Устройство для электромагнитного каротажаскважин

 

E О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

354!20

С 0l03 С оветски х.Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. E 21b 47/ОО

Заявлено 21 VII.1969 (№ 1350036/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.Х.1972. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 19.Х.1972

Комитет по делам изаоретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 550.837:622.241 (088.8) Авторы изобретения

Ю. Л. Лидермаи, Л. P. Мильман, В. Ш. Скуратовский, К. Л, Санто и А.Д. Гайдаш

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения

Министерства геологии Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА

СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для каротажа скважин электромагнитными методами, в особенности для индукционного каротажа.

Известны устройства для индукционного каротажа скважин, в которых нагрузкой генератора является генераторная линия зонда.

В таких устройствах частота выходного тока генератора зависит от настройки частотнозадающего контура генератора, в состав которого не входит генераторная линия. Как правило, нагрузочный контур генератора, образованный конденсатором и индуктивностями выходного трансформатора и генераторной линии, настраиваются в резонанс с частотой, определяемой элементами частотно-задающего контура.

При высокой добротности нагрузочного контура незначительное изменение его резонансной частоты или частоты генератора приводит к существенному уменьшению выходного тока генератора, т, е. к понижению точности измерения. Так как скважинный прибор эксплуатируется при высокой температуре, меняющейся по стволу скважины, применение высокодобротного нагрузочного контура в известных устройствах недопустимо и в них применяют низкодобротные контуры, что приводит к уменьшению выходного тока генератора, а сле довательно, чувствительности аппаратуры, к существенному уменьшению к.п.д. выходного каскада и понижению экономичности питания.

B выходном каскаде генератора оказывается необходимым применение сравнительно мощ5 ных ламп. Так как по соединительным проводам генераторной линии протекает ток питания излучающих катушек, имеют место электромагнитные наводки на измерительные цепи в электронном блоке и зонде.

10 Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения, упрощение аппаратуры и повышение экономичности питания, а также повышение помехоустойчивости измерений и расширение динамического

15 диапазона.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве генераторная линия выполнена в виде частотно-задающего индуктивного элемента, а параллельно генераторной линии и

20 выходной цепи генератора подключена емкость, являющаяся частотно-задающим элементом генератора. Часть емкости, настроенная в резонанс с генераторной линией, размещена в зонде и подключена к катушкам гене25 раторной линии.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 показан вариант схемы устройства с высокой помехоустойчивостью.

В состав устройства входят генератор 1, 30 возбуждающий ток в генераторной линии 2

354120

65 зонда, измерительная линия 8 зонда, телеизмерительная система 4, включающая скважинную 5 и наземную 6 части, а также каротажный кабель 7.

Параллельно выходной цепи 8 генератора и генераторной линии 2 зонда подключена емкость 9. Для повышения помехоустойчивости и расширения динамического диапазона емкость 9 может быть выполнена из двух конденсаторов 10 и 11, один из которых подключен параллельно генераторной линии и выходной цепи генератора в электронном блоке, а другой — непосредственно в зонде. В этом случае выходную цепи генератора с конденсатором 10 целесообразно настраивать в резонанс. Функции конденсатора 10 может выполнять паразитная емкость выходной цепи генератора.

Работает устройство следующим образом.

Ток генераторной линии 2 возбуждает электромагнитное поле в среде, в которую помещен скважинный прибор.

Индуцируемые в среде токи являются источниками вторичного поля, возбуждающего в чувствительных элементах измерительной линии 3 зонда э.д.с,, являющуюся сигналом.

В телеизмерительной системе сигнал усиливается, преобразуется и передается по каротажному кабелю к наземной части аппаратуры. С выхода телеизмерительной системы сигнал поступает на регистратор (обычно в форме постоянного тока).

В устройстве генераторная линия является индуктивной ветвью параллельного колебательного контура, определяющего частоту колебаний генератора, т. е. частоту тока в генераторной линии зонда. Другим частотно-задающим элементом является емкость 9, подключенная параллельно выходной цепи генератораа.

При любом изменении индуктивности или емкости, связанном, например, с изменением температуры окружающей среды при движении скважинного прибора по стволу скважины, изменяется в некоторой степени лишь резонансная частота контура, т. е, частота генерациии.

Но при любом изменении частоты генераторная линия является индуктивной ветвью настроенного в резонанс параллельного колебательного контура, так как она (генераторная линия) выполняет функции частотно-задающего элемента генератора. Благодаря этому добротность контура может быть сделана очень высокой и изменение параметров контура не влечет за собой изменение амплитуды тока в его индуктивной цепи (т. е. в генераторной линии).

Таким образом, осуществляемое в предлагаемом устройстве совмещение функций частотно-задающего и нагрузочного контуров генератора позволяет резко повысить добротность контура и добиться высокой стабильности амплитуды тока, В то же время существенно возрастает к.п.д. генератора (из-за умень5

1О

15 го

25 зо

40 шения потерь в контуре), уменьшается мощность, потребляемая скважинным генератором от источника питания, снижаются требования к номинальной мощности ламп генератора.

Предполагается, что индуктивность генераторной линии зонда значительно меньше индуктивности выходной цепи генератора. При соизмеримости параллельно соединенных индуктивностей генераторной линии и выходной цепи генератора сущность изобретения не меняется, однако ток индуктивной ветви контура распределяется между двумя индуктивностями, вследствие чего уменьшается амплитуда тока через генераторную линию зонда.

Стабильность частоты генератора в предлагаемом устройстве зависит, в основном, от стабильности индуктивности генераторной линии зонда и емкости 9.

Выходная цепь генератора и генераторная линия с емкостью 9 образуют как бы два резонансных параллельных колебательных контура, соединенных между собою двумя проводами.

Амплитуда тока в общем проводе в Q раз меньше, чем в ветвях параллельного резонансного колебательного контура, где Q — добротность контура. Поэтому в устройстве достигается значительное уменьшение электромагнитных наводок, создаваемых обычно токовыми проводами в зонде и электронном блоке. Это повышает помехоустойчивоать системы и позволяет расширить динамический диапазон измерения. Так как настройка контуров в резонанс не нарушается при изменении параметров контуров (изменяется лишь резонансная частота), остаточная ослабленная помеха стабильна по амплитуде, что позволяет дополнительно повысить помехоустойчивость устройства, Телеизмерительная система 4, тип каротажного кабеля 7 могут быть выбраны исходя из конкретных технических требований.

Предмет изобретения

1. Устройство для электромагнитного каротажа скважин, содержащее зонд с генераторной и измерительной линиями, задающий генератор, телеизмерительную систему и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, а также повышения экономичности питания скважинного прибора, генераторная линия зонда выполнена в виде частотно-задающего индуктивного элемента генератора, параллельно генераторной линии и выходной цепи генератора подключена емкость, являющаяся частотно-задающим элементом генератораа.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости измерения и расширения динамического диапазона, часть емкости, настроенная в резонанс с генераторной линией, подключена к катушкам генераторной линии.

354120

Риг.1

Фиг. 2

Редактор И. Орлова

Заказ 3471/l8 Изд. № !415 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Э. Терехова

Техред Е. Борисова

Корректоры: В. Петрова и E. Давыдкина