Буксируемый электрический зонд

 

1. БУКСИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗОНД, содержащий питающийi электрод, размещенный в полости непроводящего основания, и два измерительных электрода, размещенных у выходных отверстий сквозного канала, соединенного с полостью, и подключенных к усилителю, отличающийся тем, что, с целыа увеличения разрешающей способности измерений , в него введен второй аналогичный электрический зонд, размещенный на этом же непроводящем основании на заданном расстоянии от первого, при этом питающие электроды соединены между собой, а измерительные электроды, размещенные на противоположных сторонах непроводящего основания у обоих зондов, соединены между собой так, что два из них объединены непосредственно, а два других - через обмотку измерительного трансформатора. 2. Зонд ПОП.1, отличающийся тем, что внутри сквозных каналов установлена заслонка.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 3< > С 01 V 3/15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA

t !

/ р

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

Н. А ВТОРСНОМУ СВИДЕТВЗЬСТВ У (54) (57) 1.. БУКСИРУЕМЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗОНД, содержащий питающий

1 электрод, размещенный в полости непроводящего основания, и два измерительных электрода, размещенных у выf0

Фиг. f (21) 3618572/18-25 (22) 20.05.83 (46) 07. 11. 84. Бюл. В 41 (72) 10.М. Полонский (71) Иекное производственное объединение по морским геологоразведочным работам "Вкморгеология" (53) 550.837(088.8) (56) 1. Дахнов. В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин. N., "Недра", 1982, с. 179-180.

2. Там же, с. 241-232.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3554854/18-25, кл. C 01 V 3/15, 1983 (прототип) ° ходных отверстий сквозного канала, соединенного с полостью, и подключенных к усилителю, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увели. чения разрешающей способности измерений, в него введен второй аналогичный электрический зонд, размещенный на этом же непроводящем основании на заданном расстоянии от первого, при этом питающие электроды соединены между собой, а измерительные электроды, размещенные на противоположных сторонах непроводящего основания у обоих зондов, соединены между собой так, что два из них объединены непосредственно, а два других — через обмотку измерительного трансформатора.

2. Зонд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что внутри сквозных каналов установлена заслонка.

1123

Изобретение относится к исследованиям придонных отложений и может быть использовано при исследовании железо-.марганцевых конкреций.

Известны микрозондовые устройства, .применяемые в каротаже, которые .могут быть использованы для исследования придонных отложений, например двух- и четырехэлектродные зонды, представляющие собой буксируемые 10 электрические зонды в виде диска из непроводящего материала, на одну из поверхностей которого выведены питаюшие и измерительные электроды.

Этой стороной зонд прижимается к исследуемой поверхности в процессе измерений. Микрозондовые устройства подключают к источникам питания и измерительным схемам (1) .

Известен также каротажный буксируемый электрический зонд для измерений по методу разности сопротивлений, который выполнен в виде шар*а и состоит из измерительного заземления, образующего шаровой пояс, и двух, соединенных между собой, за.— землений сравнения. Заземления измерительное и.сравнения соединены посредством кабеля с источником тока (2) .

Известные каротажные буксируемые электрические микрозондовые устройства имеют сравнительно низкую точность. Такими устройствами можно . в море определить границу коренных и осадочных неконсолидированных . пород, но нельзя измерять малые приращения проводимости.

Г>уксируемые электрические зонды требуют применения системы ориентации относительно поверхности дна, 40 иначе, опрокидываясь, они перестают измерять проводимость дна и измеряют проводимость воды, Система ориентацж для подобного зонда представляет собой громоздкое и тяжелое устройство.

Наиболее близким к предлагаемому является буксируемый электрический зонд, содержащий питающий электрод„ размещенный в полости непроводящего. 50 основания, и два измерительных электрода, размещенных у выходных отверстий сквозного канала, соединенного с полостью, и подключенных к усилителю. Известное устройство поз- 55 воляет увеличить точность измерений проводимости и выполнять зонд без ориентирующего приспособления, так

000 1 как обе стороны зонда идентичны и могут быть рабочими f3).

В том случае, когда требуется измерять приращения удельного сопротивления, вызванные присутствием отдельных экземпляров конкреций, залегающих на проводящем иле, известный буксируемый зонд не обеспечивает необходимой точности измерений. Чувствительность измерений должна быть порядка 0,01 Ом. В то же время ил на котооом залегают конкреции имеет удельное сопротивЭ ление примерно на 0„05 Ом большее, чем вода т.е. сигнал от ипа будет превышать сигнал от конкреций.Проводимость ила изменяется по профилю буксировки и зависит от глубины погружения зонда в ип. Поэтому известное устройство не сможет выделять сигналы от конкреций на фоне сигнала от ила.

Цель изобретения — увеличение разрешающей способности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в буксируемый электрический зонд, содержащий питающий электрод, размещенный в полости непроводящего основания, и два измерительных, электрода, размещенных у выходных отверстий сквозного канала, соединенного с полостью, и подключенных к усилителю, дополйительно введен второй аналогичный электрический зонд, размещенный на этом же непроводящем основании на заданном расстоянии от первого, при этом питающие электроды соединены между собой, а измерительные электроды, размещенные на противоположньк сторонах непроводящего основания у обоих зондов, соединены между собой так, что два из них объединены непосредственно, а два других †. через обмотку измерительного трансформатора.

Для уменьшения уровня помех внутри сквозных каналов установлена заслонка, которой регулируется ток, вытекающий через выходные отверстия каналов.

Для того, чтобы определить приращение проводимости пород дна относительно воды, одна из пар измерительных электродов соединяется через обмотку измерительного трансформатора., На фиг. 1 приведена схема предлагаемого буксируемого зонда; на фиг. 2 - узел устройства с заслонками.

1123000

В связи с тем, что имеются некоторые ошибки изготовления геометрии полостей и каналов, токи через каналы отличаются и создают начальный сигйал на входе усилителя 12.

Этот сигнал вызывает помеху в виде дрейфа показаний зонда и таким образом ограничивает разрешающую способ- 50 ность устройства. Кроме того, ограничивается динамический диапазон измерительчого тракта. Для устранения этого источника помех в каналах установлены заслонки 14, которыми регу- 55 лируется величина электрического тока через каналы. Токи устанавливаются одинаковыми в обоих узлах зонда.

Устройство состоит из непроводящего основания-1, питающих электродов 2 и 3, установленных в полостях

4 и 5, которые .соединяются с наружной .средой сквозными каналами 6 и 7.

У выходных отверстий каналов установлены измерительные электроды 8 - 11.

Питающие электроды 2 и 3 соединены между собой. Электроды 9 и 10 подсоединены к одной клемме усилителя 12, 10 а. электроды 8 и 11 — к другой, причем электрод 8 непосредственно, а электрод 11 через обмотку измерительного трансформатора 13.

На фиг. 2 показаны непроводящее оенование 1, питающий электрод 2, полость 4, канал 6, измерительные электроды 8, 9 и заслонки 14.

Устройство работает следующим образом. 20

Ток 3, проходящий через питающие электроды 2 и 3, полости 4 и 5 и разветвляющийся в каналах 6 и 7, создает определенные потенциалы на электродах 8-11. В моде эти потен- 25 циалы равны и на входе усилителя

12 напряжение равно нулю. На дне электроды, например, 8 и 10 имеют равные между собой потенциалы. На электродах 9 и 11 потенциалы тоже . равны, но меньше потенциалов на электродах 8 и 10. Поэтому результирующий сигнал на входе усилителя

12 равен нулю. Если конкреция на-. ходится, например, у электрода 8,то потенциал этого электрода больше потенциала электрода 10. Следовательно, потенциал соединенных элект.— родов 8 и 11 больше потенциала соединенных электродов 9 и 10 и на входе усилителя появляется нацряжение.

Части тока, которые разветвляются в каналах, тоже уравниваются предварительно с помощью заслонки перед тем, как выполняется измерение на дне. Уравнивание токов производится при положении зонда в воде по показаниям прибора, подключенного к питающей цепи, затем к парам измерительных электродов 8, 9 и 10„ 11, Уравнивание токов выполняется до тех пор, пока результирующий сигнал на входе усилителя не уменьшится до величины порядка 25-50 мкВ. При этом токи через питающие электроды составляют 10-20 мА» каналы имеют в поперечном сечении ширину 0,5 см и длину, 12 см, а.измерительный электрод имеет вид прямоугольной полосы с продольным отверстием шириной 1 см и длиной 13 см.

Результирующий сигнал на входе усилителя при расположении зонда на иле из-за неточности балансировки и изготовления деталей не превышает 100 мкВ, сигнал от конкреций, имеющих средний диаметр 2 см и находящихся у одного электрода, превышает 150 мкВ„ т.е. соотношение полезного сигнала и сигнала помехи составляет не менее 1,5. °

Следовательно, разрешающая способность увеличивается по сравнению с известным устройством в несколько раз (не менее чем в ?,5 раз) ., Проверка предлагаемого устройства показала., что предварительная настрой-. ка может выполняться достаточно редко, например раз в месяц.

В..связи с тем, что результирующий сигнал равен или близок к нулю и на однородной поверхности дна и в воде, используется соединение одной из пар измерительных электродов через трансформатор 13. В том случае, когда зонд находится на. дне, потенциал электрода, расположенного у дна, больше,чем лОтенциал электрода, находящегося на противоположной стороне основания в воде, и на выходной обмотке трансформатора возникает напряжение, пропорциональное разности проводимостей пород дна и воды. Этот сигнал измеряется и используется для контроля за положением буксируемого зонда, т.е. протягивается ли зонд по дну ипи планирует в воде, и может использоваться для определения проводимости пород дна. б

1123000

Составитель Л. Воскобойников

Редактор А. Мотыль Техред Л.Микеш Корректор А.Зимокосов

Заказ 8134/38 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская паб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемое устройство за счет применения второго узла с питающим и измерительными электродами, т.е. вычитании сигнала от ила, а также за счет применения корректирующих заслонок обеспечивает большую разрешающую способность измерений при поисках зон распространения конкреций, чем известные устройства. При этом обеспечивается контроль положения зонда на дне и возможность измерять проводимость пород дна.

Автономный буксируемый электрический зонд в виде двух узлов с злект5 родами, расположенными на плоскостях, выполненных в виде крыльев и электронной части, размещенной в герметичном контейнере, позволяет определить границы распространения конкреций и оценивать распределение конкреций по профипю.