Устройство для электромагнитного каротажа скважин Советский патент 1980 года по МПК G01V3/18 

1

Изобретение относится к области промысловой геофизики и может быть использовано при исследовании скважин методами электромагнитного каротажа.

Р1звестно устройство 1, содержащее генераторную часть, зонд с генераторной и двумя приемными катушками, приемную часть, включающ}гю в себя два идентичных канала усиления, амплитудные ограничители, фазоизмерительный блок и регистратор. Устройство предназначено для измерения разности фаз между сигналами в приемных катушках.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержаш,ее генераторную часть с задающим автогенератором, управляемым по амплитуде, зопд с генераторной и двумя приемными катушками и измерительную часть, включающую в себя два идентичных з силителя, амплптудные ограничители, фазоизмерительный блок, амплитудный детектор, телеизмерительную систему и регистратор 2.

Разность фаз Дф, измеряемая подобными устройствами, в общем случае зависит как от диэлектрической проницаемости е, так и от удельного сопротивления у горных пород, т. е. данные устройства не позволяют непосредственно измерять е и для его определения необходимо привлечение результатов измерения у другими устройствами, имеющими в общем случае разные глу5 бинности и разные зависимости результатов измерения от окружающих } словий.

Предлагаемое устройство позволяет определять е и Y горных пород путем измерения иа одной частоте и с помощью одного

10 зонда различных характеристик электромагнитного поля:

Й1 -АЗ

Д (I),

(П1),

(П),

и,

л.

f (IV), (V),

15 (VI),

fi - fl.,

fllfl2

h, (VII), h, (VIII),

где hi и h - сигналы в первой и второй приемных катущках.

20

Целью изобретения является повыщение эффективности каротажа путем одновременной регистрации разности фаз сигналов в приемных катущках, отношения векторной разности этих сигналов к амплитуде

25 одного из них и отношения амплитуд этих сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что для регистрации отношений (II) и (IV) или (III) и (V) мощность излучения генерато30

pa регистрируется так, чтобы амплитуда сигнала в одной из приемных катушек / или ftg оставалась постоянной, а в измерительную часть устройства дополиительио вводится геометрический срмматор сигналов с выходов идентичных усилителей, выход которого и выход одного из идеитцчных усилителей, амплитуда которого не остается постоянной, соединены через телеизмерительную систему с регистратором. При этом выходной сигнал сумматора будет характеризовать отношение (II) (при постоянной величине hi) или отношение (III) (при постоянстве hz). Одновременно выходной сигнал идентичного усилителя, амплитуда которого не остается постоянной, будет характеризовать отношение (IV) или (V).

Для управления мош,ностью излучения генератора используется сигнал превышения сигнала одного из идентичных усилителей над задаиным уровнем. При условии постоянства с заданной точностью амплитуды сигнала в этом усилителе сигнал превышения будет нметь малую величииу, что позволяет многократно усиливать его, и что, в свою очередь, создает возможность более точно поддерживать постоянной амплитуду сигнала в этом идентичном усилителе. Выделение сигнала превышеиия производится в специальном блоке, например, путем вычитания из сигнала идентичного усилителя синфазного с ним стабилизированного опорного нанряжения. Усиленный и выпрямительный сигнал превышения используется в качестве управляющего для генератора..

Для регистрации разности фаз (I), векторной разности амплитуд (VI) и величины амплитуд (VII) и (VIII) цепь автоматической регулировки мощности излучеиия генератора разрывается с иомощью дополнительного выключателя. В этом случае подаваемые на регистратор сигналы с выходов фазоизмерительного блока, донолнительного векторного сумматора и идентичных усилителей будут характеризовать соответственно: разность фаз Аф, разность hi-/i2, fti и /i2.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из генератора 1, зонда 2 и измерительной части 3. Генератор 1 включает в себя задающий автогенератор 4, каскад 5 с управляемой амплитудой выходного сигнала и выходное устройство 5.

Зонд состоит из генераторной катущки 7, нагружающей генератор, и приемных катущек 8 и 9.i

Измерительное устройство 3 содержит два идентичных усилителя 10 и И, амплитудные ограничители 12 и 13, фазоизмерительный блок 14, векторный сумматор 15, переключатель 16, блой выделения и усиления сигнала превышения 17, амплитудный детектор 18, устройство управления переключателем 19, телеизмерительную систему 20 и регистратор 21.

Устройство работает следующим обра5 зом.

Генератор 1 питает геиераторную катушку 7 током высокой частоты. Создаваемое в окружающем иростраистве высокочастотное магнитиое иоле индуцирует в приемных

0 катушках 8 и 9 сигналы, постунающие на выходы усилителей 10 и 11. Выходы усилителей 10 и 11 через амилитудные ограничители 12 и 13 соединены с фазоизмерительиым блоком 14, где выделяется сигиал,

5 пропорциональный Дер.

Выходной сигнал с усилителя 11 через переключатель 16, поступает в блок 17 выделения и усиления сигнала иревышеиия выходного нанряжения усилителя 11 над

0 заданным уровнем. Сигнал превышения детектируется детектором 18 и в качестве уиравляющего напряжения подается на управляемый каскад 5 генератора 1. При достаточном коэффициенте усиления блока 17

5 уиравляющее напряжение будет так изменять амплитуду выходного устройства 6, что с 1гнал hi или h в ириемиой катушке 8 или 9 будет оставаться иостояииым с заданной точностью.

0 Вторые выходы усилителей 10 и 11 соединены с векториым сумматором 15, выходной сигиал которого иронорционалеи векторной разности (hi-/г2). Выходы идентичных усилителей 10 и 11, выход сумматора

5 15 и выход фазоизмерительного блока 14 через телеизмерительиую систему 20 соедииены с регистратором 21. Если режим автоматического регулирования мощности излучения геиератора 1 иодобран так, что

выходное нанряжение ft усилителя 10 остается всегда постоянным, то выходиое напряжение сумматора 15 будет нропорциоfii -hz

-, а выходное нанально отношению

А,

пряжение усилителя 10 отиошенню--

В этом случае регистратор будет регистрировать одиовременно Аф,- и

Для одновременной же регистрации Аф,

- и - необходимо управляющее

напряжение для генератора 1 сигналов с усилителя 10. В этом случае Й2 const. Если же по команде с блока управления 19 переключателем 16 отключить цепь напряжения, уиравляющего мощностью излучения генератора 1, то регистратор будет заиисывать одновременно диаграммы Аф, (/ii-/12), AI и /i2.

Формула изобретения

Устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее генераторную

часть с задающим автогенератором, управляемым по амплитуде каскадом, зонд с генераторной и двумя приемными катушками и измерительную часть, включающую в себя два идентичных усилителя, амплитудные ограничители, фазоизмерительиый блок, амплитудный детектор, телеизмерительную систему и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьштення эффективности каротажа, к выходам идентичных усилителей подсоединен векторный сумматор, выход которого н выходы фазоизмерительного блока и идентичных усилителей соединены через телеизмерительную систему с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 212387, кл. G 01 3/18, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 427302, кл. G 01 3/18, 1974 (прототип).