Устройство ядерного магнитного каротажа Советский патент 1980 года по МПК G01N27/78 G01V3/14 

(54) УСТРОЙСТВО ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО.КАРОТАЖА

1

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а именно к устройствам для калибровки аппаратуры ядерного магнит- ного каротажа (ЯМК).

Известны устройства ЯМК l , в ко- торых калибратор выполнен в виде катушки, содержащей ампулу с водородосодержащей жидкостью.

Общим недостатком устройств калибровки аппаратуры ЯМК является неидентичность параметров измерительного тракта при калибровке и измерении и различие в характеристиках }5 зависимости сигнала от угла между осью скважины и направлением магнитного поля Земли.

Наиболее близким к изобретению 20 техническим решением является устройство ядерного магнитного каротажа 2 , содержащее зонд в виде прямоугольной катушки, усилитель, коммутатор, подсоединенный ,к источ- 25 нику слабого тока и источнику тока поляризации, тороидальный калибратор с двумя обмотками, одна из которых постоянно включена в цепь катушки зонда.30

В известном устройстве, содержащем зонд в виде вытянутой прямоугольной катушки, усилитель, коммутатор и калибратор в виде тороидальной обмотки, охватывающей, тороидальную капсулу с водородосодержащей жидкостью, катушки зойда и калибратора всегда включены последовательно, благодаря чему параметры измерительного тракта остаются неизменными. Для того, чтобы зависимость сигнала ЯМК от угла между осью скважины и направлением магнитного поля Земли была идентичной для зонда ЯМК и калибратора, последний выполняется в виде тора. При этом для исключения сигнала от породы при калибровке и от калибратора при каротаже на зонде и калибраторе размещаются дополнительные обмотки, создающие неоднородное поле.

Однако и это устройство обладает рядом недбстатков, делающих нерациональным его реализацию. Одним из недостатков его является то обстоятельство, что параметры катушек калибратора и зонда выбираются идентичными. По этой причине при измерении слабых сигналов ЯМК от пласта катушка калибратора обуславливает значи ельныйУровень шумов, равный УР.ОВНЮ шумсгв зонда, что приводит к снижению точности измерений. Другой недостаток состоит в том, что раз.несение катушек калибратора и зонда на большое расстояние конструктивно .трудно выполнимо. В то же время при близком расположении катушек зонда и калибратора, неоднородное поле, создаваемоев пластге, может влиять на калибратор и, наоборот, неоднородное поле, создаваемое для гашения сигнала калибратора может влиять на пласт. Наконец,размещение на зонде допол нительной обмотки, служащей дйязгашения сигнала от породы, обычно приводит к появлению паразитных связей вызывающих возбуждение измерительной схемы или возрастание помех. Целью изобретения является сниже ние уровня шумов при измерении сигна ла от породы и устранение паразитных связей и перекрестного влияния гася щих полей зонда и калибратора, соот ветственно при калибровке и изме -рении. Цель достигается тем, что в пред лагаемом устройстве одна из обмоток калибратора со-стаВляет йо ййдрТ :Швности ОД индуктивности катушки Зон да, а вторая выполнена в виде прямо угольной тороидальной обмотки, подключенной через коммутатор к источнйку слабогЬ НостоЩного т лом и конЦс м в режиме измерения, а средней точкой и закороченными началом и концом - к источнику тока поляризации в режиме калибровки. На чертеже представлена схема включения обмоток калибратора и кат ки .зонда в измерительную цепь и цеп поляризации при калибрЬвке и измерении., Wj - катушка зонда; / измери тельная катушка-калибратора; - вспомогательная бифилярная обмотка калибратора, имегснцая среднюю точку; С - настроечный конденсатор резонан ной приемной цепи; R., - сопротивле.ние, служащее для регулировки величины постоянного тока в цепи обмотки; сопротивление, служащее дл регулировки величины тока поляризации При калибровке. Контакты реле Р служаггдЯй к оммутаций тока поляризации. Реле Pg служит для отключения измерительной .схемы при поляризации. Реле Р слуkMT для выбора режима работы аппа.ратурьа: калибровки, измерения. Устройство ра б6таёт сЛёдутощйм образом. Когда ось тороидальной обмотки калибратора и продольная ось симметрии прямоугольной катушки зон да Wj совпадают, обеспечивается идентичность УглЪёых зависимостей зонда и калибратора, при которой

748226 зависимость амплитуды сигнала от породы и калибратора от угла © между осью зонда направлением вектора магнитJ pгq поля Земли опред(5ляется выраж ением вида (1 - 0,5sin20). Обмотка зонда измерительная обмотка калибратора всегда включены последовательно, независимо от того, производится ли измерение или калибровка. Блазгодаря этому параметры измерительного тракта как при измерении, так и при калибровке остаются одинаковыми, какие бы изменения ни происходили с зондов или калибратором. Индуктивность обмотки тороидального калибратора выбирается равной 0,1 индуктивности катушки зонда, благодаря чему в измерительную цепь не вносится существенного уровня шумов при измерении, сигнала от пласта и в то же время обеспечивается достаточно большой сигнал при калибровке. Для того, чтобы при измерении сигнал от калибратора не накладывался на сигнал от породы, через вспомогательную обмотку калибратора пропускается слабый постоянный ток О, (контакты реле ,, , Р,, , Р ; Pj -, в положении 2), который вследствие неидеальной симметрии бифилярной обмотки создает градиент магнитного поля в тороидальной капсуле, содержащей водородосодержащую жидкость, благодаря чему сигнал от этой жидкости затухает до начала измерения. В то же время бифилярная тороидальная обмотка практически не создает поля во внешнем по отношению к ней пространстве ц поэтому не оказывает какогр-либ о влияния на сигнал от породы. Для того, чтобы при калибровке не создавать сигнала от породы, вспомогательная обмотка калибратора с помощью коммутатора подключается к источнику тока поляризации таким образом, что средняя точка бифилярной обмотки соединяется с одним выводом, а закороченные начало и конец - с другим (контакты реле РЗ , зз. s 34 положении 1). При этом по обмотке зонда ток поляризации не протекает, и сигнала от окружающей зонд среды не возникает. Ток поляризации как при измерении, так и при калибровке включается контактами реле R, , PJ,.. Для обеспечения требуемой величины тока поляризации калибратора и тока в бифилярной обмотке служат соответствующие резисторы Rg и R. Для настройки в резонанс обмоток зонда и калибратора и подключения их к усилителю служат конденсатор С., и реле РЯ Таким образом, описанное устройство обеспечивае т возможность калибровки схемы аппаратуры ЯМК при спущенном в скважину приборе и учитывает