Индукционный метод

Лабораторная работа № 10

Тема. Индукционный метод.

Цель. Ознакомление с индукционным методом.

Теоретические основы.

Индукционные методы применяются для исследования вторичного электромагнитного поля среды, э.д.с. которого прямо пропорциональна электропроводности горных пород. Вторичное электромагнитное поле возникает в окружающей среде за счет вихревых токов, которые индуцированы катушкой, питающейся от помещенного в скважину генератора переменного тока.[pic 1]

Простейший зонд индукционного метода состоит (рис. 10.1) из двух катушек - генераторной (Г) и приёмной (П). Расстояние между серединами генераторной и измерительной катушек есть длина индукционного зонда L. Генераторная катушка зонда подключена к генератору переменного тока (1) ультразвуковой частоты 20—60 кГц и питается стабилизированным по частоте и амплитуде током. Приёмная катушка зонда через усилитель и фазочувствительный элемент подключена посредством кабеля к регистрирующему прибору, расположенному на поверхности.

Переменный ток, протекающий по генераторной катушке, создает переменное магнитное поле (прямое и первичное), которое, в свою очередь, индуцирует в среде, окружающей зонд, вихревые токи, формирующие вторичное переменное магнитное поле той же частоты, что и первичное (рис. 10.2). Первичное и вторичное переменные магнитные поля индуцируют э.д.с. в измерительной катушке. Непосредственное воздействие первичного поля на приемную катушку не связано с горными породами, поэтому э.д.с, индуцированная прямым полем, компенсируется встречной э.д.с, равной первой по величине и противоположной по фазе, с помощью дополнительных катушек или специальных электронных устройств.

Активный сигнал фиксируется на поверхности измерительным устройством в виде кривой, отражающей изменение электропроводности пород по разрезу скважины. Точкой записи кривой является середина расстояния между центрами генераторной и измерительной катушек. Единицей измерения электропроводности пород является сименс на метр (См/м) — величина, обратная ом-метру (Омм). На практике используют тысячную долю сименса на метр - миллисименс на метр (мСм/м).

[pic 2]

Рис. 10. 2. Возникновение сигнала при индукционном

Каротаже

На результаты измерений простейшим двухкатушечным зондом с целью определения истинного удельного сопротивления пласта значительное искажающее влияние оказывают скважина, зона проникновения и вмещающие породы, а также прямой сигнал от генераторной катушки. Для уменьшения влияния указанных факторов и исключения прямого сигнала используются многокатушечные фокусирующие зонды. Многокатушечный зонд представляет собой систему катушек, укрепленных на одном изоляционном стержне (рис. 10.3). Генераторная ГК и измерительная ПК катушки являются основными (главными), остальные называются компенсационными К и фокусирующими Ф в генераторной (ФГ) и измерительной (ФП) цепях. Компенсационные катушки служат для исключения в измерительной катушке э. д. с. прямого поля, индуцируемого генераторной катушкой.

Фокусирующие катушки предназначены для уменьшения влияния неполезных сигналов путем создания в приемной цепи э.д.с, обратных по знаку э.д.с, вызванных вихревыми токами, которые циркулируют в скважине, зоне проникновения и вмещающих породах. Фокусирующее действие катушек достигается путем подбора числа их витков, расположения и включения их относительно главных катушек. Число дополнительных катушек, их взаимное положение и число витков должны быть такими, чтобы в значительной мере было исключено влияние скважины, зоны проникновения и вмещающих пород, а измеряемая эффективная электропроводность была как можно ближе к истинному значению электропроводности пласта. Компенсационные и фокусирующие катушки включаются последовательно с главными, но их витки намотаны противоположно виткам генераторной и измерительной катушек.