Устройство для бокового каротажа скважин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, включающее генератор переменного тока, зонд бокового каротажа, первый и второй удаленные электроды , первый входной трансформатор потенциала зонда, измерительный преобразователь потенциала зонда, входной трансформатор тока зонда, измерительный преобразователь тока зонда, вычислительный блок и делительную систему, причем вход зонда бокового каротажа соединен с выходом генератора переменного тока, первый выход зонда бокового каротажа соединен с входом входного трансформатора тока зонда, выход которого подключен к входу измерительного преобразователя тока зонда, второй выход зонда бокового каротажа соединен с первым входом первого входного трансформатора потенциала зонда, выход измерительного преобразователя тока зонда подключен к первому входу делительной системы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, дополнительно введен второй входной трансфорнатор потенциала зонда, причем первый вход второго входного трансформатора потенциала зонда соединен с вторым выходом зонда бокового каротажа, а второй вход - с вторым удаленным электродом, второй вход первого входного трансформатора потенциала зонда подключен к первому удаленному электроду, первый и второй выходы первого входного трансформатора потенциала зонда соединены соответственно с первым и третьим входами вычислительного блока, а первый и второй выходы второго входного трансформатора - соответственного с вторым и четвертым входами вычислительного блока, первый и второй выходы вычислительного блока соединены с первым и вторым входами измерительного преобразователя потенциала зонда, а выход последнего подключен к второму входу делительной системы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся i тем, что вычислительный блок содержит делитель напряжения, ячейку вычитания и (Л масштабный усилитель, причем первый вход вычислительного блока является первым входом ячейки вычитания, второй вход вычислительного блока-первым входом де лителя напряжения, третий и четвертый входы вычислительного блока - соответственно вторым и третьим входа.ми делителя напряжения, выход де00 00 о лителя напряжения соединен с вторым входом ячейки вычитания, выход которого подключен к входу масштаб ного усилителя, а выходы последнего являются выходами вычислительного блока, кроме того, коэффициент деления k делителя напряжения равен ijiji i, где /«j, 1щрасстояния соответственно от первого и второго удаленных электродов до центра зонда бокового каротажа, а коэффициент усиления масштабного усилителя равен -г--. Л 1 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, вычислительный блбк выполнен в виде первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда, причем первый выход первого входного трансформатора потенциала зонда соединен с первым выходом второго трансформатора потенциа

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (уф G 01 V 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3740379/24-25 (22) 14.05.84 (46) 30.10.85. Бюл. № 40 (72) В. Ф. Мечетин и В. А. Королев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики. (53) 550.83(088.8) (56) Ильинский В. М. Боковой каротаж.—

М.: Недра, 1971, с. 74 — 77, с. 79 — 84.

Дьяконов Д. И. и др. Общий курс геофизических исследований скважин.— М., Недра, 1977, с. 94.

Авторское свидетельство СССР № 934418, кл. G 01 V 3/18, 1980. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, включающее генератор переменного тока, зонд бокового каротажа, первый и второй удаленные электроды, первый входной трансформатор потенциала зонда, измерительный преобразователь потенциала зонда, входной трансформатор тока зонда, измерительный преобразователь тока зонда, вычислительный блок и делительную систему, причем вход зонда бокового каротажа соединен с выходом генератора переменного тока, первый выход зонда бокового каротажа соединен с входом входного трансформатора тока зонда, выход которого подключен к входу измерительного преобразователя тока зонда, второй выход зонда бокового каротажа соединен с первым входом первого входного трансформатора потенциала зонда, выход измерительного преобразователя тока зонда подключен к первому входу делительной системы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, дополнительно введен второй входной трансфорнатор потенциала зонда, причем первый вход второго входного трансформатора потенциала зонда соединен с вторым выходом зонда бокового каротажа, а второй вход — с вто„„SU„„1188690 A рым удаленным электродом, второй вход первого входного трансформатора потенциала зонда подключен к первому удаленному электроду, первый и второй выходы первого входного трансформатора потенциала зонда соединены соответственно с первым и третьим входами вычислительного блока, а первый и второй выходы второго входного трансформатора — соответственного с вторым и четвертым входами вычислительного блока, первый и второй выходы вычислительного блока соединены с первым и вторым входами измерительного преобразователя потенциала зонда, а выход последнего подключен к второму входу делительной системы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вычислительный блок содержит делитель напряжения, ячейку вычитания и /ф масштабный усилитель, причем первый вход Г вычислительного блока является первым С" входом ячейки вычитания, второй вход вычислительного блока — первым входом де лителя напряжения, третий и четвертый входы вычислительного блока — со- оа ответственно вторым и третьим входа; > ми делителя напряжения, выход делителя напряжения соединен с вторым входом ячейки вычитания, выход которого подключен к входу масштабного усилителя, а выходы последнего яв- 1; ) ляются выходами вычислительного блока, р кроме того, коэффициент деления k делителя напряжения равен /я/4„где l„„!я — расстояния соответственно от первого и второго удаленных электродов до центра зонда бокового каротажа, а коэффициент усиления масштабного усилителя равен — —. ддв

k-s

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, вычислительный блок выполнен в виде первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда, причем первый выход первого входного трансформатора потенциала зонда соединен с первым выходом второго трансформатора потенциа1 188690

U

3 ) з

45 ла зонда, второй выход первого входного трансформатора потенициала зонда является первым выходом вычислительного блока, а второй выход второго входного трансформатора потенциала зонда — соответственно вторым выходом вычислительного блока, Изобретение относится к промыслово-геофизической технике, а именно к устройствам, реализующим метод бокового каротажа и предназначенным для измерения кажущегося удельного электрического сопротивления в нефтяных, газовых, гидрогеологических скважинах, бурящихся с целью добычи и разведки полезных ископаемых.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности устройства:

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — вычислительный блок; на фиг. 3 — вариант выполнения вычислительного блока на основе первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда.

На фиг. 1 изображены генератор переменного тока, зонд 2 бокового каротажа, первый 3 и второй 4 удаленные элетктроды, первый входной трансформатор 5 потенциала зонда, измерительный преобразователь

6 потенциала зонда, входной трансформатор 7 тока зонда, измерительный преобразователь 8 тока зонда, вычислительный блок

9, делительная система 10, второй входной трансформатор 11 потенциала зонда.

Вход зонда 2 бокового каротажа соединен с выходом генератора 1 переменного тока, первый выход зонда 2 бокового каротажа соединен с входом входного трансформатора 7 тока зонда, выход которого соединен с входом измерительного преобразователя 8 тока зонда, второй выход зонда

2 бокового каротажа подключен к первому входу первого входного трансформатора 5 потенциала зонда, выход измерительного преобразователя 8 тока зонда подключен к первому входу делительной системы 10, первый вход второго входного трансформатора 11 потенциала зонда соединен с вторвым выходом зонда 2 бокового каротажа, а второй вход — с вторым удаленным электродом 4, второй вход первого входного трансформатора 5 потенциала зонда подключен к первому удаленному электроду 3, первый и второй выходы первого входного трансформатора 5 потенциала зонда соединены соответственно с первым и третьим входами вычислительного блока 9, а первый и второй выходы второго входного трансформатора 11 — соответственно с вторым и чет10

35 при этом первые выходы первого и второго входных трансформаторов потенциала зонда являются началами или концами их вторичных обмоток, а отношение коэффициентов трансформации упомянутых трансформаторов равно к. вертым входами вычислительного блока 9, первый и второй выходы вычислительного блока 9 соединены с первым и вторым входами измерительного преобразователя 6 потенциала зонда, а выход последнего подключен к второму входу делительной системы 10.

На фиг. 2 изображены ячейки 12 вычитания, делитель 13 напряжения, состоящий из резисторов 14 и 15, и масштабный усилитель 16. Первый вход ячейки 12 вычистания является первым входом вычислительного блока 9, первый вход делителя 13 напряжения — вторым входом вычислительного блока 9, второй и третий входы делителя 13 напряжения являются третьим и четвертым входами вычислительного блока

9. Выход делителя 13 напряжения соединен с вторым входом ячейки 12 вычитания, выход которой подключен к входу маштсбаного усилителя 16, а выходы последнего являются выходами вычислительного блока.

На фиг. 3 изображен вычислительный блок, выполненный на основе первого и второго входных трансформаторов 5 и 11 потенциала зонда, при этом первый выход первого входного трансформатора 5 потенциала зонда соединен с первым выходом второго входного трансформатора 11 потенциала зонда, второй выход первого входного трансформатора 5 потенциала зонда является первым выходом вычислительного блока 9, а второй выход второго трансформатора 11 — соответственно вторым выходом вычислительного блока. Первые выходы первого и второго входных трансформаторов 5 и 11 являются началами их вторичных обмоток и отмечены точками.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 переменного тока, расположенный на поверхности, создает в цепи питания зонда 2 бокового каротажа тока частотой 300 — 400 Гц, величиной 0,4 — 0,5 А возбуждающий в горных породах электрическое поле. Удельное электрическое сопротивление р среды, измеряемое зондом бокового каротажа, определяется выражением

1188690 где U — потенциал зонда относительно бесконечно удаленной точки;

I> — величина зондирующего тока;

Кг — коэффициент зонда, зависящий от конструкции и геометрических размеров зонда бокового каротажа.

Сигнал, пропорциональный зондирующему току I, через входной трансформатор 7 тока зонда поступает на вход измерительного преобразователя 8 тока зонда, в котором он преобразуется в форму, удобную для передачи на поверхность и дальнейшей обработки в делительной системе 10 в соответствии с указанной формулой.

Потенциал Uoo зонда 2 бокового кароротажа относительно бесконечно удаленной точки определяется с помощью первого

3 и второго 4 удаленных электродов, первого 5, второго 11 входных трансформаторов потенциала зонда и вычислительного блока 9. Между первым и вторым входом первого входного трансформатора 5 потенциала зонда действует напряжение, равное потенциалу Uw, зонда относительно первого удаленного электрода 3. Соответственно между первым и вторым входами входного трансформатора 11 действует напряжение, равное потенциалу Uz зонда относительно второго удаленного электрода 4.

Так как электроды 3 и 4 находятся на значительном удалении от центра зонда

2 бокового каротажа, то можно считать зонд 2 точечным источником тока.

Напряжение с выхода вычислительного блока 9, пропорциональное потенциалу

Uoo зонда относительно бесконечно удаленной точки, подается на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда, где преобразуется в форму, удобную для передачи на поверхность, и далее поступает на один из входов делительной системы 10, осуществляющей операции деления напряжения, пропорционального Voo, на напряжение, пропорциональное зондирующему току 1 в соответствии с указанной формулой. На выходе дел ительной системы

10 образуется напряжение, пропорциональное измеряемому удельному электрическому сопротивлению, не искаженное влиянием удаленных электродов.

При варианте исполнения вычислительного блока 9 по фиг. 2 напряжение с выхода трансформатора 11, попорциональное

UM подается на делитель 13 напряжения, состоящий из резисторов 14 и 15 с коэффициентом деления, равным k(l, с выхода делителя 13 напряжение, пропорциональное

10 И3я,, подается на один из входов ячейки

12 вычитания, на другой вход которой поступает с выхода входного трансформатора

5 напряжение, пропорциональное U»,. В ячейке 12 вычитания осуществляется операция вычитания: kU„,— — Uy,. С выхода ячейки

12 напряжение, пропорциональное (И/цг—

UN,), подается на вход масштабного усилителя с коэффициентом усиления — —. На вы1 ходе масштабного усилителя 16 формируется напряжение, пропорциональное

11 И)», — U»<

k — 1 которое и подается далее на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда.

Более простой и приемлемый вариант выполнения вычислительного блока 9 приведен на фиг. 3. Принцип действия вычислительного блока следующий. Взяв отношение коэффициентов трансформации входных трансформаторов 11 и 5 потенциала зонда равным k, на выходах этих трансформаторов получим напряжения, пропорциональные соответственно

is U

35 яг и

1 UNf

Включив вторичные обмотки входных трансформаторов 5 и 11 встречно, т. е. начало с началом или конец с концом, на вы40 ходе встречно включенных обмоток получим напряжение, пропорциональное Uoo, которое далее подается на вход измерительного преобразователя 6 потенциала зонда.

1188690 фиг. 1

1188690

Вычислительный длак

Фиг. 2 иг. 3

Составитель И. Абрамова

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1 крытий ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор М. Дылын

Заказ 6741 48 г

Вычислительный блак, пераый и 5торай !

5хаоные трансформаторы потенциала занда