Измерительное устройство для геоэлектроразведки

Измерительное устройство для геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I ц 744414

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 24.04.78 (21) 2608028/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) М. Кл б 01Ч 3/10

G 01V 3/18

Государственный комитет (53) УДК 550 832 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения Н. К. Стрелов, А, М. Труфанов, В. P. Шефер, В. А. Щепанский и В. И. Векслер (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЪНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизических исследований околоскважинного пространства методами геоэлектроразведки.

Известно устройство для измерения поперечных к оси скважины компонент комплексных амплитуд магнитного поля и его направления по отношению к вертикальной плоскости искривления оси скважины (11.

Зто устройство содержит корпус скважинного прибора, вращающуюся относительно корпуса рамку для приема переменного электромагнитного поля в заданном направлении, связанный с рамкой эксцентричный груз для пространственного ориентирования рамки, измеритель активной и реактивной компонент принятого рамкой сигнала и генератор сигналов.

В известном устройстве для измерения поперечных к оси скважины составляющих магнитного поля производят два измерения, соответствующие двум взаимно перпендикулярным положениям эксцентричного груза относительно плоскости витков рамки. Для обеспечения свободного вращения рамки между внутренними стенками скважинпого прибора и рамкой необходимо иметь зазор достаточной величины, что не позволяет реализовать максимально возможную чувствительность при заданном сечении свободного пространства внутри корпуса скважинного прибора. Кроме того, корпус скважинного прибора должен иметь достаточную толщину стенок для предотвращения деформаций под действием гидростатического давления воды или бурового раствора, заполняющих скважины. Возможности увеличения чувствительности за счет увеличения продольных размеров рамки также ограничены требованием к точности само1о отвешивания рамки. Необходимость соблюдения противоречащих друг другу требований приводит к тому, что при небольших диаметрах скважинного прибора и MQJIbIA отклонениях исследуемых скважин от вер15 тикали вращающий момент эксцентричного груза в известном устройстве оказывается недостаточным для поворота рамок. По этой причине часто возникают заклинивания вращающейся рамки, что снижает качестВо (достоверность) измерений.

Надежность известного устройства также низка, так как для обеспечения малого момента вращения опоры подвижной части должны иметь небольшую площадь, из-за чего возможны отказы прибора при ударе о стенки скважины при спуско-подъемных операциях и транспортировке.

Передача сигнала с вращающейся рамки на вход измерителя осуществляется через

30 коллскторный токосъемник, что еще более

744414

65 снижает надежность устройства и ухудшает точность самоотвешиванпя за счет у сличения момента трения.

Использование двух взаимпо ортогона.!ьных самоотвешивающихся рамок с двумя коллекторными токосъемниками для одновременного измерения поперечных к оси скважины компонент магнитного поля снизило бы надежность устройства еще вдвое.

Известно устройство для электроразведки, содержащее две рамки для приема ортогон альных составляющих пер еменногс магнитного поля, подключенные ко входу измерителей комплексных компонент сигналов и фазорегулятора (фазовращателя), включенного в цепь опорного сигнала, и измеритель угла поворота рамок (2). Это устройство применимо только для измерений на дневной поверхности, когда известна ориентация рамок в пространстве. При измерениях же в скважинах скважинный прибор в большинстве случаев соединен с наземным измерителем только каротажным кабелем и при спуске и подъеме может вращаться вокруг продольной оси. Приемные рамки занимают неопределенное положение в пространстве. При этом невоз! !Ожно определить направление вектора поперечного магнитного поля, т. к. измеритель угла поворота рамок в виде лимба не позволяет снять отсчет при погружении устройства в скважину.

Цель данного изобретения — повышение чувствительности и надежности устройства, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем скважинный прибор, в котором расположены ортогональные приемные рамки и измеритель угла поворота приемных рамок относительно вертикальной плоскости искривления оси скважины, а также наземный блок, состоящий из измерителей компонент сигналов, подключенных fi приемным рамкам, и генератора сигнала, соединенного со входом измерителя угла поворота, приемные рамки закреплены неподвижно в скважинном приборе, а между генератором сигнала и выходом измерителя угла поворота приемных рамок включен фазометр, Использование рамок, закрепленных в корпусе прибора неподвижно, позволяет уменьшить требования к прочности стенок скважинного прибора, а следовательно, уменьшить их толщину,"-а счет заливки внутреннего объема вместе с рамками, например, эпоксидным компаундом. Площадь рамки может быть увеличена за счет уменьшения толщины стенок скважинного прибора и уменьшения зазора между рамками п внутренней стенкой корпуса, за счет чего обеспечивается большая чувствительность. .Измеритель угла поворота рамок относительно вертикальной плоскости пскрпвления оси скважины в устройстве выполнен

Зо

45 в Биде фазовращателя, состоящего из неподвижной относительно корпуса скважинного прибора части (статора), вращающейся части (ротора), жестко связанной с эficцентричным грузом. Фазометр измеряе! разность фаз между входным и выходным сигналами фазовращателя. Вес ротора и момент трения современных бесконтактных фазовращателей значительно меньше, чем у применяемых самоотвешивающихся рамок, что позволяет уменьшить эксцентричньш груз.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит скважинный прибор 1, жестко закрепленные в его корпусе приемные рамки 2, измеряющие ортогональные составляющие магнитного поля, подключенные к выходам рамок измерителп 3 для измерения активной и реактивной составляющих магнитного поля, измеритель угла поворота рамок относительно вертпка;I !!of! плоскости искривления оси скважппы, состоящий из фазовращателя 4, содержащего закрепленную в корпусе прибора неподвижно часть (статор) 5 и вращающуюся часть (ротор) б, жестко связан. ную с эксцентричным грузом 7, фазометр

8, подключенный одним входом к выходу фазовращателя и генератор сигналов 9, выход которого связан со входом фазометра и со входом фазовращателя.

Работает устройство следующим образом.

Комплексные компоненты выходных напряжений приемных рамок 2, пропорциональные соответству ющим составляющим мапппного поля, измеряются измерителямп 3. При повороте скважинного прибора вокруг продольной оси при спуске и подъеме эксцентричный груз 7, жестко соединенный с ротором б фазовращателя, удерживает его в неподвижном относительно вертикальной плоскости искривления оси сква>кинном положении, а статор 5 фазовращателя, закрепленный в корпусе 1, вращается вместе с прием!ными рамками 2. В результате поворота статора фазовращателя на угол Лгу, на такой же угол изменяется фаза выходного сигнала фазовращателя.

Изменение фазы измеряется фазометром 8.

По показаниям фазометра определяется угол поворота плоскости рамок относительно вертикальной плоскости искривления оси скважппы, а по показаниям измерителей

3 — комплексныс компоненты вектора магНПТЕ!О! 0 ПОЛЯ.! стройство для измерения поперечного к осп скважины магнитного поля входит в комплект электроразведочной геофизической аппаратуры «Лазурпт», предназначенной для пзмсренпй как в скважинах, так и с дневной поверхности.

744414

Формула изобретения

Составитель Л. Воскобойников

Техред А. Камышникова

Редактор В. Левятов

Корректоры: О. Тюрина и Р, Беркович

Заказ 1021/16 Изд. М 335 Тираж 640 Подписное

НПО «Поиск» Государственного i:îìèòåòà СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская паб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

1. Измерительное устройство для геоэлектроразведки, содержащее скважинпый прибор, в котором расположены ортогональные приемные рамки и измеритель угла поворота приемных рамок относительно вертикальной плоскости искривления оси скважины, а также наземный блок, состоящий из измерителей компонент сигналов, подключенных к приемным рамкам, и генератора сигнала, соединенного со входом измерителя угла поворота, о тл и ч а ющ ееся тем, что, с целью повышения чувствительности и надежности измерений, приемные рамки закреплены неподвижно в скважинном приборе, а между генератором сигнала и выходом измерителя угла поворота приемных рамок включен фазометр.

2. Устройство по п. 1, отличающееся

5 тем, что измеритель угла поворота выполнен в виде фазовращателя, содержащего закрепленную в скважинном приборе неподвижную часть и вращающуюся часть, жестко связанную с эксцентричным грузом.

10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Скважинная рудная геофизика». Л., «Недра», 1971, с. 121 — 129, рис, 11 — 30.

2. Авторское свидетельство СССР

15 Мв 179394, кл. G 01V 3/10, 1964 (прототип).