2. Методы высокочастотной электрометрии (им, викиз, дм)

Индукционные и электромагнитные методы применяют для бесконтактного измерения УЭП, диэлектрической проницаемости и магнитных свойств горных пород и насыщающих их флюидов. Способ измерения основан на возбуждении в горных породах вихревых токов проводимости и токов смещения в диапазоне частот 50 кГц – 43 МГц.

В ИМ первичный измеряемый параметр – напряженность, в ЭММ и ВДМ – отношение напряженностей и фазового сдвига э/м поля на приемных элементах зонда.

Модификация аппаратуры ВЭМК – 1, АЭМК – 723 измеряет как диэлектрическую проницаемость, так и удельную электрическую проводимость.

1. Калибровка аппаратуры им

В качестве измеряемого параметра принята удельная электрическая проводимость (УЭП) бесконечной однородной среды. Диапазон измерений УЭП от 2 до 2500 мСм/м. Единица УЭП – Сименс, деленный на метр.

Калибровка аппаратуры ИМ основана на использовании электролитических моделей пластов (стандартных образцов УЭС), представляющих собой диэлектрическую емкость (бассейн) диаметром 8 м и глубиной 6 м (около 300 м³ воды), заполненную раствором хлористого натрия. Зонд помещают в центре цилиндрического бассейна с питьевой водой. Изменяя концентрацию раствора, воспроизводят 3 – 5 эталонных значений УЭС, которые определяют методом прямых измерений.

Оценку основной абсолютной погрешности в каждой i-той точке контроля определяют по формуле: (1.15)

Аппаратура признается пригодной к применению по измерительному каналу УЭП, если в каждой точке контроля выполняется неравенство:

(1.16)

где – нижнее значение диапазона измерений УЭП.

Другой способ калибровки аппаратуры ИМ основан на использовании имитаторов УЭС, которые выполнены в виде индукционной катушки, в цепь которой последовательно включаются резисторы и емкость для компенсации реактивной составляющей комплексного сопротивления (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Электрическая схема имитатора УЭП для бесконтактных методов электрометрии (ИК, ЭМК)

Функция преобразования имитатора УЭП для ИМ имеет следующий вид:

(1.17)

где К_и – коэффициент преобразования имитатора, зависящий от размеров катушки и зонда аппаратуры ИМ;

R_а – активное сопротивление в цепи индукционной катушки, определяемое резистором R1 (или R2, R3, R4, R5) и активным сопротивлением катушки и подводящих проводов.

В табличном виде функция преобразования имитатора УЭП для аппаратуры К1А-723-М представлена в табл. 3.

Таблица 3

Калибровка с помощью имитаторов широко применяется в производственных условиях. Калибровку аппаратуры ИМ выполняют в следующей последовательности:

1. зонд аппаратуры ИМ располагают горизонтально на диэлектрических подставках высотой не менее 1,5 м;

2. включают аппаратуру и по истечении времени ее самопрогрева выполняют калибровку по стандарт-сигналам в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации;

3. устанавливают на зонд вблизи генераторной катушки индукционную катушку имитатора и, перемещая ее вдоль оси зонда, добиваются максимального сигнала на выходе калибруемой аппаратуры ИМ;

4. включают в цепь имитатора резистор (или магазин сопротивлений), значение сопротивления которого R_а соответствует началу диапазона измерений поверяемой аппаратуры _и1, и фиксируют результат измерений ₁;

5. измеряют калибруемой аппаратурой остальные i-е значения _иi, воспроизводимые имитатором;

6. для каждого i-ого результата определяют оценку погрешности аппаратуры по формуле ∆_i = _{i -} _{иi ;}

7. убеждаются в том, что для каждого i-го значения должно выполняться неравенство ∆_i <∆_pi