SU1282032A1

SU1282032A1 - Device for determining rock slope

Info

Publication number: SU1282032A1
Application number: SU853851765A
Authority: SU
Inventors: Святослав Игоревич Билибин; Игорь Алексеевич Мараев; Михаил Иванович Плюснин
Original assignee: Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1987-01-07

Abstract

Изобретение относитс к геофизике и может быть использовано в устройствах дл индуктивного измерени элементов залегани горных пород . Цель изобретени - обеспечение возможности определени угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах , а также повышение точности и достоверности. Цель достигаетс тем, что устройство содержит дополнительный измерительный канал, в состав которого вход т усилитель, фазовращатель и детектор, дополнительна измерительна катушка, а также две компенсационные катушки, расположенные коаксиально на генераторных катушках . Измерительные катушки имеют по две секции и соединены последовательно с компенсационными катуш ками, а дополнительна измерительна катушка подключена к дополнительному измерительному каналу. Введение дополнительной соосной с генераторной измерительной катушки и измерительного тракта позвол ет не учитывать в процессе обработки данных магнитную воприимчивость контактирующих пород. Секционирование обмоток в измерительных катушках уменьшает вли ние самоиндукции. 1 ил. (Л iNd СХ) to о со юThe invention relates to geophysics and can be used in devices for inductively measuring elements of the bedding of rocks. The purpose of the invention is to make it possible to determine the angle of inclination in rocks that are highly differentiated in magnetic susceptibility, as well as to increase accuracy and reliability. The goal is achieved in that the device contains an additional measuring channel, which includes an amplifier, a phase shifter and a detector, an additional measuring coil, as well as two compensation coils located coaxially on the generator coils. The measuring coils have two sections and are connected in series with the compensation coils, and the additional measuring coil is connected to an additional measuring channel. The introduction of an additional coaxial coaxial with the generator measuring coil and the measuring tract makes it possible to ignore the magnetic susceptibility of the contacting rocks during data processing. Sectioning the windings in the measuring coils reduces the effect of self-induction. 1 il. (L iNd СХ) to о со ю

Description

1282032 1282032

Изобретение относитс к геофизике , а более конкретно к устройствам дл индуктивного измерени элементов залегани горных пород в скважинах, и может быть использовано дл измерени угла наклона пластов относительно оси скважины в магнитных горных породах.The invention relates to geophysics, and more specifically to devices for inductively measuring elements of rock deposits in wells, and can be used to measure the angle of inclination of formations relative to the axis of the well in magnetic rocks.

Цель Изобретени - обеспечение возможности определени угла наклона в сильно дифференцированных по магнитной восприимчивости горных породах , а также повьппение точности и достоверности.The purpose of the Invention is to provide the possibility of determining the angle of inclination in rocks that are highly differentiated in magnetic susceptibility, as well as revealing accuracy and reliability.

На чертеже изображена схема уст- 4 ойства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит первую 1 и вторую 2 генераторные катушки, включенные встречно-последовательно и расположенные соосно, генератор 3 переменного напр жени , и вторую пары взаимно перпендикул рных секций измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5,2 и перпендикул рную им третью измерительную катушку 6, причем оси измерительных катушек 4 „ 1, 4.2 и 5.1, 5.2 перпендикул рны ос м генераторных катушек. Измерительные катушки расположены между генераторными катушками.The device contains the first 1 and second 2 generator coils, connected in opposite directions and coaxially arranged, alternating voltage generator 3, and second pairs of mutually perpendicular sections of measuring coils 4.1, 4.2 and 5.1, 5.2 and perpendicular to them third measuring coil 6 , with the axes of the measuring coils 4 „1, 4.2 and 5.1, 5.2 perpendicular to the axis of the generating coils. The measuring coils are located between the generator coils.

В разрыв между секци ми измерительных катушек последовательно включены перва 7 и втора 8 компенсационные катушки. Ось третьей измерительной катушки 6 совпадает с осью первой и второй генераторных катушек Выходы измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подключены соответственно к входам первого, второго и третьего усилителей 9-11, выходы которых через первьш, второй и третий фазовращаетли 12-14 соответственно подключены к первому, второму и третьему фазочувствительным детекторам 15-17, опорное напр жение на которые подаетс с блока 18 формировани опорного напр жени , а выходы фазочувствительных детекторов соединены с трехканальным каротажным регистратором 19.In the gap between the sections of the measuring coils, the first 7 and the second 8 compensation coils are connected in series. The axis of the third measuring coil 6 coincides with the axis of the first and second generator coils The outputs of the measuring coils 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 and 6 are connected respectively to the inputs of the first, second and third amplifiers 9-11, the outputs of which are through the first, second and third phases 14 are respectively connected to the first, second, and third phase-sensitive detectors 15-17, the reference voltage to which is supplied from the reference voltage generation unit 18, and the outputs of the phase-sensitive detectors are connected to a three-channel logging logger ohm 19.

Обозначены также горные породы 20 окружающие скважину 21, длина I генераторных катушек 1 и 2, рассто ние 2L между и диаметр d скважины .Also designated are rocks 20 surrounding the well 21, the length I of the generator coils 1 and 2, the distance 2L between and the diameter d of the well.

Длина I генераторных катушек и рассто ние 2L между ними св заны со- отношени миThe length I of the generator coils and the distance 2L between them are related by the ratios

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

2 fl/L 15;(1)2 fl / L 15; (1)

l5L/d i3.(2)l5L / d i3. (2)

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

От генератора 3 переменного напр жени и первую 1 и вторую 2 генераторные катушки подаетс переменное напр жение,, в окружающих скважину 21 горных породах 20 индуцируетс переменное магнитное поле.From the alternating voltage generator 3, and the first 1 and second 2 generator coils are supplied with alternating voltage, an alternating magnetic field is induced in the surrounding borehole 21 of the rocks 20.

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 перпендикул рна оси скважины 21, сигнал наводитс 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. If the device is located against homogeneous rocks, the signal in the measuring coils 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 and 6 is zero. If the device is located opposite the contact of two different magnetic susceptibility layers, the contact plane is perpendicular to the axis of the well 21, the signal is induced only in the axial third measuring coil 6, and in two pairs of transverse measuring coils 4.1, 4.2 and 5.1, 5.2 the signal is zero.

Если устройство расположено против наклонного контакта двух пластов с различной магнитной восприимчивостью , сигнал наводитс во всех трех измерительных катушках. Сигналы с измерительных катушек 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и 6 подаютс соответственно на первый, второй и третий усилители 9-11 с коэффициентами усилени по напр жению пор дка 10 , выходное напр жение с которых подаетс на первый 12, второй 13, третий 14 фазовращатели , а затем на первый 15, второй 16, третий 17 фазочувствительные детекторы, опорное напр жение на управл ющий вход которых подаетс с блока 18 формировани опорного напр жени . При этом обеспечиваетс выпр мление ЭДС сигнала, сдвинутого по фазе на 90 относительно генераторного тока, и исключение вли ни удельной электропроводности горных пород 20, Выпр мленное напр жение поступает на каротажный регистратор 19, где производитс запись диаграмм ЭДС. Угол наклона о(. горных пород 20 определ етс из выражени If the device is located opposite the oblique contact of two layers with different magnetic susceptibility, the signal is induced in all three measuring coils. The signals from the measuring coils 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 and 6 are respectively fed to the first, second and third amplifiers 9-11 with voltage gain factors of the order of 10, the output voltage from which is fed to the first 12, second 13, third 14 phase shifters, and then to the first 15, second 16, third 17 phase-sensitive detectors, the reference voltage to the control input of which is supplied from the unit 18 for the formation of the reference voltage. In this case, the EMF signal is shifted in phase by 90 relative to the generator current, and the influence of the conductivity of rocks 20 is eliminated. The rectified voltage is fed to the logging recorder 19, where the EMF diagrams are recorded. The angle of inclination o (. Rocks 20 is determined from the expression

5five

ot arctg(K ), ьot arctg (k), b

(3)(3)

гдеWhere

е , сигнал в первой паре измерительных катушек, мВ; сигнал во второй паре измерительных катушек, мЗ;e, the signal in the first pair of measuring coils, mV; signal in the second pair of measuring coils, m3;

j- сигнал в осевой третьей измерительной катушке 6, мВ; К - коэффициент зонда.j-signal in the axial third measuring coil 6, mV; K - coefficient of the probe.

Указанные соотношени привод т к тому, что магнитное поле в зоне исследовани определ етс как поле двух однопол рных магнитных полюсоз, расположенных на внутренних торцах генераторных катушек 1 и 2. При этом змер етс поле точечных источников относительно достаточно удаленных точек, расположенных на противополож- ых торцах генераторных катуптек 1 и 2, Поэтому каротажна крива против онтакта двух сред имеет вид одного остроконечного.максимума, вблизи которого не возникают ложные аномалии, св занные с граничными эффектами.These ratios lead to the fact that the magnetic field in the study zone is defined as the field of two unipolar magnetic poles located on the inner ends of the generator coils 1 and 2. At the same time, the field of point sources is measured relative to sufficiently distant points located on the opposite the ends of the generator katuptek 1 and 2, Therefore, the logging curve against the contact of two media has the form of a single pointed. maximum, near which false anomalies do not arise associated with boundary effects.

Включение генераторных катушек 1 2 встречно-последовательно привоит к тому, что ЭДС в измерительных атушках отлична от нул только при ересечении устройством контакта двух сред.Turning on the generator coils 1 2 counter-sequentially leads to the fact that the EMF in the measuring coils is different from zero only when the device intersects the contact of two media.

Соотношение (2) приводит к исключению вли ни эксцентриситета устройства в скйажине 21 на результаты измерений. Секционирование первой и второй измерительных катушек 4.1, 4.2 и 5.1, 5.2 уменьшает вли ние самоиндукции в обмотках и тем самым снижает уровень ЭДС, сдвинутой по фазе на 90 относительно генераторного тока.The relation (2) leads to the exclusion of the influence of the device eccentricity in skina 21 on the measurement results. The sectioning of the first and second measuring coils 4.1, 4.2 and 5.1, 5.2 reduces the effect of self-induction in the windings and thereby reduces the level of EMF shifted in phase by 90 relative to the generator current.

Введение первой 7 и второй 8 компенсационных катушек компенсирует до нул ЭДС, св занную с частью осевой компоненты измер емого магнитного пол . Введение третьей измерительной катушки 6 позвол ет исключить в процессе обработки д нных учет магнитной восприимчивости контактирующих пород.The introduction of the first 7 and second 8 compensation coils compensates to zero EMF associated with the part of the axial component of the measured magnetic field. The introduction of the third measuring coil 6 makes it possible to eliminate the allowance for the magnetic susceptibility of the contacting rocks during the processing of the data.

Claims

Invention Formula

A device for determining the angle of inclination of rocks to the axis of the well, mainly in wells crossing layers of rocks with different magnetic susceptibility, containing two identical coaxial, first and second generator coils, which are connected to an alternating voltage generator, two transverse mutually perpendicular first and second measuring cells, the axes of which are perpendicular to the axes of the generator coils, and from

O

15

0

five

0 5

The measuring coils are located symmetrically with respect to the generator coils, while the measuring coils are connected to the inputs of amplifiers, the outputs of which are connected to the control voltage-generating unit and the outputs are connected to the first through the phase arresters. and a second input of a multichannel logging recorder, characterized in that, in order to make it possible to determine the inclination angle in strongly differentiated magnetic total susceptibility of rocks, as well as increases. accuracy and reliability, contains an additional third amplifier, a third phase shifter and a third phase-sensitive detector, as well as a third measuring coil and two compensation coils, the first compensation coil is located on the first generating coil and the coaxial coil, the second compensation coil is located on the second generating coil and coaxial to it, in addition, the generator coils are connected in anti-succession, the first and second measuring coils have two sections, the first and the second, and The ends of the first sections are connected to the beginning of the corresponding compensation coils, the ends of which are connected to the beginning of the second sections of the corresponding measuring coils, the third measuring coil is aligned and symmetrically with respect to the generating coils and is connected to the third usi, the output of which is through the third phase shifter connected to the controllable input of the third phase-sensitive 5 detector, the control input of which is connected to the reference voltage shaping unit, and the output connected to the third input a multichannel logging logger, and in addition, the length I of the generator coils and the distance 2L between them are related by relations

0

five

0

2. | iy.15;

one

(2L) 2d,

where d is the diameter of the well.