Трехкомпонентный датчик магнитного поля

 

Изобретение относится к области магнитных измерений и может быть использовано для измерения двух и более компонент вектора магнитного поля в скважинах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Эта цель достигается выполнением основания, на котором закреплены катушки феррозондов 2,3,4 в виде шара 1. Шар 1 с помощью осей вращения 5,6 и рамки 7 расположен в корпусе 8 скважинного прибора магнитометра. Центр тяжести шара 1 с феррозондами 2,3,4 находится ниже оси вращения 5. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано для измерения двух и более компонент (составляющих) вектора магнитного поля в скважинах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлен общий вид ферромагнитных датчиков; на фиг. 2 и 3 - варианты размещения ферромагнитных датчиков; на фиг. 4 - пример подключения феррозондовых датчиков к измерительной схеме магнитометра.

Блок ферромагнитных датчиков (см. фиг. 1) представляет собой основание в виде шара 1, выполненное из керамических или полимерных материалов, например эпоксидной смолы, полистирола, в котором размещены феррозонды 2, 3 и 4, образующие ортогональную систему датчиков. Шар 1 с помощью осей вращения 5, 6 и рамки 7 размещены в корпусе 8 скважинного прибора магнитометра. За счет соответствующего смещения феррозондов 2, 3 и 4 шар 1 с феррозондами имеет центр тяжести ниже оси 5, что обеспечивает ориентирование блока ферродатчиков в земном поле тяготения.

Обмотки 9, 10, 11 (см. фиг. 4) феррозондов подключены к измерительному блоку 12 магнитометра.

В зависимости от соотношения размеров в конкретных условиях феррозонды 2, 3, 4 могут быть расположены полностью в шаре 1 или выступать за его пределы. Полость корпуса 8 скважинного прибора, в которой размещен блок ферромагнитных датчиков, как правило, заполнена диэлектрической немагнитной жидкостью для выравнивания гидростатических давлений в скважине и корпусе 8 прибора, а также для успокоения колебаний блока ферромагнитных датчиков.

Зонды 2, 3, 4 могут быть расположены в шаре по разному (фиг. 1 и 2), для обеспечения полной симметрии системы каждый из феррозондов может состоять из двух элементов (фиг. 3).

В случае использования блока датчиков из двух феррозондов (например, 2 и 3) третий феррозонд 4 в системе отсутствует (штрих-пунктир на фиг. 4). В этом случае из шара 1 исключен любой из феррозондов (на чертеже не показано).

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от величины измеряемого магнитного поля в скважине меняются сигналы на обмотках 9, 10, 11 феррозондов 2, 3 и 4. Указанные сигналы обрабатываются измерительным блоком 12 магнитометра. Измерение производится в процессе перемещения скважинного прибора магнитометра, а значит, и блока ферромагнитных датчиков вдоль скважины. При изменении температуры окружающей среды, а значит, и изменении нагрева блока датчиков в шаре 1, являющемся пространственно однородным телом, происходит равномерное распределение тепловой энергии по его объему. Это обеспечивает одинаковые изменения размеров феррозондов и поддерживает постоянство взаимного расположения феррозондов относительно друг друга. Исключается возникновение составляющей систематической погрешности за счет нарушения ортогональности феррозондов. (56) Афанасьев Ю. В. Феррозондовые приборы. Л. : Энергоатомиздат, 1986, с. 117.

Формула изобретения

1. ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащий взаимно ортогональные феррозонды и основание, на котором жестко закреплены катушки феррозондов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, основание выполнено в виде шара с отверстиями, в которых размещены феррозонды, закрепленные непосредственно в объеме шара.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения самоориентации, один из феррозондов расположен по одну, а два других - по другую сторону от одной из осей шара.

3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения положения корпуса прибора, каждая из трех пар феррозондов расположена на одной из трех взаимно ортогональных осей шара симметрично относительно его центра.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4