Зонд для ядерно-магнитного каротажа

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 938234 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик) 2927 Й 7/18-25 сударотинный комитет СССР о делам изобретений и открытий(23)Приори 82Бюллетень23 Опубликовано 23, 0 3) УДК 50.835: : 622. 241(088. 8) ата опубликования описания 2. 0.-Т. Садыхов,) Авторы изобретен ксельрод, В. И. Даневич, Л, Орлов и Е. М. Митюш есоюзного нау ноАзербайджанское отделениеисследовательского институметодов разведки 71) Заявител офизическик 5 ЗОН ЯДЕРНО-МАГНИТНОГО КАРОТАЖА геофиз и". ожет быт ля ядер содержащей и вытянуту ные катушк катушка вы окружающей ст ойстве калибровочную ную иэмерителькалибровочная де обмотки, лизованнцй в магнитного кажидкостью, прямоугольв котором олнена в ви ампулу, реая я е новышение чувстуменьшения м Изобретение относится кческим методам разведки и м ь использовано в устройствах д но-магнитного каротажа.Известно устройство для ядерно- магнитного каротажа, содержащее зонд с вытянутой прямоугольной измеритель- но-поляризующей катушкой, ампулу с водородсодержащей жидкостью, снабженную внешней обмоткой и расположенную вне зонда, а также усилитель и коммутатор 1.Недостатком данного устройство является низкая точность измерений, обусловленная разными параметрами измерительного тракта для калибровки и для измерения, а также разными за-, висимостями сигнала от угла между осью скважины и направлением магнитного поля Земли. гоНаиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является зонд дляядерно-магнитного каротажа, содержащий ампулу с водороду Р дл дрротажа 21.Недостатком устройства укаэанного зонда является невысокая чувствитель ность, обусловленная высоким уровнем шумов при приеме сигналов от исследуемой породы.Цель изобретения - повительности зонда путемуровня шумов.Поставленная цель достигается те что в зонд для ядерно-магнитного каротажа, содержащий ампулу с водород" содержащей жидкостью, калибровочную и вытянутую прямоугольную измерительную/катушки, введены коммутатор с тремя группами контактов, каждая из которых состоит в свою очередь из трех контактов, и отрезок коротко2 О 3 93823 замкнутой на одном из концов коаксиальной линии, калибровочная катушкавыполнена аналогично измерительной,обе катушки установлены параллельнодруг другу вдоль зонда и симметричноотносительно ампулы, расположеннойвнутри отрезка коаксиальной линии,причем внешний проводник отрезкакоаксиальной линии подключен к общему контакту первой группы контактовкоммутатора, внутренний конец короткозамкнутой линии и нормально замкну тый контакт первой группц контактовподклочены к источнику постоянноготока, первый вывод калибровочной катушки подключен к нормально замкну 1тому контакту второй группы контак-.тов и разомкнутому контакту третьей группы контактов коммутатора, второйвывод калибровочной катушки подкло"чен к разомкнутому контакту второйгруппы контактов и нормально замкнутому контакту третьей группы контак" тов коммутатора, первый выход иэмерительной катушки подключен к общемуконтакту третьей группы контактов коммутатора, общие контакты первой и второй групп контактов коммутатора и второй вывод измерительной катушки являются входами зонда.Сущность изобретения заключается в том, что при согласном включении; двух параллельно расположенных катушек зонда коммутатором образуется рамочная обмотка, играющая роль измерительной обмотки зонда для ядерно- магнитного каротажа, а при встречном вклочении катушек образуется квадрупольная обмотка, не возбуждающая во внешней среде сигнала ядерной индукции и играющая роль обмотки калибратого ра.Введение коммутатора и выполнение катушек зонда в виде двух параллель.но расположенных секций, концы кото" рых соединены с коммутатором, необхо 4 димо для обеспечения двух указанных режимов работы зондаНаличие отрезка коаксиальной линии с расположенной внутри него ампулы с водородсодержащей жидкостью необходимо для .исключения ее влияния на сигнал от исследуемой породы во время измере" Йия.На фиг, 1 приведена электрическая схема соединений элементов зонда; на 55 фиг 2 и 3 - поперечное сечение обмотки зонда и характер распределения внешнего и внутреннего магнитного 4поля; на фиг. 4 - схематическое рас- .положение элементов зондаЗонд состоит из двух параллельнорасположенных катушек 1 и 2 зонда,коммутатора 3 с тремя группами контактов 4 5 и 6, связанного с катушкаки зондз и отрезками короткозамкну.той на конце коаксиальной линии 7,охватывающей ампулу 8 с водородсодержащей жидкостью.Устройство работает следующим об.разом.В режиме приема сигнала от исследуемой породы контакты коммутатора 3находятся в нормааьно замкнутом положении фиг. 1). При этом катушки 1 и2 зонда включены согласно и образуютединую рамочную (дипольную) обмотку.Магнитное поле внутри такого зондаблизко к однородному (фиг2), авнешнее поле спадает по квадратичномузакону (фиг, 3). Амплитуда сигналаот породы в этом случае определяетсявыражениемЕ = К(1-0;5 я 1 п 9),где д - угол между осью зонда и направлением магнитного поляЗемли;К- коэффициент пропорциональности.В режим калибровки контакты коммутатора 3 переклочаются. При этом ка-тушки 1 и 2 зонда включены встречнои образуют квадрупольную обмотку, Притаком включении катушек зонда внешнее магнитное поле затухает приблизительно по кубическому закону, авнутреннее поле при общепринятой дуговой длине обмотки равной 60 о описывается выражениямиН = - со 5 Ч; Н = - вша,Угде Н, Н.- составляющие напряжен"ности поля по осям;Я,М " радиальная и угловаякоординаты;К,1 - внешний радиус обмотки.При таком характере внутреннегополя амплитуда сигнала, возбужденного в водородсодержащей жидкости вампуле 8, ойределяется выражениемБ = К,(1-0 5 323 Р 6),где К - коэффициент пропорциональности.Таким образом, сигнал, возбужденный в породе при согласном включениикатушек 1 и 2 зонда, и сигнал от водородсодержащей жидкости в ампуле 8при встречном вклочении катушек 1 и938252 зонда имеют идентичные зависимости от угла 9 между направлением магнитного поля Земли и осью зонда,В режиме калибровки питание коаксиальной линииотключается,а встреч-б ное включение катушек 1 и 2 зонда обеспечивает прием сигналов от водородсодержащейжидкости в ампуле 8 и нечувствительность к сигналам от породы, . 1 ОТакое выполнение зонда позволяет снизить уровень его шумов и тем самьи повысить его чувствительность, что позволяет повысить геологическую эффективность аппаратуры ядерно-магнит ного каротажа.Формула изобретенияЗонд для ядерно-магнитного карота жа, содержащий ампулу с водородсодержащей жидкостью, калибровочную и вытянутую прямоугольную измерительную катушки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения чувствительносз ти зонда путем уменьшения уровня шумов, в него введены коммутатор с тремя группами контактов, каждая из которых состоит, в свою очередь, иэ трех контактов, и отрезок короткозамкнутой на одном иэ концов коаксиальной линии, калибровочная катушка выполне-, на аналогично измерительной, обе .ка 34тушки установлены параллельно другдругу вдоль зонда и симметрично отно сительно ампулы, расположенной внутриотрезка коаксиальной линии, причемвнешний проводник отрезка коаксиальной линии подклочен к общему контактупервой группы контактов коммутатора,внутренний конец короткозамкнутой линии и нормально замкнутый контактпервой группы контактов подклочены кисточнику постоянного тока, первыйвывод калибровочной катушки подключенк нормально замкнутому контакту второй группы контактов и разомкнутомуконтакту третьей группы контактовкоммутатора, второй вывод калибровочной катушки аодклочен к разомкнутомуконтакту втором группы контактов инормально замкнутому контакту третьейгруппы контактов коммутатора, первый вы.вод измерительной:катушки подключен кобщему контакту третьей группы контак"тов коммутатора, общие контакты первой и второй групп контактов коммута",, тора и второй вывод измерительнойкатушки являются входами зонда.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Патент США М 3484680,кл, 324-05 опублик. 1969.2. Авторское свидетельство СССРН 441541, кл. С 01 Ч 3/14, 1968 (прототип).