Устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов Советский патент 1982 года по МПК G01V3/18 

1

Изобретение относится к промысловой и разведочной геофизике, в частности к электрическому каротажу скважин методом вызванных потенциалов (ВП) на временной основе с автоматической регистрацией измеряемых величин.

Известно устройство для регистрации относительных вызванных потенциалов в скважинах, позволяющее измерять -относительную величину вызванных потенциалов, и содержащее токовую и измерительные цепи, схему автоматического регулирования величины питающего тока, источник опорного напряжения, пульсатор и регистратор 1.

Недостатки этого устройства заклю-чаются в том, что в связи с использованием механического пульсатора, оно имеет низкую надежность, недостаточное быстродействие, а также низкую точность измерения, обусловленную влиянием на результаты измерений потенциалов поляризации электродов и естественного поля.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является аппаратура для исследования скважин методом вызванных потенциалов, содержащая повторитель, ко входу которого

подключены приемные электроды, измерительную схему, питающие электроды, подключенные через регулирующий элемент к выходу генератора, выполненного,в виде последовательно соединенных мультивибратора ждущего мультивибратораи выходного каскада , схему автоматического вибратора,регулирования напряжения,пропорционального величи10не кажущегося сопротивления (КС ), под,ключенную выходом ко входу регулирующего элемента, входом - к выходу повторителя через схему совпадения; управляющий вход которой соединен с 15 генератором, схему синхронизации ( (устройство управления, состоящее из нескольких параллельных цепей, выполненных в виде двух последовательно ждущих мультивибраторов), схема синхронизации подключена входом к генератору, а выходом - к схеме вычисления и регистрации, содержащей ключи (схемы антисовпадений), устройство деления и регистратор (2. 25 Недостатком этой аппаратуры является низкая точность измерения, обусловленная влиянием на результаты измерения потенциалов поляризации электродов и естественного поля. 20 Цель изобретения - повымоние точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов содержащее питающие электроды, генератор, выполненный в виде мультивибра тора, схемы синхронизации и выходного каскада, регулирующий элемент,приемные электроды, повторитель, схемы совпадений, вычисления и регистрации автоматического регулирования напряжения, при этом питающие электроды подключены к выходному каскаду генератора чераз регулирующий элемент, приемные электроды подключены ко вхо ду повторителя, вход схемы синхрониз ции подключен к мультивибратору, а выходы - ко входу выходного каскада генератора, к управляющим входам схе мы вычисления и регистрации и к первому входу схемы совпадений, выход которой подключен ко входу схемы авт матического регулирования напряжения выход последней соединен со входом р гулирующего элемента, дополнительно введена схема автоматической компенс ции потенциалов поляризации приемных электродов и естественного поля, состоящая из операционного усилителя, ключа и конденсатора, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала, а вторая - ко входу операционного усилителя и через ключ - к выходу повторителя, второй вход операционного усилителя подключен к выходу повторителя, выход - ко входу схемы вычисления и регистрации и ко второму входу схемы совпадений, а управляющий вход ключа соединен с пятым выходом схемы синхронизации. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - импульсно временная диаграмма его. работы. Устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов содержит мультивибратор 1, выход которого подключен ко входу схемы 2, синхронизации выходы схемы 2 синхронизации подключены соответственно ко входу выходного каскада 3 генератора, к схеме 4, вычисления и регист рации к управляющему входу ключа 5 и к управляющему входу схемы 6 совпадений. Питающие электроды 7 и 8 подключены к выходному каскаду 3 генератора через регулирующий элемент 9. Приемные электроды 10 и 11 под. ключены ко входу повторителя 12, к выходу которого.подключены через ключ Ь одна обкладка конденсатора 1 и один из входов операционного усилителя 14, вторая обкладка конденса тора 13 подключена к шине нулевого потенциала, другой вход,операционно усилителя 14 подключен непосредстве но к выходу повторителя 12. Выходы операционного усилителя 14 подключе ко входу cxeNttJ 4 вычисления и регис рации и ко входу схемы 6 совпадений выход которой подключен ко входу сх мы 15 автоматического регулирования напряжения. Выход схемы 1Ь автоматического регулирования напряжения подключен ко входу регулирующего элемента 9«мультивибратор 1,схема 2 синхронизации и выходной каскад 3 генератора образуют генератор 16, а операционный усилитель 14,конденсатор 13 и ключ 5 образуют схему 17 автоматической-компенсации потенциалов поляризации приемных электродов и естественно поля. Устройство работает следующим образом. Прямоугольные импульсы с выхода мультивибратора 1 поступают на вход схемы 2 синхронизации. Схема 2 синхронизации вырабатывает импульсы управления (фиг. 2в) ключом 5, выходным каскадом 3 генератора (фиг. 2а) и схемой 4 вычисления ирегистрации (фиг.2е). Перед подачей очередного импульса тока на питающие электроды 7 и 8, когда деполяризация пород практически закончилась (фиг.2с), ключ 5 открывается управляющим импульсом (фиг. 2в) От схемы 2 синхронизации. Конденсатор 13 через замкнутый ключ Ь заряжается до величины, равной разности потенциалов между приемными электродами 10 и 11. В момент включения питающего тока (фиг.2а) ключ Ь разомкнут и напряжение на конденсаторе 13 запоминается до прихода очередного импульса на управляющий вход ключа D. Сигнал на выходе операционного усилителя 14 при разомкнутом клЕоче Ь .пропорционален разности входных сигналов. Таким образом, осуществляется компенсация (вычитание из суммарного сигнала) разности постоянных потенциалов приемных электродов 10 и 11. Разность постоянных потенциалов возникает в связи с поляризацией приемных электродов 10 и 11 и наличием электродного потенциала рудных тел. По команде, поступающей со схемы 2 синхронизации, в схеме 4 вычисления и регистрации осуществляется измерение и обработка сигналов, пропорциональных величинам вызванных потенциалов (ВП) в различное время и кажущегося сопротивления. Разность потенциалов на выходе схемы 6 совпадения пропорциональна величине кажущегося сопротивления. Эта разность потенциалов с выхода схемы 6 совпадения поступает на вход схемы 15 автоматического регулирования напряжения и далее на регулирующий элемент 9. Схема 1Ь автоматического регулирования напряжения изменяет величину тока через питающие электроды 7 и 8 таким образом, что сигнал, пропорциональный кажущемуся сопротивлению, остается неизменным. Схема автоматической компенсации потенциалов поляризации электродов и естественного поля применена в аппаратуре метода вызванных потенциалов для исследования скважин, что увеличивает точность измерения, а также дает возможность производит непрерывную регистрацию измеряемых величин и, следовательно, получить большую детальность исследования. Не прерывная запись значительно увеличивает производительность каротажных работ. Формула изобретения Устройство для исследования скважин методом вызванных потенциалов, содержащее питающие электроды, генератор, выполненный в виде мультивибратора , схемы синхронизации и выходного каскада, регулирующий элеме приемные электроды, повторитель, схе мы совпадений, вычисления и регистрации, автоматического регулировани напряжения,.при этом питающие электроды подключены к выходному каскаду генератора через регулирующий элемент, приемные электроды подключены ко входу повторителя, вход схемы синхронизации подключен к мультивибратору, а выходы: первый - ко вхо ду выходного каскада генератора, вто рой и третий - к управляющим входам схемы вычисления и регистрации, а четвертый - к первому входу схемы совпадений, выход которой подключен ко входу схемы автоматического регулирования напряжения, выход последней соединен со вторым входом регулирующего элемента,, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, устройство дополнительно содержит схему автоматической компенсации потенциалов поляризации приемных электродов и естественного поля, состоящую из операционного усилителя, ключа и конденсатора, одна обкладка которого подключена к шине нулевого потенциала., вторая обкладка подключена ко входу операционного усилителя и через ключ - к выходу повторителя, второй вход операционного усилителя подключен к выходу повторителя, выход - ко входу схемы вычисления и регистрации и ко второму входу схемы совпадений, а управлякяций вход ключа соединен с пятым выходом схемы синхронизации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Щербакова Т.В. и Плюснин М.И. Устройство для регистрации относительных вызванных потенциалов в скважинах. Экспресс-информация Региональная разведочная и промысловая геофизика , вып. 46, М., 1962, с. 96-101. 2.Авторское свидетельство СССР 2693S5, кл. G 01 V 3/18, 1968. (прототип).

а

п

--

vr

п

п

п

11

-«.

д

л