и основной катушки 4 Ik и 0 достигается следующим образом.

Из эквивалентной схемы фиг.2 и векторной диаграммы фиг.З следует, что фазовый УГОЛ между векторами напряжений на индуктивных сопротивлениях катушек 3 и 4 ик и Оо, а значит и между векторами ь и 1Ј будет равен нулю, если вектор суммы напряжений на сопротивлениях гк и rcUrk + Urc

оо о

2

ы ся

будет иметь нулевой фазовый угол по отношению к вектору Uk, что возможно только при выполнении равенства.

. Urk UrpSinft(1) где в, - фазовый угол между векторами Urc и Из векторной диаграммы следует, что sin

где Пк.

13-..

Но так как lc ft)cUc we

(2) Uk

-, то

cos р

подставляя последнее выражение в.(2), получим

Urc u crcUktgp-- г-д-.(3)

Поскольку Urk Uktg p, то из выражения (1)

Следует, ЧТО ....,.., .-.,.-,. . .;,.;-,;ч.:.

tg0

Т -.

(О Гс С

(4)

С другой стороны из векторной диаграммы также следует, что

nd Iccosy -Ik 1 Icslnp

1

-тЫ ---5пгК;

(5)

- ; . 1 ..Я .;.:.так как отношение - cos q . . lc.or U. Приравнивая выражения (4) и (5) оконч,а- тельно получим условие компенсации фазового сдвига между токами катушек

V

-(Г + -Н L Л гс

(6)

око

и

то

л

(1)

ч.:.

ы

;

из которого следует, что при использовании

, термостабильного корректирующего конденсатора, компенсация сохраняется при температурных изменениях активных со5 противлении катушек, что и обеспечивает повышение температурной стабильности нулевого уровня зонда.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить точность измере10 ний. Представляется целесообразным использовать предлагаемое изобретение в аппаратуре индукционного каротажа. ; Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я . Зонд индукционного каротажа, включа15 ющий измерительную и генераторную цепи, при этом последняя содержит по крайней мере одну компенсационную катушку и основную катушку с основной обмоткой, индуктивно связанной с согласующей

20 обмоткой; которая соединена с компенсационной катушкой, а все катушки генераторной цепи расположены вне нулей прямого поля Измерительной цепи,отличаю щи и с я тем, ММ, с елью повышения

25 точности измерений путем повышения температурной стабильности Нулевого уровня зонда, все катушки генераторной цепи имеют рдийаковыё геометрические размеры и электрические параметры, а параллельно

30 компенсационной катушке подключен конденсатор, емкость С которого определяет исходя из соотношения

35

h«

DL rc /

где ш- круговая частота;

L - индуктивность катушек; гк.гс-активные сопротивления на рабочей частоте обмотки генераторной компенсационной и согласующей обмотки генераторной основной катушек соответственно.

9CW.081

Фиг. J

Использование: в аппаратуре для геофизических исследований скважин, в том числе при разведке на нефть и газ. Сущность изобретения: зонд индукционного каротажа содержит генераторную и измерительную цепи. Все катушки генераторной цепи расположены вне нулей прямого поля измерительной цепи, имеют одинаковые геометрические размеры и электрические параметры. Параллельно компенсационной катушке подключен корректирующий температурные г погрешности конденсатор. Его емкость выбирают с учетом круговой частоты, индуктивности катушек, а также активных сопротивлений обмотки генераторной компенсационной и согласующей обмотки генераторной основной катушек на рабочей частоте. 3 ил. (Л С