SU1765378A1

SU1765378A1 - Inducing probe

Info

Publication number: SU1765378A1
Application number: SU904887850A
Authority: SU
Inventors: Виталий Иванович Головко; Иван Романович Гринчук; Борис Васильевич Половинкин
Original assignee: Кировское Производственное Геологическое Объединение
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Использование1 в области геофизических исследований скважин. Сущность изо- бретени : индукционный зонд, включающий последовательно и коаксиаль- но установленные и намотанные на каркас из изол ционного материала идентичные индукционные катушки, одна из которых измерительна , снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки защитными экранами, друга индукционна катушка выполнена индикаторной и охватывающей ее защитный экран магнитный, а защитный экран, охватывающий измерительную индукционную катушку, - электростатический , а намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительно другой.2 ил.Use1 in the field of well logging. The essence of the invention: an induction probe, comprising sequentially and coaxially installed and wound on a framework of insulating material identical induction coils, one of which is measuring, is provided with protective shields concentrically covering the induction coils, the other induction coil is made of indicator and covering its protective screen the magnetic and protective screen covering the measuring induction coil is electrostatic, and the winding of the induction coils is made along their length noy axis offset with respect to one of end portions drugoy.2 yl.

Description

Изобретение относитс к геофизическим методам исследовани скважин, например , магнитным каротажем в процессе бурени .The invention relates to geophysical methods for well testing, for example, magnetic logging while drilling.

Известен индукционный зонд, включающий генераторную и приемную индукционные катушки Измерение провод тс по экранирующему действию окружающей среды на ЭДС, возникающую в приемной катушке под действием пол генераторной катушки.Known induction probe, including the generating and receiving induction coils The measurement is carried out on the screening effect of the environment on the EMF arising in the receiving coil under the action of the field of the generating coil.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному вл етс индукционный зонд, включающий последовательно, соосно установленные , намотанные на каркас из изол - ционного материала индукционные измерительную и дополнительную катушки.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is an induction probe, comprising sequentially, coaxially mounted, inductive measuring and additional coils wound on a frame of an insulating material.

Недостатками индукционного зонда вл ютс низка точность измерений, невозможность разделени пород на типы по магнитной восприимчивости (диа- и пара- ферромагнитные), низка чувствительность,The drawbacks of the induction probe are low measurement accuracy, the impossibility of separating rocks into types according to magnetic susceptibility (dia- and para-ferromagnetic), low sensitivity,

слаба разрешающа способность невысока стабильность. Кроме того, при намотке измерительной индукционной катушки, когда плоскость ее витка располагаетс перпендикул рно оси катушки, магнитное поле катушки замыкаетс через внутреннее пространство и окружающую катушку среду вдоль оси измерительной индукционной катушки . Дл повышени чувствительности зонда стрем тс к увеличению количества витков катушки. Однако в св зи с ограниченным внутренним диаметром скважинно- го прибора это ведет к увеличению линейного размера катушки (длины).weak resolution low stability. In addition, when a measuring induction coil is wound, when the plane of its turn is located perpendicular to the axis of the coil, the magnetic field of the coil is closed through the internal space and the surrounding environment of the coil along the axis of the measuring induction coil. To increase the sensitivity of the probe, an increase in the number of turns of the coil is sought. However, due to the limited internal diameter of the downhole tool, this leads to an increase in the linear dimension of the coil (length).

Цель изобретени - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что индукционный зонд, включающий последовательно , соосно установленные, намотанные на каркас из изол ционного материала индукционные измерительную и дополнительную катушки снабжен концентрично охватывающими индукционные катушки заThe goal is achieved by the fact that an induction probe, comprising successively, coaxially mounted, an induction measuring and additional coils wound on a framework of insulating material, is provided concentrically covering the induction coils

сл Сsl C

1 о сл1 about cl

СОWITH

,00, 00

ii

«Wb"Wb

щитными экранами, индукционна дополнительна катушка выполнена индикаторной , защитный экран индукционной измерительной катушки выполнен электростатическим , а индукционной дополнительной индикаторной катушки-магнитным, при этом намотка индукционных катушек выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей одна относительно другой.with shields, the inductive additional coil is made indicator, the protective screen of the induction measuring coil is made electrostatic, and the inductive additional indicator coil is magnetic, while the winding of the induction coils is made along their longitudinal axis with the displacement of the end parts one relative to another.

На фиг. 1 представлен индукционный зонд, общий вид; на фиг, 2 - развернута схема расположени намоток катушек в пазах каркаса.FIG. 1 shows an induction probe, a general view; Fig. 2 illustrates the arrangement of the windings of the coils in the grooves of the frame.

Индукционный зонд включает последовательно , соосно установленные измерительную индукционную катушку 1 и индукционную дополнительную индикаторную катушку 2, идентичную катушке 1, т. е. с техническими параметрами катушки 1. Катушка 2 установлена последовательно с катушкой 1 посредством шпильки 3, представл ющей собой медную или латунную трубку. Через внутреннее отверстие трубки осуществл етс вывод концов катушки 1 к радиосхеме. Катушки 1 и 2 намотаны на каркасе 3 из изол ционного материала. Длина каркаса 100 мм. Защитные экраны 5 и 6 концентрично охватывают катушки 1 и 2. Поверх катушки 1 расположен экран б, выполненный электростатическим и представл ющий собой катушку из одного сло провода марки ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,2 мм, намотанной виток к витку на бумажном каркасе и заземленном одним концом катушки. Экран 6 необходим дл исключени вли ни емкости окружающей среды на собственную емкость катушки 1. Катушка 2 концентрично охвачена экраном 5, выполненным магнитным. Экран 5 исключает вли - ние магнитных свойств внешней среды на ее индуктивность. Экран 5 представл ет собой пустотелую трубку из пермалоевого сплава. Катушка 1 измен ет величину своей индуктивности под воздействием магнитных свойств вещества исследуемой среды. Катушка 2 предназначена дл учета изменений параметров катушки 1. Обмотка 7 катушек 1 и 2 выполнена вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей намотки одна относительно другой. Обмотка 7 катушек 1 и 2 распределена на три секции и располагаетс вокруг оси зонда в шести пазах каркаса 4 со смещением торцовых частей намотки одна относительно другой. Общее количество витков каждой катушки - 300. Марка и диаметр провода ПЭВ2-0,ЗБ. Индуктивность каждой катушки -3 х10 Гн. Рабоча частота 50 кГц.The induction probe includes, in series, coaxially mounted measuring induction coil 1 and an inductive additional indicator coil 2, identical to coil 1, i.e. with technical parameters of coil 1. Coil 2 is installed in series with coil 1 by means of a stud 3, which is a copper or brass tube . Through the inner opening of the tube, the ends of the coil 1 are led to the radio circuit. Coils 1 and 2 are wound on a frame 3 of insulating material. The length of the frame is 100 mm. Protective screens 5 and 6 concentrically cover coils 1 and 2. Above coil 1 there is a screen b, made electrostatically and is a coil of one layer of wire type PEL, PEV 0.2 mm in diameter, wound coil to coil on a paper frame and grounded by one the end of the coil. The screen 6 is necessary to eliminate the influence of the environmental capacity on the own capacity of the coil 1. The coil 2 is concentrically enveloped by the screen 5, which is made magnetic. Screen 5 excludes the influence of the magnetic properties of the environment on its inductance. Screen 5 is a permalloy alloy hollow tube. Coil 1 changes the value of its inductance under the influence of the magnetic properties of the substance of the medium under study. Coil 2 is designed to take into account changes in the parameters of coil 1. The winding 7 of coils 1 and 2 is made along their longitudinal axis with the displacement of the winding end parts one relative to another. The winding 7 of coils 1 and 2 is distributed into three sections and is positioned around the axis of the probe in six slots of the frame 4 with the offset of the end parts of the winding relative to each other. The total number of turns of each coil is 300. The make and diameter of the wire is PEV2-0, ZB. The inductance of each coil -3 x10 Gn. Working frequency is 50 kHz.

Индукционный зонд работает следующим образом.Induction probe works as follows.

Индукционный зонд вл етс частью прибора дл измерени магнитной восприимчивости пород, вскрытых скважиной.The induction probe is part of a device for measuring the magnetic susceptibility of rocks exposed by a well.

В основе работы индукционного зонда лежит измерение изменени индуктивности катушки 1 под действием магнитных свойств вещества исследуемой среды. Измерение изменени индуктивности производитс сравнением величин индуктивностей индукционной измерительной 1 и индукционной дополнительной индикаторной 2 катушек.The operation of the induction probe is based on measuring the change in inductance of coil 1 under the influence of the magnetic properties of the substance of the medium under study. The measurement of the change in inductance is made by comparing the inductances of the induction measuring 1 and the inductive additional indicator 2 coils.

Индуктивность катушки 1 датчика (L)Sensor inductance 1 sensor (L)

пропорциональна начальной индуктивности (Lo), магнитной проницаемости (и) или магнитной восприимчивости () среды и описываетс выражением proportional to the initial inductance (Lo), magnetic permeability (s) or magnetic susceptibility () of the medium and is described by the expression

или L (1 +«2), так как .or L (1 + “2), since.

Величина изменени индуктивности ( A L) составл ет Д L - (1 + Ј)L0 - L0 Ј L0 (дл пород с пара- и ферромагнитными свойствами ) и Д L Lo - (1 +JЈ )U -%, Lo (дл The magnitude of the change in inductance (A L) is D L - (1 + Ј) L0 - L0 Ј L0 (for rocks with para- and ferromagnetic properties) and D L Lo - (1 + JЈ) U -%, Lo (for

пород с диамагнитными свойствами).rocks with diamagnetic properties).

Так как при измерении в качестве начальной индуктивности (Lo) принимаетс индуктивность катушки 2 (защищенна от воздействи окружающей среды магнитнымSince, when measured, the inductance of coil 2 is taken as the initial inductance (Lo) (protected from environmental influences by magnetic

экраном 5 и имеюща параметры катушки 1), то величина изменени индуктивности катушки 1 будет вл тьс мерой величины магнитной восприимчивости среды.screen 5 and having the parameters of coil 1), then the magnitude of the change in inductance of coil 1 will be a measure of the magnetic susceptibility of the medium.

Кроме того, при данном измерении исключаютс ошибки измерени результатов магнитной восприимчивости, вызванные изменением температуры, так как характер изменени индуктивностей катушек 1 и 2 при изменении температуры один и тот же,In addition, with this measurement, errors in measuring the results of magnetic susceptibility caused by a change in temperature are excluded, since the nature of the change in inductances of coils 1 and 2 with a change in temperature is the same

а при вычитании результатов ошибки взаимно уничтожаютс .and when the results are subtracted, the errors cancel each other out.

Катушка 2 позвол ет измерить изменени индуктивности катушки 1. Измерение изменени индуктивности осуществл етс Coil 2 allows you to measure changes in the inductance of coil 1. Measurement of the change in inductance is carried out

путем сравнени величины индуктивностей катушек 1 и 2.by comparing the inductances of coils 1 and 2.

Магнитный экран 5 защищает катушку 2 от воздействи вещества внешней среды. Так как катушки 1 и 2 расположеныThe magnetic screen 5 protects the coil 2 from the influence of environmental matter. Since coils 1 and 2 are located

вблизи друг друга, дестабилизирующие факторы вызывают изменение значений индуктивностей катушек 1 и 2 в одинаковых пределах, и при определении изменени индуктивности взаимно уничтожаютс .close to each other, destabilizing factors cause the values of inductances of coils 1 and 2 to vary within the same range, and, when determining the change in inductance, are mutually destroyed.

Изменение величины магнитной восприимчивости сводитс к изменению разности частот генераторов незатухающих колебаний, образованных индуктивност ми катушек 1 и 2, а определение ее типа - поA change in the magnitude of the magnetic susceptibility reduces to a change in the frequency difference between the oscillators of continuous oscillations formed by the inductances of coils 1 and 2, and the determination of its type by

характеру изменени , т. е. понижение частоты генератора с катушкой 1 относительно частоты генератора с катушкой 2 указывает на пара- и ферромагнитные свойства пород, а повышение - на диамагнитные свойства.the nature of the change, i.e., a decrease in the frequency of the generator with coil 1 relative to the frequency of the generator with coil 2 indicates para- and ferromagnetic properties of rocks, and an increase indicates diamagnetic properties.

Выполнение намотки катушек 1 и 2 вдоль их продольной оси со смещением торцовых частей намоток позвол ет повысить чувствительность зонда и точность измерени за счет смещени направлени магнитного пол вдоль продольной оси катушек, чем достигаетс равномерное распределе- лие общей чувствительности зонда с любой его стороны.Performing the winding of coils 1 and 2 along their longitudinal axis with the displacement of the end parts of the windings allows increasing the sensitivity of the probe and measuring accuracy by shifting the direction of the magnetic field along the longitudinal axis of the coils, thus achieving a uniform distribution of the overall sensitivity of the probe from either side.

Индукционный зонд позвол ет повысить точность измерени в 2 - 3 раза и его чувствительность.An induction probe can increase the measurement accuracy by a factor of 2 to 3 and its sensitivity.

Claims

Claims of Invention Induction Probe Including Consistently and Coaxially Installed, Inductive Measuring and Additional Coils wound on a frame of insulating material, characterized in that. in order to improve measurement accuracy, it is equipped with protective screens concentricly covering the induction coils, the additional coil is made of an indicator, the protective screen of the measuring induction coil is made electrostatic, and the additional indicator induction coil is magnetic, while the winding of the induction coils is made along their longitudinal axis with offset end parts one relative other.

Have

ZfbxpjoGflj c 1 ... J Oszzpa Lazov Kamas.

FIG. 2