Устройство электромагнитного каротажа

 

Изобретение используется для измерения электрических характеристик горных пород при проведении ГИС. Цель изобретения - повышение точности измерения электрических характеристик горных пород и производительности работ. Аппаратура содержит задающий генератор частот, усилители мощности, два трехэлементных зонда, состоящие из двух генераторных,- и двух пар измерительных катушек, измерительную часть, включающую два идентичных смесителя-мультиплексора , генераторгетеродин, усилители-ограничители промежуточной частоты, хщфровые блоки: управления, телеметрии, измерения сдвига фаз, периода несущей частоты , наземное регистрирующее устройство . Генераторные катушки подключены через усилители мощности к задающему генератору частот. Измерительные катушки соединены с входами усилителей преобразователей, к вторым входам которых подключены выходы генератора-гетеродина , а выходы через усилители-ограничители соединены с входами цифрового фазои мерительного блока. Длины и базы трехкатушечных зондов выбираются таким образом, чтобы обеспечить одинаковую радиальную глубинность исследования. Уменьшение влияния девиации частоты повышает точность определения удельного электрического сопротивления и относительной диэлектрической проницаемости горных пород. Одновременное измерение двумя зондами за одну спускоподъемную операцию скважинного прибора при ГИС повышает производительность геофизических работ. 1 ил. G S ХЙ ОЭ СО 4;i со О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН о ) аа\ дни

" l;( б! ьу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4224230/24-25 (22) 02.02.87 (46) 30.03.89. Бюл. ¹- 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) В.П.Снопков и Р.КеХастеев (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 744415, кл. С 01 V 3/18, 1980.

Даев Д.С. и др. Двухчастотная an паратура волнового электромагнитного каротажа. — Геофизическая аппаратура, 1977, вып. 62, с. 101 †1. (54) УСТРОИСТВО ЭЛЕКТРОИАГНИТНОГО

КАРОТАЖА (57) Изобретение используется для измерения электрических характеристик горных пород при проведении ГИС. Цель изобретения — повышение точности измерения электрических характеристик горных пород и производительности работ. Аппаратура содержит задающий генератор частот, усилители мощности, два трехэлементных зонда, состоящие из двух генераторных-и двух пар измерительных катушек, измерительную!

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при исследовании скважин методами электромагнитного каротажа.

Цель изобретения — повышение точности измерения электрических характеристик горных пород и производительности работ.

„„Бц„„1469490 д1 часть, включающую два идентичных смесителя-мультиплексора, генераторгетеродин, усилители-ограничители промежуточной частоты, цифровые блоки: управления, телеметрии, измерения сдвига фаз, периода несущей частоты, наземное регистрирующее устройство. Генераторные катушки подключены через усилители мощности к задающему генератору частот, Измерительные катушки соединены с входами усилителей преобразователей, к вторым входам которых подключены выходы генератора-гетеродина, а выходы через усилители-ограничители соединены с входами цифрового фазоизмерительного блока. Длины и базы трехкатушечных зондов выбираются таким образом, чтобы обеспечить одинаковую радиальную глубинносгь исследования. Уменьшение влияния девиации частоты повышает точность определения удельного электрического сопротивления и относительной диэлектрической проницаемости горных пород. Одновременное измерение двумя зондами за одну спуско- 4е подъемную операцию скважинного при- ф;1 бора при ГИС повышает производитель- Я, ность геофизических работ. 1 ил, 2

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства электромагнитного каротажа.

Устройство содержит генераторный блок 1, зонд 2, приемно †преобразующую часть 3, измерительно-телеметрическую часть 4 и наземную часть 5, 1469490

Генераторный блок 1 включает в себя задающий генератор 6 двух частот и два усилителя 7 и 8 мощности.

Два трехэлементных зонда состоят из генераторных катушек 9 и 10 и двух

5 приемных катушек 11 и 12 (13 и 14).

Приемно-преобразующая часть содержит генератор-гетеродин 15, смесители-. мультиплексоры 16 и 17, ограничители

18 и 19. В измерительно-телеметрическую часть входят блок 20 управления, формирователь 21 разности фаз и периода, измеритель 22 разности фаз, измеритель 23 периода промежуточной частоты, мультиплексор 24, передатчик 25 и линия 26 связи. Наземная часть содержит приемник 27, регистр-указатель 28 измеряемых величин, регистр 29 фазового сдвига, регистр 30 периода измерения, делитель 31, преобразователь 32 фазового сдвига, цифроаналоговые преобразователи 33 и 34.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 6 двух частот, управляемый блоком 20 управления, циклично запускает усилители 7 и 8 мощности, которые питают токами двух разных высоких частот генераторные катушки 9 и 10. Создаваемые в окружающем пространстве высокочастотные электромагнитные поля индуцируют в приемных катушках .11-14 сигналы, по 15 ступающие на входы смесителей-мультиплексоров 16 и 17, на другие входы которых поступают сигналы с блока 20 управления и управляемого генератора-гетеродина 15. Преобразованные

40 сигналы промежуточной частоты усиливаются и ограничиваются по амплитуде ограничителями 18 и 19, поступают на формирователь разности фаз и периода, где формируются временные ин45 тервалы, пропорциональные разности фаз и периоду промежуточной частоты.

Выходы формирователя 21 разности фаз и периода соединены с измерителями

22 и 23 разности фаз и периода промежуточной частоты, в которых под50 считываются количества высокочастотных заполняющих импульсов в сформированных временных интервалах разности фаз и периода промежуточной частоты. Цифровые данные с этих блоков преобразуются мультиплексором 24 и передатчиком 25 в последовательный код и пере,",аются в приемник наземного регистрирующего блока через линию .26 связи. Преобразованный последовательный код с приемника поступает на регистр-указатель 28 измеряемых величин, в частности, например, у или

Е, регистр 29 фазового сдвига, регистр 30 периода измерения, С делителя 31, осуществляющего деление сигналов от регистра 29 фазового сдвига и регистра 30 периода, сигналы поступают в преобразователь 32 фазового сдвига в измеряемые величины у и Е, представляющего собой матрицу палаток. Цифровые данные с преобразователя 32 фазового сдвига преобразуются в аналоговый вид цифроаналоговыми преобразователями 33 и 34. Делитель

31 осуществляет операции с содержимыми регистров 29 и 30.

K d <4 ; д = — — — — 180, 2Т,„ где D 4 — истинный сдвиг фаз1

>dg. — сумма сдвигов фаз за п пери1Ь одов промежуточной частоты, . Т „ — суммарное время измерения

1 за и периодов промежуточной частоты.

Работу всех блоков синхронизирует блок 20 управления.

Для измерения р и E блоком управления вырабатываются отрицательные импульсы длительностью Т, и положительные импульсы длительностью Т, составляющие полный цикл измерения, причем во время Т; происходит измерение у и осуществляется работа генератора 3 мГц, а во время Т вЂ” измерение Еи осуществляется работа генератора 43 мГц. В каждый период измерения Т, или Т блок управления дважды осуществляет стробирование смесителей-мультиплексоров, запрещая измерение, чтобы исключить ошибки, возникающие вследствие протекания переходных процессов в аналоговых цепях после коммутации.

Управление смесителями-мультиплексорами блоком управления позволяет коммутировать входные сигналы с измерительных катушек к смесителям-мультиплексорам и осуществлять прямое измерение и реверсивное измерение с целью снижения систематической погрешности вследствие неидентичности фазовых характеристик приемно-преобразующей части. Одновременно происхо1469490 дит соответствующее реверсирование измерителя разности фаз.

Блок управления осуществляет также тактирование и запуск передатчика 25 после окончания измерения разности фаз, Введение измерения периода промежуточной частоты снимает ограничение на точность поддержания промежуточной частоты, что, в свою очередь, упрощает требования, предъявляемые к стабильности гетеродина и, кроме того, после процедуры деления в делителе 31 информация о фазовом сдвиге имеет повышенную точность измерения, что в конечном счете увеличивает точность определения р и

Формула изобретения

Устройство электромагнитного каротажа, содержащее задающий генератор частот, усилитель мощности, трехэлементные зонды, состоящие из пары генераторных и общей пары измерительных катушек, приемно-преобразующую часть, включающую два идентичных смесителя, усилители промежуточной частоты, ограничители, генератор-гетеродин, измерительно-телеметрическую часть, состоящую из фазоизмерительного блока, телеметрии, и наземную регистрирующую часть, при этом входы усилителей мощности соединены с выходами задающего генератора частот, а выходы подключены к генераторным катушкам трехэлементных зондов, измерительные катушки зондов соединены с входами смесителей, вторые входы которых соединены с выходом генератора-гетеродина, а выходы через ограничители соединены с фазоизмерительным блоком, выход которого соединен через блок телеметрии, линию связи с наземным регистрирующим блоком, о. тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения электрических характеристик горных пород и производительности работ, J

50 дополнительно введены вторая пара измерительных катушек, смесителимультиплексоры в приемно-преобразующей части, цифровая измерительная схема, содержащая формирователь разности фаз и периода, измеритель периода промежуточной частоты, телеметрию, блок управления, в наземном регистрирующем блоке приемник, регистр-. указатель измеряемых величин, регистр фазового сдвига, делитель, регистр периода измерения, преобразователь фазового сдвига измеряеМых величин, цифроаналоговые преобразователи, при этом вторая пара измерительных катушек соединена с парой смесителей-мультиплексоров, входы формирователя разности фаз и периода промежуточной частоты подключены к выходам ограничителей и блока управления, а выходы соединены с измерителем разности фаз и периода промежуточной частоты, выходы которых соединены с входами мультиплексора, входы передатчика подключены к выходу мультиплексора и блока управления, а выход соединен с линией связи и далее с входом приемника наземной части, выход которого соединен с входами регистров-указателей измеряемых величин, фазового сдвига, периода измерения, выходы регистров фазового сдвига и периода измерения соединены с входами делителя, выход которого соединен с преобразователем фазового сдвига, к его другому входу подсоединен выход регистра-указателя, выход преобразователя фазового сдвига соединен с цифроаналоговы1ж преобразователями, управляющие выходы блока управления соединены с задающим генератором двух частот, смесителямимультиплексарами, генератором-гетеродином, мультиплексором, измерителями разности фаз и периода, причем длина и база зондов выбираются таким образом, чтобы обеспечить одинаковую глубинность исследования двумя зондами.

1469490

Составитель М.Качалов

Техред М.яндык Корректор И,Муска

Редактор А.Огар

Заказ 1358/53 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательскии комбинат Патент, г. жгород, ул.

tt ч л. Гага ина 101