Устройство для радиоволновых измерений в скважинах

 

Союз Советских

Соцналистииескнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СЬИДЕТЕЛЬСТЬУ (11)598012 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.07,72 (21) 1807339/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковаио15.03.78.Бюллетень ph 10 (4б) Дата опубликования описаиия25.02..78 (51) И. Кл. (; 01 V 3/18

Гасу3ерственнмй кемнтет

Сееата Миннетрее СССР ее делам изобретений н еткрытнй (53) УДК 550.837:

:622.241 (088.8) E. Ф. Борисов, В. М. Высокогорец, Г. Ф. Гуревич, В. Ф. Соколов и А. Л. Усачев (72) Авторы изобретения

Центральный научнеисследовательский горнаразведочный институт цветных, редких и .благородных металлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАОИОВОЛНСВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

И СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к области высокочастотной геоэлектроразведки. й. в частности,к устройствам для измерения электромагнитного поля в скважинах.

Известны устройства низкочастотной н вы5 сокочастотной геоэлекероразведки для измерений .электрического и магнитного полей в скважинах, содержащие автономный скважинный или наземный генератор электромагнитных колебаний, скважинный или нюемный приемник, генераторные и приемные электрические или магнитные антенйы 11 Ц2 .

Известно также устройство, которое включает генератор г.армонически изменяющегося электромагнитного поля и приемное устройство, состоящее из электрических и магнитных антейн (ортогональных рамок), акважинный приемник, высокочастотные фильтры и наземный измерительный блокГИ. 20

С помощью этого устройства поочередно измеряются компоненты магнитного поля в

3-х взаимно перпендикулярных плоскостях.

Смена и переключение рамок производится на поверхности. 25

Однако в схеме устройства не нредусмоэ рена возможность измерения полной амплитуды вектора напряженности магнитного поля в плоскости, перпендикулярной оси скважи ны, при непрерывном движении антенны по скважине. Между тем, такая задача возникает в связи с экспрессной оценкой рудоносности или безрудности околоскважинного пространства,. а также три работе в вертикальных акважинах, когда жвозможйо обеспечить ,нужную ориентацию рамочных антенн в скважине. Использовайие измерительных систем, показание которых ю зависит от их ориентировки в скважине, существенно повышает производительность геофизических исследований.

Кроме того, диапазон частот устройства ограничен, его схема не приспособлена для проведения измерений в радиочастотном ди-. апазоне, применение которого обусловлено необходимостью повышения р азрешаощей спо.собности электромагнитных методов при hoисках рудных тел с невысокой электропроводностью и ограниченных размеров.

59803

С цепью увеличения разрешающей способности радиовопновых измерений и повышения производительности скважинных исспедований в предиагаемом устройстве на входе скважинного приемника усгачовпен высокочастотный усипитепь с двумя идентичными входами,свя5 занными с общей резонансной нагрузкой» про. изводящей операцию геометрического (нектарного) сложения колебаний двух ортогоиальных рамок..

На чертеже представлена блок- схема пиисываемого устройства для радиоволновых измерений в скважинах. Устройство содержит автономный скважинный передатчик 1 с антенной и скважииный приемник 2, включающий электрическую и магнитную антенны 3 для измерения осевой компоненты пот

Йя» ортогонапьнью рамки 4 и 5 дпя измерения компоненты магнитного поля, перпендикулярной оси скважины с фазовращателями 6 и 7» вйсокочастотный усипитель с двумя идентичными входами 8 и 9 и общей резонансной нагрузкой 10, преобразователь частоты

11 с гетеродином 12, согпасующий бпок 13, . высокочастотные фипьчры 14, к@ отажный д кабепь 15 и наземный измеритепьный блок, состоящий из усипитепя и .измерителя напри» жения 16.

Устройство работает спедующим образом, Скважинный передатчик с антениой изпучает З0 электромагнитную энергию в горные породы»

Прием сигнапов осуществляется одной из сменных антенн 3 ипи 4 и 5, находящихся в скважине, в которой установлен передатчик» или в соседней скважине. Высокочастот-;з5 ное напряжение с выхода антенн поступает на оба идентичных входа 8 и 9 высокочастотного усипитепя. В зависимости от вида антенн, входы усилителя коммутируются пибо дпя режима геометрического (векторного) 0 спожения копебаний двух ортогональных рамок 4 и 5 дибо для реййма обычногo удвоения амплитуды сигнала с антенны 3. При работе с ортогональной рамочной антенной ставится задача нахождения амплитуды век- 45 тора магнитного поля в плоскости, перпен- дикупярной оси скважины, независимо от ориентировки антенны, например при непрерывном ее движении по скважине. Для решения задачи синфазные сигнапы, принятые каждой 50 рамкой 4 и 5 и обусловленные взаимно перпендикупярными MBFHBTHblMB компонентами поля, с помощью фазоврашателей 6 и 7 сдви. о о гаотся на углы +45 и -45 и поступают на идентичные входы 8 и 9 высокого частот-Д5 ного усилителя. На общей резонансной нагрузке 10 действует сумма высокочастотных колебаний, геометрически выражаемая двумя взаимно перпендикулярными векторами, подобными компонентам магнитного поля, воз 60

4 буждаощего рамки. В результате на резонансной нагрузке имеем:

° д В Л

- ФЪ- 2Е л 2 iarctg „+В .Ае +Ве = А+В а где Д»  — амппитуды высокочастотных н а» нряжений рамок, Поскопьку А=qHыиc» .,Р

=$4co6 о ; (К вЂ” амплитуда магнитного поля, перпендикупярного оси скважины, pj - угоп, образуемый плоскостью одной из рамок с вектором магнитного поня, перпендикулярным оси . скважины, ф — компонент, зависящий от конструкции антенны» то

1Ф "7

А +Зе = p °

Таким образом, конечный резупьтат на нагрузке усилитепя не зависит от поворота системы иэ ортогональных рамок вокруг оси скважины.

C выхода усилителя напряжение йоступает на преобразоватепь частоты 11 и через согпасующий блок 13» фильтры 14 и каротажный кабель 15 в наземный измеритель« ный блок в усииитель и измеритепь напряжения 16.

Использование на входе скважинного при» емника высокочастотного усипитедя, производящего операцию геометрического спожения копебаний:ортогонапьных рамок, выгодно отличает дайное измерительное устройство от известных, позвопяя повысить проиэводитепьность работ при женке рудоносности око лоскважинного пространства, Возможность проведения таких, работ в радиочастотном диапазоне существенно повышает разрушак щую способность геоэлекчрораэведки.

Фор мул а иэобре тения

Устройство дня радиовопновых измерений в скважинах, содержащее автономный генеРатор гармонически изменяющегося электромагнитного потея с передающей антенной, приемное устройство, состоящее из электрических и магнитных антенн, например, ортогональных рамок, скважинный приемник, наземный измерительный блок, бпок ориентации и высокочастотные фильтры, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности р адиоволновых. измерений и повышения производительности ðaбот, магнитные антенны соединены с фазовращ . телами, а на входе скважинного приемника установ» лен высокочастотный усилитель с двумя идентичными входами, связанный с обшей резонансной нагрузкой, производящей операцию геометрического (векторного) ойожения колебаний двух магнитных антенн.

598012 (:оставитель Э. Терехова

Редактор Л. Баглай Техред H. Андрейчук Корректор А Власенкс

Заказ 1213/37 Тираж 702 Подписное

UHHHfIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Г зоектная, 4

Источники ин4ормации, принятые во внимание нри экспертизе:

l. Авторское свидетельство СССР

¹ 286097, кл. Ц 01 If 3/12, 1963.

2, Петровский Л. g. Радиовопповые мето ды в подземной геофизике, Я., Недра, 1971, с. 135-144, 3. Авторское свидетельство M 189101, кл. G 01 9 3/06, 1964.