SU1282032A1 - Устройство дл определени угла наклона горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геофизике и может быть использовано в устройствах дл  индуктивного измерени  элементов залегани  горных пород . Цель изобретени  - обеспечение возможности определени  угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах , а также повышение точности и достоверности. Цель достигаетс  тем, что устройство содержит дополнительный измерительный канал, в состав которого вход т усилитель, фазовращатель и детектор, дополнительна  измерительна  катушка, а также две компенсационные катушки, расположенные коаксиально на генераторных катушках . Измерительные катушки имеют по две секции и соединены последовательно с компенсационными катуш ками, а дополнительна  измерительна  катушка подключена к дополнительному измерительному каналу. Введение дополнительной соосной с генераторной измерительной катушки и измерительного тракта позвол ет не учитывать в процессе обработки данных магнитную воприимчивость контактирующих пород. Секционирование обмоток в измерительных катушках уменьшает вли ние самоиндукции. 1 ил. (Л iNd СХ) to о со ю

Description

1282032

Изобретение относитс  к геофизике , а более конкретно к устройствам дл  индуктивного измерени  элементов залегани  горных пород в скважинах, и может быть использовано дл  измерени  угла наклона пластов относительно оси скважины в магнитных горных породах.

Цель Изобретени  - обеспечение возможности определени  угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах , а также повьппение точности и достоверности.

На чертеже изображена схема уст- 4 ойства.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 генераторные катушки, включенные встречно-последовательно и расположенные соосно, генератор 3 переменного напр жени , и вторую пары взаимно перпендикул рных секций измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5,2 и перпендикул рную им третью измерительную катушку 6, причем оси измерительных катушек 4 „ 1, 4.2 и 5.1, 5.2 перпендикул рны ос м генераторных катушек. Измерительные катушки расположены между генераторными катушками.

В разрыв между секци ми измерительных катушек последовательно включены перва  7 и втора  8 компенсационные катушки. Ось третьей измерительной катушки 6 совпадает с осью первой и второй генераторных катушек Выходы измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подключены соответственно к входам первого, второго и третьего усилителей 9-11, выходы которых через первьш, второй и третий фазовращаетли 12-14 соответственно подключены к первому, второму и третьему фазочувствительным детекторам 15-17, опорное напр жение на которые подаетс  с блока 18 формировани  опорного напр жени , а выходы фазочувствительных детекторов соединены с трехканальным каротажным регистратором 19.

Обозначены также горные породы 20 окружающие скважину 21, длина I генераторных катушек 1 и 2, рассто ние 2L между и диаметр d скважины .

Длина I генераторных катушек и рассто ние 2L между ними св заны со- отношени ми

5

0

5

0

5

0

5

0

2 fl/L 15;(1)

l5L/d i3.(2)

Устройство работает следующим образом .

От генератора 3 переменного напр жени  и первую 1 и вторую 2 генераторные катушки подаетс  переменное напр жение,, в окружающих скважину 21 горных породах 20 индуцируетс  переменное магнитное поле.

Если устройство расположено против однородных горных пород, сигнал в -измерительных катушках 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 равен нулю. Если устройство расположено против контакта двух различных по магнитной восприимчивости пластов, причем плоскость контакта перпендикул рна оси скважины 21, сигнал наводитс  только в осевой третьей измерительной катушке 6, а в двух парах поперечных измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5.2 сигнал равен нулю.

Если устройство расположено против наклонного контакта двух пластов с различной магнитной восприимчивостью , сигнал наводитс  во всех трех измерительных катушках. Сигналы с измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подаютс  соответственно на первый, второй и третий усилители 9-11 с коэффициентами усилени  по напр жению пор дка 10 , выходное напр жение с которых подаетс  на первый 12, второй 13, третий 14 фазовращатели , а затем на первый 15, второй 16, третий 17 фазочувствительные детекторы, опорное напр жение на управл ющий вход которых подаетс  с блока 18 формировани  опорного напр жени . При этом обеспечиваетс  выпр мление ЭДС сигнала, сдвинутого по фазе на 90 относительно генераторного тока, и исключение вли ни  удельной электропроводности горных пород 20, Выпр мленное напр жение поступает на каротажный регистратор 19, где производитс  запись диаграмм ЭДС. Угол наклона о(. горных пород 20 определ етс  из выражени 

5

ot arctg(K ), ь

(3)

где

е , сигнал в первой паре измерительных катушек, мВ; сигнал во второй паре измерительных катушек, мЗ;

j- сигнал в осевой третьей измерительной катушке 6, мВ; К - коэффициент зонда.

Указанные соотношени  привод т к тому, что магнитное поле в зоне исследовани  определ етс  как поле двух однопол рных магнитных полюсоз, расположенных на внутренних торцах генераторных катушек 1 и 2. При этом змер етс  поле точечных источников относительно достаточно удаленных точек, расположенных на противополож- ых торцах генераторных катуптек 1 и 2, Поэтому каротажна  крива  против онтакта двух сред имеет вид одного остроконечного.максимума, вблизи которого не возникают ложные аномалии, св занные с граничными эффектами.

Включение генераторных катушек 1 2 встречно-последовательно привоит к тому, что ЭДС в измерительных атушках отлична от нул  только при ересечении устройством контакта двух сред.

Соотношение (2) приводит к исключению вли ни  эксцентриситета устройства в скйажине 21 на результаты измерений. Секционирование первой и второй измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5.2 уменьшает вли ние самоиндукции в обмотках и тем самым снижает уровень ЭДС, сдвинутой по фазе на 90 относительно генераторного тока.

Введение первой 7 и второй 8 компенсационных катушек компенсирует до нул  ЭДС, св занную с частью осевой компоненты измер емого магнитного пол . Введение третьей измерительной катушки 6 позвол ет исключить в процессе обработки д нных учет магнитной восприимчивости контактирующих пород.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  определени  угла наклона горных пород к оси скважины , преимущественно в скважинах, пересекающих пласты горных пород с различной магнитной восприимчивостью содержащее две идентичные соосные, расположенные на рассто нии 2L друг от друга первую и вторую генераторные катушки, подключенные к генератору переменного напр жени , две по- перечные взаимно-перпендикул рные первую и вторую измерительные кэ- тушки, оси которых перпендикул рны оси генераторных катушек, причем из

   O

   15

   0

   5

   0 5

   мерительные катушки расположены симметрично по отношению к генераторным катушкам, при этом измерительные катушки подключень к входам усилителей , выходы которых через фазопра- щатели соединены с управл емыми входами фазочувствительных детекторов, управл ющие входы которых подсоединены к блоку формировани  опорного напр жени , а выходы подключены к первому и второму входу многоканаль- , ного каротажного регистратора, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности определени  угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах, а также повышени  . точности и достоверности, содержит дополнительные третий усилитель, третий фазовращатель и третий фазочувст- вительный детектор, а также третью измерительную катушку и две компенсационные катушки, при этом перва  компенсационна  катушка расположена на первой генераторной катушке и коаксиальна ей, втора  компенсационна  катушка расположена на второй генераторной катушке и коаксиальна ей, кроме того, генераторные катушки соединены встречно-последовательно, перва  и втора  измерительные катуш- ки имеют по две секции первую и вторую , причем концы первых секций сое- I динены с началом соответствуюцих компенсационных катушек, концы которых соединены с началами вторых секций соответствующих измерительных катушек, треть  измерительна  катушка расположена соосно и симметрично по отношению к генераторным катушкам-и подключена к третьему уси- , выход которого через третий фазовращатель соединен с управл емым входом третьего фазочувствйтельного 5 детектора, управл ющий вход которого подключен к блоку формировани  опорного напр жени , а выход подключен к третьему входу многоканального каротажного регистратора, а кроме того, длина I генераторных катушек и рассто ние 2L между ними св заны соотношени ми

   0

   5

   0
2. 2.|iy.15;

   1

   (2L) 2d,

   где d - диаметр скважины.