Устройство для каротажа магнитной восприимчивости

 

Изобретение относится к электромагнитным исследованиям в скважинах с использованием индукционных зондов. Цель - повышение точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сфер. Устройство содержит генераторную катушку, соединенную с генератором, фокусирующую и измерительную катушки, соединенные последовательно и встречно. Измерительная катушка имеет дополнительную секцию. Сигнал с выводов фиксирующей и измерительной катушек подается на усилитель и через фазочувствительный выпрямитель - на регистратор. С дополнительной секции измерительной катушки сигнал подается на усилитель и через фазочувствительный выпрямитель - также на регистратор. Опорное напряжение на фазочувствительные выпрямители подается с генератора. При выполнении условия W<SB POS="POST">ф</SB> (2L<SB POS="POST">и</SB> ± L<SB POS="POST">и</SB>)<SP POS="POST">3</SP> = (W<SB POS="POST">и</SB> - W<SB POS="POST">и</SB>) (2L<SB POS="POST">и</SB> - L<SB POS="POST">ф</SB> - L<SB POS="POST">и</SB>)<SP POS="POST">3</SP>, где W<SB POS="POST">ф</SB>, W<SB POS="POST">и</SB>, W<SB POS="POST">и</SB> - числа витков катушек и секций, L<SB POS="POST">и</SB> и L<SB POS="POST">и</SB> - длины основной и дополнительной секций измерительной катушки, L<SB POS="POST">ф</SB> - длина фокусирующей катушки, L<SB POS="POST">и</SB> - расстояние между центрами измерительной и генераторной катушек, на регистраторе в зависимости от знака в формуле будет наблюдаться сигнал, пропорциональный магнитной восприимчивости среды, а при пересечении границ раздела разномагнитных сред - характерные экстремумы, что повышает точность выделения границ магнитных пластов при интерпретации результатов каротажа. 1 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 V 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:;;. айМ .:" ..А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1. (21) 4136971/31-25 (22) 20,10.86 (46) 23.09.89. Бил . Р 35 (71) Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" (72) Д.Н,Лотов (53) 550,837(088.8) (56) Кудрявцев Ю.И. и др. Каротажный индукционный зонд с общим ферромагнитным сердечником для слабомагнитных разрезов,/Сб, Геофизическая аппаратура, Вып. 71, 1980, с. 114-126..

Авторское свидетельство СССР

У 1133577, кл. G 01 V 3/18, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТА(А МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ (57) Изобретение относится к электромагнитным исследованиям в скважинах с использованием индукционных зондов ° Цель — повьппение точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сфер. Устройство содержит генераторную катушку, соединенную с генератором, фокусирующую и измерительную катушки, соединенные последовательно и встречно.Измерительная катушка имеет дополниИзобретение относится к области электромагнитных исследований в скважинах с использованием индукционных зондов.

Цель изобретения — повышение точности определения положения границы магнитных и немагнитных сред.

„„SU„„3 509782 А 1

2 тельную секцию. Сигнал с выводов фикг сирующей и измерительной катушек подается на усилитель .и через фазочувствительный выпрямитель — на регистратор. С дополнительной секции измерительной катушки сигнал подается на усилитель и через фазочувствительный выпрямитель — также на регистратор. Опорное напряжение на фа" зочувствительные выпрямители подается с генератора. При выполнении условия W (2L„tl „)3 =(W W „" ) (2L„

1 -1„), где V>, W „, W u — числа вити ков катушек и секций, 1 „ и 1 „ — длины основной и дополнительной секций измерительной катушки, 1 ф — длина g фокусирующей катушки, L„ — расстояние между центрами измерительной и генераторной катушек, на регистраторе в зависимости.от знака в формуле будет наблюдаться сигнал,пропорциональный магнитной восприимчивости среды, а при пересечении границ раздела разномагнитных сред — ха- СЛ рактерные экстремумы, что повышает { точность выделения границ магнитных {;ф пластов при интерпретации результатов каротажа, 1 ил. QO

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генераторную катушку 1,.выводы которой подключены к выходу генератора 2 переменного напряжения. Измерительная цепь зонда состоит из фокусирующей катушки

DE=Gz(E „-kE(>y); 1 =Сф/Си, (1) где G — геометрический фактор. зонда; — магнитная восприимчивость, G„ G < — геометрические факторы измерительной и фокусирующей катушки.

При перемещении зонда в магнитную среду на входе усилителя ll появляется сигнал, в котором после усиле50

3 150978

3, с которой последовательно и встречно связана измерительная катушка, состоящая из первой 4 и второй 5 секций. Генераторная, фокусирующая и измерительная катушки размещены в корпусе зонда 6. Вывод фокусирующей катушки и общий вывод первой и вто" рой секций измерительной катушки связаны с входом основной схемы 7 преоб- 10 разования сигнала, состоящей из усилителя 8 и фазочувствительного выпрямителя 9. Выводы фокусирующей катушки и второй секции измерительной катушки соединены с входом дополни- 15 тельной схемы 10 преобразования сигнала, состоящей из последовательно включенных усилителя ll и фазочувствительного выпрямителя 12. Выходы основной и дополнительной схем преобразования сигнала подключены .к входам двухканальноro регистратора

13. Фазочувствительные выпрямители

9 и 12 соединены с генератором 2 для подачи опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Генераторная катушка 1 создает в окружающем пространстве переменное электромагнитное поле, которое индуцирует в фокусирующей 3 и измерительной катушках зонда ЭДС, величина которой пропорциональная напряженности электромагнитного поля. В немагнитной и непроводящей среде на 35 катушках наводится ЭДС первичного поля, которые обозначим соответственf но Е „и Е ф, Исследования показывают, что олтимальное отношение числа витков на фокусирующей катушке 40

ИФ и на измерительной катушке Ъ„ может быть 11ф/И„=0,35-0,40, при этом отношение ЭДС: ЕФ/ E о, находится в пределах Я / f 0,4-0,6. Разностный сигнал на фокусирующей и из- 45 мерительной катушках с1 Е пропорционален магнитной восприимчивости окружающей среды.

2 4 ния выделяется синфазная составляющая, зависящая от магнитной восприимчивости среды. Эта операция выполняется фазочувствительным выпрямителем 12, а на регистраторе 13 записывается информация о магнитной восприимчивости среды, окружающей зонд.

В условиях немагнитной и непроводящей среды сигнал на входе усилителя 8 равен нулю, Расчеты показывают, что равенство ЭДС первичного поля на фокусирующей катушке и одной секции измерительной катушки

ЕФ= Я „- Я,"„, при котором наблюдается нулевой сигнал на входе усилителя 8, достигается при условии

1 „-1„ ) (11и V„) (2Lå 1Ф 1р) где V

Ф

M uM число витков на фокусируюющей катушке; число витков на основной и дополнительной секциях измерительной катушки;

ЭДС, наводимые первичным полем на основной и дополнительной секциях измерительной катушки; длины основной и дополнительной секций измерительной катушки; расстояние между центрами возбуждающей и основной секций измерительной катушки.

f II оп

1„и 1„Ь и

При помещении устройства в магнитную однородную среду значение ЭДС на измерительной и фокусирующей катушках уменьшается пропорционально магнитной восприимчивости. В случае, когда расстояние между источником и приемником поля в несколько раз превышает диаметр скважины, ее влиянием можно пренебречь. При этом ЭДС на фокусирующей катушке и одной секции измерительной катушки равны, а на

L входе усилителя 8 также наблюдается нулевой сигнал. Сигнал на входе усилителя 8 будет отличен от нуля только в том случае, когда граница раздела магнитной и немагнитной среды находится между фокусирующей катушкой 3 и измерительной катушкой 4, Этот сигнал имеет вид характерного экстремума.

Одновременная регистрация сигналов на двух секциях измерительной катушки позволяет одновременно полу5 15 чить данные как о магнитной восприимчивости пласта, так и о точном положении границ раздела.

Формула изобретения

Устройство для каротажа ма нитной восприимчивости, содержащее генератор переменного напряжения, к первому выходу которого подключена генераторная катушка, фокусирующую и измерительную катушки, включенные последовательно и встречно, схему преобразования сигнала с двумя парами полюсов на входе, первая из которых подключена к фокусирующей и измерительной катушкам, а вторая подключена к второму выходу генератора переменного напряжения, и регистратор, подключенный к выходу схемы преобразования сигнала, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения положения контакта магнитных и немагнитных сред, генераторная, фокусирующая и измерительная катушки размещены в корпусе зонда, причем измерительная катушка выполнена из двух секций, и в устройство введена дополнительная схема преобразования сигнала с двумя парами полюсов на входе, а в качестве регистратора выбран двухканальный регистратор, первый канал которого подключен к выходу основной схемы преобразования сигнала, а вто09782 6 рой канал подключен к выходу дополнительной схемы преобразования . сигнала, первый вывод фокусирующей ка5 тушки соединен с первым выводом первой секции измерительной катушки, второй вывод фокусирующей катушки заземлен и соединен с вторым полюсом первой пары полюсов входа основной и дополнительной схем преобразования . сигнала, вторбй вывод первой секции измерительной катушки соединен с первым выводом второй секции измерительной катушки и с первым полюсом !

5 первой пары полюсов входа основной схемы преобразования сигнала, второй вывод второй секции измерительной катушки соединен с первым полюсом первой пары полюсов входа дополни20 тельной схемы преобразования сигнала второй вывод генератора переменного напряжения подключен к второй паре полюсов входа дополнительной схемы преобразования сигнала, причем число

25 витков на первой У„ и второй М„" секциях измерительной катушки и фокусирующей И катушке удовлетворяет соотношению

W (2L„«1и ) =(М„+Wu) (2L„-lp-1н) где L — расстояние между центрами и измерительной и генераторной катушек;

1„ и 1 „ - длины первой и второй сек(((35 ций измерительной катушки;

1 ф — длина фокусирующей катушки.

1509782

Составитель И.Соколов

Редактор Н.Яцола Техред M,дидык Корректор О.Ципле

Заказ 5804/41 Тирах 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101