Зонд индукционного каротажа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СфИДВТИЛЬСТВУ(32) Приоритет -Опубликовано 28.02.75. осударствениый комитетСовета Мииистров СССРло делам изобретенийи открытий 53) УДК 550.83(088 юллетень8 писания 08.10,75 бликован вторызобретени я Бар минский,лигин и А. Д. Дьяченко(71) Заявите ого казское отделение Всесоюзного научно-исследоват института нефтепромысловой геофизики(54) ЗОНД ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА шки ате- кавной бужшке руюотивда и Кг,+я+ 1 оц )следовательно О где г= (г сопротивление п г и Е,Напряжение измерительной к Б как разность Е напряжения ца ги /, Тогда:комплексносоединенцы АВ контураопределить - паденис соединенных между точкам атушки можи и ЛУ, где ЛУ последовательно=Е 1 Изобретение относится к области исследования скважин геофизическими методами и, в частности, к аппаратуре индукционного каротажа.Известны различные многокатушечные зонды индукционного каротажа, в которых соответствующим расположением катушек, выбором числа витков и направления намотки получают необходимые радиальную и вертикальную характеристики зонда и сводят к минимуму э. д. с. в измерительной цепи, обусловленную прямым воздействием магнитного поля возбуждающих катушек.Недостатком известных зондов индукционного каротажа является то, что оци не обеспечивают точного измерения часто встречаю- шихся высоких удельных сопротивлений пород вследствие наличия на выходе измерительной цепи зондов паразитного сигнала-помехи и изменения его величины в процессе измерений в скважине.На фиг. 1 показана схема наиболее простого трехкатушечцого зонда; ца фиг. 2 - упрощенная эквивалентная схема измерительной цепи этого зонда.Зонд содержит возбуждающую катушку 1, компенсирующую катушку 2, измерительную катушку 3, источник 4 э. д. с., по величине равной э. д. с, Е, наводимои прямым полем возбуждающей катушки в измерительцой катушке зонда; индуктивность 5 ( измерительной катушки зонда; омическо противление 6 (г) измерительной кату зонда; сопротивление потерь 7 (Я ) в м 5 риале провода и экрана измерительной тушки; источник 8 э. д. с., по величине ра э. д. с. Е, наводимой прямым полем воз дающей катушки в компенсирующей кат зонда; индуктивность 9 ( ) компенси 10 щей катушки; омическое сопротивлени(г ) компенсирующей катушки; сопр ление потерь 11 (Й) в материале прово экрана компенсирующей катушки. На эквивалентной схеме (фиг: 2) в 15 туре, образованном элементами измери ной катушки зонда, протекает ток:Е 7+ Я где г =- (г+ 1 аЕ. ) - комплексное сопротивление последовательно соединенных ги Е.Определив напряжение между точками СД контура компенсирующей катушки как разность Еи ЛУ, где ЛУ - падение напряжения на последовательно соединенных г и, поучим: СО Е(2) Из выражений (1) и (2) видно, что фаза каждого из двух сигналов, включенных встречно в измерительную цепь, определяется соотношением импедансов элементов измерительной и компенсирующей катушек зонда. Так как в известных зондах величина+ Ротличается от величины, рассмотрен+Лные сигналы не могут быть скомпенсированы изменением положения или числа витков ком. пенсирующей катушки. Напряжение недокомпенсации совпадает по фазе с током питания зонда, а следовательно, и с полезным сигналом от окружающих зонд пород, т. е. является помехой, Обычно это напряжение компенсируют, подавая в цепь зонда или последующую измерительную цепь необходимый по величине и фазе сигнал. Однако из-за температурных изменений параметров катушек зонда (в основном, К) в процессе работы в скважине положение компенсации нарушается и наблюдается изменение нулевых показаний, что приводит к большим погрешностям измерения высоких удельных сопротивлений породУказанные погрешности свойственны и для зондов с числом катушек больше трех, в том чИсле и для случая, когда дополнительные катушки включены в возбуждающую цепь зонда. 3В контуре, образованном элементами ком-пенсирующей катушки зонда, течет ток: 4С целью расширения диапазона измеренийудельных сопротивлений пород многокатушечными зондами индукционного каротажа фокусирующие и компенсирующие катушки выполнены идентичными по параметрам и конструкции, соответствующим основным катушкам, а в возбуждающую и измерительнуюцепи включена необходимая для получениязаданных параметров фокусировки и степени1 О компенсации э. д. с. прямого поля зонда частьвитков, соответствующих фокусирующих икомпенсирующих катушек. Такое решениеобеспечивает существенное снижение напряжения недокомпенсации и автоматическую15 компенсацию влияния изменения параметровкатушек зонда в процессе работы,На фиг. 3 показан четырехкатушечныйзонд индукционного каротажа, содержащийосновную вобуждающую катушку 12, фокусирующую катушку 13 в цепи возбуждения, фо.кусирующую катушку 14 в измерительной цепи и основную измерительную катушку 15,Так как все параметры катушек 14 и 15 одинаковы, то в контурах, образованных указан 25 ными катушками и сопротивлениями потерь,текут токи, совпадающие по фазе. Следовательно, сигналы, снимаемые с измерительнойкатушки зонда 15 и с делителя, образованного фокусирующей катушкой 14, могут бытьпрактически полностью скомпенсированы,Аналогично электромагнитное поле от катушки 12 практически совпадает по фазе с полемот включенной части витков катушки 13,Предмет изобретения Зонд индукционного каротажа, состоящийиз основных и дополнительных фокуснрующих и компенсирующих катушек, образующих со О ответственно возбуждающую и измерительную цепи зонда, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений удельных сопротивлений пород, фокусирующие и компенсирующие катушки вьполнень 1 45 идентичными по параметрам и конструкцииосновным катушкам, а в возбуждающую и измерительную цепи включена часть витков соответствующих фокусирующих и компенсИ- рующих катушек.