10. Физические основы измерения фокусированными микрозондами. Схемы и конструкции фокусированных микрозондов. Причины погрешностей измерений. Метрологическое обеспечение метода.

Наибольшее распространение получили многокатушечные индукционные зонды, которые кроме главных (генераторной и измерительной) содержат дополнительные катушки называемые фокусирующими. Количество таких катушек, взаимное расположение и число витков в них выбирают такими, чтобы скважины, зоны проникновения и вмещающие породы оказывали минимальное влияние на результаты измерения и фиксируемое значение электропроводности было возможно ближе к удельной электропроводности породы. С помощью дополнительных катушек, кроме того, компенсируется ЭДС, прямого поля генераторной катушки.

Таким образом, фокусирующие катушки обеспечивают направленность действий индукционного зонда.

Степень фокусировке многокатушечного зонда оценивается отношением Кф= емк/едк

Емк- ЭДС в однородной среде для многокатушечного зонда.

Едк- ЭДС в однородной среде для двухкатушечного зонда, образованного главными катушками многокатушечного.\

Различают зонды со слабой и сильной фокусировкой.

Если (фокусирующие катушки расположены симметрично относительно точки записи(середины расстояния между главными катушками), то индукционный зонд называеться симметричным , в протином, случае несимметричным)

ПО РАСПОЛОЖЕНИЮ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ КАТУШЕК ОТНОСИТЕЛЬНО ГЛАВНЫХ РАЗЛИЧАЮТ ЗОНДЫ

- с внутренней фокусировкой-дополнительные катушки расположены в пределах длины зонда ( т.е. между главными катушками) : удается существенно уменьшить влияние скважины и зоны проникновения на результаты измерения, т.е. улучшить радиальную характеристику зонда.

-с внешней фокусировкой – дополнительные катушки расположены за пределами длины зонда: позволяет улучшить вертикальную характеристику индукционного зонда, т.е. уменьшить влияние вмещающих пород на результаты измерения, и в меньшей степени –на его радиальную характеристику.

- со смешанной фокусировкой- дополнительные катушки расположены как в пределах, так и вне длины зонда.

Катушки обычно выполняются однослойными на общем стержне, так что диаметры и площади их витков одинаковы. Числа витков главных катушек в большинстве случаев также одинаковы.

КОНСТРУКЦИЯ. Основу зонда составляет стержень из стеклопластика, на котором размешены катушки. Катушка состоит из 2х секций. Фокусирующие выполнены так , что общее число витков в них равно число в соответствующих главных катушках зонда- обеспечивается равенство моментов всех катушек по вторичному магнитному полю вихревых токов в массе провода, рав-но индуктивности и активного сопротивления катушек, что значительно снижает нулевой уровень зонда и стабилизирует его при значительных изменениях окружаещей температуры. Сверху все катушки обмотаны изолирующим слоем. От агрессивного возд- ПЖ зонд защищен тепло- и маслобензостойкой резиновой оболочкой.

10. Физические основы измерения зондами индукционного метода. Схемы и конструкции зондов метода. Причины погрешностей измерений. Метрологическое обеспечение метода.

В простейшем случае индукционный зонд= генераторная( излучатель зонда) + измерительная ( приемник зонда) катушки, расположенные по одной линии на некотором расстояние друг от друга. Через генераторную катушку пропускаеться переменный ток частотой несколько десятков кГц, величина которого сохраняется постоянной в процессе измерения. С помощью измерительной катушки измеряют величину ЭДС, наводимую вихревыми токами, которые индуцируются в окружающей среде и связаны с ее электропроводностью.

Схема индукционного метода включает скважинный снаряд (зонд) и регистрирующий прибор. Зонд – система излучающих и приемных катушек, обладающих большой индуктивностью, генератор переменного электрического тока и выпрямитель. Система катушек, помимо излучения и измерения электромагнитного поля , обеспечивает его фокусирование для повышения глубинности метода, компенсацию прямых электромагнитных наводок в приемных катушках, измерение одновременно зондами разной длины. Для уяснения принципа работы рассмотрим схему зонда с двумя главными индукционными катушками : излучающий и приемной. (зонд, излучающая катушка, приемная катушка, генератор, усилитель и выпрямитель, регистрирующий прибор) . расстояние между центрами излучающей и приемной катушек называют размером зонда ? точка записи кривой- середина этого расстояния.

При исследованиях с шестикатушечным фокусированным зондом влиянием вмещающих пород можно пренебречь при определение электропроводности.

( удельной электропроводности среды) в пластах с h>2м. наличие повышающего проникновения фильтрата бурового раствора при глубине проникновения D<4 М ОТНОСИТЕЛЬНО МАЛО СКАЗЫВАЕТЬСЯ НА ВЕЛИЧИНЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ В ПЛАСТАХ.

Если фокусирующие катушки расположены симметрично относительно точки записи( середины расстояния между главными катушками), то индукционный зонд называется симметричным, а в противном случае несимметричным.

По расположению дополнительных катушек относительно главных различают зонды:

- с внутренней фокусировкой- дополнительный катушки расположены в пределах длины зонда.

-с внешней фокусировкой-дополнительные катушки расположены за пределами длины зонда.

- со смешанной фокусировкой- дополнительные катушки расположены в пределах, так и вне длины зонда.

Каждая катушка состоит из 2х секции. Фокусирующие катушки выполнены так, что общее число витков в них равно числу витков соответствующих главных катушек зонда. Этим обеспечивается равенство моментов всех катушек по вторичному магнитному полю вихревых токов в массе провода, а также равенство индуктивности и активного сопротивления катушек, что существенно снижает нулевой уровень зонда и стабилизирует его при значительных изменениях окружающей температуры.