Скважинный магнитометр

 

СКВАЖИННЫЙ МАГНИТОМЕТР, содержащий скважинньй снаряд с электродвигателем , соединенным посредством кинематического узла с феррозондовым преобразователем, при этом скважинный снаряд соединен с наземным измерительным устройством посредством каротажного кабеля с измерительным проводом и проводом питания, наземное измерительное устройство содержит источник питания, измери- . тельную схему, генератор возбуждения, .блок обработки сигнала, умножитель .частоты и фазовый детектор, при этом обмотка злектродвителя через общий провод и провод питания соединена с источником питания, один конец обмотки феррозондового преобразователя соединен с общим проводом, а другой его конец соединен с измерительным проводом, который соединен через блок обработки сигнала с первым входом фазового детектора, выход генер&тора возбуждения соединен с измерительным проводом и через умножитель частоты - с вторым входом фазового детектора, о т л и ч а .ющ и и с я тем, что, с целью повышения его точности, наземное измерительное устройство содержит первый и второй дополнительные источники питания и операционный усилитель W с конденсатором в цепи обратной связи , выводами питания, соединенными с разЛоименными полюсами первого и второго дополнительных источников питания, другие полюсы которых соединены с измерительным проводом, выход фазового детектора соединен с инверсным входом операционного усилителя , прямой вход которого непосредОР 9) ственно, а выход через измерительную схему - с общим проводом каротажного СП кабеля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПЯЬЛИН (l9) (И) 4(sl) С 01 Ч 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУЩСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3652481/24-25 (22) 17 10.83 (46} 23.02.85. Бюл. N - 7 (72) Е.А.Баринов, А.И.Богданович, И.А.Петухов и А.А.Попов (71) Научно-производственное объединение "Рудгеофизика (53) 550.832(088 .8) (56) 1. Яновский Б.М. Земной магнетизм, Л., Изд-во ЛГУ, 1963, с. 423-430.

2. Авторское свидетельство СССР

У 989509, кл. G 01 U 3/18, 1981 (прототип). ,(54)(57) СКВАЖИННЫИ МАГНИТОМЕТР, содержащий скважинный снаряд с электродвигателем, соединенным посредством кинематического узла с феррозондовым преобразователем, при этом скважинный снаряд соединен с наземным измерительным устройством посредством каротажного кабеля с измерительным обем проводом и проводом питания, наземное измерительное устройство содержит источник питания, измери- . тельную схему, генератор возбуждения,. ,блок обработки сигнала, умножитель .частоты и фазовый детектор, при этом обмотка электродвителя через общий провод и провод питания соеди- нена с источником питания, один конец обмотки феррозондового преобразователя соединен с общим проводом, а другой его конец соединен с измерительным проводом, который соединен через блок обработки сигнала с первым входом фазового детектора, выход генератора возбуждения соединен с измерительным проводом и через

:умножитель частоты - с вторым входом фазового детектора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше.ния его точности, наземное измерительное устройство содержит первый и второй дополнительные источники питания и операционный усилитель с конденсатором в цепи обратной связи, выводами питания, соединенными с раз.1оименными полюсами первого и второго дополнительных источников питания, другие полюсы которых соединены с измерительным проводом, выход фазового детектора соединен-с инверсным входом операционного усилителя, прямой вход которого непосредственно, а выход через измерительную схему — с общим проводом каротажного кабеля.

1 11413

Изобретение относится к геофизике, la более конкретно — к устройствам

i для проведения магнитных измерений в скважинах при проведении развед-ки полезных ископаемых.

Известно устройство для измерения составляющих магнитного поля, содержащее три феррозонда, ориентированных по трем взаимно-ортогональным осям (13.

Недостатком известного устройст,ва является низкая точность, обус;ловленная технологической погрешностью изготовления феррозондов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинный магнитометр, содержащий скважинный снаряд с электродвигателем, соединенным посредством кинематического узла с феррозондовым преобразователем, при этом скважинный снаряд соединен с наземным измерительным устройством посредством каротажного кабеля с измерительным общим проводом и проводом питания,, 4

1 наземное измерительное устройство содержит источник питания, измерительную схему, генератор возбуждения блок обработки сигнала, умножитель частоты и фазовый детектор, при зо этом обмотка электродвигателя через общий провод и провод питания соединена с источником питания, один конец обмотки феррозондового преобразователя соединен с общим проводом, а другой конец соединен с измеритель-З5 ным проводом, который соединен через блок обработки сигнала с первым входом фазового детектора, а выход генератора возбуждения соединен с измерительной жилой и через умножитель частоты — с вторым входом фазового детектора (2 j.

Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная дрейфом нуля, вызванного падением напряжения на сопротивлении общего провода каротажного кабеля. Цель изобретения — повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что в скважинном магнитометре, содержащем скважинный снаряд с электродвигателем, соединенным посредством кинематического узла с феррозондовым преобразователем, при этом скважинный снаряд соединен с наземным измерительным устройством посредством каротажного кабеля с измерительным

65 2 общим проводом и проводом питания, наземное измерительное устройство содержит источник питания, измерительную схему, генератор возбуждения., блок обработки сигнала, умножитель частоты и фазовый детектор, при этом обмотка электродвигателя через общий провод и провод питания соединена с источником питания, один конец обмотки феррозондового преобразователя соединен с общим проводом, а другой его конец соединен с измерительным проводом, который соединен через блок обработки сигнала с первым входом фазового детектора, выход генератора возбуждения соединен с измерительным проводом и через умножитель частоты — с вторым входом фазового детектора, наземное измерительное устройство содержит первый и второй дополнительные источники питания и операционный.усилитель с конденсатором в цепи. обратной связи, выводами питания, соединенными с разноименными полюсами первого и второго дополнительных источников питания, другие полюсы которых соединены с измерительным проводом, выход фазового детектора соединен с инверсным входом операционного усилителя, прямой вход ко- торого непосредственно, а выход через измерительную схему — с общим проводом каротажного кабеля.

На чертеже представлена схема устройства.

В скважинном приборе 1 размещены феррозондовый преобразователь 2 и электродвигатель 3, которые подключены к наземному измерительному устройству 4 через трехжильный каротажный кабель 5 с измерительным 6, токовым 7 и общим S проводами. Наземное измерительное устройство 4 содержит включенный по схеме интегратора операционный усилитель 9, с дополнительными источниками 10 и 11 питания, общая точка которых подключена через измерительный провод 6 к одному из концов обмотки феррозондового преобразователя 2, инверсный вход операционного усилителя 9 подключен к выходу фазового детектора 12, а выход операционного усилителя 9 через измерительную схему 13 и его прямой вход непосредственно подключены к общему проводу 8. Входы фазового детектора 12 соединены с выходами умножителя 14 частоты и блока 15

3 11413 обработки сигнала. Блок 15 обработки сигнала включает в себя схемы для фильтрации,.усиления и формирования сигнала, поступающего с обмотки феррозондового преобразователя 2.

Выход генератора 16 возбуждения соединен с входом умножителя 14 частоты и через иэмерительныи провод 6 — с одним иэ концов обмотки феррозондового преобразователя 2 °

Источник 17 питания соедчнен с электродвигателем 3 через-токовый 7 и общий 8 провода каротажного кабеля 5.

Устройство работает следующим, образом.

Электродвигатель 3 вращает феррозондовый преобразователь 2. Ток возбуждения от генератора 16 возбуждения подается по каротажному кабелю 5 в обмотку феррозондового преобразователя 2. ЭДС четной гармоники тока воэбужления, возникшая на обмотке феррозондового преобразователя 2 при наличии составляющей магнит-2 ного поля в направлении его оси, выделяется и усиливается блоком 15 обработки сигнала и подается на первый вход фазового детектора 12, на второй вход которого поступает умноженное по частоте умножителем 14 частоты напряжение генератора 16 возбуждения. На выходе фазового детектора 12 появляется пульсирующий ток, величина и направление которого определяются величиной и направлением магнитного поля по оси феррозондового преобразователя 2.

Этот ток интегрируется операционным усилителем 9 и поступает в обмотку феррозондовогЬ преобразователя 2, компенсируя измеряемое магнитное поле. Ток компенсации замыкается

jno цепи: один из источников 10 или 11

65 4 питания — операционный усилитель 9 измерительная схема 13 — общий провод 8 — обмотка феррозондового преобразователя 2 — измерительный провоп 6 — общая точка источников 10 и 11 питания. Измерительная схема 13 может быть включена не только между выходом операционного усилителя 9 и общим проводом 8, но и в разрыв любого места цепи, по которому замыкается ток компенсации.

Ток, потребляемый электродвигателем 3 от источника 17 питания, созда" ет на сопротивлении общего провода 8 картотажного кабеля 5 падение напряжения.

При этом смещение нуля уменьшено, по крайней мере, на 60 дБ, т.е. на 3 порядка, так как падение напряжения на общем проводе 8 является синфазным по отношению к входам операционного усилителя 9, который обладает большим коэффициентом подавления синфазной помехи.

Ток компенсации определяется величиной ЭДС четной гармоники на обмотке феррозоидового преобразователя 2 и не зависит от падения напряжения на сопротивлении общего про-! вода 8 sa счет протекания тока электродвигателя 3.

Изобретение позволяет повысить точность измерений благодаря использованию операционного усилителя, обладающего большим коэффициентом подавления синфаэной помехи, что обеспечивает синфаэность падения напряжения на общем проводе по отношению к прямому и инверсному входам операционного усилителя, уменьшая при этом дрейф нуля при измерении составляющей вектора магнитного поля, направленной вдоль оси вращения феррозондового преобразователя.

Составитель В.Попадько

Редактор П.Коссей ТехредЛ.Мартяшова. Корректор Г.Огар

Заказ 491/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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