Способ поверки аппаратуры электромагнитного каротажа и устройство для его осуществления

Авторы патента:


 

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к способам и устройствам, предназначенным для поверки аппаратуры электромагнитного каротажа. Технический результат: повышение точности поверки аппаратуры электромагнитного каротажа. Сущность изобретения: устанавливают проводящее кольцо на оси зонда в положение, соответствующее нулевому значению измеряемой разности фаз, между ЭДС, наведенными в измерительных катушках зонда, перемещают кольцо на определенные расстояния, измеряют значение указанной разности фаз после каждого перемещения, сопоставляют измеренные значения с номинальными значениями и по результатам сопоставления определяют качество поверяемой аппаратуры. Устройство содержит проводящее кольцо и конденсатор. Кольцо выполнено из провода высокого сопротивления. В электрическую цепь кольца последовательно включен разъем, с помощью которого кольцо может быть подключено к поверочной установке для измерения комплексного сопротивления кольца. Кольцо снабжено механизмом, обеспечивающим точную установку кольца в нужном положении. 2 c.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике, а именно к способам и устройствам, предназначенным для поверки аппаратуры электромагнитного каротажа.

Известен способ поверки аппаратуры индукционного каротажа [1], при котором проводящие кольца перемещают вдоль всей длины зонда, снимают кривые зависимости величины выходного сигнала от положения проводящих колец относительно катушек зонда, интегрируют полученные кривые, нормируют полученные в результате интегрирования величины, сравнивают нормированные величины с номинальными значениями дифференциальной радиальной характеристики проверяемой аппаратуры соответствующими радиусам, равным радиусам проводящих колец, по результатам сравнения определяют качество проверяемой аппаратуры.

Недостатком данного способа является то, что он применим только для поверки аппаратуры низкочастотного индукционного каротажа, которая характеризуется дифференциальной радиальной характеристикой, не зависящей от удельного электрического сопротивления окружающей среды, и не применим к аппаратуре высокочастотного электромагнитного каротажа.

Известно устройство [2] поверки аппаратуры электромагнитного каротажа, состоящее из проводящего кольца и включенного в его цепь конденсатора.

Недостатком данного способа является большая погрешность определения параметров устройства (активного и реактивного сопротивлений цепи кольца), приводящая к низкому качеству поверки.

Задача, решаемая изобретением, - создание способа и устройства, позволяющих обеспечить поверку аппаратуры электромагнитного каротажа с высоким качеством.

Решение задачи обеспечивается изготовлением кольца из провода кольцом удельного электрического сопротивления, измерением активного и реактивного сопротивлений цепи кольца на рабочей частоте с помощью разъема, включенного в электрическую цепь кольца, перемещением этого кольца вдоль оси электромагнитного зонда на определенные расстояния, измерением в каждом положении кольца значений разности фаз между ЭДС наведенными в измирительных катушках зонда, и сравнением их с номинальными значениями разности фаз.

Аппаратура электромагнитного каротажа предназначена для определения электрических характеристик горных пород в скважинах с помощью трехкатушечных электромагнитных зондов. С помощью генераторной катушки зонда в окружающей среде возбуждают высокочастотное электромагнитное поле, амплитуда и фаза которого зависят от электрических характеристик среды. С помощью двух измерительных катушек зонда измеряют относительные характеристики этого поля, например разность фаз между ЭДС, наведенными в измерительных катушках. Эта разность фаз однозначно связана с электрическими характеристиками среды, например с удельным электрическим сопротивлением, диэлектрической проницаемостью и другими характеристиками в достаточно большом диапазоне их изменения.

Целью поверки является создание физической модели, которая может обеспечить такие же сигналы в измерительных катушках, как и однородная среда с заданными значениями электрических характеристик. Физическая модель включает способ поверки и поверочное устройство.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе поверки аппаратуры электромагнитного каротажа, предусматривающем установку проводящего кольца на оси зонда и перемещение кольца, кольцо устанавливают в положение, соответствующее нулевому значению измеряемой разности фаз между ЭДС, наведенными в измерительных катушках зонда, перемещают кольцо на определенные расстояния, измеряют значение указанной разности фаз после каждого перемещения, сопостовляют измеренные значения с номинальными значениями и по результатом сопоставления определяют качество поверяемой аппаратуры.

В известном устройстве для поверки аппаратуры электромагнитного каротажа, содержащем проводящее кольцо и конденсатор, это кольцо выполняют из провода высокого удельного электрического сопротивления, в электрическую цепь этого кольца включают последовательно разъем, с помощью которого кольцо может быть подключено к поверочной установке для измерения комплексного сопротивления кольца. В рабочем положении разъем закорачивают замыкателем. Кроме того, кольцо снабжено механизмом, обеспечивающим точную установку кольца в нужном положении.

Схема метрологической поверки электромагнитного зонда с помощью кольца приведена на фиг. 1. Здесь L1 и L2 - расстояния от измерительных катушек И1 и И2 до генераторной катушки Г, b - радиус кольца, Z - расстояние от плоскости кольца до измерительной катушки И1, R0, R1 и R2 - расстояния от генераторной Г и измерительных И1 и И2 катушек до провода кольца соответственно. Рабочая частота зонда - f. Ток в генераторной катушке изменяется по закону I = I0e-it, где = 2f. Комплексное сопротивление цепи кольца на рабочей частоте R+iX. Активное сопротивление R складывается из потерь в проводе, кольца и в конденсаторе, включенном последовательно в электрическую цепь кольца. Реактивное сопротивление X = -L+l/C, С - емкость конденсатора, L - индуктивность кольца. В этом случае ЭДС, наводимая j-й измерительной катушке, равна [2] где М=ISn; S - площадь одного витка; n - число витков генераторной катушки; j=1, 2; k = /c; с - электродинамическая постоянная, равная примерно 3108 м/с; Mj - момент j-й измерительной катушки; - магнитная проницаемость воздуха, равная примерно 0 = 410-7 Гн/м.
При измерении, например, величины разности фаз между ЭДС 1 и 2, наведенными в измерительных катушках И1 и И2, ее значение рассчитывают по формуле:
= 1-2,
где j = -arctg(Rej/Imj).
Основные источники погрешности определения номинальных значений
неточность установки кольца в требуемое положение;
погрешность определения активного и реактивного сопротивлений цепи кольца.

Для снижения неточности установки кольца, его сначала устанавливают в начальную точку, в которой измеряемая разность фаз равна нулю. Такая точка существует, если выполнено условие b<LL2/(L1+L2). На фиг. 2 приведен пример зависимости разности фаз , измеряемой зондом, от положения кольца Z/L1. В точке Z/L1=0 расположен центр генераторной катушки Г, в точке Z/L1=1 - центр измерительной катушки И1, в точке Z/L1=0,8 - центр измерительной катушки И2. Рабочая область находится в интервале 0,8 <Z/L<0,9.

Для снижения этих погрешностей активное и реактивное сопротивления цепи кольца необходимо измерять после изготовления кольца на рабочей частоте зонда. Для этой цели в цепь кольца включен разъем, с помощью которого кольцо подключают к поверочной установке. При такой процедуре удается снизить указанные погрешности в 3-4 раза.

Для повышения точности установки кольца относительно катушек зонда его снабжают специальным механизмом. Один из вариантов такого механизма изображен на фиг. 3.

Кольцо 7 выполнено из манганинового провода и закреплено на изоляционном диске 4. Кольцо имеет два разрыва. В одном расположен конденсатор 8, в другом - измерительный разъем 6. При помощи болтов 5 диск с кольцом может быть соединен с фланцем 3, который в свою очередь при помощи подвижного резьбового соединения укреплен на втулке 2. В свою очередь втулка 2 при помощи болтов 5 крепится на корпусе зонда 1. Для точной установки кольца вдоль оси зонда производят вращение диска 4, вследствие чего фланец 3 (и, следовательно, диск 4 с закрепленным на нем кольцом 7) будет перемещаться по резьбе вдоль закрепленной на корпусе втулки 2. Такая конструкция обеспечивает относительное перемещение кольца с погрешностью не более 0.05 мм. Начальное положение, в котором = 0, также определяется с погрешностью не более 0,05 мм.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1242885, М.кл. G 01 V 3/18, БИ 25, 1986.

2. Антонов Ю.Н., Жмаев С.С. Имитатор электропроводности среды для аппаратуры электромагнитного каротажа. М. , 1985. - Деп. ВИНИТИ, 18.01.1985, 513-85.

1. Способ поверки аппаратуры электромагнитного каротажа, включающий установку проводящего кольца на оси зонда, перемещение кольца, отличающийся тем, что кольцо устанавливают в положение, соответствующее нулевому значению измеряемой разности фаз между ЭДС, наведенными в измерительных катушках зонда, при перемещении кольца на определенные расстояния измеряют значение указанной разности фаз после каждого перемещения, сопоставляют измеренные значения с номинальными и по результатам сопоставления определяют качество поверяемой аппаратуры.

2. Устройство для поверки аппаратуры электромагнитного каротажа, содержащее проводящее кольцо и конденсатор, отличающееся тем, что кольцо выполняют из провода высокого удельного электрического сопротивления, в электрическую цепь кольца включен разъем, с помощью которого кольцо может быть подключено к поверочной установке для измерения комплексного сопротивления кольца на рабочей частоте, а кольцо снабжено механизмом, обеспечивающим точную установку кольца в нужном положении.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геоэлектроразведке и может использоваться для измерения распределения удельного электрического сопротивления в верхней части земной коры

Изобретение относится к магнитной геологоразведке и может быть использовано при разведке железорудных месторождений

Изобретение относится к поисковой технике, к медицине, в частности к малоинвазивным, лапароскопическим операциям и предназначено для локализации ферромагнитных инородных предметов в тканях и органах человека, а также может быть использовано для неразрушающего контроля качества материалов и в других областях

Изобретение относится к методам и средствам обнаружения скрытых объектов из электропроводных и/или ферромагнитных материалов и непосредственно касается индукционного способа обнаружения таких объектов и измерительного преобразователя для его осуществления

Изобретение относится к поисковой технике и может применяться в геофизике, археологии, строительстве и локализации предметов в земле, определении их размеров и глубины залегания

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для проверки и подготовки к работе в полевых условиях электроразведочной аппаратуры методами переходных процессов, а также аппарата обработки и интерпретации, применяемого для работы с измеренными этой аппаратурой данными

Изобретение относится к области магнитной геологоразведки и может быть использовано при разведке железорудных месторождений

Изобретение относится к конфигурации генераторной петли, используемой для наземной и скважинной электромагнитной геофизической разведки

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения напряженности переменного электрического поля в морской воде при геофизических исследованиях

Изобретение относится к области электромагнитных индукционных неразрушающих зондирований, в частности к устройствам для измерения электропроводности почвы и грунтов. Сущность: устройство содержит плоский излучающий контур, источник переменного тока, непроводящую штангу, расположенную под углом к плоскости излучающего контура, набор приемных катушек, закрепленных на непроводящей штанге. Близкий к нулю вертикальный магнитный поток прямого поля через приемные катушки достигается с помощью выбора угла наклона непроводящей штанги, близким к 35 градусам. Совокупность приемных катушек на штанге соответствует числу выбранных рабочих частот. Технический результат - повышение надежности получаемых данных, упрощение конструкции устройства, увеличение чувствительности и эффективной глубины зондирования. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам радиочастотного сканирования МИТ сканирования пациентов. Способ сканирования объекта заключается в проведении РЧ симуляции для оценки или прогнозирования значения РЧ электромагнитного воздействия, наложенного на объект, в зависимости от предполагаемых рабочих параметров МИТ на основе модели элемента или катушки РЧ передатчика и на основе модели самого объекта, сравнении оценочного или прогнозируемого значения РЧ электромагнитного воздействия с предельным или пороговым значением и проведении МИТ сканирования посредством предполагаемых рабочих параметров, если значение РЧ электромагнитного воздействия ниже предельного или порогового значения, если значение РЧ электромагнитного воздействия равно предельному или пороговому значению или превышает его, повторяют этап с модифицированными предполагаемыми рабочими параметрами МИТ. На компьютерно-считываемом носителе хранится компьютерная программа, адаптированная для выполнения способа. Устройство мониторинга для проведения РЧ МИТ сканирования содержит направленный ответвитель на входе катушки РЧ передачи для отведения части мощности прямого переданного РЧ сигнала, которую подают на РЧ передающую катушку, и части мощности отраженного переданного РЧ сигнала, который отражен на катушке РЧ передачи, и устройство сравнения и завершения для предоставления фактически переданной РЧ мощности, приложенной к объекту. Система магнитной индукционной томографии содержит устройство мониторинга. Использование изобретения позволяет предотвратить превышение РЧ воздействия, приложенного к исследуемому объекту. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области интроскопии и может быть использовано для решения задачи обнаружения металлических объектов, находящихся в различных укрывающих средах. Металлодетектор содержит датчик металлодетектора, содержащий последовательно соединенные первый конденсатор С1 и возбуждающую катушку L1, параллельно соединенные вторую сигнальную катушку L2 и второй конденсатор С2, свободный контакт конденсатора С1 является входом тока возбуждения первой частоты, первый контакт сигнальной катушки L2 является первым выходом датчика, второй контакт сигнальной катушки L2 подключен к общей точке схемы, возбуждающая катушка L1 и сигнальная катушка L2 размещены на одной плоскости и частично совмещены друг с другом с величиной зоны совмещения, выбранной таким образом, чтобы величина потока индукции через сигнальную катушку L2, продуцируемого возбуждающей катушкой L1, была минимальна, датчик дополнительно снабжен последовательно соединенными катушкой L3 и конденсатором С3, причем свободный контакт катушки L3 подключен к входу тока возбуждения первой частоты, свободный контакт конденсатора С3 подключен к средней точке последовательного соединения конденсатора С1 и возбуждающей катушки L1, датчик также дополнительно снабжен последовательно соединенными катушкой L4 и конденсатором С4, при этом свободный контакт катушки L4 подключен к первому выходу датчика, свободный контакт конденсатора С4 подключен к общей точке схемы, датчик снабжен вторым выходом датчика, которым является средняя точка последовательного соединения катушки L4 и конденсатора С4, датчик также снабжен входом тока возбуждения второй частоты, которым является свободный контакт возбуждающей катушки L1. Технический результат - повышение чувствительности металлодетектора при работе одновременно на различных частотах. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ и устройство автоматической фиксации несанкционированного прохода через зону контроля производят формирование стереоизображениея зоны контроля, определение наличия контролируемого параметра для человека, находящегося в зоне контроля. Также с помощью обзорной камеры формируют изображение зоны контроля в направлении, обратном прямому разрешенному направлению прохода через средство контроля. Обеспечивают запись в базу данных в памяти блока управления изображения со стереокамеры и обзорной камеры. На основании полученных данных производят анализ стереоизображения. При наличии сигнала тревоги фиксируют нарушение и формируют доказательную базу. Технический результат заключается в создании системы и способа автоматической фиксации несанкционированного прохода через зону контроля с увеличенной эффективностью и функциональностью за счет автоматического определения несанкционированного прохода через зону контроля (в том числе нескольких идущих вплотную друг за другом людей) с последующим формированием доказательной базы в форме архива видеозаписи с отмеченными на временной шкале моментами времени прохода человека и сигналами тревог от средства контроля, а также возможности определения присутствия сотрудника охраны на посту в зоне контроля. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Наверх