Устройство для определения угла наклона горных пород

 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано в устройствах для индуктивного измерения элементов залегания горных пород . Цель изобретения - обеспечение возможности определения угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах , а также повышение точности и достоверности. Цель достигается тем, что устройство содержит дополнительный измерительный канал, в состав которого входят усилитель, фазовращатель и детектор, дополнительная измерительная катушка, а также две компенсационные катушки, расположенные коаксиально на генераторных катушках . Измерительные катушки имеют по две секции и соединены последовательно с компенсационными катуш ками, а дополнительная измерительная катушка подключена к дополнительному измерительному каналу. Введение дополнительной соосной с генераторной измерительной катушки и измерительного тракта позволяет не учитывать в процессе обработки данных магнитную воприимчивость контактирующих пород. Секционирование обмоток в измерительных катушках уменьшает влияние самоиндукции. 1 ил. (Л iNd СХ) to о со ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (5g 4 С 01 Ч 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСИОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3851765/31-25 (22) 05.02,85 (46) 07.01.87. Бюл. ¹ (71) Московский геолого-разведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С,И.Билибин, И.А.Мараев и М,И.Плюснин (53) 550.83(088.8) (56) Патент США № 3609521, кл. 324-6, 1974.

Патент США № 3510757, кл. 324-6, 1973, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА

НАКЛОНА ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к геофизике и может быть использовано в устройствах для индуктивного измерения элементов залегания горных пород. Цель изобретения — обеспечение воэможности определения угла наклона в сильно дифференцировайных по магнитной восприимчивости горных поро,.SU„„1282032 А 1 дах, а также повышение точности и достоверности. Цель достигается тем, что устройство содержит дополнительный измерительный канал, в состав которого входят усилитель, фазовращатель и детектор, дополнительная измерительная катушка, а также две компенсационные катушки, расположенные коаксиально на генераторных катушках. Измерительные катушки имеют по две секции и соединены последовательно с компенсационными катушками, а дополнительная измерительная катушка подключена к дополнительному измерительному каналу. Введение дополнительной соосной с генераторной измерительной катушки и измерительного тракта позволяет не учитывать в процессе обработки данных магнитную воприимчивость контактирующих пород. Секционирование обмоток в измерительных катушках уменьшает влияние самоиндукции. 1 ил.

1282032

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для индуктивного измерения элементсв залегания горных пород в скважинах, и может быть использовано для изме- 5 рения угла наклона пластов относительно оси скважины в магнитных гор1 ных породах.

Цель изобретения — обеспечение возможности определения угла наклона

10 в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах, а также повышение точности и достоверности.

На чертеже изображена схема уст,ройства.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 генераторные катушки„ включенные встречно-последовательно и расположенные соосно, генератор 3

Г переменного напряжения, первую и вторую пары взаимно перпендикулярных секций измерительных катушек 4. 1, 4.2 и 5.1, 5.2 и перпендикулярную им третью измерительную катушку 6, причем оси измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5.2 перпендикулярны осям генераторных катушек. Измерительные катушки расположены между генератор- З0 ными катушками.

В разрыв между секциями измери-тельных катушек последовательно включены первая 7 и вторая 8 компенсационные катушки. Ось третьей измерительной катушки 6 совпадает с осью первой и второй генераторных катушек.

Выходы измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подключены соот1 ветственно к входам первого, второго 40 и третьего усилителей 9-11, выходы которых через первый, второй и третий фазовращаетли 12-14 соответственно подключены к первому, второму и третьему фаэочувствительным детекторам 15-17, опорное напряжение на которые подается с блока 18 формирования опОрного напряжения, а выходы фазочувствительных детекторов соединены с трехканальным каротажным регистратором 19.

Обозиачены также горные породы 20, окружающие скважину 21, длина 1 генераторных катушек 1 и 2, расстояние

2L между ними и диаметр dñ сКаа 55 жины.

Длина 1 генераторных катушек и расстояние 2L между ниии связаны соотношениями

2 с 1/L <15; (1)

1 Ис1, 3. (2)

Устройство работает следующим образом.

От генератора 3 переменного напряжения и первую 1 и вторую 2 генераторные катушки подается переменное напряжение, в окружающих скважину 21 горных породах 20 индуцируется переменное магнитное поле.

Если устройство расположено против однородных горных пород, сигнал в измерительных катушках 4.1, 4.2, 5.1

5.2 и 6 равен нулю. Если устройство расположено против контакта двух различных по магнитной восприимчивости пластов, причем плоскость контакта перпендикулярна оси скважины 21, сигнал наводится только в осевой третьей измерительной катушке 6, а в двух парах поперечных измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5.2 сигнал равен нулю.

Если устройство расположено против наклонного контакта двух пластов с различной магнитной восприимчивостью, сигнал наводится во всех трех измерительных катушках. Сигналы с измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подаются соответственно на первый, второй и третий усилители

9-11 с коэффициентами усиления по напряжению порядка 10, выходное на.-.

2 пряжение с которых подается на первый 12, второй 13, третий 14 фазовращатели, а затем на первый 15, второй 16, третий 17 фазочувствительные детекторы, опорное напряжение на управляющий вход которых подается с блока 18 формирования опорного напряжения. При этом обеспечивается выпрямление ЭДС сигнала, сдвинутого о по фазе на 90 относительно генераторного тока, и исключение влияния удельной электропроводности горных пород 20. Выпрямленное напряжение поступает на каротажный регистратор

19, где производится запись диаграмм

ЭДС. Угол наклона Ы горных пород 20 определяется из выражения

Е +Е

Г с(-=arcing(K -- — — з), (3) з с, — сигнал в первой паре измерительных катушек„ MB сигнал во второй паре измерительных катушек, мВ,"

1282032 изобретения

Формула

Устройство для определения угла наклона горных пород к GcH скважины, преимущественно в скважинах, пересекающих пласты горных пород с различной магнитной восприимчивостью,50 содержащее две идентичные соосные, расположенные на расстоянии 2L друг от друга первую и вторую генераторные катушки, подключенные к генератору переменного напряжения, две поперечные взаимно-перпендикулярные первую и вторую измерительные катушки, оси которых перпендикулярны оси генераторных катушек, причем из21

2 i-— --— - <15 (21) (21.) 1(--(3

2d где Й вЂ” диаметр скважины. с — сигнал в осевой третьей изз мерительной катушке 6, мВ;

К вЂ” коэффициент зонда.

Указанные соотношения приводят к тому, что магнитное поле в зоне ис- .5 следования определяется как поле двух однополярных магнитных полюсоз, расположенных на внутренних торцах генераторных катушек 1 и 2. При этом измеряется поле точечных источников относительно достаточно удаленных точек, расположенных на противополож ных торцах генераторных катушек 1 и

2. Поэтому каротажная кривая против контакта двух сред имеет вид одного остроконечного максимума, вблизи которого не возникают ложные аномалии, связанные с граничными эффектами.

Включение генераторных катушек 1 и 2 встречно-последовательно приводит к тому, что ЭДС в измерительных катушках отлична от нуля только прн пересечении устройством контакта двух

I, сред.

CîîòíîøåHèå (2) приводит к исключению влияния эксцентриситета уст ройства в скважине 21 на результаты измерений. Секционирование первой и второй измерительных катушек 4. i 4.2 и 5.1, 5.2 уменьшает влияние самоиндукции в обмотках и тем самым снижает уровень ЭДС, сдвинутой по фазе на 90 относительно генераторного тока.

Введение первой 7 и второй 8 ком- З5 пенсационных катушек компенсирует до. нуля ЭДС, связанную с частью осевой компоненты чзмеряемого магнитного поля. Введение третьей измерительной катушки 6 позволяет исклю- 40 чить в процессе обработки дчнных учет магниткой нос контактирующих порода мерительные катушки расположены сймметрично по отношению к генераторным катушкам, при этом измерительные катушки подключены к входам усилителей, выходы которых через фазовращатели соединены с управляемыми входами фазочувствительных детекторов, Ъ управляющие входы которых подсоединены к блоку формирования опорного напряжения, а выходы подключены к первому и второму входу многоканаль,ного каротажного регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах, а также повышения, ( точности и достоверности, содержит дополнительные третий усилитель, третий фазавращатель и третий фазочувствительный детектор, а также третью измерительную катушку и две компенсационные катушки, при этом первая компенсационная катушка расположена на первой генераторной катушке и коаксиальна ей, вторая компенсационная катушка расположена на второй генераторной катушке и коаксиальна ей, кроме того, генераторные катушки . соединены встречно-последовательно, первая и вторая измерительные катуш- ки имеют по две секции первую н вто рую, причем концы первых секций соединены с началом соответствующих компенсационных катушек, концы которых соединены с началами вторых секций соответствующих измерительных катушек, третья измерительная катушка расположена соосно и симметрично по отношению к генераторным катушкам и подключена к третьему усилителю, выход которого через третий фазовращатель соединен с управляемым входом третьего фазочувствительного детектора, управляющий вход которого подключен к блоку формирования опорного напряжения, а выход подключен к третьему входу многоканального каротажного регистратора, а кроме того, длина I генераторных катушек и расстояние 2L между ними связаны соотношениями

1282032

Составитель В,Попадько

Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Редактор М. Бланар

Тираж 730— Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7261/43

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная 4