Зонд индукционного каротажа Советский патент 1993 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для географических исследований скважин, в частности для индукционного каротажа.

Цель изобретения-ловышение точности измерений путем повышения температурной стабильности нулевого уровня зонда.

Поставленная цель достигается тем, что в известном зонде индукционного каротажа, состоящем из измерительной и генера- торно й цепи, которая состоит из по крайней мере одной компенсационной катушки и основной катушки, расположенных вне нулей прямого поля измерительной цепи и имеющих существенно различные моменты, причем основная катушка имеет основную обмотку , индуктивно связанную с согласующей обмоткой, соединенной с компенсационной катушкой, параллельно

компенсационной катушке подключен конденсатор емкостью С, выбираемой исходя из соотношения

С

-1-м +rki

2.

ar Lгс

где круговая частота;

rk - активное сопротивление на рабочей частоте обмотки генераторной компенсационной катушки;

гс - активное сопротивление на рабочей частоте согласующей обмотки генераторной основной катушки, и все генераторные катушки имеют одинаковые геометрические размеры и электрические параметры.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый зонд отличается от известного тем, что параллельно компенсационной катушке подключен конденсатор емкостью

00

о ю

4 О

c--f-d+,

(if Lrc

Urc (ОСГги 9гЛс5§7

(3)

Использование: в аппаратуре для географических исследований скважин, в том числе при разведке на нефть и газ. Сущность изобретения; зонд индукционного каротажа содержит генераторную и измерительную цепи. Основная катушка генераторной цепи расположена в нуле прямого поля измерительной цепи, а все компенсационные катушки вне его. Последние имеют одинаковые геометрические размеры и электрические параметры и соединены с основной генераторной катушкой с помощью соответствующих обмоток связи. При этом активные сопротивления обмоток связи и подводящих проводов к соответствующим компенсационным катушкам на рабочей частоте равны между собой. 3 ил.

где (о - круговая частота;

rk - активное сопротивление на рабочей частоте обмотки генераторной компенсационной катушки;

гс - активное сопротивление на рабочей частоте согласующей обмотки генераторной основной катушки, и все генераторные катушки имеют одинаковые геометрические размеры и электрические параметры.

На фиг. 1 представлена электрическая схема зонда индукционного каротажа; на фиг. 2 - эквивалентная электрическая схема; на фиг. 3 - векторная диаграмма токов и напряжений.

Зонд индукционного каротажа включает измерительную цепь 1, генераторную цепь 2, которая состоит из компенсационных катушек 3 и основной катушки 4, имеющей основную обмотку 5, индуктивно связанную с согласующей обмоткой б, 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 индукционного каротажа возбуждает вереде вторичные токи, магнитное поле 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 10 достигается следующим образом.

Из эквивалентной схемы фиг. 2 и векторной диаграммы фиг. 3 следует, что фазовый угол между векторами напряжений на индуктивных сопротивлениях катушек 3 Uk и Uo, а значит и между векторами Ik и Т0 . будет равен нулю, если вектор суммы напряжений на сопротивлениях rk и Гс Urk Urc будет иметь нулевой фазовый угол по отношению к вектору Uk, что возможно только при выполнении равенства

Urk UrcSin $,..

где 0, - фазовый угол между векторами Uk. Из векторной диаграммы следует, что

CD

Urc И

+Urc 1сГс

sin у)

COS &

(2)

Но так как c Q)cUc o с

Uk

, то подставcos р ляя последнее выражение в (2), получим

Поскольку Urktg f, то из выражения (1) следует, что

tg в

1

(1) Гс С

(4)

10 с другой стороны из векторной диаграммы также следует, что

15

так как отношение -г- cos Ч

1C

аЈц

2Q Приравнивая выражения (4) и (5) окончательно получим условие компенсации фазового сдвига между токами катушек:

О

/

-Л-и+ГЬ

а С

(6)

из которого следует, что при использовании термостабильного корректирующего конденсатора компенсация сохраняется при

температурных изменениях активных сопротивлений катушек, что и обеспечивает повышение температурной стабильности нулевого уровня зонда.

Использование предполагаемого изобретения позволит повысить точность измерений. Представляется целесообразным использовать предполагаемое изобретение в аппаратуре индукционного каротажа.

Формула изобретения

Зонд индукционного каротажа, включающий измерительную и генераторную цепи, при этом последняя содержит основную катушку, расположенную в нуле прямого поля измерительной цепи, а также по крайней мере две компенсационные катушки, о т ли чаю щи и с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем повышения температурной стабильности нулевого уровня зонда, все компенсационные катушки, расположенные вне нулей прямого поля измерительной цепи, имеют одинаковые геометрические размеры и электрические параметры, основная генераторная катушка содержит соединенные с компенсационными катушками обмотки связи, количество которых равно количеству компенсационных катушек, причем каждая из обмоток связи соединена только с одной из компенсационных катушек, а сумчы ак51809407 R

тивного сопротивления каждой обмотки тушке проводов на рчбочей ч лет те ряпчи связи и подводящих к компенсационной ка- . между собой

-

,--0

t-н,

/---0

--0

7 J

г

4

Фиг. 1

Фиг. 2

Фаг, 3