Устройство для каротажа магнитной восприимчивости

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ, содержащее генераторную катушку, подключенную к генератору синусоидального напряжения , фокусирующую и измерительную катущки, включенные последовательновстречно и связанные с входом схемы преобразования сигнала, выход которой соединен с регистратором, при этом катущки расположены соосно на заданном расстоянии одна от другой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при каротаже скважин с переменным диаметром, расстояния между центрами генераторной и измерительной катущек Ьки между центрами генераторной и фокусирующей катушек Ьф связаны соотношением П 9 -jJ-linl; - 0 U, LK Ьй где -длина измерительной катушки; Ф -длина фокусирующей катушки, а число витков фокусирующей катушки i Wф и число витков измерительной катущки WH связаны соотношением (Л 0,2 Wф/Wи 0,5 00 оо СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„SU 1133577

4(59 G Ol V 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ пш

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3548103/24-25 (22) 07.02.83 (46) 07.01.85. Бюл. № 1 (72) Д. Н. Лотов, Г. В. Терехов и Л. М. Подклетнов (71) Научно-производственное объединение

«Рудгеофизика» (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №,693283, кл. G Ol R 33/16, 1977.

2. Патент США № 2582315, кл, 176—

182, 1952 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА

МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ, содержащее генераторную катушку, подключенную к генератору синусоидального напряжения, фокусирующую и измерительную катушки, включенные последовательновстречно и связанные с входом схемы преобразования сигнала, выход которой соединен с регистратором, при этом катушки расположены соосно на заданном расстоянии одна от другой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при каротаже скважин с переменным диаметром, расстояния между центрами генераторной и измерительной катушек 1к и между центрами генераторной и фокусирующей катушек 1 ф связаны соотношением

02> " >05 ф ! I где 8и -длина измерительной катушки;

8ф — длина фокусирующей катушки, а число витков фокусирующей катушки

Wy и число витков измерительной катуш- Ж ки Юи связаны соотношением

0,2(W4,/WN (0,5

1133577

Изобретение относится к геофизике и предназначено для измерений магнИтной восприимчивости пород и руд в естественном залегании, в частности для каротажа магнитной восприимчивости.

Известно устройство для непрерывных измерений магнитной восприимчивости, содержащее генераторную, измерительную и фокусирующую катушки с заданным числом витков фокусирующей катушки и заданным расстоянием между катушками (1) .

Недостатком устройства является низкая разрешающая способность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для каротажа магнитной восприимчивости, содержащее генераторную катушку, подключенную к генератору синусоидального напряжения, фокусирующую и измерительную катушки, включенные последовательновстречно и связанные с входом схемы преобразования сигнала, выход которой соединен с регистратором, при этом катушки расположены соосно на заданном расстоянии одна от другой (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность при каротаже скважин с переменным диаметром.

Цель изобретения — повышение точности при каротаже скважин с переменным диаметром.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для каротажа магнитной восприимчивости, содержащем генераторную катушку, подключенную к генератору синусоидального напряжения, фокусирующую и измерительную катушки, включенные последовательно-встречно и связанные с входом схемы преобразования сигнала, выход которой соединен с регистратором, при этом катушки расположены соосно на заданном расстоянии одна от другой, расстояние между центрами генераторной и измерительной катушек 1 „и между центрами генераторной и фокусирующей катушек 1 4 связаны соотношением

02 — —" — ) 05

1и где и — длина измерительной катушки;

8

Юи связаны соотношением

0,2 (Ър/Ъ и (О 5.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для каротажа магнитной восприимчивости; на фиг. 2 — теоретические кривые зависимости приращений выходного сигнала от диаметра скважины.

Устройство содержит генераторную катушку 1 (фиг. 1), подключенную к генератору 2 синусоидального напряжения, фокусирующую 3 и измерительную 4 катушки, включенные последовательно-встречно и подключенные к входу схемы 5 преобразования сигнала. Выход схемы 5 преобразования сигнала соединен с регистратором 6. Блок 7 питания соединен с блоком 5 преобразования сигнала и генератором 2 синусоидального напряжения.

Графики 8 — 17 (фиг. 2) получены расчетным путем для приращения выходного сигнала 4 Х от диаметра скважины d скь, где л E — приращение ЭДС измерительной цепи; — начальная ЭДС измерительной катушки;

Ж вЂ” магнитная восприимчивость среды.

График 18, представленный точками, получен экспериментально.

Когда фокусирующая 3 и измерительная 4 катушки находятся на расстоянии

Q/1.ц )0,7, имеет . место следующая зависимость между приращением разностей

ЭДС и конструктивными параметрами где и E — приращение разностей ЭДС под воздействием среды с магнитной восприимчивостью Х;

ЭДС первичного поля измерительной катушки;

Работа устройства заключается в сле20 дующем.

Генераторная катушка 1, питаемая генератором 2 синусоидального напряжения, создает в окружающем пространстве переменное магнитное поле. В условиях немагнитной и непроводящей среды в фокусцрующей 3 и измерительной 4 катушках под действием поля генераторной катушки 1 индуцируются различные по величине и направлению ЭДС . При помещении устройства в скважину, пересекаемую маг30 нитные породы, поле генераторной катушки 1 взаимодействует с исследуемой магнитной средой. В результате этого взаимодействия ЭДС на фокусирующей 3 и измерительной 4 катушках вследствие различного их удаления от генераторной катушки изменяется по различным законам.

Получаемое приращение разностного сигнала, зависящее от магнитной восприимчивости среды, поступает на вход схемы 5 преобразования сигнала и далее на ре40 гистратор 6. Измеряемый сигнал, кроме измеряемого параметра Х, зависит также от условий измерений, в частности от изменяющегося диаметра скважины и конструктивных особенностей индукционного преобразователя.

ll33577

5„ - геометрический фактор зонда, состоящего из генератор ной и измерительной катушек;

9@ — геометрический фактор зонда, состоящего из возбуждающей и фокусирующей катушек.

6 7 8 9

1 2 3 4 5 10

Кривая

Отношение числа витков на катушках ф О, 13 О, 18 0,24 0,31 0,36 0,43 0,48

0,55 i,62 0,67

Величина интервала

0,266 0,282 0,312 0,350 0,354 40,343 0, 9 0;01 ;„., (-,—, 0,2> —" Ф=...0,5 — — — и ьи 1.и

Формула использована при построении графиков зависимости приращения измеряемого сигнала h F/боя Х от переменного диаметра скважины (фиг. 2) для различных отношений Юф/Юи, откуда видно, что чем положе максимум кривой, тем в меньшей

Чем больше интервал и d, тем шире область исключения влияния на измерения переменного диаметра скважины и меньше погрешность измерений в скважинах с переменным диаметром.

Если использована скомпенсированная схема измерений, то число витков на измерительной и фокусирующей катушках подбирается таким образом, чтобы ЭДС в воздухе равнялась нулю. На фиг. 2 кривой чувствительности такого скомпенсированного зонда является. кривая 9, причем величина интервала b. Йскь/L> у такого зонда равна 0,280 (см. таблицу). Устройства, характеризующиеся большим интервалом Л дскв/1 и отличаются меньшей зависимостью выходного сигнала от переменного диаметра скважины. Одновременно, с отношением W+/Ю„область исключения влияния на измерения переменного диаметра скважины зависит также от отношения

QL>. Интервал b. d< <, в котором показания прибора изменяются не более чем на. 5% от максимального значения, увеличивается с ростом отношения.

Минимальное расстояние между катушками ограничено длиной ффокусирующей 3 и 3и измерительной 4 катушек и определяется выражением 0,5(3ф+ 3и). Из расчестепени измеряемый сигнал зависит от отношения Й кв/1 я. Кривизна графиков оценивается путем следующего построения.

Для каждой кривой определяется область, в которой величина измеряемого сигнала изменяется не более, чем на 5% от максимального значения. Этот интервал Ader,e, показан на кривых пунктирной линией. Величина интервала Ь d< e (выраженная в единицах L<) для различных отношений числа витков на фокусирующей 3 и измерительной 4 катушках Ир/Ъц приведена в таблице. тов следует, что область значений Wp/WH, при которых устройства отличаются боль35 шим интервалом Л d«s, определяется выражениями

QLw= 0,85 (см. фиг. 2);

0,18<уф/Юи <0,6;

Ly/Lp— = 0,8;

0,2 (Q /Ъи < 0,5;

L4/1-и= 0,7

0,22 (Wy/Wи (0,31.

Устройства с параметром Lp/L> меньше

0,7 характеризуются меньшим интервалом

Ь4скв, в котором величина измеряемого сиг45 нала изменяется не более чем на 5% от максимального значения.

Положительный эффект наблюдается в устройствах, где выполняется соотношение

0,2(Wy/Ъ и<0,5; и QLpp0,8.

С учетом 3ф и f, получается соотношение определяющее расстояние между центрами катушек

В соответствии с полученными соотношениями изготовлено и испытано устройство, где количество витков на фокусирующей

1133577 яЕ со

7 а,z

П,2

Составитель В. 11опадько

Редактор В. Данко Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 9833/39 Тираж 7/3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ЪФ и измеРительной Юи катУшках РавнЯЕтсЯ соответственно Ъф = 1300 витков и W =

= 3000 витков, а расстояние между генераторной и измерительной катушками

1 и — 150 мм, а между фокусирующей и измерительной — 22 мм. Получена зависимость величины измерительного сигнала от переменного диаметра скважины. Результаты испытаний показаны на фиг. 2 на кривой !8 в,виде точек. Как следует из графика, с этим макетом можно проводить исследования в скважинах диаметром 36 — 90 мм (т. е. Ьдсиь/Lè — — 0,2 — 0,6) .

Изобретение позволяет на 25% расширить область исключения переменного расстояния до исследуемой среды, при этом почти в 3 раза повысить чувствительность благодаря выбору оптимальных по точности и чувствительности конструктивных параметров.