Устройство для электромагнитного каротажа скважин Советский патент 1981 года по МПК G01V3/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

I

Изобретение относится к аппаратуре ОЛЯ исследования, скважин и может быть использовано при электромагнитном каротаже скважин.

Известно устройство для диэлектриче,ского каротажа скважин, содержащее генераторную часть, зонд с генераторной в.двумя приемными катушками, двухканальную приемную часть с общим гетеродином и фаэоиэмерительным блоком на выходе. Устройство измеряет разность фаз сигналов в приемных катушках зонда, создаваемых электромагнитным полем генераторной катушки. По величине изм&реиной разности фаз судят об электричеокнх свойствах горных пород .

Рещстрация начального сдвига фаз в этом устройстве производится вне исследуемой среды (вне скважин) на дневной поверхности земли. Помещение устройства в условия исследования горных пород (в скважину ), отличные от условий регистрации начального сдвига фаз, привоаит.к возникновйнию дополнительного не

учитываемого сдвига фаз (за счет влияния температуры, эксцентриситета прибо ра в скважине и т.д.), снижающего точность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее первый генератор, зонд с ооновной генераторной катушкой, подключенной к выходу первого генератора, двумя приемными катушками и одной, расположенной между ними, дополнительной генераторной катушкой, второй генератор с частотой, равной частоте первого генератора, подключенный к дополнительно генараторной катушке, двухканальную приемную часть, выполненную в виде гетеродина, двух преобразователей частоты, подключенных первыми входами к приемным катушкам зонда, а вторыми входами-к выходу гетеродина, и фазоизмерительного блока, подключенного входами к выходам преобразователей частоты. За счет наличия в составе зонда дополнительной гене- 3 раторной катушки, помещенной между при емными катушками и соединенной со вторым генератором, частота которого равна частоте основного генератора, это устройство позволяет регистрировать начальный сдвиг фаз в условиях исследования горных пород, т.е. в скважине, чем повышается точность измерения . Однако для того, чтобы регистрируемый начальнь1й сдвиг фаз полностью не зависел от условий измерений, необходи.мо, чтобы дифференциальный зонд, образованный двумя приемными и одной допол нительной генераторной катушками, находился в среде, обеспечивающей одинаковые условия для прохождения поля от дополнительной генераторной катушки к обе им приемным катушкам. В этом случае сдвиги фаз поля на путях от дополнительной генераторной катушки к приемным катушкам одинаковые и регистрируемая начальная разность фаз определяется только измерительными цепями самого устройства. Такие условия обеспечиваются при центрируемом положении устройства скважине, выдержанном диаметре скважины и однородных по электрическим характеристикам горных породах, окружающим зонд. При отсутствии указанных условий зарегистрированный начальный сдвиг фаз дифференциального зонда становится отличным от нуля и тем больше, чем больше отличаются между собой условия распространения поля от дополнительной катушют до первой и второй приемных катушек. В реальных условиях дополнительны сдвиг фаз появляется на границах пласто границах изменения диаметра скважины (при эксцентриситете устройства в скважине). Появление дополнительного (неучи тываемого) сдвига фаз снижает точност измерения, что и является одним из недо статков данного устройства. Целью изобретения является повышени точности определения электрических свойств горных пород. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее первый генератор, зонд с основной генераторной катушкой, подключенный к выходу перв го генератора, двумя приемными катуш,ками и одной, расположенной между ними дополнительной генераторной катушкой, второй генератор с частотой, равной час тоте первого генератора, подключеный к дополнительной генераторной катушке, двухканальную щщемную часть, выполнен 7 ную в виде гетеродина, двух преобразователей частоты, подключенных первыми входами к приемным катушкам зонда и вторыми входами - к выходу гетеродина, и фазоизмерительного блока, подключенного входами к выходам преобразователей частоты, введен третий генератор с частотой,., отличной от частоты первого генератора, причем выход третьего 1 нератора подключен к дополнительной генераторной катушке, а частота гетеродина равна частоте третьего генератора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит первый генера- тор 1, зонд и с основной генераторной катушкой 2, двумя приемными катушками 3 и 4, дополнительной генераторной катушкой 5, двухканальную приемную часть, состоящую из преобразователей частоты 6 и 7, гетеродина 8 и фазоизмерительного блока 9, второй генератор Юс частотой, равной частоте первого генератора, и третий генератор 11с частотой, отличной от частоты первого генератора. Первый генератор 1 питает током частоты генераторную катушку 2 зонда, электромагнитное поле которой через окружаюшие скважину горные породы создает в приемных катушках 3 и 4 сигналы, поступающие в преобразователи частоты 6 и 7, в которых с помощью гетеродина 8, частота которого равна п выделяются сигналы частотой ., - |i2 , поступающие затем на фазоизмерктельный блок 9, где и выделяется разность фаз US , величина которой определяется электрическими свойствами горных пород. Для регистрации начального сдвига фаз Ь скважине в условиях проведения исследований отключают первый генератор 1 и гетеродин 8 и включают второй генератор 10 с частотой и третий генератор 11 с частотой ( . При незначительном различии частот и Q поля этих частот, излучаемые дополнительной генераторной катушкой 5, на пути до приемных катушек 3 и 4 получают одинаковый набег фаз. В преобразователе частоты 6 путем квадратичного преобразования частоты выделяется сигнал, набег фазы которого равен дч,. Аналогично набег фазы поля до катутики 4 и на выходе преобразователя 7 равен , 2 V - /--О