Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости

 

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

408251

Союз Советских

Социалистических, Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1К1972 (№ 1768608/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 10.XII.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 10.IV.1974

М. Кл. G 01ч 3/18

ГосударстВенный иомитет

Совете Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 550.837:622.241 (088.8) Авторы изобретения

О. Н. Молчанов и В. В, Шестаков

Институт геофизики Уральского научного центра АН СССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН

ПО МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ

Изобретение относится к технике геофизических исследований скважин, преимущественно буровзрывного типа, и предназначено для проведения карота>ка магнитной восприимчивости в целях определения запасов полезного ископаемого, например магнетитового железа, в разбуренных участках рудника.

В настоящее время в технике магнитного экспресс-метода определения содержания железа в буровзрывных скважинах по каротажу магнитной восприимчивости наибольшее распространение получили устройства, содержащие перемещаемый на кабеле вдоль оси скважины индуктивный датчик сигнала переменного тока, фазовый детектор для выпрямления полезного сигнала, величина которого пропорциональна концентрации полезного ископаемого, вращающийся датчик глубин, приводимый в действие движущимся кабелем, регистрирующий или отсчетный прибор.

Известные устройства, широко применяемые на железорудных месторождениях нашей страны и за рубежом, вполне обеспечивают необходимую точность измерений, однако работа с ними является весьма трудоемкой, так как получение конечной информации — суммарного или среднего значений сигналов— возможно лишь после предварительной фиксации сигнала по всему исследуемому интервалу скважины.

При работе в труднодоступной местности или в карьере, где, как правило, возможно применение только ручного спуско-подъема кабеля и выполнение поточечных измерений с частыми (через каждые 0,5 м) остановками, в условиях резкой дифференциации разрезов

10 скважин по физическим свойствам — процесс измерений с известными устройствами становится малопроизводительным и громоздким.

Помимо этого, применение известны.; устройств создает еще и такой источник непро15 изводительных затрат рабочего времени, как обработка первичных полевых материалов— диаграмм и цифровых отсчетов, что дополнительно снижает оперативность передачи результатов каротажа геологической службе

20 рудника.

В качестве попытки облегчить и ускорить процесс определения суммарного значения сигнала при каротаже скважин по магнитной восприимчивости разработано в виде пристав25 ки к скважинному феррометру МФ-1 интегрирующее устройство, в котором сигнал датчика после фазового детектирования преобразуется в импульсы с частотой, пропорциоíà IbH0H амплитуде сигнала и регистрируется

30 счетчиком импульсов. Сумма импульсов де408251

3 лится затем на время измерений, которое независимо определяется по секундомеру.

При помощи такого устройства в принципе выполняется интегрирование сигнала, измеренного вдоль оси скважины, по времени, однако отношение импульсов ко времени измерений (средняя скорость счета) будет характеризовать средний запас полезного ископаемого лишь при условии обеспечения постоянной скорости перемещения датчика сигнала, что является неприемлемым для практики. В противном случае, при непостоянной скорости перемещения датчика сигнала, подобное интегрирование является неправомерным с математической точки зрения и без принятия специальных мер (например введения поправки на скорость) приводит к появлению неконтролируемой погрешности.

Целью изобретения является непосредственное определение среднего содержания полезного ископаемого в заданных интервалах при непостоянной скорости перемещения датчика сигнала.

Для этого интегрирующее устройство выполнено из системы запоминающих ячеек и переключателя, соединенного с датчиком глубин, и по мере перемещения датчика сигнала, подключающего каждую из запоминающих ячеек к выходу фазового детектора на малых и равных интервалах, а в конце интервала, подключающего всю систему запоминающих ячеек, к регистрирующему прибору.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства в их взаимодействии при измерени и суммарного сигнала, пропорционального линейному запасу полезного ископаемого; на фиг. 2 — то же, при измерении средней величины сигнала, пропорциональной среднему содержанию полезного ископаемого.

Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости содержит интегрирующее устройство 1, представляющее собой цепочку последовательно соединенных конденсаторов 2, 3, 4, 5, 6... (число их может быть достаточно большим), выводы от каждого из которых подключены к соответствующим контактам плат 7, 8 переключателя 9. Подвижные контакты 10, 11 плат 7, 8, как и подвижные контакты 12, 13 плат 14„15 механически связаны с вращающимся датчиком глубин 16 посредством привода 17. Подвижные контакты 10, 11 подключены к выходу фазового детектора:.18, а подвижные контакты 12, 13 соединены с крайними обкладками цепочки конденсаторов 2 — б.:Платы 7, 8 имеют свободные контакты 19 и 20, Соответствующие контакты 21 на платах 14, 15 подключены к регистрирующему (отсчетному) прибору 22, а контакты 23 этих плат закорочены. Датчик сигнала 24, находящийся в скважине 25, посредством кабеля 26 подключен к детектору

18.

З0

4

При таком включении интегрирующего устройства 1 каждый из конденсаторов 2 — 6 заряжается выходным током детектора 18 до величины полного напряжения сигнала на малом участке скважины 25, что обеспечивается соответствующим выбором постоянной времени т=ЛС, где К вЂ” выходное сопротивление детектора 18, С вЂ” емкость каждого отдельного конденсатора 2 — б (например, при достаточно большой скорости подъема кабеля, равной 10 м/мин, малый участок скважины длиной 0,5 м проходится датчиком сигнала за 3 сек; произведение же RC npu

= 1GG0 ом и С=100 мхф составляет 0,1 сек). .После заряда отдельного конденсатора цепочки 2 — 6 он посредством переключателя 9 (платы 7, 8), связанного приводом 17 с датчиком глубин 16, отключается и запоминает напряжение сигнала в конце малого участка скважины, а к выходу детектора 18 подключается следующий конденсатор цепочки 2 — 6 и т. д. (имеется в виду, что размеры всех ,неподвижных контактов переключателя 9 вдоль каждой из круговых штри.;пунктирных линий значительно больше расстояния между ними, поэтому каждый отдельный конденсатор цепочки 2 — б подключен к выходу 18 в течение всего времени перемещения датчика сигнала 24 на малом участке скважины 25.

Таким образом, при прохождении датчиком сигнала 24 всего заданного интервала скважины 25 цепочка последовательно соединенных конденсаторов 2 — б будет нести количество электричества, пропорциональное суммарному напряжению сигнала. Затем, .когда подвижные контакты 12 и 13 замыкаются,на контакты 21 (в это время подвижные контакты 10 и

11, подключенные к детектору 18, замыкаются на свободные контакты 19), суммарное напряжение снимается на регистрирующий или отсчетный прибор 22. Далее, в конце цикла переключения, подвижные контакты 12, 13 переходят на закороченные контакты 23, замыкая, тем самым, крайние обкладки цепсчки конденсаторов 2 — 6. Благодаря этому конденсаторы 2 — б перед следующим циклом полностью разряжаются.

Интегрирующее устройство 27 (фнг. 2) состоит из системы электрических конденсаторов 28, 29, 30, 31, 32... и 33, 34, 35, 36, 3i ... (число их может быть достаточно большим), одни обкладки которых соединены общей шиной 38 («земля»), а вторые подключены к соответствующим контактам плат 39 и 40 переключателя.

Остальные контакты этих плат являются свободными. Плата 39 снабжена изолированными друг от друга и связанными приводом

42 с,датчиком глубин 43 подвижными контактами 44 и проводящим сектором 45. Аналогичную конструкцию имеет и плата 40, имеющая подвижный контакт 46 и проводящий сектор

47, которые, как и подвижный контакт =8 платы 49 и подвижной контакт 50 платы 51 также связаны приводом 42 с датчиком глу

408251 бин 43. Подключенная к плате 39 обкладка конденсатора 32 ссединена с контактом 48, а соответствующая обкладка конденсатора 37 соедиHåHH с контактом 50. Контакт 52 платы

49 и контакт 53 платы 51 соединены между собо 1 и ";:;,.:.;л;сч:HbI к регистрирующему или отсчетному прибору 54. Контакты 55 и 56 эти.; пла г за емлены.

Все остальпь.е контакты плат 49 и 51 являются с,>ободными. К подвижным контактам

44 и . 6-п.;ат 39 и 40 подключен выход фазового детектора 57. Датчик сигнала 58, находящийся B скважине 59, посредством кабеля

60 подключен к детектору 57.

При таком включении интегрирующего устройства 27 ка;; ;.ый из конденсаторов 28 — 32 заря;кастся выходным током детектора 57 до величины полного напряжения сигнала на мало;I участке скважины 59, что обеспечивается соответствующим выбором постоянной времени т=РС, где R — выходное сопротивлен .с детектора 57, С вЂ” емкость каждого отде H>HoI.o к,.нденсатора 28 — 32 (33 — 37). После заряда отдельного конденсатора 28 — 32 он посредством переключателя 41 (плата 39), связан .ого приво,:ом 42 с датчиком глубин

43, стключается и запоминает, напряжение

cHIHB;I3 в конце малого участка скважи|ны, а к выходу детектора 57 подключается следующий конденсатор 28 — 32 и т. д. (имеется в виду, что размеры всех неподвижных конконтактов переключателя 41 вдоль каждой из кругозых штрихпунктирных линий значительно больше расстояния между ними, поэтому каждый отдельный конденсатор будет подключен к выходу детектора 57 в течение всего времени перемещения датчика сигнала 58 на малом участке скважины 59).

Одновременно с подвижным контактом 44, следуя за ним с отставанием на один,шаг перек, ючения, перемещается проводящий сектор 45, который замыкает между собой вторые обкладки конденсаторов 28 — 32. В указанной на фиг. 2 позиции переключателя 41 (плата 39) напряжение сигнала с выхода деток с>р3 5> II033Ho На конденсатор 32, конденсатор >I >ке 28 — 31 после поочередной зарядки их напряжением сигнала посредством сектора 45 соединены параллельно.

Таким образом, при прохождении датчиком сигнала 58 заданного интервала скважины

59 группа параллельно соединенных конденсаторов будет нести количество электричества, пропорциональное среднему значению напряжения сигнала, которое при замыкании подвижного контакта 48 на контакт 52 подается на вход регистрирующего или отсчетного прибора 54 (в это время детектор 57 по10 средством контакта 44 отключается от конденсаторов 28 — 32), Далее, в конце цикла переключения контакт

48 замыкается на заземленный контакт 55, при этом все конденсаторы 28 — 32 замыкаются накоротко и полностью разряжаются перед следующим циклом.

При дальнейшем перемещении датчика сигнала 58 по скважине подвижный контакт 44 и проводящий сектор 45 движутся по свобод20 ным IG-тактам платы 39, а подвижной контакт 46 и проводящий сектор 47 движутся по тем контактам платы 40, к которым подключена аналогичная группа конденсаторов 33—

37, при этом повторяется описанный цикл пе25 реключений.

Предмет изобретения

30 Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости, содержащее перемещаемый на кабеле вдоль оси скважины индуктивный датчик сигнала переменного тока, фазовый детектор, интегрирующее устройство, 35 регистрирующий прибор, вращающийся датчик глубин, отличающееся тем, что, с целью непосредственного определения среднего содержания полезного ископаемого в заданных интервалах при непостоянной скорости пере40 мещения датчика сигнала, интегрирующее устройство выполнено из системы запоминающих ячеек и переключателя, соединенного с датчиком глубин, и по мере перемещения датчика сигнала, подключающего каждую из

45 запоминающих ячеек к выходу фазового детектора на малых и равных интервалах, а в конце интервала, подключающего всю систему запоминающих ячеек к регистрирующему прибору.

Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости Устройство для каротажа скважин по магнитной восприимчивости 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и может быть использовано при поисках рудных россыпных титан-циркониевых месторождений в терригенных породах и пространственно связанных с ними урановых месторождений гидрогенного и осадочного происхождения
Наверх