Устройство для определения степени доломитизации карбонатных пород

-а,4 АВТОРСКОМУ СВ Мф 13на Ок кой рудового Красно нефтехимической ости им, И,М,Губ И,Г.Мельнико го тип тояния шлама: кий сб механи М., 19 (54) У ПЕНИ (57) И ванне ного сос е СТЕПОРОД ледоств,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский ордеРеволюции и ордена Тго Знамени институти газовой промьппленнкина(56) Патент США В 3100, 1974. 322941, кл. 356- сеенко А,С. и др. Инфракрасектральный анализатор полевоа для анализа минераль и нефтесодержания керна и Реферативный научно"техничесСер, "Автоматизация и т лезация нефтяной промьппленности 83, вып, 11, с, 6-7.СТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЛОМИТИЗАЦИИ КАРБОНАТНЫХ зобретение относится к исс минерального состава веще в частности к определению характеракарбонатных пород с использованиеминфракрасного излучения, Цель изобретения - сокращение времени и повьгшение точности. определения степенидоломитизации карбонатных пород.Использование узкополосных инфракрасных светофильтров позволяет повыситьчувствительность устройства, Это связано с тем что в данном случае используется более коротковолновая область спектра, где интенсивность источника ИК-излучения вьппе и, следовательно, соотношение сигнал/шумвозрастает. В устройство введеныоптический канал, дополнительный фор-мирователь опорного напряжения, третий синхронный детектор, второй блоквычисления оптической плотности иблок деления . Кювета с исследуемым веществом размещена в точкепересечения оптических осей первого и второго зеркал измерительного и оптического каналов2 ил.Изобретение относится к исследованию минерального состава веществ, в частности для определения характера карбоиатных пород с использованием инфракрасного излучения, и может быть 5 использовано в составе аппаратуры геофизических станций при комплексном анализе.Цель изобретения - сокращение вре мени.и повьппение точности определе ния степени доломитизации карбонатных пород.На фиг, 1 представлена оптическая схема устройства; на фиг, 2 - блоксхема электрической части устройст. ва. Устройство содержит источник 1 ИК-излучения, модулятор 2, фотодиод 3. измерительного канала, первое и второе зеркала 4 и 5 измерительного канала, светофильтр 6 измерительного канала, кювету 7 с исследуемым веществом, Фотодиод канала 8 сравнения, первое и второе зеркала 9 и 1 О канала 25 сравнения, светофильтр 11 канала сравнения, кювета 12 сравнения, приемник 13 ИК-излучения, усилитель 14, первый и второй синхронные детекторы 15 и 16, Формирователи 17 и 18 опорного напряжения измерительного канала и канала сравнения, первый блок 19 вычисления оптической плотности, блок 20 регистрации, первое и второе зеркала 21 и 22 дополнительного канала, Фотодиод 23 дополнительного канала, светофильтр 24 дополнительного канала, дополнительный формирователь 25 опорного напряжения, третий синхронный детектор 26, второй блок 27 вычисления оптической плотности и блок 28 деления.Измерительный канал состоит из фотодиода 3 и первого 4 и второго 5 зеркал, между которыми расположены светофильтры 11, кювета 12 сравне ния и приемник 13 ИК-излучения, выход которого через усилитель 14 соединен с входом первого 15 и второго 16 синхронных детекторов, к управляющим входам которых подключены 50 последовательно соединенные фотодиоды 3 и 8 и формирователи 17 и 18 опорного напряжения измерительного канала и канала сравнения соответственно, а выходы первого 15 и второго 55 16 синхронных детекторов подключены к входам первого блока 19 вычисления оптической плотности, и блок 20 регистрации, при этом введены дополнительный оптический канал, состоящий из первого 21 и второго 22 зеркал, фотоддода 23 и светофильтра 24,дополнительный формирователь 25 опорного напряжения, третий сийхронныйдетектор 26, второй блок 27 вючйеления оптической плотности, втОРОйвход которого соединен с выходомвторого синхронного детектора 26,вьжод первого блока 19 вычисленияоптической плотности - с первым входом блока 28 деления, второй.вхбдкоторого соединен с выходом второгоблока 27 вычислений оптической плотности, а выход блока 28 деления -с входом блока 20 регистрации, ав качестве светофильтров 11, 6 и 24канала сравнения, измерительного идополнительного каналов использованы узкополосные инфракрасные светофильтры, максимум полос пропусканиякоторых соответственно равны 14; 14и 13,7 мкм или 7; 7 и 11,4 мкм. Устройство работает следующим образом.Первое сферическое зеркало 9 канала сравнения формирует параллельный пучок инфракрасного излучения от источника 1 ИК-излучения, расположенного на его фокальной плоскости, и направляет промодулированный поток излучения через кювету 12 сравнения и светофильтр 11 на второе сферическое зеркало 10, которое фокусирует его на вход приемника 13 ИК-излучения,.Электрический сигнал, полученный на его выходе, усиливается усилителем 14 и поступает на вход второго синхронного детектора 16, на управляющий вход которого подается синхроимпульс, сформированный фото- диодом 8 и формирователем 18 опорного напряжения, при этом сигнал на выходе синхронного детектора 16 пропорционален величине интенсивности ИК-излучения, проходящего через кювету 12 сравнения и светофильтр 11, Аналогичным образом при помощи первых 4 и 21 и вторых 5 и 22 зеркал, фотодиодов 3 и 23 и формирователей 17 и 25 опорного напряжения измерительного и дополнительного каналов соответственно на выходе первого 15 и третьего 26 синхронных детекторов формируются электрические сигналы, пропорциональные интенсивности излучения, прошедеего через кювету 7 с0 =Рп - = к (а) сй,1о где 1 о Т - соответственно интенсивности подающего и прошедшего через образец излучения;- коэффициент поглощенияисследуемого компонентавещества на характерис.тической длине волны а - толщина образца;- концентрация исследуемогокомпонента в составе образца,тической плотности образца волны а измерительного на длине волны а дополнигканала справедливы соотноК (а 1 то для оп(4) Выражение 4 показывает, что отно" шение оптических плотностей пропорционально отношению концентраций исследуемых компонент и не зависит от толщины образца.Следовательно, сигналы с выходов синхронных детекторов 15,16 и 26 после их преобразования в блоках 19 и .27 определения оптической плотности и в блоке 28 деления несут информацию об отношении концентраций исследуемых компонент, характеристическими полосами которых являются полосы пропускания светофильтров 6 исследуемым веществом, на длинах волн, определяемых максимумами полос пропускания светофильтров 6 и 24. При этом модулятор 2 осуществляет модуляцию потоков излучения для канала сравнения, измерительного и дополнительного каналов с различной частотой.Так как по закону Ламберта-Веера оптическая плотность образца определяется согласно выражению 2230914и 24. При использовании в качествесветофильтров 11,6 и 24 узкополосныхинфракрасных светофильтров с максимумами полос пропускания соответственно равными 14; 14 и 13,7 мкм предлагаемое устройство после предварительной калибровки позволяет определить соотношение между концентрациями кальцита и доломита в исследуемой 10 породе.При использовании в качестве светофильтров 11,6 и 24 узкополосныхинфракрасных светофильтров с максимумами полос пропускания соответственноравными 7; 7 и 11,4 мкм дополнительно увеличивается чувствительностьустройства при определении степенидоломитизации карбонатных пород. Этосвязано прежде всего с тем, что вданном случае используется более коротковолновая область спектра, гдеинтенсивность источника 1 ИК-излучения выше и, следовательно, соотношение сигнал/шум предлагаемого устройства возрастает, Кроме того отличительной особенностью полосы поглощения карбонатных пород с максимумом,равным 11, 4 мкм, является то, что взависимости от соотношения между концентрациями кальцита и доломита изменяется не ее интенсивность, а происходит ее смещение, причем диапазон этого смещения при возрастанииконцентрации доломита в исследуемойпороде от 0 до 100% составляет око ло 100 см- . Эта особенность позволяет дополнительно повысить чувствительность предлагаемого устройства на 30 - 40%. Основные технико- экономическиепреимущества предлагаемого устройства перед известными аналогичного наз.начения заключаются в сокращенИи времени одного анализа, повышении точ ности определения искомых характеристик, а также сокращении амортизационных расходов при его эксплуатации. При использовании предлагаемого устройства в составе комплекс ной геофизической аппаратуры для исследования скважин в процессе бурения на нефть и гаэ указанные преимущества позволяют повысить скоростьи качество интерпретации геологичес кого разреза скважины и тем самымувеличить достоверность определенияместонахождения продуктивных пластов.Формула изобретенияУстройство для определения степени доломитизации карбонатных пород, . содержащее источник ИК-излучения, модулятор, измерительный канал, состоящий из фотодиода и первого и второго зеркал, между которыми расположены светофильтр и кювета с йсследуемым веществом, канал сравнения, состоящий из фотодиода и первого и вто" рого зеркал, между которыми располо" жены светофильтр и кювета сравнения, и приемник ИК-излучения, выход которого через усилитель соединен с входом первого и второго синхронных детекторов, к управляющим входам которых подключены последовательно соединенные фотодиоды и формирователи опорного напряжения измерительного канала и канала сравнения соответственно, а выходы первого и второго синхронных детекторов подключены к входам первого блока вычисления оптической плотности, и блок регист. рации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения време-, ни и повыщения точности определения степени доломитизации карбонатных пород, в него введены оптическийканал, состоящий из первого и второго зеркал, фотодиода и светофильтрамидополнительный формирователь опорноно напряжения, третий синхронныйдетектор, второй блок вычисления оптической плотности и блок деления,причем кювета с исследуемым веществом размещена в точке пересеченияоптических осей первого и второгозеркал измерительного и оптическогоканалов, а выход усилителя соединенс входом третьего синхронного детектора, управляющий вход которого подключен к последовательно соединенным фотодиоду и дополнительному формирователю опорного напряжения, входтретьего синхронного детектора соеди 2 О нен с первым входом второго блока вычисления оптической плотности, второй вход которого соединен с выходомвторого синхронного детектора, выходпервого блока вычисления оптической2 Б плотности соединен с первым входомблока деления, второй вход которогосоединен с выходом второго блока вычисления оптической плотности, а выход блока деления соединен с входомблока регистрации,1223091Составитель А.Чурбаков Редактор Н,Рогулич Техред В.Кадар , Корректор СЯекмар Заказ 1704/45 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4