Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа

 

Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа относится к геофизическим исследованиям скважин методом диэлектрического каротажа и применяется для градуировки аппаратуры в процессе подготовки ее к скважинным исследованиям., Цель . изобретения - повышение точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой и высокочастотных трактов . аппаратуры диэлектрического каротажа. Для этого в устройство введены аттенюатор и три катушки индуктивности, помещенные внутри полого цилиндра из немагнитного материала с внутренним диаметром, обеспечивающим исключение волноводного эффекта. Расстояние между катушками соответствует расстоянию между катушками трехэлементного зонда диэлектрического каротажа. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р4 С 01 Ч 3/18

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21} 3790037/24-25 (22) 13.09.84 (46) 23.06.86.Вюл. У 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (?2) В.Г.Судничников, В.Ф.Шабарин и Н.Н.Мухаметдинов (53} 550.832(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 325355, кл. G 01 V 3/18, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Р 371547, кл. G Ol Ч 3/18, 1971.

Ванштейн Л.А. Электромагнитные волны. -М.:Советское радио, 1957, с.203, 212.

Молчанов А.П., Занадзоров П.Н.

Курс электротехники и радиотехники.

-М.:Наука, 1969, с.59, 74-78.

ÄÄSUÄÄ 1239675 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ АППАРАТУРЫ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа относится к геофизическим исследованиям скважин методом диэлектрического каротажа и применяется для градуировки аппаратуры в процессе подготовки ее к скважннным исследованиям. ° Цель . изобретения — повышение точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой и высокочастотных трактов аппаратуры диэлектрического каротажа.

Для этого в устройство введены аттенюатор и три катушки индуктивности, помещенные внутри полого цилиндра из немагнитного материала с внутренним диаметром, обеспечивающим исключение волноводного эффекта. Расстояние между катушками соответствует расстоянию между катушками трехзлементного зонда диэлектрического каротажа. 2 ил.

1239675

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, в частности к устройствам градуировки аппаратуры диэлектричес" кого каротажа на поверхности Земли, Цель изобретения — повышение точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой части и высокочастотных трактов усиления аппаратуры диэлектрического каротажа.

На фиг,! представлено устройство для градуировки приборов диэлектрического каротажа, содержащих один излучающий и два приемных элемента; на фиг.2 — блок калиброванньп фазосдвигаюпфх цепочек, Катушки 1-3 (фиг. 1) размещаются соосно внутри полого экранирующего циличдра 4, причем катушки 2 и 3 соединяются с выходами блока 5 с набором калиброванных фазосдвигающих цепочек, а катушка 1 через аттенюатор 6 соединяется с входом блока 5, при градуировке устройство устанавливается коаксиально на прибор диэлектрического каротажа, на его зондовую часть 7 таким образом, чтобы

его элементы (катушки) 8-10 располагались против катушек 1-3 устройства для градуировки.

Проверку работоспособности приборов диэлектрического каротажа с помощью устройства подразделяют на два этапа, Один из этапов заключается в проверке соответствия фазовых сдвиговых сигналов на приемных элементах 9 и

1О прибора диэлектрического каротажа его выходному сигналу, для чего переключателем блока 5 с набором калиброванных фазосдвигающих цепочек последовательно создаются заранее заданные сдвиги фаз и одновременно контролируется их соответствие выходному сигналу прибору.

Другой из этапов предусматривает проверку динамического диапазона входных сигналов, в котором сохраняется работоспособность прибора диэлектрического каротажа. Для осуществления указанной проверки необходимо при постоянном положении переключателя блока калиброванных фазосдвигающих цепочек аттенюатором блока б изменять уровень сигнала, поступающего в блок 6, например от максимума к минимуму, при этом выходной сигнал прибора диэлектрического каротажа. должен оставаться постоянным (так как фазовый сдвиг сигналов, поступающих на приемные элементы 9 и 10, неизменен), Как только произойдет резкое изменение уровня выходного сигнала прибора диэлектрического ка " ротажа, что соответствует достижению порога его чувствительности, необходимо прекратить движение ручки аттенюатора блока 6 и по его шкале оценить порог чувствительности.

Работа устройства (фиг.1) совместно с зондовой частью 7 прибора диэлектрического каротажа.

Электромагнитное поле, излучаемое катушкой 8 зондовой части прибора диэлектрического каротажа, наводит сигнал в катушке 1 устройства для градуировки, который через аттенюатор

6 по коаксиальному кабелю подается в блок 5 калиброванных фазосдвигающих цепочек, с этого блока на катушку 2 поступает сигнал с постоянным фазовым сдвигом относительно фазы сигнала в катушке 1. На катушку

3 подается сигнал с калиброванным фазовым сдвигом относительно фазы сигнала в катушке 2. Токи, протекающие в катушках 2 и 3, наводят ЭДС

З5 î

5 !

О !

20 в приемных элементах 9 и 10 зондовой части прибора диэлектрического каротажа соответственно.

Коаксиальные линии, подходящие к катушкам 1-3, соединяются с ними через отверстия, просверленные в экранирующем полом цилиндре 4 в непосредственной близости от указанных катушек, и проложены снаружи этого цилиндра.

Экранирующий полый цилиндр 4 способствует затуханию прямого поля из" лучаемого катушкой 8 практически до нулевого значения, что позволяет в устройстве провести проверку работоспособности аппаратуры и. ее градуировки как по амплитудным, так и по фазным характеристикам во всем рабочем дипазаоне входньп сигналов. Полый цилиндр 4 за счет экранирующего эффекта устраняет взаимное влияние катушек 2 и 3.

Для исключения влияния прямого поля излучающей катушки зондового устройства на приемные катушки в предлагаемом устройстве используется полый цилиндр из проводящего материала, выполняющий роль экрана, В качестве такого экрана можно исполь1239б75

55 зовать немагнитные металлические трубы из алюминия, меди и их сплавов, как наиболее доступные. Диаметр экранирующего цилиндра выбирается в несколько раз меньшим критической длины волны электромагнитного поля рабочей частоты во избежание волноводного эффекта. Наиболее важными волнами в волноводе круглого сечения являются волны Но,, Н„; Н,, критические длины которых лежат в диапазоне 0,84-1,71 диаметра волновода. Поэтому при выборе внутреннего диаметра экранирующего цилиндра должно соблюдаться условие с .d (((l)

1,71 где d — диаметр экранирующего цилиндра; с — скорость распространения электромагнитных волн, f — рабочая частота излучения поля.

В качестве примера приводят. данные макета градуировочного устройства для аппаратуры диэлектрического каротажа АДК-l работающей на частоте 43,035 МГц с зондом ИО, 25ИО, 75Г, в котором роль экранирующего цилиндра выполняет труба из алюминия с внутренним диаметром 0,12 м и длиной

1,3 м.

При помещении зондовой части аппаратуры АДК-I в данный отрезок трубы амплитуды принимаемых сигналов составляют доли процента от амплитуд прямого поля в воздухе без экрана, т.е. на уровне шумов. Амплитуды принимаемых сигналов измеряют на выходе преобразователя частоты.

По равенству (1) находим критический диаметр волновода (d„ ), который равен 4,08 и.

Из полученного значения следует, что для возникновения волноводного эффекта на частоте 43,035 МГц необходима труба диаметром не менее

4,07 м, в нашем случае диаметр трубы равен 0,12 м, что более, чем в 30 раз меньше критического диаметра что обеспечивает отсутствие волноводного эффекта.

Один иэ вариантов принципиальной электрической схемы (фиг.2) блока калиброванных фазосдвигающих цепочек построен по известной мостовой схеме — мост Уитстона. Выбор указанной схемы обусловлен тем, что при pery10 !

40 лировании фазы выходного напряжения на катушке Ь2:(О-!80") относительно . опорного напряжения на катушке LI. амплитуда напряжения с регулируемой фазой остается постоянной и равной половине питающего напряжения.

В рабочем макете градуировочного устройства аппаратуры диэлектрического каротажа АДК-1 резисторы Р и

R> выбраны равными по сопротивлению

R<=R> = 75 Ом. Конденсатор С, =5I пФ.

Резисторы Р 4 — R,, подключаемые пе« реключателем В2, перекрывают весь диапазон сопротивлений от нуля до бесконечности. Резистор R необходим для регулирования напряжения на катушке LI при настройке схемы градуировочного устройства. Переключатель

Bl служит для изменения направления включения катушки LI на противоположное, что позволяет получать фазовые сдвиги относительно опорного напряжения с опережением до 180 с и отставанием до 180 . Но катушки о

LI и L2 имеют конечное значение сопротивления переменному току, исчисляемое несколькими сотнями Ом, поэтому практическая схема фазовращателя (фиг.2) позволяет получить фазовый о, сдвиги «+ 150. — + 170, т. е. перекрыть диапазон в 300 .

Применение указанного цилиндра при реализации устройства позволяет произвести проверку приборов диэлектри ческого каротажа оперативно и практически в любых условиях, например, при наличии электромагнитных излучений и больших металлических масс, находящихся в непосредственной близости, Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет охватить градуировкой высокочастотный тракт усиления и зондовую часть аппаратуры диэлектрического каротажа, исключив тем самым погрешность при фазовых измерениях, обусловленную взаимовлиянием каналов. Снижение погрешности при градуировке аппаратуры позволит точнее определять диэлектрическую проницаемость пород.

Устройство позволяет проверить динамический диапазон работы скважинной аппаратуры по уровню входных сигналов на поверхности до спуска прибора в скважину.

1239675 ф фиа У

5 Кг9

Составитель Л.Воскобойников

Редактор Н,Рогулич Техред Л.олейник 1(орректор N.Шароши

Заказ 3393/47 Тираж 728 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно"полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная, 4

Формула изобретения

Устройство для градуировки аппаратуры диэлектрического каротажа, со держащее блок с набором калиброванных фазосдвигающих цепочек, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности градуировки путем охвата при градуировке зондовой части и высокочастотных трактов усиле-. ния аппаратуры диэлектрического каротажа, в него введены аттенюатор и

tpH катушки индуктивности, размещенные соосно внутри полого цилиндра иэ немагнитного электропроводящего мате- риала с внутренним диаметром, обеспечивающиг исключение волноводного эффекта излучаемых электромагнитных колебаний, причем расстояние между катушками равно расстоянию между катушками зонда аппаратуры диэлектрического каротажа, первая катушка через аттенюатор соединена с входом

>0 блока с набором калиброванных фазосдвигающих цепочек, а вторая и третья катушки соединены с его пе1 вым и вторым выходами соответственно.