DE1034785B

DE1034785B - Device for the electrical investigation of earth formations in boreholes

Info

Publication number: DE1034785B
Application number: DESCH12703A
Authority: DE
Inventors: Nick August Schuster
Original assignee: Schlumberger Well Surveying Corp
Current assignee: Schlumberger Well Surveying Corp
Priority date: 1952-06-06
Filing date: 1953-06-05
Publication date: 1958-07-24

Description

Gerät zur elektrischen Untersuchung von Erdformationen in Bohrschäditen Die Erfindung betrifft ein Gerät zur elektrischen Untersuchung von Erdformationen in Bohrschächten, durch das Angaben über den spezifischen elektrischen Widerstand der von einem mit elektrisch leitender Flüssigkeit gefüllten Bohrloch durchteuften Erdtormationen erhalten werden.Device for the electrical investigation of earth formations in drilling damage The invention relates to a device for the electrical investigation of earth formations in boreholes, through the information about the specific electrical resistance which was penetrated by a borehole filled with electrically conductive fluid Earth rotations are preserved.

Auf der Messung des spezifischen elektrischen Widerstandes beruhende Untersuchungsverfahren werden in großem Umfang sehr erfolgreich dazu benutzt, um die von einem Bohrloch durchteuften Erdformationen mit den gleichen, von anderen Bohrlöchern durchteuften Erdformationen in gegenseitige Wechselbeziehung zu bringen und die tatsächlichen spezifischen Widerstände der ein Bohrloch umgebenden Erdformationen aus den Anzeigen der spezifischen Widerstände herzuleiten. Based on the measurement of the electrical resistivity Examination methods are used very successfully on a large scale to the earth formations drilled by a borehole with the same, by others To bring earth formations drilled through boreholes into mutual interrelation and the actual resistivities of the earth formations surrounding a borehole derived from the displays of the specific resistances.

Es sind ferner Verfahren und Einrichtungen bekannt, die noch genauere Aufschlüsse aus den gemessenen spezifischen elektrischen Widerständen erzielen lassen. There are also known methods and devices that are even more precise Allow conclusions to be drawn from the measured specific electrical resistances.

Sie ermöglichen eine genauere Elfassung der tatsächlichen spezifischen Widerstände, z. B. der wahren spezifischen Widerstände der Formationen oder des spezifischen Widerstandes der von dem Filtrat der Bohrlochspülung durchdrungenen Zonen in durchlässigen Formationen.They allow a more precise definition of the actual specific Resistors, e.g. B. the true specific resistances of the formations or the resistivity of the permeated by the filtrate of the borehole fluid Zones in permeable formations.

Jedes dieser neueren Verfahren und Vorrichtungen begrenzt den von einer durch ein Bohrloch geführten Hauptelektrode ausgesandten Strom auf eine bestimmte Bahn durch die Formation, wodurch in der Nähe der Hauptelektrode durchgeführte Potentialmessungen den spezifischen elektrischen Widerstand der in der bebestimmten Bahn liegenden Erdformation anzeigen. Die Gestalt dieser Bahn ist vorbestimmt und wird während einer Untersuchung dadurch nahezu konstant gehalten, daß ein Hilfsstrom in der Nähe der Hauptstromelektrode ausgesandt und die Amplitude und Phase oder Polarität des Hilfsstromes entsprechend den in der Bohrlochspülung durch den Fluß des Hauptstromes erzeugten Potentialdifferenzen überwacht werden.Each of these newer methods and devices limit that of a main electrode passed through a borehole to a specific current Trajectory through the formation, thereby allowing potential measurements to be made near the main electrode the specific electrical resistance of those lying in the particular path Show earth formation. The shape of this path is predetermined and becomes during an investigation is kept almost constant by the fact that an auxiliary current is nearby the main current electrode and the amplitude and phase or polarity of the Auxiliary flow corresponding to that in the borehole mud through the flow of the main flow generated potential differences are monitored.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zu schaffen, durch welches Angaben der spezifischen Widerstände von Erdformationen in einer bestimmten Bahn ohne Begrenzung des Stromes auf diese Bahn erzielt werden können. It is the object of the invention to provide a device through which Details of the specific resistances of earth formations in a certain orbit can be achieved without limiting the current on this path.

Das Gerät, das aus einem System von in dem Bohrloch entlang geführten Elektroden sowie Einrichtungen besteht, um zwei dieser Elektroden elektrisch voneinander unabhängige Ströme zuzuführen und die Potentialwerte an zumindest zwei Meßelektroden zu messen, ist erfindungsgemäß mit einer Meßvorrichtung versehen und mit zwei in das Bohrloch versenkten Meßelektroden so verhunden, daß die von jedem der beiden Ströme an den Meßelektroden auftretenden Potentialdifferenzen gegen einen Bezugspunkt sowie gegeneinander gesondert gemessen werden können, so daß zumindest vier gegenseitig unabhängige Potentialwerte erhalten werden. The device, consisting of a system of guided along the borehole Electrodes as well as means consists in order to two of these electrodes electrically from one another to supply independent currents and the potential values to at least two measuring electrodes to measure is provided according to the invention with a measuring device and with two in the borehole countersunk measuring electrodes so that those of each of the two Currents at the measuring electrodes occurring potential differences against a reference point as well as each other can be measured separately, so that at least four mutually independent potential values are obtained.

Vorzugsweise sind die beiden Meßelektroden zwischen den beiden Stromelektroden angeordnet, und es ist ein Anzeigegerät vorgesehen, in welchem die Potentiale differenzen e1 und e2, die sich aus den beiden Strömen zwischen Erde und einer der beiden Meßelektroden ergehen, sowie diejenigen el' und e2, zwischen den beiden Meßelektroden gemessen werden, zn einer Anzeige proportional e1 + e2.' (,I ) vereinigt werden. e2 Es ist zwar schon ein Meßsystem bekannt, bei dem Ströme verschiedener Frequenzen angewandt werden, so daß gleichzeitig Messungen der Scheinwiderstände in verschiedenen Untersuchnngstiefen durchgeführt werden können. Es ist aber neu, vier gegenseitig unabhängige Potentialwerte so zu vereinigen, daß man daraus eine Anzeige über elektrische Eigenschaften einer Bodenschicht in einer bestimmten Bahn gewinnen kann. Auch fehlte die Erkenntnis, daß sich ein solches Ergebnis allein mit der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen ElektrodenanoIdnung erzielen läßt. The two measuring electrodes are preferably between the two current electrodes arranged, and a display device is provided in which the potentials differ e1 and e2, which result from the two currents between earth and one of the two measuring electrodes as well as those el 'and e2, measured between the two measuring electrodes are proportional to e1 + e2 in a display. ' (, I) are united. e2 It is a measuring system is already known in which currents of different frequencies are used so that measurements of the apparent resistances at different investigation depths can be carried out at the same time can be carried out. But it is new, four mutually independent potential values in such a way that one can produce an indication of the electrical properties of a Soil layer can win in a certain path. There was also a lack of knowledge that such a result can only be achieved with that described in the present invention Can achieve electrode assembly.

Die Zeichnung soll einige Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulichen: Fig. 1 zeigt schematisch eine der Elektrcdenreihen ftir elektrische Untersuchungen von Erdformationen in Verbindung mit einer Schaltanordnung zum Erhalt von Widerstandsanzeigen gemäß der Erfindung; Fig. 1 A, 1 B und 1 C sind schematische Darstellungen von Elektrodenreihen abweichender Anordnung, welche für das Untersuchungssystem nach der Erfindung verwendet werden können; Fig. 2 zeigt ein Schaltbild eines Rechengerätes zur Erzielung äußerst aufschlußreicher Anzeigen über den spezifischen elektrischen Widerstand gemäß der Erfindung; Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer abgeänderten Ausführungsform des Untersuchungssystems der Fig. 2; Fig. 4 zeigt ein Schaltbild einer weiteren abgeänderten Ausführungsform eines elektrischen Untersuchungssystems gemäß der Erfindung, und Fig. 5 zeigt ein Schaltbild einer abgeänderten Ausführungsform eines Rechengerätes zur Verwendung mit einer beliebigen Elektrodenreihe entsprechend Fig. 1, IA, 1B oder 1C. The drawing is intended to illustrate some exemplary embodiments of the invention: Fig. 1 shows schematically one of the electrode rows for electrical investigations of earth formations in conjunction with circuitry for obtaining resistance readings according to the invention; FIGS. 1 A, 1 B and 1 C are schematic representations of rows of electrodes different arrangement, which is used for the examination system according to the invention can be; Fig. 2 shows a circuit diagram of a computing device for Obtaining extremely informative displays about the specific electrical resistance according to the invention; Fig. 3 shows a circuit diagram of a modified embodiment the examination system of FIG. 2; Fig. 4 shows a circuit diagram of another modified embodiment of an electrical examination system according to the invention, and FIG. 5 shows a circuit diagram of a modified embodiment of a computing device for use with any row of electrodes according to FIGS. 1, IA, 1B or 1C.

Gemäß Fig. 1 durchquert ein Bohrloch 11, das mit elektrisch leitender Bohrlochflüssigkeit 12 gefüllt ist, eine Mehrzahl von Erdformationen 13. Die Elektrodenreihe 14 üblicher Bauart setzt sich aus einer Mittelelektrode A,: dazwischenliegenden Paaren von kurzgeschlossenen Elektroden M1 und M2 sowie M'i und M'2, und kurzgeschlossenen Außenelektroden Al und A2 zusammen. Die Elektrodenreihe 14 kann mittels einer hier nicht weiter dargestellten üblichen Kombination von Kabel und Winde durch das Bohrloch geführt werden. According to Fig. 1 traverses a borehole 11, which is electrically conductive Borehole fluid 12 is filled, a plurality of earth formations 13. The electrode array 14 of the usual design consists of a center electrode A,: intermediate electrodes Pairs of short-circuited electrodes M1 and M2 and M'i and M'2, and short-circuited External electrodes Al and A2 together. The electrode row 14 can by means of one here not shown, the usual combination of cable and winch through the borehole be guided.

Elektrischer Strom von einer außerhalb des Bohrlochs 11 angeordneten Stromquelle 15 wird über einen isolierten Leiter 16 in das Bohrloch zu der Elektrode Ao hinabgeleitet, aus welcher er austritt. Der Strom fließt durch die Formation 13 zu einer unter einer Bezugsspannung stehenden Elektrode B. Der Stromkreis ist über einen Leiter 17 geschlossen, welcher die Verbindung zu der Klemme niederen Potentials der Stromquelle 15 herstellt. Der von der Elektrode Ao zu der Elektrode B fließende Strom hat vorzugsweise gleichbleibende Stärke, und die Stromquelle 15 kann beispielsweise aus einem Generator 18 konstanter Spannung bestehen, der mit einer hohen Impedanz 19 in Reihe geschaltet ist. Electric power from one located outside of the borehole 11 Power source 15 is fed into the borehole to the electrode via an insulated conductor 16 Ao descended from which he emerges. The current flows through the formation 13 to a voltage reference electrode B. The circuit is closed via a conductor 17, which lowers the connection to the terminal Potential of the power source 15 produces. The one from the electrode Ao to the electrode B flowing current preferably has a constant strength, and the current source 15 can for example consist of a generator 18 of constant voltage with a high impedance 19 is connected in series.

Von einer Stromquelle 21 erzeugter Hilfsstrom wird über ein isoliertes Kabel 22 zu den Elektroden A1 und A2 geleitet. Der Hilfsstrom gelangt über die Erdformationen undloder die leitende Bohrlochfiüssigkeit 12 zu einem unter einem Bezugspotential stehenden Punkt 23 und wird über einen Leiter 24 zu der Klemme niederen Potentials der Stromquelle 21 geführt. Auxiliary power generated by a power source 21 is isolated via an Cable 22 passed to electrodes A1 and A2. The auxiliary current reaches the earth formations and / or the borehole conductive fluid 12 to a below reference potential standing point 23 and is via a conductor 24 to the terminal of low potential the power source 21 out.

Die von den Elektroden Ao und A1, A2, ausgehenden Haupt- und Hilfsströme erzeugen entsprechende Potentiale an den Elektroden Mi, M2 und M'1, M'2. Um die von den Haupt- und Hilfsströmen erzeugten Potentiale zu unterscheiden, kann die Stromquelle 15 einen Strom mit der Frequenz und die Stromquelle 21 einen Strom mit einer unterschiedlichen Frequenz, liefern. Eine dieser Frequenzen kann auch Null sein, d. h., einer der Ströme kann gleichgerichtet sein. Alternativ können die Stromquellen 15 und 21 entweder Wechselstrom gleicher Frequenz oder Gleichstrom, jedoch während abwechselnder Intervalle, liefern, so daß die Ströme zeitlich getrennt sind. The main and auxiliary currents emanating from electrodes Ao and A1, A2 generate corresponding potentials at the electrodes Mi, M2 and M'1, M'2. To the To distinguish potentials generated by the main and auxiliary currents, the Current source 15 a current with the frequency and the current source 21 with a current a different frequency. One of these frequencies can also be zero be, d. that is, one of the currents can be rectified. Alternatively, the power sources 15 and 21 either alternating current of the same frequency or direct current, but during alternating intervals, so that the streams are separated in time.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 erzeugt der von der Elektrode Ao mit der Frequenz ausgesandte Primärstrom zwischen den Elektroden Mi, M2 und einem Punkt des Bezugspotentials, z. B. dem Erdpotential, eine Potentialdifferenz «1 mit der Frequenzfl. Eine entsprechende Potentialdifferenz «2 mit der Frequenzf2 wird durch den Hilfsstrom mit der Frequenzf2 erzeugt. In the device according to FIG. 1, the generated by the electrode Ao with the frequency emitted primary current between the electrodes Mi, M2 and a Point of reference potential, e.g. B. the earth potential, a potential difference «1 with the frequency fl. A corresponding potential difference «2 with the frequency f2 becomes generated by the auxiliary current with frequency f2.

Ferner treten Potentialdifferenzen e'l und e'2 mit den Frequenzenfl und f2 entsprechend zwischen den Elektroden M,, M2 und M',, M'2 auf. Diese vier Potentiale können durch irgendwelche Mittel getrennt und einem Registriergerät 37 zugeleitet werden. Zum Beispiel ist ein isoliertes Kabel 25 mit den Elektroden M1, M2 verbunden und führt die dort auftretende Spannung zu einem Filter 26, der die Frequenz durchläßt und die Frequenzf2 zurückhält, sowie zu einem Filter 27, welcher die Frequenz, durchläßt und die Frequenzf, sperrt.Furthermore, potential differences e'l and e'2 occur with the frequencies fl and f2 between the electrodes M ,, M2 and M ',, M'2, respectively. These four Potentials can be separated by any means and a recorder 37 be forwarded. For example, an insulated cable 25 with electrodes M1, M2 and leads the voltage occurring there to a Filter 26 that the Frequency passes and holds the frequency f2, as well as to a filter 27, which the frequency, passes and the frequency f, blocks.

Hohe Impedanzen 28 und 29 sind zwischen die Ausgangsklemmen der Filter 26 und 27 sowie einen unter einem Bezugspotential stehenden Punkt 31 geschaltet. Diese Schaltanordnung ermöglicht die Impedanz der Potentialdifferenzen el und e2 an den Impedanzen 28 und 29.High impedances 28 and 29 are between the output terminals of the filters 26 and 27 as well as a point 31 which is at a reference potential. This switching arrangement enables the impedance of the potential differences el and e2 at impedances 28 and 29.

Die an den Elektroden M'l, M'2 auftretenden Potentiale werden aus dem Bohrloch 11 über ein isoliertes Kabel 32 fortgeleitet. Die dem Potentialgefälle zwischen den Elektroden M1, M2 und M',, M'2 bei den Frequenzen f, und f2 entsprechenden Potentialdifferenzen e'l und e2 werden durch Filter 33 und 34 getrennt, velche an die Kabel 25 und 32 angeschlossen sind. Die Filter 33 und 34 sind ähnliche wie die Filter 26 und 27; die Potentialdifferenzen e'l und e'2 treten an hohen Impedanzladungen 35 und 36 auf, welche an die Ausgangsklemmen der Filter 33 und 34 angeschlossen sind. The potentials occurring at the electrodes M'1, M'2 are turned off the borehole 11 via an insulated cable 32 forwarded. The potential gradient between the electrodes M1, M2 and M ',, M'2 at the frequencies f, and f2, respectively Potential differences e'l and e2 are separated by filters 33 and 34, velche on cables 25 and 32 are connected. Filters 33 and 34 are similar to that Filters 26 and 27; the potential differences e'1 and e'2 occur at high impedance charges 35 and 36, which are connected to the output terminals of the filters 33 and 34 are.

Die einzelnen Potentialdifferenzen el, e2, « und e'2 stellen für sich je eine üblicne Anzeige des spezifischen elektrischen Widerstandes dar, d. h., die Potentiale el und e2 sind »normale« Anzeigen für den von den Elektroden Ao bzw. A,, A2 fließenden Strom, während die Potentiale e'l und et2 ?inverse« Anzeigen derselben Ströme bedeuten. Es wurde nunmehr eine Beziehung zwischen diesen Spannungen festgestellt, die ihre Kombination in einer Weise gestattet, welche die gleiche Anzeige ergibt, als wenn der Strom von der Elektrode Ao tatsächlich in einer früher vorgeschlagenen Weise auf einer vorbestimmten Bahn in die Formationen geleitet worden wäre. Diese Beziehung ist folgende: R oo e, +- ( ( () I) (1) worin R einen Widerstandswert bedeutet, welcher dem mit dem früher vorgeschlagenen Verfahren erhältlichen Wert im wesentlichen proportional ist, und el, e'l, e2 und e'2 die Größe der vier gemessenen Potentiale angeben. The individual potential differences el, e2, «and e'2 represent a usual display of the specific electrical resistance is shown, d. In other words, the potentials el and e2 are "normal" displays for that of the electrodes Ao or A ,, A2 flowing current, while the potentials e'l and et2 "inverse" displays mean currents of the same. There has now been a relationship between these tensions noted that allowed their combination in a manner which is the same Display shows as if the current from electrode Ao was actually in an earlier period proposed way has been directed into the formations on a predetermined path were. This relationship is as follows: R oo e, + - ((() I) (1) where R is a resistance value means which is the value obtainable with the previously proposed method is essentially proportional, and el, e'l, e2 and e'2 the size of the four measured Specify potentials.

Nimmt man einen positiven Stromfluß von den ElektrodenA0undA,, A2 an, dann sind die Potentiale el, e2 und e'l positiv, und das Potential e'2 ist negativ. Gemäß der Erfindung können die an den Impedanzen 28, 29, 35 und 36 auftretenden Potentiale, gegebenenfalls rektifiziert, einem Elektronen- oder elektromechanischen Registriergerät 37 zugeleitet werden, welches eine dem Widerstand R entsprechend der Formel (1) proportionale Anzeige ergibt. Das Meßergebnis wird vorzugsweise in üblicher Art mittels eines Instruments 38 als Funktion der Tiefe der Elektrodenreihe 14 in dem Bohrloch 11 registriert.Taking a positive current flow from electrodes A0 and A ,, A2 on, then the potentials el, e2 and e'l are positive and the potential e'2 is negative. According to the invention, those occurring at the impedances 28, 29, 35 and 36 can Potentials, rectified if necessary, an electronic or electromechanical one Registration device 37 are fed, which is a resistor R corresponding to the formula (1) results in a proportional display. The measurement result is preferably in conventional type by means of an instrument 38 as a function of the depth of the electrode row 14 registered in the borehole 11.

Der elektrische Widerstand der Formation läßt sich unter gewissen Umständen auf einem noch enger begrenzten Weg nach der Formel R vo e, f K (4) R oo e, + K « (2) ermitteln, worin K eine Konstante bedeutet, die größer als Eins ist. Die nach der Formel (2) erhaltene Widerstandsanzeige wird die gleiche sein wie diejenige nach dem früher vorgeschlagenen Verfahren, wenn der von den Elektroden A,, A2 ausgesandte Hilfsstrom über denjenigen Wert hinaus gesteigert wird, der notwendig ist, um die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden M,, M2 und M',, M'2 bis auf Null zu vermindern. Bei der nachfolgenden Beschreibung eines geeigneten Registriergeräts wird die Formel (1) erörtert. Es kann indessen auch die Formel (2) durch bloßes Einfügen des Faktors K beim Addieren der beiden Glieder der Formel (1) verwendet werden. The electrical resistance of the formation can be reduced under certain conditions Circumstances on an even narrower path according to the formula R vo e, f K (4) R oo e, + K «(2), where K means a constant greater than one is. The resistance reading obtained from formula (2) will be the same like that by the previously proposed method when that of the electrodes A ,, A2 emitted auxiliary current is increased beyond the value that is necessary is to the potential difference between the electrodes M ,, M2 and M ',, M'2 up to Diminish zero. In the following description of a suitable recording device the formula (1) is discussed. It can, however also the formula (2) by simply inserting the factor K when adding the two terms of the formula (1) can be used.

An Stelle der in Fig. 1 gezeigten Elektrodenreihe 14 kann eine beliebige andere Elektrodenanordnung Verwendung finden, wie sie z. B. in den Fig. 1 A, 1 B und t C dargestellt ist, wo die entsprechenden Elemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen. Instead of the electrode row 14 shown in FIG. 1, any one can be used find other electrode arrangement use, as z. B. in Figs. 1 A, 1 B and t C is shown where corresponding elements have the same reference numerals exhibit.

Eine vorzugsweise Ausführungsform eines Registrier-oder Rechengeräts 37 ist in Fig. 2 gezeigt, das z. B. mit einer beliebigen der in Verbindung mit Fig. 1 besprochenen Elektrodenreihen benutzt werden kann. In Fig. 2 ist das Rechengerät mit der in Fig. 1 B gezeigten Elektrodenreihe verbunden. Das Rechengerät kann sich an der Erdoberfläche befinden oder in einem druckfesten Gehäuse 39 untergebracht sein, welches zusammen mit der Elektrodenreihe durch das Bohrloch bewegt wird. A preferred embodiment of a registration or computing device 37 is shown in Fig. 2, e.g. B. with any of the in connection with Fig. 1 discussed electrode rows can be used. In Fig. 2 is the computing device connected to the electrode row shown in Fig. 1B. The computing device can located on the earth's surface or housed in a pressure-resistant housing 39 be, which is moved together with the row of electrodes through the borehole.

Ein Generator 41 mit gleichbleibender Frequenz liefert einen vorzugsweise konstanten Strom von der Frequenz zu der Mittelelektrode Ao über eine hohe Impedanz 42 und einen isolierten Leiter 16'. Die eine niedrige Impedanz aufweisende Verbindung des Generators 41 führt über einen Leiter 17' nach der Erdungselektrode B, die sich z. B. außen an dem Gehäuse 39 befinden kann. Ein zweiter Generator 43 leitet Strom mit der Frequenz f2 der Außenelektrode A1 über einen Leiter 22' zu. Dementsprechend besteht zwischen den Elektroden M1 und M'1 eine Potentialdifferenz e'1 mit der Frequenz und eine Potentialdifferenz eta mit der Frequenz f2. Zwischen der Elektrode M1 und Erde besteht eine Potentialdifferenz el mit der Frequenz und eine Potentialdifferenz ea mit der Frequenzf2. Nimmt man die Elektrode M1 als Bezugspunkt, dann ist die Phase oder Polarität des Potentials e'2 entgegengesetzt oder negativ gegenüber dem Potential e2, während das Potential e'l von gleicher Phase oder Polarität wie das Potential el ist.A constant frequency generator 41 preferably provides one constant current from the frequency to the center electrode Ao through a high impedance 42 and an insulated conductor 16 '. The low impedance connection of the generator 41 leads via a conductor 17 'to the grounding electrode B, which is located z. B. can be located on the outside of the housing 39. A second generator 43 conducts electricity with the frequency f2 to the outer electrode A1 via a conductor 22 '. Accordingly there is a potential difference e'1 with the frequency between the electrodes M1 and M'1 and a potential difference eta with the frequency f2. Between the electrode M1 and Earth there is a potential difference el with the frequency and a potential difference ea with the frequency f2. If you take the electrode M1 as a reference point, then the Phase or polarity of the potential e'2 opposite or negative to the Potential e2, while the potential e'l is of the same phase or polarity as that Potential is el.

Die Formel (1), welche die Potentialdifferenzen el, e, e'l und e'2 kombiniert, um ein Potential R zu erhalten, das dem spezifischen Widerstand der Erdformationen noch größerer Annäherung proportional ist, wird mittels eines Verstärkers 44 von veränderlichem Verstärkungsgrad abgeleitet, dessen Gesamtverstärkung G entsprechend der Differenz zwischen den an den Primärwicklungen 45 und 46 eines Transformators 47 auftretenden Spannungen mittels eines Rückkopplungskreises gesteuert wird, der aus einem Velstärker 48, einem Filter 49, einem weiteren Verstärker 51 und einem Detektor 52 in Reihenschaltung besteht. Die Potentialdifferenzen et und e'2 werden über einen Isoliertransformator53 zu dem Eingang des Verstärkers mit veränderlichem Verstärkungsgrad 44 geleitet. Die Primärwicklung45 des Transformators 47 ist in den Ausgang des Verstärkers 44 eingeschaltet. Die Primärwicklung 46 des Transformators 47 ist mittels der Leiter 54 und 25' zwischen Erde und die Elektrode M1 gelegt mit dem Ergebnis, daß die Potentiale el und e2 an der Wicklung 46 in algebraischer Addition zu den der Wicklung 45 zugeführten Ausgangsmeßanzeigen Ge'l und Ge'2 des Verstärkers mit veränderlichem Verstärkungsgrad erscheinen. Die Potentiale el und e2 können gegebenenfalls ohne Änderung des nachfolgend errechneten Widerstandswertes von der Elektrode M'1 erhalten werden. The formula (1), which the potential differences el, e, e'l and e'2 combined to obtain a potential R equal to the resistivity of the Earth formations even closer approximation is proportional, by means of an amplifier 44 derived from variable gain, its overall gain G accordingly the difference between those across the primary windings 45 and 46 of a transformer 47 occurring voltages is controlled by means of a feedback circuit, the from an amplifier 48, a filter 49, another amplifier 51 and one Detector 52 is connected in series. The potential differences et and e'2 become through an isolating transformer 53 to the input of the variable gain amplifier Gain 44 passed. The primary winding 45 of the transformer 47 is in the output of amplifier 44 is turned on. The primary winding 46 of the transformer 47 is connected by means of conductors 54 and 25 'between earth and electrode M1 the result that the potentials el and e2 on the winding 46 in algebraic addition to the output measurement displays Ge'l and Ge'2 of the amplifier fed to the winding 45 appear with a variable degree of amplification. The potentials el and e2 can possibly without changing the resistance value calculated below from the Electrode M'1 can be obtained.

Soweit die Frequenz, in Betracht kommt, ist die dem Verstärker48 mittels einer Sekundärwicklung 50 des Transformators 47 zugeleitete kombinierte Meßanzeige proportional «2 - G«'2, da e'2 negativ ist. Die Meßanzeige wird über das Filter 49 geleitet, welches Anzeigen von der Frequenz aussiebt. Die gesiebte Meßanzeige wird in dem Verstärker 51 verstärkt und in dem Detektor 52 gleichgerichtet, der vorzugsweise durch Zuleitung eines Bezugspotentials gleicher Frequenz von dem Generator 43 über einen Leiter 55 phasenempfindlich gemacht wird. As far as the frequency is concerned, that of the amplifier48 combined by means of a secondary winding 50 of the transformer 47 Measurement display proportional to «2 - G« '2, since e'2 is negative. The gauge is over the filter 49 which filters out indications of the frequency. The sifted The measurement display is amplified in the amplifier 51 and rectified in the detector 52, preferably by supplying a Reference potential of the same frequency from that Generator 43 is made phase sensitive via a conductor 55.

Ein direktes Potential proportional «2 - G«'2 wird den Ausgangssteuerkreisen des Verstärkers 44 mit solcher Polarität zugeleitet, daß es auf die Unterdrückung der dem Verstärker 48 zugeleiteten kombinierten Meßanzeige von der Frequenzf2 hinwirkt. Hierdurch wird das Potential Geta wander Wicklung 45 gleich dem Potential e, an der Wicklung 46. Demgemäß wird der Ausgang G des Verstärkers 44 mit veränderlichem Verstärkungsgrad stets gleich e,2 sein. e 2 Der Verstärker 44 muß so gebaut sein, daß er einen Verstärkungsgrad besitzt, der proportional dem Verstärkungsgrad mit der Frequenzf2 ist. Insbesondere muß der Proportionalitätsfaktor K der Formel (2) und der Formel (1) entsprechen. Mit dieser Verstärkung gleich e,2 wird nun die Wirkung des Stromes von der Frequenz eS auf dem Kreis des Rechengerätes untersucht. Die der Wicklung 46 zugeleitete Meßanzeige wird gleich el sein, und die Meßanzeige an der Wicklung 45 gleich G'el. Somit wird die Anzeige am Eingang des Verstärkers 48 gleichbleibend proportional der algebraischen Summe beider «2 Anzeigen oder «i + G«'1 sein. Da nun G = e,2 ist, wird die auf den Verstärker 48 geleitete Anzeige gleichbleibend proportional el + ( e,2) e'l, was der vorerwähnten Forme] (t) entspricht. Da ferner Meßanzeigen von der Frequenzf2 unterdrückt sind, ist die Ausgangsanzeige des Verstärkers 48 ein Potential von der Frequenzfi, welches etwa das gleiche ist wie das nach dem üblichen Verfahren gemessene Potential, und so proportional dem spezifischen Widerstand der Erdformation in einer vorbestimmten Bahn, obwohl der Strom weder von der Frequenz noch der Frequenzf2 auf diese Bahn beschränkt ist.A direct potential proportional to «2 - G« '2 will be the output control circuits of amplifier 44 with such polarity that it is applied to the suppression of the combined measurement display of the frequency f2 fed to the amplifier 48. As a result, the potential Geta wander winding 45 is equal to the potential e of winding 46. Accordingly, the output G of amplifier 44 becomes variable The degree of amplification must always be equal to e, 2. e 2 The amplifier 44 must be built in such a way that that it has a gain proportional to the gain with the frequency is f2. In particular, the proportionality factor K of the formula (2) and correspond to formula (1). With this gain equal to e, 2 the effect is now of the current of the frequency eS examined on the circuit of the computing device. the The meter applied to the winding 46 will be equal to el and the meter will be on the winding 45 is equal to G'el. Thus, the display at the input of the amplifier 48 constant proportional to the algebraic sum of both «2 displays or« i + G «'be 1. Since G = e, 2, the indication fed to amplifier 48 becomes constant proportional el + (e, 2) e'l, which corresponds to the aforementioned formula] (t). Furthermore, since meter displays are suppressed from the frequency f2, the output display is of amplifier 48 has a potential of frequency fi which is about the same like the potential measured by the usual method, and so proportional to that resistivity of the earth formation in a predetermined orbit, although the Current is neither limited by frequency nor frequency f2 to this orbit.

Die Ausgangsanzeige des Verstärkers 48 kann auf einen linearen Detektor 56, gewünschtenfalls über ein nur die Frequenz durchlassendes Filter geleitet werden. The output reading of amplifier 48 can be based on a linear detector 56, if desired, can be passed through a filter that only allows the frequency to pass.

Die festgestellte Spannung kann mittels isolierter Kabel 57 und 58 an die Erdoberfläche zu einem registrierenden Galvanometer 59 hoher Impedanz geleitet werden, das vorzugsweise den spezifischen Widerstand R als Funktion der Tiefe der Elektrodenreihe in dem Bohrloch aufzeichnet. Der Detektor 56 wird vorzugsweise durch Zuleitung eines Bezugspotentials mit der Frequenz über einen Leiter 61 von dem Generator 41 aus phasenempfindlich gemacht.The voltage detected can be measured by means of insulated cables 57 and 58 conducted to the surface of the earth to a registering galvanometer 59 of high impedance which is preferably the resistivity R as a function of the depth of the Records the electrode array in the borehole. The detector 56 is preferably by Supply of a reference potential with the frequency via a conductor 61 from the generator 41 made out of phase sensitive.

Falls erwünscht, können zugleich mit der Messung von R ein oder mehrere Widerstandsmessungen für geringere Tiefen durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann man die Elektrode M1 durch einen Leiter 62 mit einem Filter 63 verbinden, welches nur Strom von der Frequenz durchläßt. Potentialdifferenzen von der Frequenz zwischen der Elektrode M1 und der Erde werden auf einen an den Ausgang des Filters 63 angeschlossenen Detektor 64 geleitet. Die ermittelte Meßanzeige kann über isolierte Leiter 65 und 66 zu der Erdoberfläche gesandt werden, wo die Widerstandswerte von einem Galvanometer 67 hoher Impedanz registriert werden können. Die gesamte für den Betrieb der Elektronengeräte in dem Gehäuse 39 benötigte elektrische Energie kann z. B. von einem an der Erdoberfläche be findlichen Wechselstromgenerator 68 mittels isolierter Leiter 69 und 71 einer üblichen Kraftzuführstelle zugeleitet werden. If desired, one or more can be measured simultaneously with the measurement of R. Resistance measurements can be carried out for shallower depths. To this end can the electrode M1 is connected by a conductor 62 to a filter 63, which only allows current of the frequency to pass. Potential differences from the frequency between the electrode M1 and the earth are connected to the output of the filter 63 on one Detector 64 passed. The measurement display determined can be via insulated conductors 65 and 66 are sent to the surface of the earth, where the resistance readings from a galvanometer 67 high impedance can be registered. The whole for the operation of the electron devices in the housing 39 required electrical energy can, for. B. from one on the surface of the earth be sensitive alternator 68 by means of insulated conductors 69 and 71 a usual power supply point are fed.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform arbeitet auf der Grundlage der Frequenztrennung. Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung auch bei Verfahren mit zeitlicher Trennung anwendbar, wofür das im Zusammenhang mit Fig. 2 gezeigte Rechengerät leicht anpaßbar ist. In Fig. 3 kann die Elektrodenreihe z. B. dieselbe sein wie in Fig. 1. Diese Ausführungsform wird in Verbindung mit einer bestimmtem Elektrodenreihe beschrieben, sie kann jedoch gegebenenfalls auch mit einer anderen schon vorgeschlagenen Elektrodenreihe zusammenwirken. The embodiment shown in Fig. 2 operates on the basis the frequency separation. As already mentioned, the invention is also applicable to procedures with temporal separation, for which the in connection with Fig. 2 shown computing device is easily adaptable. In Fig. 3, the electrode row z. Be the same as in Fig. 1. This embodiment is used in conjunction with a a certain series of electrodes described, but it can also be with another already proposed row of electrodes cooperate.

In Fig. 3 steuert ein von einem Antrieb 74 in Gestalt eines Elektromotors betätigter umlaufender Schalter 73 die betriebsmäßige Arbeitsfolge des Widerstand -Rechengerätes, um vier bestimmte Potentiale zu erzeugen und zu ermitteln, die zu einer einzigen resultierenden Meßanzeige der gewünschten Widerstandsmessung vereinigt werden. Der Schalter 73 setzt sich aus einer Mehrzahl von leitenden Kontaktscheiben 75 bis 81 zusammen, die in ständiger oder i, termittierender Gleitberührung mit wischerartigen fedtrnden Kontaktarmen, z. B. einem Kontaktarm 82, stehen. Die Kontaktscheiben sind isoliert auf einer gemeinsamen Welle befestigt, welche sie gleichzeitig in Umlauf versetzt. In Fig. 3 controls one of a drive 74 in the form of an electric motor actuated rotating switch 73 the operational sequence of the resistance -Computing device to generate four specific potentials and to determine which to combined into a single resulting reading of the desired resistance measurement will. The switch 73 is composed of a plurality of conductive contact discs 75 to 81 together, which are in permanent or i, termittender sliding contact with wiper-like spring-loaded contact arms, e.g. B. a contact arm 82 are available. The contact washers are insulated and mounted on a common shaft, which they simultaneously move into Circulation staggered.

Die Kontaktscheiben 75 und 76 liefern während abwechselnder Viertelperioden des Schalters 73 von einer Gleichstromquelle 83 zwischen der Elektrode Ao und der geerdeten Elektrode B Strom von wechselnder Polarität. The contact discs 75 and 76 deliver during alternate quarter periods of the switch 73 from a DC power source 83 between the electrode Ao and the grounded electrode B current of alternating polarity.

Während der dazwischenliegenden Viertelperioden leiten die Kontaktscheiben 77 und 78 von einer Gleichstrom quelle 84 aus Strom wechselnder Polarität zwischen die Elektroden A1, A2 und das Erdpotential.During the quarter periods in between, the contact disks conduct 77 and 78 from a direct current source 84 from alternating polarity current between the electrodes A1, A2 and the earth potential.

Die Leiter 25 und 32 von den Elektroden M1, M2 und M'1, MBS sind mit e rlem Isoliertransformator 85 verbunden, dessen Sekundärwicklung vor dem Eingang eines Verstärkers mit verändellichem Verstärkungsgrad 86, ähnlich dem Verstärker 44 in Fig. 2, liegt. The conductors 25 and 32 from electrodes M1, M2 and M'1, MBS are connected to e rlem insulating transformer 85, the secondary winding of which is in front of the input of a variable gain amplifier 86, similar to the amplifier 44 in Fig. 2.

Während wechselnder Viertelperioden werden Potentiale e'l und e'2 zu dem Verstärker 86 geleitet, und die verstärkte Meßanzeige wird einer Primärwicklung 87 eines Transformators 88 zugeführt. Der Transformator 88 entspricht dem Transformator 47 in Fig. 2 und besitzt eine weitere Primärwicklung 861, über welche Potentiale e und e2 während wechselnder Viertelperioden zugeleitet werden. Während der geraden Viertelperioden erscheint ein Potential proportional el + Je',, und während der ungeraden Viertelperioden ein Potential proportional e2 G«'2 vor der Sekundärwicklung 91 des Transformators 88. During alternating quarter periods, potentials e'l and e'2 to amplifier 86 and the amplified gauge becomes a primary winding 87 of a transformer 88 is supplied. The transformer 88 corresponds to the transformer 47 in Fig. 2 and has a further primary winding 861, over which potentials e and e2 are fed in during alternating quarter periods. During the straight Quarter periods appear a potential proportional to el + Je ',, and during the odd quarter periods a potential proportional to e2 G «'2 in front of the secondary winding 91 of transformer 88.

Die Sekundärwicklung 91 ist sowohl mit dem Eingang eines Verstärkers 92 als auch mit der Kontaktscheibe 80 verbunden. Der Ausgangskreis des Verstärkers 92 ist gegen Erde ausgeglichen und besitzt zwei Ausgangsleiter 90 und 90', auf welchen die Ausgangsmessungen mit entgegengesetzter Polarität erscheinen. Die Leiter 90 und 90' werden abwechselnd mit einer Kontaktscheibe 79 verbunden, welche ein gleichgerichtetes Steuerpotential über eine Leitung 93 zu dem Verstärkungssteuerkreis des Verstärkers 86 nur während der ungeraden Viertel-Perioden leitet. Die Verstärkung G des Verstärkers 86 ist dementsprechend gleich e,2 und der Steuerkreis e2 besitzt eine ausreichende Zeitverzögerung, um diese Verstärkung während der geraden Viertelperioden unverändert aufrechtzuerhalten, wenn e'l an den Verstärker 86 angelegt wird. The secondary winding 91 is both connected to the input of an amplifier 92 and connected to the contact disk 80. The output circuit of the amplifier 92 is balanced to earth and has two output conductors 90 and 90 'on which the output measurements appear with opposite polarity. The ladder 90 and 90 'are alternately connected to a contact disk 79, which is a rectified Control potential via line 93 to the gain control circuit of the amplifier 86 conducts only during the odd quarter periods. The gain G of the amplifier 86 is accordingly equal to e, 2 and the control circuit e2 has a sufficient one Time delay to keep this gain unchanged during the even quarter periods when e'l is applied to amplifier 86.

Die Kontaktscheiben 80 und 81 leiten eine gleichgerichtete Meßanzeige auf ein Anzeigegerät 94 nuI während der geraden Viertelperioden. Somit kann ein der vorerwähnten Gleichung (1) proportionales direktes Potential von dem Meßgerät 94 fortlaufend als Funktion der Tiefe der Elektrodenreihe in dem Bohrlocb registriert werden. The contact disks 80 and 81 conduct a rectified measurement display on a display device 94 nuI during the even quarter periods. Thus, a the aforementioned equation (1) proportional direct potential from the meter 94 continuously registered as a function of the depth of the row of electrodes in the drill locb will.

Die Erfindung kann demnach zur Erzielung einer Mehrzahl von Widerstandsmessungen benutzt werden, von denen jede einen verschiedenen wirksamen Strcmpfad vorbestimmter Form darstellt. Zu diesem Zweck kann eine Mehrzahl trennbarer Frequenzen verwendet werden, und zwar je zwei für jede Messung des spezifischen Widerstandes längs einer gegebenen vorbestimmten Bahn. Alternativ kann auch zeitliche Trennung verwendet werden. The invention can accordingly be used to achieve a plurality of resistance measurements can be used, each of which has a different effective flow path predetermined Represents shape. A plurality of separable frequencies can be used for this purpose two for each measurement of the resistivity along one given predetermined path. Alternatively, time separation can also be used will.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, und zwar zeigt diese ein Schaltschema entsprechend einer Abwandlung der Erfindung zur Erzielung einer Mehrzahl von Widerstandsanzeigen, von denen jede den spezifischen Widerstand längs verschiedener Bahnen durch die Formationen wiedergibt. Die Elektrodenreihe 95 besteht aus einer Mittelelektrode Mo und kurzgeschlossenen Elektrodenpaaren A3 und A4, As und A6, Ml und M2 sowie M3 und M4. Ein Strom von gleichbleibender Stärke mit der Frequenz f1 wird von einem Oszillator 96 zwischen die Elektroden A3, A5, A4, A, und Ei dpotential zugeleitet. Another embodiment is shown in Fig. 4, namely shows this a circuit diagram according to a modification of the invention for achieving a plurality of resistance indicators, each of which is the resistivity along various paths through the formations. The row of electrodes 95 consists of a center electrode Mo and short-circuited pairs of electrodes A3 and A4, As and A6, Ml and M2 and M3 and M4. A stream of constant strength with the frequency f1 is an oscillator 96 between the electrodes A3, A5, A4, A, and Ei dpotential supplied.

Ein Strom von der Frequenz f2 wird von einem Cszillator 97 zwischen die Elektroden A3 und A5 sowie A4 und A geleitet.A current of the frequency f2 is generated by an oscillator 97 between the electrodes A3 and A5 as well as A4 and A conducted.

Signale E1 und E2, welche den Potentialdifferenzen bei den Frequenzen f1 und f2 zwischen der Elektrode M<> und einem Punkt 98 mit Erdpotential entsprechen, werden vor eine Primärwicklung 99 eines Transformators 101 gelegt. Signale, welche den Potentialen zwischen den Elektroden M1, M2 und dem Erdpotential entsprechen, werden zu dem Eingang eines Verstärkers 102 mit veränderlichem Verstärkungsgrad G geleitet. Diese Potentiale können mit E'l und E'2 bei den Frequenzen f1 und f2 bezeichnet werden. Nach der Verstärkung werden die Potentiale GE'1 und GE'2 zu einer weiteren Primärwicklung 103 des Transformators 101 geleitet, welche in algebraischer Addition zu der Wicklung 99 wirksam ist. Signals E1 and E2, which represent the potential differences at the frequencies f1 and f2 between the electrode M <> and a point 98 with earth potential correspond, are placed in front of a primary winding 99 of a transformer 101. Signals which correspond to the potentials between the electrodes M1, M2 and the earth potential, become the input of a variable gain amplifier 102 G headed. These potentials can with E'l and E'2 at the frequencies f1 and f2 are designated. After the amplification, the potentials GE'1 and GE'2 become one further primary winding 103 of the transformer 101, which in algebraic Addition to winding 99 is effective.

Der Ausgang des Transformators 101 ist mit einem Verstärker 103 mit festem Verstärkungsgrad verbunden. Der Verstärker 103 wirkt über ein Filter 104, das die Frequenz fl unterdrückt, einen weiteren Verstärker 105 und einen Detektor 106, um die Verstärkung des Verstärkers 102 mit veränderlichem Verstärkungsgrad in gleicher Weise zu steuern, wie der Verstärker 44 in der Einrichtung nach Fig. 2 gesteuert wird. Dementsprechend wird die Verstärkung G des Verstärkers 102 gleich dem Verhältnis E2' E'2 gehalten. Ein Detektor 107 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 103 verbunden und leitet ein Signal zu einem registrierenden Galvanometer 108, das einem spezifischen Widerstand R' entspricht, dessen Bedeutung die gleiche ist wie bei den Messungen nach schon vorgeschlagenen Verfahren.The output of the transformer 101 is connected to an amplifier 103 with fixed degree of reinforcement connected. The amplifier 103 acts via a filter 104, which suppresses the frequency fl, a further amplifier 105 and a detector 106 to the gain of the variable gain amplifier 102 to be controlled in the same way as the amplifier 44 in the device according to Fig. 2 is controlled. Accordingly, the gain G of the amplifier 102 becomes the same the ratio E2 'E'2 held. A detector 107 is connected to the output of the amplifier 103 connected and forwards a signal to a registering galvanometer 108, the corresponds to a specific resistance R ', the meaning of which is the same as when taking measurements according to the methods already proposed.

Gleichzeitig werden Signale, die dem Potential zwischen der Elektrode M, und den Elektroden M3, M4 bei den Frequenzen f1 und f2 entsprechen, zu einer Primärwicklung 109 eines Transformators 111 geleitet. Signale, welche den Potentialen zwischen den Elektroden Ml, M2 und M3, M4 bei den Frequenzen f1 und f2 entsprechen, werden zu dem Eingang eines weiteren Verstärkers 112 mit veränderlichem Verstärkungsgrad geleitet, dessen Ausgang mit einer anderen Primärwicklung 113 des Transformators 111 verbunden ist, welche der Wicklung 109 entgegenwirkt. Ein Verstärker 114, ähnlich dem Verstärker 103, ist mit dem Ausgang des Transformators 111 verbunden. Ein Filter 115, welches die Frequenz kl unter drückt, ein Verstärker 116 und ein Gleichrichter 117 koppeln den Ausgang des Verstärkers 114 mit dem Steuerkreis für den Verstärkungsgrad des Verstärkers 112. Die Verstärkung des Verstärkers 112 wird demzufolge selbsttätig in der vorher erörterten Weise gesteuert mit dem Ergebnis, daß die am Ausgang des Verstärkers 114 auftretende Meßanzeige proportional dem spezifischen Widerstand R" ist. Dieses Signal kann mittels eines Gleichrichters 118 gleichgerichtet werden und von einem Galvanometer 119 hoher Impedanz angezeigt werden. At the same time there are signals that correspond to the potential between the electrode M, and electrodes M3, M4 at frequencies f1 and f2 correspond to one Primary winding 109 of a transformer 111 passed. Signals that correspond to the potentials correspond between the electrodes Ml, M2 and M3, M4 at the frequencies f1 and f2, become the input of a further variable gain amplifier 112 its output to another primary winding 113 of the transformer 111 is connected, which counteracts the winding 109. An amplifier 114, similar the amplifier 103 is connected to the output of the transformer 111. One filter 115, which suppresses the frequency kl, an amplifier 116 and a rectifier 117 couple the output of amplifier 114 to the gain control circuit of the amplifier 112. The amplification of the amplifier 112 is therefore automatic controlled in the manner previously discussed, with the result that the output of the Amplifier 114 occurring Meter reading proportional to the specific Resistance R "is. This signal can be rectified by means of a rectifier 118 and displayed by a high impedance galvanometer 119.

Wenn weder die Frequenz f1 noch die Frequenz f2 Null ist, kann zugleich eine Messung des spontanen Potentials zwischen der Elektrode Mo und dem Erdpotential mittels eines registrierenden Galvanometers 121 hoher Impedanz erhalten werden, welches von den Wechselströmen durch eine Drosselspule 122 getrennt ist. If neither the frequency f1 nor the frequency f2 is zero, then at the same time a measurement of the spontaneous potential between the electrode Mo and the earth potential obtained by means of a registering galvanometer 121 of high impedance, which is separated from the alternating currents by a choke coil 122.

In Fig. 5 ist ein Rechengerät 37 elektromechanischer Bauart dargestellt, welches in der Meßvorrichtung nach Fig. 1 verwendet werden kann. Das Rechengerät 37 kann nach folgenden Grundsätzen aufgebaut sein. Die an den Widerständen 28, 29, 35 und 36 auftretenden Potentiale el, e2, e'l und e'2 können durch Gleichrichter 123, 124, 125 und 126 in Gleichspannungen umgesetzt werden. In Fig. 5, a computing device 37 of the electromechanical type is shown, which can be used in the measuring device of FIG. The computing device 37 can be structured according to the following principles. The resistors 28, 29, 35 and 36 occurring potentials el, e2, e'l and e'2 can be rectified 123, 124, 125 and 126 are converted into DC voltages.

Dem Rechengerät 37 wird das gleichgerichtete Ausgangssignal von dem Gleichrichter 125 über einen Spannungsteiler 127 mit dem Ergebnis zugleitet, daß ein e'l proportionales Potential zwischen dem beweglichen Kontakt 128 und Erde auftritt. Das Ausgangssignal aus dem Gleichrichter 126 wird einem Spannungsteiler 129 mit einem beweglichen Kontakt 131 zugeleitet, der mechanisch mittels einer Welle 132 gesteuert wird, die ihrerseits von einem Servomotor 134 über ein Vorgelege 133 angetrieben wird. Der Kontakt 131 ist elektrisch mit dem Eingang eines Servosteuerverstärkers 135 verbunden, an welchen auch der Kontakt 128 des Spannungsteilers 127 angeschlossen ist.The arithmetic unit 37 is the rectified output signal from the Rectifier 125 supplied via a voltage divider 127 with the result that a proportional potential occurs between the movable contact 128 and ground. The output signal from the rectifier 126 is a voltage divider 129 with fed to a movable contact 131, which is mechanically operated by means of a shaft 132 is controlled, which in turn is driven by a servomotor 134 via a gear train 133 will. Contact 131 is electrically connected to the input of a servo control amplifier 135 connected to which the contact 128 of the voltage divider 127 is also connected is.

Das Potential an dem Kontaktarm 131 ist gleich be'2, wobei »B« den veränderlichen Bruchteil des Gesamtwiderstandes des Spannungsteilers 129 zwischen dem Arm 131 und Erde darstellt. Die algebraische Summe der beiden an dem Servokontrollvei stärker 135 angelegten Potentiale ist proportional d,-be',, wobei zu beachten ist, daß «2 negativ ist. Eine dieser Größe entsprechende Spannung dient als ein Fehlanzeigesignal, um die Drehrichtung und -geschwindigkeit des Servomotors 134 zu überwachen. The potential on contact arm 131 is equal to 2, where "B" denotes variable fraction of the total resistance of the voltage divider 129 between represents arm 131 and earth. The algebraic sum of the two on the servo control valve stronger 135 applied potentials is proportional to d, -be ',, whereby it should be noted that «2 is negative. A voltage corresponding to this quantity serves as a false indication signal, to monitor the direction and speed of rotation of the servo motor 134.

Wenn das Fehlanzeigesignal gleich Null wird, hat die Welle 132 den Kontaktarm 131 in eine Lage bewegt, in welcher b proportional dem Verhältnis e; ist.When the misrepresentation signal becomes zero, the shaft 132 has the Contact arm 131 is moved to a position in which b is proportional to the ratio e; is.

Ein weiterer Spannungsteiler 136 ist mit einem beweglichen Kontaktarm 137 ausgerüstet, der über Zahnräder mit der Welle 132 verbunden ist, mit dem Ergebnis, daß der Kontaktarm 137 die Lage des Kontaktarmes 131 wiedergibt und ein dem Spannungsteiler 136 zugeleitetes Potential mit dem Bruchteils multipliziert wird. Das Ausgangssignal von dem Gleichrichter 124 wird auf den Spannungsteiler 136 geleitet; dementsprechend ist das an dem Kontaktarm 137 auftretende Potential proportional («2> («1> be2 oder t (69t), Diese Spannung wird in einem Verstärker 138 verstärkt und in einer Widerstandsanordnung 139 dem Ausgang des Gleichrichters 123 zugefügt, so daß über einen Widerstand 141 eine Spannung auftritt, welche proportional R entsprechend den oben erläuterten Formeln (1) und (2) ist. Diese Spannung wird von dem Anzeigegerät 38 angezeigt. Another voltage divider 136 is with a movable contact arm 137, which is connected to the shaft 132 via gears, with the result, that the contact arm 137 reflects the position of the contact arm 131 and a voltage divider 136 supplied potential is multiplied by the fraction. The output signal from rectifier 124 is passed to voltage divider 136; accordingly the potential occurring at the contact arm 137 is proportional («2> (« 1> be2 or t (69t), this voltage is amplified in an amplifier 138 and converted into a Resistor arrangement 139 added to the output of rectifier 123 so that about a resistor 141 a voltage occurs which is proportional to R accordingly the ones explained above Formulas (1) and (2) is. This voltage is provided by the display device 38 is displayed.

In der Praxis wird das Verhältnis e,l im allgemeinen «2 größer als die Einheit sein. Wenn beispielsweise der von der Elektrode Ao ausgesandte Strom 1 Milliampere und der von den Elektroden Al und A2 ausgesandte Strom 100 Milliampere beträgt, kann das Potentialverhältnis die Einheit unter gewissen Bedingungen übersteigen; es wird jedoch niemals größer als ein gegebener Faktor, z. B. 10, sein. Um dieser Bedingung zu genügen, kann der Kontakt 128 auf dem Spannungsteiler 127 so angeordnet sein, daß das Potentiale'l durch einen FaktorlO vermindert und der Eingang zu dem Verstärker 138 um diesen selben Faktor durch entsprechende Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers 130 verstärkt wird. In practice, the ratio e, l is generally greater than 2 be the unit. For example, if the current emitted by the electrode Ao 1 milliampere and the current emitted by electrodes A1 and A2 100 milliamps the potential ratio can exceed the unity under certain conditions; however, it never becomes greater than a given factor, e.g. B. 10, be. To this To satisfy the condition, the contact 128 on the voltage divider 127 can be arranged be that the Potentiale'l reduced by a factor 10 and the input to the Amplifier 138 by the same factor by adjusting the gain accordingly of amplifier 130 is amplified.

Selbstverständlich kann das Rechengerät zum Kombinieren der in dem Bohrloch gemessenen Potentiale von beliebiger anderer Bauart sein, wie sie bei gleichartigen Rechengeräten fachüblich ist. Auch können die Formeln (1) und (2) mathematisch umgewandelt werden, so daß sich ihr Aussehen ändert, ohne daß ihre Gleichwertigkeit dadurch berührt wird. Die daigestellten Einrichtungen zeigen nur Ausführungsbeispiele, ohne daß die Erfindung auf diese beschränkt ist. Of course, the computing device for combining the in the Borehole measured potentials of any other type, as they are with similar Computing devices is customary. The formulas (1) and (2) can also be converted mathematically so that their appearance changes without affecting their equivalence is touched. The facilities presented here only show exemplary embodiments, without that the invention is limited to this.

PATENTANSPR8CHE: L. Gerät zur elektrischen Untersuchung von Erdformationen, die von einem eine elektrisch leitende Flüssigkeit enthaltenden Bohrloch durchteuft sind, bestehend aus einem System von in dem Bohrloch entlang geführten Elektroden sowie Einrichtungen, um zwei dieser Elektroden elektrisch voneinander unabhängige Ströme zuzuführen und die Potentialwerte an zumindest zwei Meßelektroden zu messen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung vorgesehen und mit zwei in das Bohrloch versenkten Meßelektroden so verbunden ist, daß die von jedem der beiden Ströme an den Meßelektroden auftretenden Potentialdifferenzen gegen einen Bezugspunkt sowie gegeneinander gesondert gemessen werden können, so daß zumindest vier gegenseitig unabhängige Potentialwerte erhalten werden. PATENT CLAIM: L. Device for the electrical investigation of earth formations, which is penetrated by a borehole containing an electrically conductive fluid consisting of a system of electrodes guided down the borehole as well as means to make two of these electrodes electrically independent of one another To supply currents and to measure the potential values on at least two measuring electrodes, characterized in that one measuring device is provided and two in the borehole recessed measuring electrodes is connected so that the from each of the two currents potential differences occurring between the measuring electrodes and a reference point can be measured separately from each other, so that at least four mutually independent potential values are obtained.

Claims

2. Apparatus according to claim l, characterized in that the two Measuring electrodes are arranged between the two current electrodes and a display device is provided in which the potential differences el and e resulting from the two Currents between earth and one of the two measuring electrodes result, as well as those el 'and e2' are measured between the two measuring electrodes for a display proportionally er ~ (6) t ') are combined.

Documents considered: German Patent No. 843 081; U.S. Patent No. 2,357,178.