Индукционный зонд

 

Использование1 в области геофизических исследований скважин. Сущность изобретения: индукционный зонд, включающий последовательно и коаксиально установленные и намотанные на каркас из изоляционного материала идентичные индукционные катушки, одна из которых измерительная , снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки защитными экранами, другая индукционная катушка выполнена индикаторной и охватывающей ее защитный экран магнитный, а защитный экран, охватывающий измерительную индукционную катушку, - электростатический , а намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительно другой.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4887850/03 (22) 05,12,90 (46) 30.09.92. Бюл. ¹ 36 (71) Кировское производственное геологическое объединение (72) B. И. Головко, И. P. Гринчук и 6. В, ПолоВинкин (56) Кауфман А. А. Теория индукционного каротажа. Новосибирск: Наука, 1965, с. 116.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1454959, кл. F 21 B 47/00, 1986. (54) ИНДУКЦИОННЫЙ ЗОНД (57) Использование .в области геофизических исследований скважин. Сущность изобретения: индукционный зонд, Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, например, магнитным каротажем в процессе бурения.

Известен индукционный зонд, включающий генераторную и приемную индукционные катуш "è, Измерение проводятся по экранирующему действию окружающей среды на ЗДС, возникающую в приемной катушке под действием поля генераторной катушки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является индукционный зонд, включающий последовательно, соосно установленные, намотанные на каркас из изоляционного материала индукционные измерительную и дополнительную катушки, Недостатками индукционного зонда являются низкая точность измерений, невозможность разделения пород на типы по магнитной восприимчивости (диа- и параферромагнитные), низкая чувствительность,,, Ы,, 1765378 А1 включающий последовательно и коаксиально установленные и намотанные на каркас из изоляционного материала идентичные индукционные катушки, одна из которых измерительная, снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки защитными экранами, другая индукционная катушка выполнена индикаторной и охватывающей ее защитный экран магнитный, а защитный экран, охватывающий измерительную индукционную катушку, — электростатический, а намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительно другой, 2 ил. слабая разрешающая способность. невысокая стабильность. Кроме того, при намотке измерительной индукционной катушки, когда плоскость ее витка располагается перпендикулярно оси катушки, магнитное поле катушки замыкается через внутреннее пространство и окружающую катушку среду вдоль оси измерительной индукционной катушки, Для повышения чувствительности зонда стремятся к увеличению количества витков катушки, Однако в связи с ограниченным внутренним диаметром скважинного прибора это ведет к увеличению линейного размера катушки (длины).

Цель изобретения — повышение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что индукционный зонд, включающий пэследовательно, соосно установленные, намотанные на каркас из изоляционного материала индукционные измерительную и дополнительную катушки, снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки за1765378 щитными экранами, индукционная дополнительная катушка выполнена индикаторной, защитный экран индукционной измерительной катушки выполнен электростатическим, а индукционной дополнительной индикаторной катушки-магнитным, при этом намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительно другой.

На фиг. 1 представлен индукционный зонд, общий вид; на фиг, 2 — развернутая схема расположения намоток катушек в пазах каркаса.

Индукционный зонд включает последовательно, соосно установленные измерительную индукционную катушку 1 и индукционную дополнительную индикаторную катушку 2, идентичную катушке 1, т. е, с техническими параметрами катушки 1. Катушка 2 установлена последовательно с катушкой 1 посредством шпильки 3, представляющей собой медную или латунную трубку. Через внутреннее отверстие трубки осуществляется вывод концов катушки 1 к радиосхеме. Катушки 1 и 2 намотаны на каркасе 3. из изоляционного материала. Длина каркаса 100 мм, Защитные экраны 5 и 6 концентрично охватывают катушки 1 и 2. Поверх катушки 1 расположен экран 6, выполненный электростатическим и представляющий собой катушку из одного слоя провода марки ПЭЛ, ПЭВ диаметром

0,2 мм, намотанной виток к витку на бумажном каркасе и заземленном одним концом катушки. Экран 6 необходим для исключения влияния емкости окружающей среды на собственную емкость катушки 1, Катушка 2 концентрично охвачена экраном 5, выполненным магнитным, Экран 5 исключает влияние магнитных свойств внешней среды на ее индуктивность, Экран 5 представляет собой пустотелую трубку из пермалоевого сплава.

Катушка 1 изменяет величину своей индуктивности под воздействием магнитных свойств вещества исследуемой среды, Катушка 2 предназначена для учета изменений параметров катушки 1, Обмотка 7 катушек 1 и 2 выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей намотки одна относительно другой, Обмотка 7 катушек 1 и 2 распределена на три секции и располагается вокруг оси зонда в шести пазах каркаса 4 со смещением торцовых частей намотки одна относительно другой.

Общее количество витков каждой катушки—

300. Марка и диаметр провода ПЭВ2 — 0,35, -з "

Индуктивность каждой катушки — 3 х10" Гн.

Рабочая частота 50 кГц.

Индукционный зонд работает следующим образом.

Индукционный зонд является частью прибора для измерения магнитной воспри5 имчивости пород, вскрытых скважиной.

В основе работы индукционного зонда лежит измерение изменения индуктивности катушки 1 под действием магнитных свойств вещества исследуемой среды, Измерение из10 менения индуктивности производится сравнением величин индуктивностей индукционной измерительной 1 и индукционной дополнительной индикаторной 2 катушек, . Индуктивность катушки 1 датчика (L)

15 пропорциональна начальной индуктивности (Lp), магнитной проницаемости (u) или магнитной восприимчивости (g) среды и описывается выражением

L =p -о

20 или L = (1 + ß )Lp, так как,и = 1 + Q .

Величина изменения индуктивности (A L) составляет Л L = (1 + g)Lp — Lp =+ Lp (для пород с пара- и ферромагнитными свойствами) и Л L = Lp (1 +g )Lp =д, о (для

25 пород с диамагнитными свойствами).

Так как при измерении в качестве начальной индуктивности (, ) принимается индуктивность катушки 2 (защищенная от воздействия окружающей среды магнитным

30 экраном 5 и имеющая параметры катушки

1), то величина изменения индуктивности катушки 1 будет являться мерой величины магнитной восприимчивости среды, Кроме того, при данном измерении иск35 лючаются ошибки измерения результатов магнитной восприимчивости, вызванные изменением температуры, так как характер изменения индуктивностей катушек 1 и 2 при изменении температуры один и тот же, 40 "при вычитании результатов ошибки взаимно уничтожаются.

Катушка 2 позволяет измерить изменения индуктивности катушки 1, Измерение изменения индуктивности осуществляется

45 путем сравнения величины индуктивностей катушек 1 и 2.

Магнитный экран 5 защищает катушку 2 от воздействия вещества внешней среды.

Так как катушки 1 и 2 расположены

50 вблизи друг друга, дестабилизирующие факторы вызывают изменение значений индуктивностей катушек 1 и 2 в одинаковых пределах, и при определении изменения индуктивности взаимно уничтожаются, 55 Изменение величины магнитной восприимчивости сводится к изменению разности частот генераторов незатухающих колебаний, образованных индуктивностями катушек 1 и 2, а определение ее типа — по

1765378 характеру изменения, т. е. понижение частоты генератора с катушкой 1 относительно частоты генератора с катушкой 2 указывает на пара- и ферромагнитные свойства пород, а повышение — на диамагнитные свойства. 5

Выполнение намотки катушек 1 и 2 вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей намоток позволяет повысить чувствительность зонда и точность измерения за счет смещения направления магнит- 10 ного поля вдоль продольной оси катушек, чем достигается равномерное распределе° .ие общей чувствительности зонда с любой его стороны.

Индукционный зонд позволяет повы- 15 сить точность измерения в 2 — 3 раза и его чувствительность, Формула изобретения

Индукционный зонд, включающий последовательно и соосно установленные, намотанные на каркас из изоляционного материала индукционные измерительную и дополнительную катушки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки защитными экранами, дополнительная катушка выполнена индикаторной, защитный экран измерительной индукционной катушки выполнен электростатическим, а дополнительной индикаторной индукционной катушки- магнитным, при этом намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительной другой, 1765378

+4 pp> . 6 с>сс eа в у ною Рп лазо В К ргаеа. Рог. 2

Составитель B.Ãîëîâêî

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M,Ïåòðoâà

Редактор З.Ходакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3363 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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