УСТРОЙСТВО для ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖАСКВАЖИН Советский патент 1972 года по МПК E21B47/12 G01V3/08 

Изобретение относится к устройствам для каротажа скважин электромагнитными методами, в особенности для индукционного каротажа.

Известны устройства для индукционного каротажа скважин, в которых нагрузкой генератора является генераторная линия зонда.

В таких устройствах частота выходного тока генератора зависит от настройки частотнозадающего контура генератора, в состав которого не входит генераторная линия. Как правило, нагрузочный контур генератора, образованный конденсатором и индуктивностями выходного трансформатора и генераторной линии, настраиваются в резонанс с частотой, определяемой элементами частотно-задающего контура.

При высокой добротности нагрузочного контура незначительное изменение его резонансной частоты или частоты генератора приводит к существенному уменьщению выходного тока генератора, т. е. к понижению точности измерения. Так как скважинный прибор эксплуатируется при высокой температуре, меняющейся по стволу скважины, применение высокодобротного нагрузочного контура в известных устройствах недопустимо и в них применяют низкодобротные контуры, что приводит к уменьщению выходного тока генератора, а следовательно, чувствительности аппаратуры, к

существенному уменьщению к.п.д. выходного

каскада и понижению экономичности питания.

В выходном каскаде генератора оказывается

необходимым применение сравнительно мощных ламп. Так как по соединительным проводам генераторной линии протекает ток питания излучающих катущек, имеют место электромагнитные наводки на измерительные цепи в электронном блоке и зонде.

Цель изобретения - повыщение чувствительности и точности измерения, упрощение аппаратуры и повыщение экономичности питания, а также повыщение помехоустойчивости измерений и расщирение динамического

диапазона.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве генераторная линия выполнена в виде частотно-задающего индуктивного элемента, а параллельно генераторной линии и

выходной цепи генератора подключена емкость, являющаяся частотно-задающим элементом генератора. Часть емкости, настроенная в резонанс с генераторной линией, размещена в зонде и подключена к катущкам генераторной линии.

Па фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 показан вариант с.хемы устройства с высокой помехоустойчивостью. В состав устройства входят генератор /,

зонда, измерительная линия 3 зонда, телеизмерительная система 4, включающая скважинную 5 и наземную 6 части, а также каротажный кабель 7.

Параллельно выходной цепи 8 генератора и генераторной линии 2 зонда подключена емкость 9. Для повышения помехоустойчивости и расширения динамического диапазона емкость 9 может быть выполнена из двух конденсаторов 10 и 11, один из которых подключен параллельно генераторной линии « выходной цепи генератора в электронном блоке, а другой - непосредственно в зонде. В этом случае выходную цепи генератора с конденсатором 10 целесообразно настраивать в резонанс. Функции конденсатора 10 может выполнять паразитная емкость выходной цепи генератора.

, Работает устройство следующим образом. Ток генераторной линии 2 возбуждает электромагнитное поле в среде, в которую помещен скважинный прибор.

Индуцируемые в среде токи являются источниками вторичного поля, возбуждающего в чувствительных элементах измерительной линии 3 зонда э.д.с., являющуюся сигналом. В телеизмерительной системе сигнал усиливается, преобразуется и передается по каротажному кабелю к наземной части аппаратуры. С выхода телеизмерительной системы сигнал поступает на регистратор (обычно в форме постоянного тока).

В устройстве генераторная линия является индуктивной ветвью параллельного колебательного контура, определяющего частоту колебаний генератора, т. е. частоту тока в генераторной линии зонда. Другим частотно-задающим элементом является емкость 9, подключенная параллельно выходной цепи генератора.

При любом изменении индуктивности или емкости, связанном, например, с изменением температуры окружающей среды при движении скважинного прибора по стволу скважины, изменяется в некоторой степени лищь резонансная частота контура, т. е. частота генерации.

Но при любом изменении частоты генераторная линия является индуктивной ветвью настроенного в резонанс параллельного колебательного контура, так как она (генераторная линия) выполняет функции частотно-задающего элемента генератора. Благодаря этому добротность контура может быть сделана очень высокой и изменение параметров контура не влечет за собой изменение амплитуды тока в его индуктивной цепи (т. е. в генераторной линий).

Таким образом, осуществляемое в предлагаемом устройстве совмещение функций частотно-задающего и нагрузочного контуров генератора позволяет резко повысить добротность контура и добиться высокой стабильности амплитуды тока. В то же время существенно возрастает к.п.д. генератора (из-за уменьшения потерь в контуре), уменьшается мощность, потребляемая скважинным генератором от источника питания, снижаются требования к номинальной мощности ламп генератора. Предполагается, что индуктивность генераторной линии зонда значительно меньше индуктивности выходной цепи генератора. При соизмеримости параллельно соединенных индуктивностей генераторной линии и выходной

цепи генератора сущность изобретения не меняется, однако ток индуктивной ветви контура распределяется между двумя индуктивностями, вследствие чего уменьшается амплитуда тока через генераторную линию зонда.

Стабильность частоты генератора в предлагаемом устройстве зависит, в основном, от стабильности индуктивности генераторной линии зонда И: емкости 9.

Выходная цепь генератора и генераторная

линия с емкостью 9 образуют как бы два резонансных параллельных колебательных контура, соединенных между собою двумя проводами. Амплитуда тока в общем проводе в Q раз

меньше, чем в ветвях параллельного резонансного колебательного контура, где Q - добротность контура. Поэтому в устройстве достигается значительное уменьшение электромагнитных наводок, создаваемых обычно токовыми

проводами в зонде и электронном блоке. Это повышает помехоустойчивое-ть системы и позволяет расширить динамический диапазон измерения. Так как настройка контуров в резонанс не нарушается при изменении параметров контуров (изменяется лишь резонансная частота), остаточная ослабленная помеха стабильна по амплитуде, что позволяет дополнительно повысить помехоустойчивость устройства.

Телеизмерительная система 4, тип каротажного кабеля 7 могут быть выбраны исходя из конкретных технических требований.

Предмет изобретения

1. Устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее зонд с генераторной « измерительной линиями, задающий генератор, телеизмерительную систему и схему

регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, а также повышения экономичности питания скважинного прибора, генераторная линия зонда выполнена в виде частотно-задающего индуктивного элемента генератора, параллельно генераторной линии и выходной цепи генератора подключена емкость, являющаяся частотно-задающим элементом генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения и расширения динамического диапазона, часть емкости, настроенная в резонанс с генераторной линией, подключена к катущ-T OTN

VA.-

К регистратору