АППАРАТУРА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА Советский патент 1970 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к устройствам для изучения электрических свойств пластов горных пород, пересеченных сквал иной, путем исследования переходных характеристик геоэлектрического разреза при индуктивном возбуждении магнитного поля.

Известно устройство, предназначенное для изучения переходных процессов в скважине, для поисков хорошо проводяш:их руд в окрестности скважины. Такое устройство содержит задающую цепь, состоящую из источника пульсирующего тока и задающей незаземленной петли, подключенной к источнику пульсирующего тока; приемно-измерительную цепь, состоящую из приемной катущки-магнитоприемиика, подключенного к ней входного усилителя, нагруженного на временной селектор, выход которого соединен с измерительным усилителем; устройства для временного разделения импульсов, выполненного в виде параллельно соединенных синхронных детекторов, число которых равно числу моментов времени, в которых изучается переходный процесс; суммирующих устройств по числу синхронных детекторов; устройства для передачи информации на поверхность по каротажному кабелю; устройств для преобразования информации и регистрирующих устройств, каждый из которых соединен с выщеупомянутыми суммирующими устройствами; синхронизирующую цепь,

состоящую из дифференцирующего устройства; устройств временной задержки импульсов, генератора строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом временного селектора и управляющим входом устройства для временного разделения импульсов в приемно-измерительной цепи.

С помощью этого устройства удается изучать электрические свойства объектов, обладающих высокой удельной электропроводностью ( CUMJM), значительными геометрическими размерами. Длительность переходного процесса в таком случае весьма велика, поэтому диапазон времени изучения его после

выключения тока в источнике поля составляет 1-50 м1сек.

При применении метода стробирования для изучения переходного процесса такой длительности длительность строб-импульса возможна больще 0,1 м/сек. Импульсы такой длительности можно легко усилить узкополосным усилителем.

При изучении электрических свойств, пересеченных скважиной, удельная электропроводность которых меньще 1 сим/м, а мощность скважины не превыщает 5 м, длительность переходного процесса весьма мала. Диапазон времени регистрации в этом случае лежит в пределах 0,1 мксек-ОД мсек. При применении

кратковременных процессов длительность строб-импульса не должна нревышать 0,1 мксек. Измерять с высокой точностью амплитуду имиульса такой длительности путем рассмотренного выше устройства нельзя, так как для усиления импульса требуется шнрокоиолосный усилитель со значительным коэффициентом усиления, который не может быть применён в скважинной аппаратуре.

Предлагаемое устройство лишено указанных ограничений благодаря донолнительиому преобразованию имиульса «вырезки. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для индукционного каротажа но методу переходных процессов; на фиг. 2-эпюры напряжений в различных точках схемы. Задаюш;ая цепь устройства состоит из источника пульсируюш,его тока 1 и задаюш,ей катушки 2. Приемно-измерительная цеиь включает в себя приемную катушку 3 входной усилитель 4, временной селектор 5, расширитель импульсов, устройство для формирования в виде устройств для растягивания (расширитель) 6 и ограничения длительности имнульсов 7, линейный узкополосный усилитель 8 устройства для временного разделения импульсов 9, 10, 11, суммирующие устройства 12, 13, 14, устройства для иреобразовання и передачи на информации 15, 16, 17, регистрирующей цепи 18, цени временной задержки 19, генератора строб-импульсов 20. Питание аннаратуры осуществляется от на.земного источника 21. При работе устройства в цепи задающей катушки 2 протекает пульсирующий ток, прямоугольной формы, вырабатываемый источником тока (фиг. 2,а). В проводящей среде в промежутках между подачей тока в катушку возникает неустановившееся электромагнитное поле, создающее э.д.с. переходного процесса в приемной катушке 3, соосно расположенной с задающей катушкой.2 (фиг. 2,6). При номощи входного усилителя осуществляется согласование приемной катушки 3 с нриемно-нзмерительным устройством и некоторое усиление сигнала (фиг. 2,8). Этот сигнал поступает на вход временного селектора 5. Па управляющий вход временного селектора иодается последовательность строб-импульсов, вырабатываемых генератором 22 (фиг. 2,г). В результате на входе временного селектора 5 образуется последовательность сигналов (фиг. 2,д), воспроизводящих с необходимой точностью входной сигнал в течение определенных фикснрованных интервалов времени. Такая последовательность имлульсов поступает иа вход устройства для растягивания 6 и устройства 7 для формирования из расширенных имнульсов прямоугольных импульсов заданной длительности. Последнее срабатывает в момент нарастания входного импульса и на его выходе об(фиг. 2,е). Задним фронтом этого импульса уиравляется устройство 6. В результате иа выходе последнего образуется последовательность расширенных импульсов, амплитуда которых пронорциональна амплитуде соответстВУЮШ.ИХ входных имнульсов, а длительность в А раз больше (фиг. 2,ж), что позволяет для их усиления использовать линейный узкополосный усилитель 8. Коэффициент расширеиия /С онределяется необходимой точностью воснроизведения амнлитуды исследуемого переходного процесса в данный момент времени и обычно не превышает 9. Усиленные таким образом имиульсы поступают на вход устроиства для временного разделения, выполиенного, в частности, в виде синхронных детекторов. Число последних онределяется числом момеитов времени, в которых исследуется переходный процесс после каждого импульса тока в задающей катушке. Выходы устройства для временного разделения импульсов подключены к соответствующим входам суммирующих устройств 12, 13, 14, по числу синхронных детекторов. В суммирующих устройствах осуществляется осреднение сигналов за определенное число периодов импульса тока в задающей цени. Па выходе каждого из суммирующих устройств действует постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде пп в фиксированные моменты времени. Каждое суммирующее устройство подключено к устройствам передачи информации на поверхность информации 15, 16, 17. При помощи кабеля последние подключены к устройствам для преобразования информации и регистрации 24, 23, 22. Управление работой всего устройства осуществляется цепью синхронизации, на входе которой действует нанряжение вида, показанного на фиг. 2,а. Это напрял ение посредством цепи 18 преобразуется в последовательность однополярных импульсов, возникающих в момент выключения тока в задающей катушке (фиг. 2,ы) и действующих иа входе цепи временной задержки 19. Па выходе последней образуется последовательность импульсов, сдвинутых относительно друг друга на заранее выбранный интервал времени задержки Т (фиг. 2,«;). Эти импульсы управляют работой геиератора строб-импульсов, один выход которого подключен к расширителю имиульсов в приемно-измерительной цеин, а другой к соответствующим входам синхронных детекторов для временного разделения имнульсов в той же цени. Возможен также вариант устройства, отличающийся от описанного тем, что формирование длительности расширенных импульсов осуществляется спусковым устройством, включенным в цени синхронизации, иричем вход его подключен к одному из выходов геиератора строб-импульсов, а выход - к управляющему Предмет изобретения 1, Аппаратура для ппдукционпого каротажа по методу переходюях процессов, содержащая задающую цепь, состоящую из источпика промежуточного тока и задающей катущки; приемно-измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемной катущки, входного усилителя, временного селектора, линейного узкополосного усилителя, устройства для временного разделения импульсов, нывыполненного в виде нескольких параллельно соединенных синхронных детекторов, суммирующих устройств, устройств для передачи информационных сигналов по каротажному кабелю, устройств для преобразования и регистрации информационных сигналов; синхронизирующую цепь, вход которой соединен с задающей цепью, а выход -со входами временного селектора н синхронных детекторов, состоящую из последовательно соединенных дифференцирующего устройства, устройства временной задержки импульсов и генератора строб-импульсов, отличающаяся тем, что, с целью передачи измерительных имнульсов малой длительности, ириемно-измерительная цепь меладу временным селектором и линейным узкополосным зсилителем содерл нт расширитель илшульсов. 2. Аппаратура но п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расщирения диапазона амплитуд передаваемых импульсов, входной усилитель приемно-нзмерительной цени выполнен логарифмическим.

2

22

ппп

.ГЦ.

k К к

f.e

Фиг.г