Неполяризующийся электрод для геофизических исследований Советский патент 1976 года по МПК G01V3/18 

1

Изобретение относится к области геофизических исследований в скважинах.

Известен неполяризующийся скважиняый электрод для геофизических исследований, состоящий из корпуса в виде трубки из оргстекла, Б которую с торца вмонтирован пористый элемент - сосуд из пористой керамики.. В трубку из оргстекла введена пробка с медным стержнем, погруженным в раствор эл-ектролита (CuSO4 с желатином). К верхней части медного :Стержня подсоединяется жила кабеля - и место соединения закрывается сырой резиной.

При введении электрода в скважину исследуемая среда контактирует с пористой керамикой - и электрический потенциал в точке замера через пористую керамику и раствор купороса передается на медный стержень и через кабель - в измерительный прибор.

При работе с таким неполяризующимся электродом в скважинах с глинистым буровым раствором пористая керамика с торца электрода, а также в месте перехода диаметра керамического сосуда в несколько больщий диаметр корпуса электрода забивается глинистыми частицами - происходит занижение электрического потенциала неполяризующегося электрода в данной точке .поля. При выходе электрода в Область сквал ины с чистой водой глинистые частицы с торца электрода и

2

места крепления керамики смываются и потенциал неполяризующегося электрода повышается и сремится к потенциалу электрического поля в точке замера.

Ввиду того, что потенциал неполяризующегося электрода является функцией не только электрического ноля в точке замера, но и плотности глинистого раствора, желательно, чтобы конструкция неполяризующегося электрода свела бы к минимуму влияние забивания пористой керамики глинистыми частицами, что даст более высокую воспроизводимость результатов измерений.

Дополнительные технические трудности при работе с таким электродом возникают при прохождении электрода через зоны нарущения пород и те части скважины, где меняется ее диаметр.

Крепление груза к кабелю выше электрода приводит к смещению снаряда относительно оси скважины, что при наличии выступающих частей корпуса электрода часто приводит к прихвату электродов в скважине и иногда - к их обрыву, что выводит из строя скважину для дальнейших геофизических и других исследований если процесс бурения закончен). Кроме того, часто наблюдаются повреждения керамического сосуда нри быстром спуске геофизического снаряда на забой скважины. Цель 3()брсген;гя - позыше.чие ii3Mcpeinn i, удсбсГг.а и ла.чсжности атации. Цел1) дсктигастся тем, ч Ч) э; ект|1ол сиг;бжеп крышкой и /IiVMH напраг.ляюш:),; iipooкамп конусообразной формы. этом он имеет неско.тько тчжот юводящих стержней и есте крепления которых к кабелт иместс;г полость, заиолнеипая мас.том. На чертеже представлеи 1еиоляризу1опи:йся электрод разрезе. Предлагаемый иепо;1яриз оии Йся э.лектрод состоит 1з корпуса 1 крышки 2. иаправляк)И1их иробок кои -сообразноГ| фор.ы 3. Tjiex токоироводяии1х стержией 4, фиксирхчоIUHX колец 5, цил1П- др11ческ 1х вставок и. пористой керамики 6. Корпус . крыи1ка 2 и паправляюпию пробкп 3 выиолиены и.з оргстекла и,1и другого диэлектрика и соедиияются собой посредством pe3ii6oB jix соедипеиий; через отверстия li деталях коаксиалвпо проходит 1{абе.ть 7. Стержни 4 иа входят в кака.ты 8, куда заливается электро..:1ит. Под крьпикоГ 2 1меется полост) 9, куда за. И1 ается масло, ijpc.ioTвраи1,а1О1пое иоявлсиие коидеьсата и икис,.иие верхней части стержпей 4 подводяии1х проводов. Э.тектрод работает следуюиигм образом. При оиускаиии гес рнзического снаряда (состоящего Ii3 одного или НССКОЛ1 КИХ ПеИОЛЯрИзуюпинхея электродо и груза) -з исследуемхчо среду (воду или буровой раствор) замеряется потенциал электрического поля в месте пахождения спаряда. Измеряемый нотепциал при проиикповеиии раствора в иоры кера.мических вставок 6 поступает через оаствор электрол1гга на стерже 1ь 4. где oii осредпястея и но жиле кабеля 7 передается па измерительпый при.бор. Предлагаемая конструкция обеспечивает бо.тее стабильную по;1ярпзаи,;по электрода по сравнению с суи1ествуюи1,и .1и конструкциями. Измерепия иоказали, ч го в течение дня потяризация изменялась не более, чем иа linv. Повторпые пзмерепия по скважипе, проведеипые через месяц после первичных, показали, что ередиеквадратическая погрешность оиределе1П15: по-енциала естественного ноля земли по ,нн;;ж; ;1с не превыи1ает ±2,о/7гг (куда входят i:uijn-H H()cTi: за счег нестаб;гть 10сти ноляризан. .1яриз ч()ни1хся элекгродо 5, isapnaHiMi ее :cciii(.;iHoro И(;.1Я зс;.;,:и, иесоо; ветствпя точек нзмереия и т. д.), в то время как II ;.;с:Кч1ия с с нкСтвх lonuiMii непо.тярпзукпцил нся электро.тами обспечнвают осиропзводимость ()в в и|усделах 3 ornv. Пегю;is |)H ) э.тектро.ч ос})е.чияет потенциал 3, «точке замера. К.оисrpj кцнс иeпo,тяpизyIoи. электрода исключается воз.чожность иов1)еждеинй кера.мнкп и у.1еньи1;;е1ся забивание г;1пнистыми частииам;. 1 оистр ч ция иеполярнзу1оп1,егося электрода тел1ик) i-нижает иззможпоств прихвата геоф ннгчОСкого в скважи 1е. Конструк1гая не 1оляризу1он;егося электрода обесге iiiiacT nerKisii и 6i)icTpbii дос1 п к впут;1снннм частям его. Па 11()дзо. нроводах н на Bepxneii части мегал.тических стержией ие появляется к{лгтеисат-- i: они iie ()К1:сляются, так как заПзсдлагаемая копст 5укцня бьггь исПэлс ;i;ii;ina для гео(1)13;1ческпх исс.тедовашп в скза/1 :1пах. ззно.тненпых водо;| и.ти буровым paci4)opoM. а так:.:-.:с .тля .и:рских ;1лскт)оразве;ur-i Bix работ. Ф о р .; V л а и з о б р с т е н н я Пеи().тя и1зуюи1:. э.тектрод для геофизических сс.1одозапий, содержашнГ корп}т, ток(.1и;)ов()д, стержеи), иогруже пый в раcTiiop :):1скт;)о;1ита и подключенный к кабелю, н liopHCTbiii 9.1емент, котггактирующий с раст Юром э.тсктро.тита, о т л и ч а ю u( и и с я тем, то, с iUMijo новышепии точиости из.мерений, .тобстза п надежности :; Э спл атаиии, он иабжеч. ;лр1)11пкой н двумя иаиравляюи имп робкамн К0|1усообразиой фор.мы, раз.меп1еными j.ioaKciia.iiHio отчос гте,1ьпо кабеля и иеколькм.ми токонроводяпимп стержнями, в 11Г);1к. ючеиия KOTOpi ix имеется иолоет, анолнеппая мас;юм.