Устройство для каротажа скважин электромагнитным методом

2752 5l

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

",сиз Советски:;

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено ЗО.VI.1969 (№ 1344661/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 03.1/11.1970. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 13.Х.1970

Кл. 21g, 30/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ЧПК G Olv 3/18

УДК 550.837.6:622,241 (088.8) Авторы изобретения П. А. Зельцман, Ю. Л. Лидерман, Л. P. Мильман и В. Ш. Скуратовский

Заявитель

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения треста «Бурмашремонт» Министерства геологии Украинской ССР

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ МЕТОДОМ

Известно устройство для индукционного каротажа с модуляцией и детектированием сигнала, обеспечивающее устранение дрейфа нуля фазочувствительного детектора, повышение помехоустойчивости и расширение динамического диапазона измерения.

В этом устройстве параметрический модулятор, включенный в сигнальную цепь, выполнен в виде усилителя с управляемым коэффициентом усиления.

С помощью напряжения промежуточной частоты обеспечивается амплитудная модуляция, а на выходе фазочувствительного детектора выделяется напряжение промежуточной частоты, амплитуда которого пропорциональна компоненте сигнала, совпадающей по фазе с коммутирующим напряжением.

Невозможность одновременного измерения этим устройством квадратурных компонент сигнала снижает точность измерения каждой компоненты, ограничивает объем информации, получаемой при каротаже.

Если в аппаратуре для электромагнитного каротажа скважин известное устройство применено в двух каналах, причем в одном канале коммутирующее напряжение синфазно току питания датчиков, а в другом сдвинуто относительно него на -./2,то в этом случае одновременное помехоустойчивое измерение квадратурных компонент достигается за счет значительного усложнения аппаратуры и снижения ее надежности.

Целью изобретения является увеличение объема информации при каротаже, упрощение устройства, а также повышение его надежности и точности.

Для этого параметрический модулятор подключен между источником коммутирующего напряжения или источником сигнала и фазо10 вым детекгором и выполнен в виде фазовращателя с управляемым фазовым сдвигом.

В телеметрическую систему введено устройство для разделения и детектирования четных гармоник, амплитуды KQTopblx пропорци15 ональны сдной из компонент сигнала, и нечетных гармоник, амплитуды которых пропорциональны другой квадратурной компоненте.

На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства (один из вариантов); на фиг. 2 — модулятор

20 с управляемым фазовым сдвигом.

К генератору 1. подключена генераторная линия 2 индукционного зонда, измерительная линия которого и усилитель сигнала служат источником сигнала 8.

25 В состав устройства входят также фазовый детектор 4, нагруженный на фильтр, выделяющий промежуточную частоту и ее первые гармоники, источник коммутирующего напряжения 5, модулятор б, источник 7 модулпрую30 щего напряжения промежуточной частоты и

275251

65 неизменной амплитуды, -елеметрнческая система 8, включаю!цля каротлжный кабель 9, и устройс1во 10 для разделения и дстектировлн1!я четных и нечетны ; армоппк промежуточной частоты.

Модулягор (см. фиг. 2) содержит включенпыс в токовую цепь генератора резисторы 12, 18, конденсатор 14, катодный повторитель, включающий лампу 15 и катодное сопротивление 16. K управляющей сетке катодного повторителя подключен источник 7 модулиру-! ощего пя,!ряжения.

Ток генератора 1 создает в генераторной линии 2 зонда первичное магнитное поле, являющееся нсточьп!ком вихревых токов. 3.д.с., наводимая в измерительной линии зонда, входящей в состав !!сточника сигнала, отра>кает электромагнитные свойства среды, окружаю;цей зонд.

Исто шиком коммутирующего напряжения

5 обычно служит активное либо реактивное сопротивление, вкл!очепное в цепь генераторной линии 2 зонда. Частота коммутирующего напряжения совпадает с частотой сигнала, а фаза жестко связана с фазой тока, ппгающего генераторную линию.

На фазовый детектор 4 подается усиленный сигнал, а также коммутирующее напряжение.

В модуляторе б осуществляется фазовая модуляция коммутирующего напряжения с помощью модулирующего напряжения промежуточной частоты и неизменной амплитуды, г!одаваемого на модулятор с выхода источника 7 модулирующего напря>кения.

При питании скважинного прибора стабилbíûì переменным током достаточно низкой частоты модулирующее напряжение мо>кет сниматься.со вторичной обмотки трансформатора (например, силового), включенного в токовую цепь.

При. перемножении сигнала и модулированного по фазе напряжения, кроме высокочастотных и постоянной составляющих, в токе фазового детектора 4 имеются составляющие промежуточной (т. е. модулирующей) частоты и ее гармоник.

Амплитуды четных и нечетных гармоник промежуточной частоты пропорциональны соответствующим квадратурным компонентам сигнала.

Напряжение на нагрузочном фнльтрс фазового детектора 4, содер>кащее четные и нечетные гармоники проме>куточной частоты, передается по одноканальной телеметрической системе 8 к устройству 10 для разделения и детектирования четных и нечетных гармоник промежуточной частоты. В некоторых случаях параметрический модулятор может быть включен между источником сигнала и флзовым детектором. С выхода этого устройства продетектированныс напряжения подаются на регистраторы.

Иногда удобно преобразовать глрмонпкп промежуточной частоты в частотно-модулированное колебание еще в скважинном приборе.

5 ю

55 (Преимущества передачи -1М-колебаний по к>1ро E!æEIОМ с клбc.110 Обьцсп!рпз11 111ы) . В это» с>!> чяс мс>кд1 фазовыми! дстсктором и кяоеЛСМ !!ОДКЛ10ЧЯСТ и 1ЯСТОТНЬ!Й МОД ЛЯТОР.

В описываемом устройстве амплитуды четных н !le "I Iihix 1 армоник !1ромежу точной чястоты пе зависят от дрейфа нуля фазового детектора, что обеспечивает высокую стабиль ность системы и широкий динамический измеpHIeльный диапазон. Вместе с тем для передачи ипформлци!! о двух параметрах (квадр !!урных компонснтах сигнала) используется один телеметричсский капал (возможно, в частности, использование одножпльного кабеля). Зто существенно упрощает аппаратуру, повышясг се надежность и расширяет область применения. Волыним преимуществом устройства является наличие лишь одного фазового детектора, причем разделение четных и нечетных гармоник осуществляется в наземном »стройстве.

При малом индексе фазовой модуляции мо>1 но ОГря!и!читься рассмотрением первои и второй гармоник промежуточной частогы, разделение которых может быть осуществлено чястотнымп фильтрами. При необходимости учета в IcflEHx гармоник для частотного разделения четных и нечетных гармоник проме>куточной частоты применяют гребенчатые фильтры.

Возможно также одновременное разделение и детектирование четных и нечетных гармоник промежуточной частоты. С этой целью устройство 10 выполняется в виде двух синхронных детекторов, опорными напряжениями которых служат гармоники промежугочпой частоты соответствующей четности (например, первая и вторая гармоники).

Чувствительность синхронного детектора к гармонике, четность которой противополо>кна че!ности опорного напряжения, равна нулю.

Возмо>кно сочетание этого метода разделения четных и нечетных гармоник с частотным методом.

В фазовращателе (см. фнг. 2) резисторы

12, 18, конденсатор 14 и выходное сопротивление катодного повторителя на лампе 15 с катодным сопротивлением 1б образуют фазоврлщательную цепь, фазовый сдвиг которой изменяется в соответствии с изменением выходного сопротивления катодного повторителя, т. с. в соответствии с модулирующим на-!!ряжснием неизмененной амплитуды и промежуточной частоты, поступающим на управляющую сетку лампы 15 от источника 7.

Индекс модуляции в рассматриваемом примере не превышает +.>r/2. Амплитуда ФМ-напря>кения, используемого в качестве коммутирующего папря>кения фазового детектора, нс .зависит от модулируюшего напряжения промежуточной частогы.

Могут оыть применены также другие типы модуляторов с управляемым фязовым сдвигом.

275251

Предмет изобретения

Фи г.1

Составит.ль 1О. Сериков

Редактор T. 3. Орловская Техред Л. А. Камышникова Корректор А. И. Зимина

Заказ 2887/12 Тир;liK 480 По дписное

ЦНИИПИ Комитета по д.лам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство для каротажа скважин электромагнитным методом, состоящее из зонда с питающей и приемной цепями, генератора, соединенного с питающей цепью, источника сигнала, связанного с приемной цепью, фазового детектора, нагруженного на фильтр, источника коммутирующего напряжения, электрически связывающего генератора и фазовый детектор источника модулирующего напряжения, параметрического модулятора и элементов гелеметрической системы íà осНове кабельной линии связи, отличающееся тем, что, с целью одновременного измерения и передачи по одной кабельной липин связи обоих компонентов электромагнитного сйгнала, модулятор выполнен в виде фазоврап;ателя с управляемой величиной фазового сдвига и подключен между источником коммутпруюU årо напряжения или исто пгпком сигнала и фазовым детектором, тслеметрическая спстеи ма содержит q ст ойства для детект" о. ан:1:, 1i разделеш1я четпык и нечетных гармоник сигнала.