Датчик магнитной восприимчивости Советский патент 1981 года по МПК G01V3/26 

t

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и може: быть, использовано в устройствах для каротгика магнитной восприимчивости или в скважинных каппаметрах.

Известны датчики магнитной восприимчивости для скважинкой аппаратуры, содержащие ферритовый стержень с намотанной на него катушкой индуктивности, которая включается в измерительный мост переменного тока fl. Величина индуктивного сопротивления катушки и измеряемый сигнал определяются магнитной восприимчивостью среды, в которой размещается датчик.

Недостатком указанных датчиков является то, что сигнал, снимаемый с них, определяется осредненной магнитной восприимчивостью ореды, окружгшщей датчик (применительно к измерениям в скважинах с осредненной магнитной восприимчивостью стенок скважины в месте измерения). Результаты измерений получаются тоже осредиенными и недостаточно детальными. По которым невозможно оценить распределение магнитных минералов в стенках скважины.

Как показывают исследования керн. и стенок горных выработок, магнитные минерал в рудах (например, магнетита в магнетитовой руде или пирротина в попиметеишической.) распределяются краййе неравномерно и,.. изучение закономерностей этого распределения в условиях естественного залегания, в 4acftioCTH в стенках буровых скважин, представляет большой научный и практический интерес как с

геологической,так и с технологической точки зрения. Кроме того, при количественной интерпретации необходимо учитывать изменения диаметра скважины. Это приводит к большим погрешностям в определении мощности тонких пропластков магнитных руд, пересеченных скважиной не под прямым углом, так как ширина аномгший магнитной восприимчивости превынает мсхцность

пласта из-за влияния противоположных стенок скважины.

Известен также измеритель магнитной восприимчивости, применяемой для

исследования образцов, обнажений и стенок горных выработок 2j. Датчик этого измерителя содержит Н-образный сердечник с четырьмя возбуждающими катушками индуктивности, размещенными

на его концах, и одной измерительной обмоткой, размещенной на средней час ти сердечника. Датчик находится в корпусе из немагнитного и неэлектропроводного материала. Возбуждакицие катушки подсоединяются к источнику переменного тока так, чтобы магнитные потоки в средней части сердечнике были направ лены навстречу друг другу. Катушки имеют одинаковое количество витков и идентичное размещение, поэтому, когд датчик находится в немагнитной среде магнитные потоки в средней части сер дечника полностью компенсируют друг друга, а сигнал в измерительной обмо ке равен нулю. Если рабочую сторону датчика прикладывают к образцу с повыиенными магнитными свойствами, то магнитное сопротивление с этой сторо ны датчика уменьшается, а магнитный поток увеличивается , и в средней час ти сердечника появляется разностный магнитный поток, который наводит сиг нал в измерительной обмотке датчика Величина этого сигнала является меро магнитной восприимчивости образца. С помощью этого датчика можно получить большую детальность исследова ния. Однако он непригоден для кзмерений в буровых скважинах, поскольку, когда рабочая сторона датчика прижимается к одной из стенок скважи ны, противоположная стенка влияет на магнитный поток нерабочей стороны датчика и, следовательно, на разностный магнитный поток в средней части сердечника и на измеряемый сигнал. Цель изобретения - повышение пространственной разрешающей способности и точности измерений. Поставленная, цель достигается тем что в датчике магнитной восприимчивости, содержаицем Н образный серде ник из ферромагнитного материала с четырьмя возбуждающими катушкгши нн яуктивности, размещенными на его .кон цах, и измерительной обмоткой,размещенной на его средней части, сердеч ник снабжен пластиной из ферромагнитного материала, установленной на нерабочей стороне датчика с возможностью регулировки немагнитного зазора между сердечником и пластиной. ; Благодаря этому магнитный поток о нерабочей стороны датчика полност (Мыкается через эту пластину и на него не влияют магнитные свойства минералов, располагающихся с этой стороны датчика. Измеряемый сигнал зависит только от магнитных свойств стенки скважины, к которой прижимается рабочая сторона датчика. Регулируемый немагнитный зазор между сердечником и пластиной необходим для балансировки датчика в не магнитной среде. На чертеже изображен предлагаемы датчик, частичный продольный разрез На концах Н-образного сердечника 1 из ферромагнитного материала размещены четыре возбуждающие катушки 2-5, а на средней части сердечника - измерительная обмотка 6. С нерабочей стороны датчика концы Н-образного сердечника за1 икаются пластиной 7 из ферромагнитного материала, установленной с немагнитньам зазором. Пластина крепится к сердечнику немагнитными винтами 8, на которые в немагнитном зазоре между сердечником и пластиной надеты спиральные пружины 9 также из немагнитного материала. Датчик размещен в герметичном корпусе 10 из немагнитного и неэлектропроводного материала, заполненном трансформаторным маслом. Датчик может быть расположен также в выносном блоке скважинного снаряда, который прижимает рабочую сторону датчика к исследуемой стенке скважины 11. Возбуждающие катушки 2-5 подключены последовательно к источнику переменного тока звуковой частоты так, что магнитные потока Ф и , создаваемые катушками 2 и 4 и 3 и 5 соответственно, направлены в средней части сердечника навстречу друг другу. Количества витков в этих катушках попарно равны. В немагнитной среде соотношение между числом витков в катушках 2 и 4 и 3 и 5 и величина немагнитного зазора подбираются так, чтобы магнитный поток Ф был равен и противоположен по направлению потоку Фз . в этом случае суммарный магнитный поток в средней части серщечника равен нулю й,Ф Ф - О и сигнал в обмотке 6 отсутствует. Когда датчик прижимается рабочей стороной, на которой размещены катушки 2 и 4, к стенке скважины 11, обладакнцей повышенной магнитной восприимчивостью, магнитное сопротивление в магнитной цепи потока Ф уменьшается, .а,сам notOK Ф возрастает. В средней части сердечника возникает разностный магнитный поток Ф Ф| - $1 О, и в обмотке появляется измеряемый сигнал. Противоположная стенка скважины .12 не вызывает изменения магнитного потока , поскольку он Зё1мыкается через пластину 7 из ферромагнитного материала, а ее магнитное сопротивление намного меньше, чем магнитное сопротивление горных пород, слагающих стенки скважины. Применение предлагаемого датчика обеспечивает повьниение детальности исследования магнитных свойств стенок скважин, позволяет изучать закономерности распределений магнитных минералов в стенках скважин и избегать ошибки в определений мощности тонких пластов и пропластков с повышенными магнитными свойств 1ми при

пересечении их скважиной не под прямым углом, а также упрощает количественную интерпретацию результатовi поскольку исключает операцию введения поправки за диаметр скважины.

формула изобретения

Датчик магнитной восприимчивости, содержащий Н-образный сердечник из ферр агиитного материала с четырьмя возбуждающими катушками индуктивности, размещенными на его концах, и измерительной обмоткой, размещенной на его средней части, отличающийся тем, что, с целью повышения пространственной разрешающей способности и точности измерений, сердечник снабжен пластиной из ферромагнитного материала, установленной на нерабочей стороне датчика с возможностью регулировки немагнитного зазора между сердечником и пластиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Зельцман П. А. Конструктирова;ние аппаратуры для геофизических исследований скважнн. - М., Недра, 1968, с. 91-93.

2.Методическое руководство по определению физических свойств горных пород и полезных ископаемых. Под ред. Н. Б. Дортмана и М. Л. Озерской,

М., Госгеолтехиздат, 19б2, с.36-43 j(прототип),

| V у

V Тvv

чяfя 7

/ 3 98

lieutH I Sesd

Ю

8

6 S 37