Патент ссср 344107

 

7==

",-;ÓКА%

Пбюа оазгакии

О П И С А Н И Е 344107

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено ОЗ.Х.1968 {¹ 1274215i26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07.Vll.1972. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 04.ЛИ. 1972

М. Кл. E 21Ь 47. 00

G 01v 3(10 йомитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 550.837:622.241 (088.8) Авторы изобретения М. И. Плюснин, Б. И. Вильге, Д, А. Малышев, А. В. Пузанков и Э. P. Сааков

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО KAPOTA)KA СКВА)КИН

Изобретение относится к устройствам для индукционного каротажа скважин и может найти широкое применение в практике промыслово-геофизических работ.

Сущность метода индукционного каротажа заключается в слсдующем.

В скважину опускают индукционный зонд, состоящий в простейшем случае из двух соосно расположенных па некотором расстоянии друг от друга катушек. Через одну из катушек— генераторную, пропускают переменный ток, в результате чего в окружающей среде возбуждается электромагнитное поле. Это поле во второй катушке — измерительной, наводит э. д. с., представляющую собой сумму двух компонент: реактивной Ер, обязанной своим возникновением току в геператорной катушке и токам, индуцировапным в среде, фаза которых совпадает или сдвинута на 180 относительно тока в генераторной катушке, и активной Е„возникающей в результате действия поля токов, индуцированных в среде, фаза которых сдвинута на 90 относительно тока в генераторной катушке. Активная компонента, наиболее тесно связанная с проводимостью окружающих скважину пород, представляет собой полезный сигнал, который подлежит измерению.

Известны устройства для индукционного каротажа, например ИК-1, которые содержат индукционный зонд, блок питания и разделения сигналов, генератор переменного тока, питающий генераторные катушки зонда, и измерительный преобразователь, который соединен

5 с измерительными катушками зонда и состоит из усилителя и включенного последовательно с ним фазового детектора.

При измерениях этими устройствами используется то обстоятельство, что между полезным

10 активным сигналом Е, и паразитным реактивным Ер существует фазовый сдвиг, равный

90 . Сигнал, индуцируемый в измерительных катушках, усиливается усилителем и подается на вход фазового детектора. Фазовый детек15 тор является тем фазочувствительным элементом схемы измерительного преобразователя, который выпрямляет и пропускает только активную компоненту э. д.с. Е„ представляющую собой полезный сигнал, транслируемый

20 по кабелю на поверхность для регистрации.

Отсчет значений на регистрируемой кривой индукционного каротажа ведется от линии нулевой проводимости, соответствующей нулевому уровню фазового детектора, под которым

25 понимается сигнал на выходе фазового детектора при нулевом напряжении на его входе.

Нулевой уровень фазового детектора зависит от величины опорного напряжения, идентичности элементов схемы, температуры и влажÇ0 ности окружающей среды и т. д. и может из344107 меняться в процессе измерений. Изменения нулевого уровня приводят к изменению положения линии пулевой проводимости, которое невозможно учесть на протяжении всего исследования. 5

Так как измерения ведутся на постоянном токе, величина отсчитываемых по кривой индукционного каротажа сигналов будет всегда отличаться от истинны.; значений на величину, соответствующую изменению нулевого уровня р фазового детектора, что вызывает погрешности в определении удельного сопротивления пород в устройстве, в котором цепь измерительного преобразователя состоит из последовательно включенных усилителя и фазового детектора.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в цепь измерительного преобразователя между усилителем высокой частоты и фазовым детектором последовательно включены электронный переключатель, связанный с генератором низкой частоты, периодически изменяющий на 180 фазу измеряемого сигнала и дифференциальный 25 усилитель; к выходу фазового детектора последовательно подключены фильтр и усилитель низкой частоты, а между дифференциальным усилителем и фазовым детектором включен фазовращатель. 30

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит индукционный зонд 1, блок 2 питания и разделения сигналов, генератор 8 переменного тока, питающий генера- 35 торные катушки зонда и измерительный преобразователь 4, соединенный с измерительными катушками зонда.

Измерительный преобразователь содержит последовательно соединенные усилитель 5, 40 электронный переключатель б, управляемый генератором 7, частота которого значительно меньше частоты генератора 8, питающего катушки зонда, дифференциальный усилитель 8 .и фазовый детектор 9. На выходе фазового 45 детектора установлены фильтр 10 и усилитель

11 напряжения низкой частоты. Между дифференциальным усилителем 8 и фазовым детектором 9 включен фазовращатель 12.

Устройство работает следующим образом. so

Электронная схема прибора питается постоянным током с поверхности скважины по одножильному кабелю. Генератор 8 питает переменным током генераторные катушки зонда 1, в результате чего в окружающей среде воз- 55 буждается электромагнитное поле, которое наводит в измерительных катушках э.д. с. переменного тока, состоящую из суммы реактивной Ер и активной Е, компонент.

Действующий на входе измерительного преобразователя 4 сигнал усиливается усилителем 5 напряжения. Нагрузкой усилителя 5 является электронный преобразователь б, который меняет на 180 фазу переменного напряжения, действующего на выходе усилителя 5 с частотой генератора 7, значительно более низкой, чем частота тока питания генераторных катушек.

Сигнал, поступающий с выхода электронного переключателя б, усиливается дифференциальным усилителем 8 и подается на вход фазового детектора 9, с помощью которого из него выделяется активная компонента Е,. Сигнал на выходе фазового детектора 9 представляет собой последовательность импульсов, следующих с частотой переключения электромагнитного переключателя б и амплитудой пропорциональной амплитуде Е,. С помощью емкостного фильтра 10 из импульсов удаляется постоянная составляющая и выделятся основная гармоника, которая усиливается усилителем 11 и подается на поверхность.

Для компенсации фазовых сдвигов в канале усилителя 5, электронного переключателя б и дифференциального усилителя 8 в цепь между фазовым детектором 9 и дифференциальным усилителем 8 включен фазовращатель 12.

Предмет изобретения

Устройство для индукционного каротажа скважин, содержащее зонд с системой генераторных и измерительных катушек и электронную схему, включающую в себя блок питания и разделения сигналов, генератор высокой частоты и измерительный преобразователь, содержащий усилитель высокой частоты и фазовый детектор, отличаюш,ееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в цепь измерительного преобразователя между усилителем высокой частоты и фазовым детектором последовательно включены электронный переключатель, связанный с генератором низкой частоты, периодически изменяющий на

180 фазу измеряемого сигнала и дифференциальный усилитель; к выходу фазового детектора последовательно подключены фильтр и усилитель низкой частоты, а между дифференциальным усилителем и фазовым детектором включен фазовращатель.,344107

Редактор Батыгии

Корректор О. Волкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Э. Терехова

Техред T. Ускова

Заказ 3311/14 Изд. № 1032 Тираж 406 Подписное

Ш-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

ЦЖК ак