Устройство для определения угла наклона горных пород

.ЯО 282032 18 ГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ МИТЕТ СССРИЙ И ОТНРЬГПФ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСИОМУ да тов ус(56) Патент США В 3609521,кл. 324-6, 1974.Патент США к: 3510757,кл, 324-6, 1973,(54) УстРОиство Для ОПРЕделеНИя УГЛАНАКЛОНА ГОРНЫХ ПОРОД(57) Изобретение относится к геофизике и может быть использовано вустройствах для индуктивного измерения элементов залегания горных пород. Цель изобретения - обеспечениевоэможности определения угла наклонв сильно дифференцировайных по маг"нитной восприимчивости горных поротакже повышение точности и дос ерности. Цель достигается тем,что тройство содержит дополнительный измерительный канал, в составкоторого входят усилитель, фазовращатель и детектор, дополнительнаяизмерительная катушка, а также двекомпенсационные катушки, расположенные коаксиально на генераторных катушках. Измерительные катушки имеютпо две секции и соединены последовательно с компенсационными катуш .ками, а дополнительная измерительнаякатушка подключена к дополнительномуизмерительному каналу, Введение дополнительной соосной с генераторнойизмерительной катушки и измерительного тракта позволяет не учитыватьв процессе обработки данных магнитную воприимчивость контактирующихпород. Секционирование обмоток в измерительных катушках уменьшает влияние самоиндукции. 1 ил.Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к устройствамдля индуктивного измерения элементовзалегания горных пород в скважинах,и может быть использовано для измерения угла наклона пластов относительно оси скважины в магнитных горных породахеЦель изобретения - обеспечениевозможности определения угла наклона10в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах, а также повышение точности идостоверности.На чертеже изображена схема уст,ройства.Устройство содержит первую 1 ивторую 2 генераторные катушки включенные встречно-последовательно ирасположенные соосно, генератор 3Гпеременного напряжения, первую и вторую пары взаимно перпендикулярныхсекций измерительных катушек 4. 1,4.2 и 5,1, 5,2 и перпендикулярную 25им третью измерительную катушку б,причем оси измерительных катушек 4.1,4,2 и 5,1, 5.2 перпендикулярны осямгенераторных катушек. Измерительныекатушки расположены между генератор- З 0ными катушками,В разрыв между секциями измери-.тельных катушек последовательно включены первая 7 и вторая 8 компенса"ционные катушки. Ось третьей измерительной катушки б совпадает с осьюпервой и второй генераторных катушек.Выходы измерительных катушек 4.1,4.2, 5.1, 5.2 и 6 подключены соот"1ветственно к входам первого, второго 4 Ои третьего усилителей 9-11, выходыкоторых через первый, второй и третий фазовращаетли 12-14 соответственно подключены к первому, второму итретьему фаэочувствительным детекторам 15-17, опорное напряжение на которые подается с блока 18 формирования опОрного напряжения, а выходыфазочувствительных детекторов соединены с трехканальным каротажным регистратором 19.Обозиачены также горные породы 20,окружающие скважину 21, длина 1 гене.раторных катушек 1 и 2, расстояние21, между ними и диаметр д скважины.Длина 1 генераторных катушек ирасстояние 21. между ниии связаны со- отношениями 2 (1/1, 15;(1) 1 с 1/с 1 3. (2)Устройство работает следующим образом.От генератора 3 переменного напряжения и первую 1 и вторую 2 генераторные катушки подается переменное напряжение, в окружающих скважину 21 горных породах 20 индуцируется 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 перпендикулярна оси скважины 21, сигнал наводится 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 наводится во всех трех измерительных катушках. Сигналы с измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подаются соответственно на первый, второй и третий усилители 9-11 с коэффициентами усиления по напряжению порядка 1 О , выходное на 2пряжение с которых подается на первый 12, второй 13, третий 14 фазовращатели, а затем на первый 15, второй 16, третий 17 фазочувствительные детекторы, опорное напряжение на управляющий вход которых подается с блока 18 формирования опорного напряжения. При этом обеспечивается выпрямление ЭДС сигнала, сдвинутогоопо фазе на 90 относительно генераторного тока, и исключение влияния удельной электропроводности горных пород 20. Выпрямленное напряжение поступает на каротажный регистратор 19, где производится запись диаграмм ЭДС. Угол наклона Ы горных пород 20 определяется из выражения Е +Е с =агсс 8(К-- ), (3) з Я, - сигнал в первой паре измерительных катушек, мВ; Г - сигнал во второй паре измерительных катушек, мВ,"где Й - диаметр скважины. Е - сигнал в осевой третьей иззмерительной катушке 6, мВ;К - коэффициент зонда.Указанные соотношения приводят к тому, что магнитное поле в зоне ис следования определяется как поле двух однополярных магнитных полюсоз, расположенных на внутренних торцах генераторных катушек 1 и 2. При этом измеряется поле точечных источников 10 относительно достаточно удаленных точек, расположенных на противополож ных торцах генераторных катушек 1 и 2. Поэтому каротажная кривая против контакта двух сред имеет вид одного остроконечного. максимума, вблизи которого не возникают ложные аномалии, связанные с граничными эффектами.Включение генераторных катушек 1 и 2 встречно-последовательно приводит к тому, что ЭДС визмерительных катушках отлична от нуля только прн пересечении устройством контакта двух1,сред.Соотношение (2) приводит к исключению влияния эксцентриситета уст ройства в скважине 21 на результаты измерений. Секционирование первой и второй измерительных катушек 4. 1, 4,2 и 5,1, 5.2 уменьшает влияние само- индукции в обмотках и тем самым снижает уровень ЭДС, сдвинутой по фазе на 90 относительно генераторного тока.Введение первой 7 и второй 8 ком пенсационных катушек компенсирует до. нуля ЭДС, связанную с частью осевой компоненты чзмеряемого магнитного поля. Введение третьей измерительной катушки 6 позволяет исклю чить в процессе обработки дчнных учет магнитной восприимчивости контактиРующих пород. Устройство для определения угланаклона горных пород к оси скважины, преимущественно в скважинах, пе"ресекающих пласты горных пород сразличной магнитной восприимчивостью,5 О содержащее две идентичные соосные,расположенные на расстоянии 2 Ь друг от друга первую и вторую генераторные катушки, подключенные к генератору переменного напряжения, две по перечные взаимно-перпендикулярные первую и вторую измерительные катушки, оси которых перпендикулярны оси генераторных катушек, причем измерительные катушки расположены сймметрично по отношению к генераторным катушкам, при этом измерительные катушки подключены к входам усилителей, выходы которых через фазовращатели соединены с управляемыми входами фазочувствительных детекторов, управляющие входы которых подсоединены к блоку формирования опорного напряжения, а выходы подключены к первому и второму входу многоканаль,ного каротажного Регистратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах, а также повышения, (точности и достоверности, содержит дополнительные третий усилитель, третий фазавращатель и третий фазочувствительный детектор, а также третью измерительную катушку и две компенсационные катушки, при этом первая компенсационная катушка расположена на первой генераторной катушке и коаксиальна ей, вторая компенсационная катушка расположена на второй генераторной катушке и коаксиальна ей, кроме того, генераторные катушки . соединены встречно-последовательно, первая и вторая измерительные катуш-ки имеют по две секции первую н вто рую, причем концы первых секций соединены с началом соответствуюцих компенсационных катушек, концы которых соединены с началами вторых секций соответствующих измерительныхкатушек, третья измерительная катушка расположена соосно и симметрично по отношению к генераторнымкатушкам и подключена к третьему усилителю, выход которого через третий фазовращатель соединен с управляемым входом третьего Фазочувствительного детектора, управляющий вход которого подключен к блоку формирования опорного напряжения, а выход подключен к третьему входу многоканального каротажного регистратора, а кроме того, длина 1 генераторных катушек и расстояние 2 Ь между ними связаны соот- ношениями.Бутяга аказ 7261/4 е роизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужг ул.Проектная, 4 Тираж 730 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, нного ктений и 35 Рауш Подпис митета СС ткрытий кая наб,