Азербайджанское отделение Всесоюзного нау ноисследовательского института геофизических методов разведки (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЗОНД ДЛЯ ЯДЕРНО-МАГНИТНОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к геофизи". . ческим методам разведки и может быть использовано в устройствах для ядер- но-магнитного каротажа.

Известно устройство для ядерномагнитного каротажа, содержащее зонд с вытянутой прямоугольной измеритель но-поляризующей катушкой, ампулу с водородсодержащей жидкостью, снабженную внешней обмоткой и расположенную вне зонда, а также усилитель и коммутатор (1).

Недостатком данного устройство является низкая точность измерений, обусловленная разными параметрами из мерительного тракта для калибровки и для измерения, а также разными за-, висимостями сигнала от угла между осью скважины и направлением магнитного поля Земли. го

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является зонд для ядерно-магнитного каротажа, содержащий ампулу с водород2 содержащей жидкостью, калибровочную и вытянутую прямоугольную измерительные катушки, в котором калибровочная катушка выполнена в виде обмотки, окружающей ампулу, реализованный в устройстве для ядерно-магнитного каротажа (2).

Недостатком устройства укаэанного зонда является невысокая чувствительность, обусловленная высоким уровнем шумов при приеме сигналов от исследуемой породы.

Цель изобретения - повышение чувствительности зонда путем уменьшения уровня шумов.

Поставленная цель достигается тем, что в зонд для ядерно-магнитного каротажа, содержащий ампулу с водород" содержащей жидкостью, калибровочную и вытянутую прямоугольную измерительную/катушки, введены коммутатор с тремя группами контактов, каждая из которых состоит в свою очередь из трех контактов, и отрвзок коротко2О

3 93823 замкнутой на одном из концов коаксиальной линии, калибровочная катушка выполнена аналогично измерительной, обе катушки установлены параллельно друг другу вдоль зонда и симметрично относительно ампулы, расположенной внутри отрезка коаксиальной линии, причем внешний проводник отрезка коаксиальной линии подключен к общему контакту первой группы контактов коммутатора, внутренний конец короткозамкнутой линии и нормально замкну тый контакт первой группы контактов подклочены к источнику постоянного тока, первый вывод калибровочной ка. тушки подключен к нормально замкну1 тому контакту второй группы контак-. тов и разомкнутому контакту третьей группы контактов коммутатора, второй вывод калибровочной катушки подкгю" чен к разомкнутому контакту второй группы контактов и нормально замкнутому контакту третьей группы контак" тов коммутатора, первый выход иэмерительной катушки подключен к общему контакту третьей группы контактов ком мутатора, общие контакты первой и второй групп контактов коммутатора и второй вывод измерительной катушки являются входами зонда.

Сущность изобретения заключается в том, что при согласном включении; двух параллельно расположенных катушек зонда коммутатором образуется рамочная обмотка, играющая роль измерительной обмотки зонда для ядерномагнитного каротажа, а при встречном вкдочении катушек образуется квадрупольная обмотка, не возбуждающая во внешней среде сигнала ядерной индукции и играющая роль обмотки калибратого ра.

Введение коммутатора и выполнение катушек зонда в виде двух параллель.но расположенных секций, концы кото" .рых соединены с коммутатором, необхо* 4 димо для обеспечения двух указанных

pe*woa работы зонда. Наличие отрезка коаксиальной линии с расположенной внутри него ампулы с водородсодержащей жидкостью необходимо для .исключения ее влияния на сигнал от исследуемой породы во время измере"

HNR °

На фиг, 1 приведена электрическая схема соединений элементов зонда; на фиг.. 2 и 3 - поперечное сечение обмотки зонда и характер распределения внешнего и внутреннего магнитного

4 4 поля; на фиг. 4 - схематическое расположение элементов зонда.Зонд состоит из двух параллельно расположенных катушек 1 и 2 зонда, коммутатора 3 с тремя группами контактов 4,5 и 6, связанного с катушкаки зондз и отрезками короткозамкнутой на конце коаксиальной линии 7, охватывающей ампулу 8 с водородсодержащей жидкостью.

Устройство работает следующим образом.

В режиме приема сигнала от исследуемой породы контакты коммутатора 3 находятся в нормааьно замкнутом положении (фиг. 1). При этом катушки 1 и

2 зонда включены согласно и образуют единую рамочную (дипольную) обмотку.

Магнитное поле внутри такого зонда близко к однородному (фиг ° 2), а внешнее поле спадает по квадратичному закону (фиг. 3). Амплитуда сигнала от породы в этом случае определяется выражением

Е q = К < (1-0; 5 sin 8), ° 9. где 8 - угол между осью зонда и направлением магнитного поля

„Земли;

К„- коэффициент пропорциональности.

В режим калибровки контакты коммутатора 3 переклочаются. При этом ка-.. тушки 1 и 2 зонда включены встречно и образуют квадрупольную обмотку. При таком включении катушек зонда внешнее магнитное поле затухает приблизительно по кубическому закону, а внутреннее поле при общепринятой дуговой длине обмотки равной 60о описывается выражениями

Н = - со5Ч; Н = вЂ” sinV

R К1 где Н, H .- составляющие напряженности поля по ос ;

Я,М " радиальная и угловая координаты

К .1 - внешний радиус. обмотки.

При таком характере внутреннего поля амплитуда сигнала, возбужденноГго в водородсодержащей жидкости в ампуле 8, ойределяется выражением

Е = Kg(1-0,5 sin+6), где Кп - коэффициент пропорциональности.

Таким образом, сигнал, возбужденный в породе при согласном включении катушек 1 и 2 зонда, и сигнал от водородсодержащей жидкости в ампуле 8 при встречном вкпочении катушек 1 и

9382

2 зонда имеют идентичные зависимости от угла 9 между направлением магнитного поля Земли и осью зонда.

В режиме калибровки питание коаксиальной линии 7 отключается,а встреч-5 ное включение катушек 1 и 2 зонда обеспечивает прием сигналов от водородсодержащей жидкости в ампуле 8 и нечувствительность к сигналам от породы.. 1О

Такое выполнение зонда позволяет снизить уровень его шумов и тем самьи повысить его чувствительность, что позволяет повысить геологическую эффективность аппаратуры ядерно-магнит- 15 ного каротажа.

Формула изобретения

Зонд для ядерно-магнитного карота- 20 жа, содержащий ампулу с водородсодержащей жидкостью, калибровочную и вытянутую прямоугольную измерительную катушки, о т л и ч а ю щ и " c я тем, что,с целью повышения чувствительнос-g$ ти зонда путем уменьшения уровня шумов, в него введены коммутатор с тремя группами контактов, каждая из которых состоит, в свою очередь, иэ трех. контактов, и отрезок короткозамкнутой на одном иэ концов коаксиальной линии, калибровочная катушка выполне-. на аналогично измерительной, обе .ка34 тушки установлены параллельно друг другу вдоль зонда и симметрично отно сительно ампулы, расположенной внутри отрезка коаксиальной линии, причем внешний проводник отрезка коаксиальной линии подклочен к общему контакту первой группы контактов коммутатора, внутренний конец короткозамкнутой линии и нормально замкнутый контакт первой группы контактов подклочены к источнику постоянного тока, первый вывод калибровочной катушки подключен к нормально замкнутому контакту второй группы контактов и разомкнутому контакту третьей группы контактов коммутатора, второй вывод калибровочной катушки аодклочен к разомкнутому контакту втором группы контактов и нормально замкнутому контакту третьей группы контактов коммутатора, первый вывод измерительной:катушки подключен к общему контакту третьей группы контак" тов коммутатора, общие контакты первой и второй rpynn контактов коммута"., тора и второй вывод измерительной катушки являются входами зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент США М 3484680, кл. 324-05, опублик. 1969 °

2. Авторское свидетельство СССР и 441541, кл. G 01 Ч 3/14, 1968 (прототип) .

Устройство для ядерно-магнитногокаротажа // 830269

Устройство для ядерно-магнитного каротажа // 669898

Способ ядерного магнитного каротажа // 577498

Способ определения характера пластового флюида // 313968

Патент 269094 // 269094

Устройство для ядерного магнитного карота // 168217

Патент 166419 // 166419

Способы измерения диффузии посредством ядерного магнитного резонанса (варианты) // 2104565

Устройство для каротажа буровой скважины // 2104566

Способ и устройство определения состава геологических структур методом ядерного магнитного резонанса // 2115142

Изобретение относится к системам получения количественной и качественной информации относительно геологических структур

Способ определения характеристики пористой подземной формации // 2134894

Изобретение относится к способу определения характеристик пористой подземной формации, содержащей газообразный углеводород, при этом внутри формации проходит буровая скважина

Способ измерения ядерно-магнитных свойств пород в скважине // 2148843

Способ каротажа с использованием ядерно-магнитного резонанса и устройство для его осуществления // 2181901

Изобретение относится к геофизическим методам исследований скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу

Способ и устройство для измерения полной пористости методом ядерного магнитного резонанса // 2187132

Изобретение относится к области измерения методом ядерного магнитного резонанса, чувствительным к короткому времени релаксации, которое может быть обусловлено водой, связанной в глине, и может быть использовано для полной пористости каждого пласта, проходимого буровой скважиной

Состав материала и структура постоянного магнита, обеспечивающие подавление вихревых токов в измерительной аппаратуре, использующей метод ядерного магнитного резонанса // 2195007

Изобретение относится к аппаратуре и способам электромагнитного каротажа скважин

Оценка пластов с использованием каротажных измерений методом магнитного резонанса // 2229594

Изобретение относится к способам ядерно-магнитного резонанса и более точно к способу оценки пласта с использованием измерений ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)

Способ ямр каротажа и устройство для его осуществления // 2230345

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)