зонд электромагнитного каротажа

Классы МПК:G01V3/28 с использованием катушек индуктивности
Патентообладатель(и):Королев Владимир Алексеевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-08-25
публикация патента:

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано в аппаратуре электромагнитного каротажа, предназначенной для измерения удельного электрического сопротивления и/или диэлектрической проницаемости горных пород в нефтегазовых скважинах. Сущность: зонд содержит генераторную катушку, ближнюю и дальнюю приемные катушки, расположенные от генераторной на расстояниях z1 и z2 соответственно и обладающие магнитными моментами М1 и М2 соответственно, такими, что зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 Ближняя и дальняя приемные катушки имеют одинаковое число n витков и выполнены с диаметрами D1 и D2 соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 Длина (в мм) намотки дальней приемной катушки определяется соотношением зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 где L - индуктивность (в мкГн) ближней приемной катушки. Ближняя и дальняя приемные катушки намотаны проводами с диаметрами d1 и d2 соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 Технический результат: повышение точности измерений за счет равенства импедансов приемных катушек зонда.

Формула изобретения

Зонд электромагнитного каротажа, содержащий генераторную катушку, ближнюю и дальнюю приемные катушки, расположенные от генераторной на расстояниях z1 и z2 соответственно и обладающие магнитными моментами М1 и М2 соответственно, такими, что выполняется условие зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 , отличающийся тем, что ближняя и дальняя приемные катушки имеют одинаковое число n витков и выполнены с диаметрами D 1 и D2 соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 , длина l, мм, намотки дальней приемной катушки определяется соотношением

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781

где L - индуктивность ближней приемной катушки, мкГн,

а ближняя и дальняя приемные катушки намотаны проводами с диаметрами d1 и d2 соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано в аппаратуре электромагнитного каротажа, предназначенной для измерения удельного электрического сопротивления и/или диэлектрической проницаемости горных пород в нефтегазовых скважинах.

В электромагнитных методах каротажа в качестве первичных измеряемых параметров высокочастотного поля широко используются амплитудные относительные характеристики:

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781

где hz1, hz2 - напряженности магнитного поля в первой и второй точках измерения на оси скважины.

(См., например, авторское свидетельство СССР № 313966, G01V 3/18, опубл. 29.11.1971 г., бюл. № 27. «Устройство для электромагнитного каротажа скважин.)

При использовании одноканальных схем измерения важно, чтобы выходные импедансы приемных катушек зондового устройства были одинаковы, а разностная амплитуда зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 в воздухе была равна нулю.

Известен зонд индукционного (электромагнитного) каротажа (см. Н.Н.Кривко и др. Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование. М., «Недра», 1981 г., с.75-77). Зонд содержит три генераторные и три измерительные (приемные) катушки. Катушки в генераторной и приемной линиях зонда соединены последовательно. Катушки выполнены однослойными, диаметры и площади их витков одинаковы. Фокусирующие катушки выполнены так, что общее число витков в них равно числу витков соответствующих главных катушек зонда. Этим обеспечивается равенство моментов всех катушек по вторичному магнитному полю вихревых токов в массе провода, а также равенство индуктивности и активного сопротивления катушек, что существенно снижает нулевой уровень зонда и повышает его термостабильность. Однако этот зонд не позволяет регистрировать относительные характеристики электромагнитного поля.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является зонд электромагнитного каротажа, используемый в способе волнового диэлектрического каротажа (см. авторское свидетельство СССР № 330245, МПК Е21В 47/00, G01V 3/18, опубл. 24.02.1972, бюл. № 8), принятый за прототип.

Зонд содержит (см. фиг.1 описания прототипа) генераторную (возбуждающую) катушку, ближнюю и дальнюю приемные (измерительные) катушки, расположенные на расстояниях z1 и z2 от генераторной соответственно. Диаметры катушек одинаковы. При этом выполняется соотношение: зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 где n1 и n2 - число витков в ближней и дальней приемных катушках соответственно (см. Даев Д.С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин. - М.: Недра, 1974, с.37-38).

Этот зонд позволяет регистрировать относительные амплитудные характеристики поля и обеспечивает равенство нулю разностной амплитуды зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 в воздухе.

Однако тот факт, что приемные катушки имеют разные числа витков, приводит к тому, что они обладают неодинаковыми индуктивностями и омическими сопротивлениями. Это затрудняет и снижает точность измерения амплитудных относительных характеристик.

Задачей изобретения является повышение точности измерений.

Для этого в зонде электромагнитного каротажа, содержащем генераторную катушку, ближнюю и дальнюю приемные катушки, расположенные от генераторной на расстояниях z1 и z2 соответственно обладающие магнитными моментами М1 и М2 соответственно, такими, что выполняется условие зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 ближняя и дальняя приемные катушки имеют одинаковое число n витков и выполнены с диаметрами D1 и D2 , соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 длина l (в мм) намотки дальней приемной катушки определяется соотношением:

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 где L - индуктивность (в мкГн) ближней приемной катушки, а ближняя и дальняя приемные катушки намотаны проводами с диаметрами d1 и d2 соответственно, причем зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781

Такое исполнение зонда обеспечивает равенство индуктивностей и омических сопротивлений ближней и дальней приемных катушек зонда с достаточной для практики точностью.

Как известно (см., например, Справочник по элементам радиоэлектронных устройств. М., «Энергия», 1977 г., с.303), индуктивность (в мкГн) однослойной катушки определяется выражением:

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781

где D - средний диаметр катушки, мм;

n - число витков; l - длина катушки, мм.

Магнитный момент М приемной катушки равен произведению числа ее витков на площадь витка, поэтому условие компенсации прямого поля, обеспечивающее равенство нулю разностной амплитуды зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 в воздухе, для предлагаемого зонда принимает вид зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 и является основанием для выбора диаметров катушек.

Зная диаметры D1 и D2 и задаваясь числом витков n катушек и длиной ближней приемной катушки, определяют ее индуктивность, а затем по соотношению зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 находят длину намотки дальней приемной катушки, что обеспечивает ей такую же индуктивность, как и ближней.

Равенство омических сопротивлений ближней и дальней приемных катушек обеспечивается выполнением условия зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 которое следует из равенства

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781

где R1, R2 - омические сопротивления ближней и дальней приемных катушек;

зонд электромагнитного каротажа, патент № 2400781 - удельное электрическое сопротивление металла провода;

l1, l2 - длины одного витка ближней и дальней приемных катушек;

S1 , S2 - площади сечений проводов ближней и дальней приемных катушек.

Отмеченные факторы позволили повысить точность измерения относительных амплитудных характеристик электромагнитного поля и, следовательно, электрических параметров исследуемых горных пород.

Разработаны рабочие чертежи зонда и изготовлен опытный образец, испытания которого подтверждают правильность предложенных технических решений.

Класс G01V3/28 с использованием катушек индуктивности

устройство для измерения удельной электропроводности и электрической макроанизотропии горных пород -  патент 2528276 (10.09.2014)
способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин -  патент 2526520 (20.08.2014)
способ электромагнитного изопараметрического каротажного зондирования -  патент 2525314 (10.08.2014)
способ измерения удельной электропроводности и электрической макроанизотропии горных пород -  патент 2525149 (10.08.2014)
установка и система для геологического сопровождения бурения скважины и определения характеристик коллектора -  патент 2502094 (20.12.2013)
способ индукционного каротажа скважин в процессе бурения -  патент 2466431 (10.11.2012)
способ и устройство для комбинированного индукционного каротажа и каротажа с формированием изображений -  патент 2447465 (10.04.2012)
способ определения эффективной удельной проводимости формации для коррекции, учитывающей влияние ствола скважины на результаты индукционного каротажа -  патент 2432586 (27.10.2011)
применение многокомпонентных измерений в оконтуривающих геологических исследованиях глубоководных отложений -  патент 2431872 (20.10.2011)
антисимметризованные электромагнитные измерения -  патент 2431871 (20.10.2011)
Наверх