Устройство для скважинной геоэлектроразведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ч 31 САН ЕТ ВИДЕТ ТОРСК едкин единно едкин Л.В.аппаратурака и техникаТИ, ВИТР,ство СС О, 1980 АЖИННОЙ ащее измемпонент диненные жинным ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(прототип) . 54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СК ГЕОЭЛЕКТРОРАЭВЕДКИ, содерж рители пространственных ко лектромагнитного поля, со аротажным кабелем со сква,801103174 А прибором, содержащим жестко соеди" ненные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортогональными статорными обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, расположенный по оси скважинного прибора внутри статорных обмоток с возможностью вращения вокруг оси, два предварительных усилителя и два согласующих усилителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повьппе- ния помехозащищенности и точности измерения, ортогональные приемные рамки попарно соединены с ортогональными статорными обмотками через предварительные усилители, а ортогональ" ф ные роторные обмотки соединены с9 измерителями пространственных компонент электромагнитного поля через согласующие усилители и каротажный кабель.Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствам для скважинной индукционной электро- разведки, и может быть использовано для трехкомпонентных измерений переменных электромагнитных полей, 5 например для измерения составляющих вектора напряженности переменного магнитного поля, перпендикулярных оси скважины.Известна аппаратура ЕИСМИМ для измерения трех взаимно перпендикулярных компонентов переменного магнитного поля в скважине, которая содержит рамку, поворачивающуюся относительно корпуса скважинного прибора под действием укрепленного йа ней груза, центр тяжести которого смещен в сторону от оси вращения13Однако известное устройство характеризуется невозможностью работы в скважине с малым отклонением от 20 вертикали, недостаточной чувствитель ностью за счет ограничения размеров рамки толщиной стенок прибора и требуемого зазора для поворота рамки.Наиболее близким к изобретению 25 по технической сущности является устройство для скважинной электроразведки, содержащее измерители пространственных компонент электромагнитного поля, соединенные каротажным 30 кабелем со скважинным прибором, содержащим жестко соединенные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортогональными статорными обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, расположенный по оси скважинного прибора внутри статорных обмоток с воэможностью вращения вокруг оси, два предварительных усилителя и два согласующих усилителя 23Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность и точность из-за необходимости осуществления вспомогательных измере ний угла поворота скважинного прибора относительно вертикальной плоскости,Цель изобретения - повышение помеО хозащищенности и точности измерения.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для скважинной геоэлектроразведки, содержащем измерители пространственных компонент электромагнитного поля, соединенные каротажным кабелем со скважинным прибором, содержащим жестко соединенные с корпусом скважинного прибора две ортогональные приемные рамки и статор с двумя ортогональными статорными 60 обмотками, ротор с двумя ортогональными роторными обмотками, располо" женный по оси скважинного прибора . внутри статорных обмоток с возможностью .вращения вокруг оси, два 65 предварительных усилителя и два согласующих усилителя, ортогональныеприемные рамки попарно соединены сортогональными статорными обмоткамичерез предварительные усилители, аортогональные роторные обмотки соединены с измерителями пространственных компонент электромагнитного поля через согласующие усилители икаротажный кабель,На чертеже приведена блок-схемаустройства скважинной геоэлектрораэведки,Две ортогональные приемные рамки1 и 2, расположенные в скважинномприборе 3, соединены каждая с однимиэ предварительных усилителей 4 и 5,выходы которых соединены с соответствующими ортогональными статорными обмотками 6 и 7. Роторные ортогональные обмотки 8 и 9 подключены ксогласующим усилителям 10 и 11,электрически соединенными каротажнымкабелем с измерителями пространственных компонент 12 электромагнитного поляОртогональные приемные рамки 1 и 2 и ортогональные статорные обмотки б и 7 неподвижны относительно друг друга и корпуса скважинного прибора 3. Ортогональные роторные обмотки 8 и 9 расположены внутри статорных обмоток 6 и 7 по оси скважинного при-бора 3 и выполнены с возможностью вращения вокруг оси под действием эксцентричного груза 13.Устройство работает следующим образом.Ортогональные статорные обмотки б и 7 и ортогональные роторные обмотки 8 и 9 образуют вращающийся трансформатор, выполняющий функциюкомпенсатора поворотов ортогональныхприемных рамок 1 и 2.Под действием поперечной составляющей внешнего магнитного поля Й в ортогональных приемных рамках и 2 возбуждаются синфазные ЭДС, пропорциональные проекциям вектора Й на нормали к плоскостям витков (векторы. Й и Й ) . Величина и знак индукцированной в приемных рамках ЭДС при заданной частоте и напряженности внешнего поля Й зависит от. угламежду направлением вектора Йи плоскостями ортогональных приемных рамок 1 и 2. После усиления предварительньаии усилителями 4 и 5 сигналы поступают на ортогональные статорные обмотки б и 7, Синфаэные токи, протекающие по ортогональным статорным обмоткам б и 7, пропорциональны по величине ЭДС, наведенной в ортогональных приемных рамках 1 и 2 внешним полем, и создают внутри ортогональных статорных обмоток б и 7 магнитные поля Н и Й. Вектор Й равный векторной сумме Я, и Йвсегда оказывается параллельным ипро1103174 ВНИИПИ Заказ 4973/34 тираж 711 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 порциональным по величине вектору внешнего магнитного поля Й . С помощью эксцентричного груза 13 роторная обмотка 8 удерживается в вертикальной плоскости наклона скважины, роторная обмотка 9 -. в плоскости, перпендикулярной плоскости наклона скважины. Напряжение, индуцированное в роторной обмотке 8 полем Й, пропорционально горизонтальной компоненте вектора Й, а напряжение, индуцированное в роторной обмотке 9, .пропорционально вертикальной компоненте вектора Й,1. Эти напряжения не зависят от угламежду плоскостями ортогональных приемных рамок 1 и 2 и плоскостью наклона скважины, т.е. не зависят от положения снаряда вскважине. Изобретение позволяет повыситьточность измерений и их помехозащи щенность от наводок благодарЯ тому,что роторные и статорные обмоткивключаются непосредственно в цепьизмеряемого сигнала, выполняют функцию компенсатора поворотов приемных р рамок относительно вертикальнойплоскости искривления оси скважиныи обеспечивают ориентированный приемдвух взаимно перпендикулярных поперечных составляющих магнитного поляпри произвольном положении скважинного прибора.