Устройство для скважинной индукционной электроразведки

Устройство для скважинной индукционной электроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (ii) 859982 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14,1 279 (21) 2852044/18-25 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 300881, Бюллетень Но 32

Дата опубликования описания 300881 (53)М. КА,3 б 01 Ч 3/18

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (5З) НВ550.837:

:622.241 (088.8) оюзгеотехни (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ CKBAEHHHOA ИНДУКЦИОННОЙ

ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к геофизическим электроразведочным устройствам и может быть использовано в аппаратуре для измерения комплексных компонентов гармонических сигналов, в частности в электроизмерительной технике.

Известна скважинная индукционная аппаратура, содержащая генератор переменного напряжения с излучателем переменного магнитного поля, приемник излучения переменного магнитного поля, предварительный усилитель и электронный блок, подключенный к выходу предварительного усилителя каротажным кабелем, с помощью которого усиливают, обрабатывают и регистрируют принимаемый сигнал (1).

К недостаткам аппаратуры относится недостаточная точность измерения, вызванная фазовыми сдвигами, возникающими в каротажном кабеле при передаче сигнала от предварительного усилителя к электронному блоку.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для скважинной индукционной электроразведки, содержащее генератор рабочей частоты, излучатель переменного магнитного поля, подключенный к генератору рабочей частоты, последовательно соединенные приемник переменного магнитного ноля, предварительный усилитель, компенсатор начальных фазовых сдвигов, избирательный усилитель и два параллельно включенных фазочувствительных детектора (ФЧД), на опорные входы которых подаются напряжения рабочей частоты, сдвинутые относительно друг друга на 90 с помощью 90о - фазовращао теля, и индикатор.

Указанные элементы кроме генератора рабочей частоты размещены в зонде устройства. Сигнал с выходов ФЧД подается по каротажному кабелю в наземный блок, состоящий из генератора рабочей частоты и индикатора. Для компенсации начальных фазовых сдвигов используются фазовращатели, включаемые в цепь переменного напряжения, в данном случае между приемником поля и фазочувствительным детектором (2).

В практике используются две модификации устройства. При дипольном электромагнитном профилировании скважин (ДЭМПС) компенсатор начальных фазовых сдвигов размещается в

859982 (О

60 скважинном измерительном блоке. Его перенос в наземный блок при этом невозможен, так как по кабелю, связывающему скважинные приборы с наземным пультом, измеряемые сигналы передаются постоянным током.

Компенсатор начальных фазовых, сдвигов, используемый при ЛЭИПС и расположенный в скважинном блоке, включает RC-фазовращатель со сменными элементами, соответствующими выбранной, рабочей частоте, электродвигатель с редуктором, на оси которого закреплено переменное сопротивление, и электрическую схему управления фазовращателем (из наземного пульта).

При работе в варианте с наземным петлевым излучателем поля (НПС) компенсатор начальных фазовых сдвигов нключается также в цепь переменного тока между приемником поля и фазочувствительным детектором, но размещается в наземном приборе, так как в этом .варианте измеряемый сигнал по кабелю передается переменным напряжением, а фазочувствительное детектирование осуществляется в наземном приборе.

Однако размещение компенсатора начальных фазовых сдвигов в скважинном приборе при работе в дипольном варианте приводит к существенному увеличению температурных погрешностей измерений. Температура в скважине обычно резко отличается от температуры на дневной поверхности и измен; .тся по скважине в среднем на

З С на каждые 100 м ее глубины. После спуска приборон в скважину их приходится выдерживать в течение 2030 мин, что значительно снижает производительность работы, но и н этом случае температурные погрешности остаются значительными из-за изменения температуры среды с глубиной. ,Размещение компенсатора начальных фазовых сдвигов в скнажинном приборе (н дипольном варианте) значительно увеличивает длину скважинного прибора,усложняет схему аппаратуры и связано с необходимостью смены элементов, что практически вынуждает вскрывать скважинный снаряд при каждом изменении рабочей частоты.

Компенсация начальных фазовых сдвигов н каждой из модификаций осуществляется разными элементами, что приводит к усложнению аппаратуры и ее эксплуатации.

Цель и з обре те ни я — повышение точности и скорости измерений путем увеличения эффективности компенсации фазовых сдвигов.

Поставленная цель достигается тем, что н устройстве для скнажинной индукционной электроразнедки, содержащем генератор рабочей частоты, излучатель переменного магнитного поля, подключенный к генератору рабочей частоты, последовательн о соединенные приемник переменного магнитного поля и предварительный усилитель, компенсатор начальных фазовых сдвигов, О

90 -фаз овращатель,, последовательно соединенные избирательный усилитель и два параллельно включенных фазочувствитеяьных детектора рабочей частоты, опорный вход одного из которых подключен к выходу генератора рабочей частоты непосредственно, а другого — .через 90о-фаэовращатель, и индикатор, компенсатор начальных фазовых сднигов выполнен в виде генератора вспомогательной частоты с дополнительным фазоврашателем, первого и нторого фазорасщепителей, двух модуляторов, подключенных управляющими входами к выходу генератора вспомогательной частоты через и рный фаэорасщепитель, и двух фазочувствительных детекторов вспомогательной частоты, опорные входы которых подключены к выходу генератора вспомогательной частоты через второй фазорасщепитель и дополнительный фазонращатель, измерительные входы — к выходам каждого из модуляторов, причем параллельно включенные входы модуляторов являются входом компенсатора начальных фазовых сдвигов и подключены к параллельно включенным выходам фазочувствительных детекторов рабочей частоты, выходЫ фазочунствительных детекторов вспомогательной частоты являются выходом компенсатора начальных фазоных сдвигов и подключены к входу индикатора, а вход избирательного усилителя подключен к выходу предварительного усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема устройстна.

Устройство содержит генератор 1 рабочей частоты, подключенный через каротажный кабель к излучателю 2 переменного магнитного поля, выполненного н виде, например, генераторной рамки, приемник 3 переменного магнитного поля (приемную рамку), предварительный усилитель 4. Излучатель, приемник переменного магнитного поля и предварительный усилитель могут составить приемно-усилительный блок зонда. Выход предварительного усилителя 4 с помощью соединительной линии связан со скважинным измерительным блоком,н котором последовательно соединены избирательный усилитель

5 и фазочувстнительные детекторы б и

7 напряжения рабочей частоты. Опорные напряжения с фазоным сдвигом в 90О подаются с ныхода генератора рабочей частоты непосредственно и через 90 о фазовращатель 8 на опорные входы фа.зочунствительных детекторов рабочей частоты 6 и 7, ныходы которых соединены трехжильным каротажным кабелем с компенсатором фазовых сдвигов, рас-.

859982 йоложенным в наземном пульте и состо- тора 9 вспомогательной частоты через ящим иэ генератора 9 вспомогательной дополнительный фазовращатель 12

I частоты, модуляторов 10 и 11, допол- обеспечивающий внесение фазового нительного фаэовращателя 12, первого сдвига в пределах от 0 о 360 до и и второго фазорасщепителей 13 и 14, через фазорасщепитель 14, обеспечии детекторов 15 и 16 вспомогательной з вающий 90 -ный сдвиг между опорными частоты. напряжениями, подаваемыми на фаэочувУстройство содержит также индика- ствительные детекторы 15 и 16 вспотор 17, подключенный к выходам фазо- могательной частоты. чувствительных детекторов 15 и 16 Разность фаэ между соответствующивспомогательной частоты. Генератор

30 ми опорными и модулированными нап вспомогательной частоты 9 соединен жениями равна фазовому сдвигу вносиованными напрясдвигу, через фазорасщепитель 13 с модулято- мому дополнительным фаэовращат аэовращателем рами 10 и 11 и связан через дополни- 12. С выхода фаэочувствительных детельный фазовращатель 12 и фазорас- текторов 15 и 16 вспомогательной часщепитель 14 с фазочувствительными де- тоты измеояемые напряжения поступают текторами 15 и 16 вспомогательной 1э на индикатор 17 мнимой и веществен и вещественной частоты. Расположение дополнительногс компонент. фазовращателя 12 не является принци- Компенсатор начальных фазовых пиальным. Он может быть расположен сдвигов, работа которого описана вытакже между генератором вспомогатель- ше, используется как при работе ной частоты и модуляторами. 20 аппаратуры в варианте ДЭМПС, так и

Работает предлагаемая аппаратура в других модификациях (НПС, межскважинное дипольное электромагнитное

Излучатель 2 переменного магнит- профилирование, индукционные измереного поля (скважинная генераторная ния при гальваническом возбуждении рамка) питается током рабочей час- 25 первичного поля) . тоты от генератора рабочей частоты, Предлагаемое устройство позволяет

ЭДС, индуцированная в приемнике 3 также уменьшить температурные попеременнОго магнитного поля, усили- грешности фазовых измерений на 40вается предварительным усилителем 4. 50% за счет размещения компенсатора далее измеряемое напряжение поступа- Зо фазовых сдвигов в наземном блоке, ет в. скважинный измерительный блок, уменьшить длину скважинного измеригде осуществляется его усиление из- тельного прибора на 20% путем исклюбирательным усилителем 5 и детектиро- чения из него элементов компенс:тора вание фазочувствительными детектора- фазовых сдвигoB и исполнительных

I ми (ФЧД) 6 и 7 Рабочей частоты.фазо- З средств их дистанционной регулировки. вая компенсация осуществляется в цепи постоянного тока с помощью компенсатора начальных фазовых сдвигов, вклю- Формула изобретения ченного в наземный измерительный

Устройство для скважинной индукциПостоянные напряжения, снятые с 40 онной злектроразведки, содержащее гевыходов фазочувствительных детекто- нератор рабочей частоты, излучатель ров 6 и 7 рабочей частоты и пропор- переменного магнитного поля, подклюциональные вещественной и мнимой ченный к генератору рабочей частоты, компонентам измеряемого сигнала, пе- . послеДовательно соеДиненные пРиемник редаются в наземный измерительный 45 переменного магнитного полЯ и предваблок, где они модулируют переменные рительный усилитель, компенсатор нанапряжения вспомогательной частоты. чальных фазовых сдвигов, 90 -фазовраНапряжение вспомогательной частоты щатель, последовательно соединенные подается на модуляторы 10 и 11 с избирательный усилитель и два паралгенератора 9 вспомогательной часто- о лельно включенных фаэочувствительных ты через фазорасщепитель 13. Пере- детектора рабочей частоты, опорный менные напряжения на выходах модуля- вход одного из которых подключен к торов 10 и 11 находятся в квадратуре выходу генератора рабочей частоты неи пропорциональны по амплитуде посредственно, а другого - через 90 — вещественной и мнимой компонентам Фазовращатель, и индикатор, о т л и измеряемой ЭДС. Векторная сумма этих ч а ю щ е е с я тем, что, с целью напряжений, образованная с помощью повышения точности и скорости иэмересумматора (не показан ), поступает ний путем увеличения эффективности на фаэочувствительные детекторы 15 компенсации фазовых сдвигов, кондени 16 вспомогательной частоты (функция сатор начальных фазовых сдвигов высуммирования может обеспечиваться 60 полнен в виде генератора вспомогатакже с помощью ФЧд 15 и 16 при соот- тельной частоты с дополнительным фаветствующем изменении их схемы). зовращателем, первого и второго фазоОпорные напряжения на фазочувстви- расщепителей,двух модуляторов, подтельные детекторы 15 и 16 вспомога- ключенных управляющими входами к тельной частоты подаются от генера- выходу генератора вспомогательной

859982

ВНИИПИ Заказ 7542/70 Тираж 732 Подписное филиал ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 частоты через первый фазорасцепитель, и двух фазочувствительных детекторов вспомогательной частоты, опорные входы которых подключены к выходу генератора вспомогательной частоты через второй фазорасцепитель и дополнитель5 ный фазовращатель, измерительные входы †. к выходам каждого из модуляторов, причем параллельно включенные входы модуляторов являются входом компенсатора начальных фазовых сдвигов и подключены к параллельно включенным выходам фазочувствнтельных детектороь рабочей частоты, выходы фазочувствительных детекторов вспомогательной частоты являются выходом компенсатора начальных фазовых сдвигов и подключены к входу индикатора, а вход избирательного усилителя подключен к выходу предварительного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скьажинная индукционная аппаратура САФИЭ. Описание и инструкция по эксплуатации. И., OHTM ЦНИГРИ,1964

2. Кулагов Б.A., Лебедкин Л.В.

Скважинная индукционная аппаратура ACMH-40,Сб.Иетодика и техника разведки." Л., ОНТИ ВИТР, 1973, 9 85, с.15

{ прототип>,