155668. lajstromszámú szabadalom • Fókuszált elektromos vezetőképesség-szelvényező eljárás és mérőkészülék
155668 dezésű rövidrezárt ellenőrző elektróda párt helyezünk' el, ezen belüli térrészben központosán egyetlen nyújtott vagy több rövidrezárt pontelektródából kialakított mérő potenciál elektródát helyezünk el, melynek táplálását feszültség- 5 generátor jellegű körről biztosítjuk s a mérőelektróda potenciálját úgy szabályozzuk, hogy az állandóan az ellenőrző elektróda potenciálszintjével azonos értékű legyen, s mérjük a mérőelektródáról ezen definiált potenciál érték mellett kilépő 10 áram intenzitását, amely az elektródával szemben fekvő rétegösszlet elektromos vezetőképességével arányos. Az így kialakított mérési eljárás jellemző műszaki tulajdonsága, hogy azonos környezeti inho- 15 mogenitás esetén a szabályozási rendszer kisebb szabályozási dinamikáját kívánja meg — a potenciáltér rögzített potenciál értékei folytán — mint az állandó áramintenzitással működő, eddigiekben ismert ellenállásszelvényező rendszerek. 20 Belátható, hogy a mérőelektróda pl. 1 volt körüli potenciál értéken tartása kis hibakorláttal biztosítható anélkül, hogy a szabályozási rendszerrel szemben speciális érzékenységi követelményeket kellene támasztani. A gyakorlati mérési követel- 25 menyeket kielégítő szondageometriák mellett a mérőelektródáról kilépő áram intenzitása általában kisebb, mint a terelő áram értéke, így a szabályozott jellemző maximális értéke a gyakorlati megvalósítás számára igen kedvező, alacsony 30 értékre korlátozott. Az inhomogenitás azonos eseteinél — melyek az eddig ismert rendszereknél a szabályozóval szemben szigorú követelményeket támasztottak, nevezetesen a kis ellenállású környezetbe ágya- 35 zott nagy ellenállású réteg esetében — a találmány szerinti mérőrendszer előnyös műszaki sajátsága éppen abban mutatkozik meg, hogy a mérőelektróda potenciáljának állandó értéken tartása viszonylag kisebb szabályozási dinamikával 40 biztosítható. A találmány szerinti eljárás és a megvalósításhoz szolgáló mérőkészülék működés és felépítésének részletei tekintetében az alábbiakban, az ábrák kapcsán kerül részletesebb ismertetésre. • 45 Az 1. ábra a találmány szerinti fókuszált vezetőképesség szelvényező szonda elrendezését és potenciálterét szemlélteti. Az 1 fúrólyukban, amelyet vezetőképes iszap tölt fel, a felszínnel karotázs kábelereken át csatlakoztatva helyezkedik el 50 a szondakomplexum. Az Ek terelőelektródapár, a szimmetrikus elrendezésű M rövidrezárt ellenőrző elektródapár és a centrális elhelyezésű, rövidrezárt osztott elektródákkal kialakított Em a mérőelektróda. Ez utóbbi potenciálját a talál- 55 mány szerinti eljárás értelmében úgy szabályozzuk, hogy az M ellenőrző elektróda potenciáljával azonos értékű legyen. Az Ek terelőeletkródapárra valamely meghatározott állandó potenciált helyezünk. Ez esetben az M és K elektródák között 60 egy olyan tengelypont helyezkedik el, melyben a mérőáram tengelyirányú komponensének értéke nulla s e pontokra olyan felület illeszkedik (tengelymetszetét az ábra szaggatott vonallal jelzi), mely felület a mérőáram kiterjeszkedését le- 65 határolja. Így a mérőáram jól definiált térrészre korlátozott s ezen burkoló elvipotenciál felület ismert és állandó értéke mellett a mérőelektródáról kilépő mérőáram az Im = K d összefüggés szerint a mérőáramtérben levő Összlet fajlagos elektromos vezetőképességével arányos. A találmány szerinti berendezés tömbvázlatszerű kapcsolási rajzát 2. ábra szemlélteti. Az elektródarendszer elrendezése és jelölései az 1. ábrának megfelelőek. A fúrt lyukban helyezkedik el az Ek terelőelektróda feszültséggenerátor jellegű meghajtását biztosító — célszerűen egyszerű nagyáttételű illesztőtranszformátorként megvalósított — Tk illesztőfokozat, melynek sze* kunder oldala az Ek terelőelektródára, közös földpontja, a B^ terelő visszavezető elektródára, primer kapcsa pedig a 2 kábeléren át a felszíni elhelyezésű, konstans és meghatározott feszültségszintet, ill. beállítható szinteket szolgáltató G váltófeszültség generátorra csatlakozik, mely célszerűen négyszöghullámalakot szolgáltat. Az M és Em elektródák a 3, 4 kábeléren át csatlakoznak a felszíni Sz szabályozó egység bemenetére. A szabályozó egység SzE frekvenciaszelektív erősítő, D fázisszelektív diszkriminátor V végerősítő fokozatot tartalmaz. A kimeneti pontok egyike földelt, a másik pedig meghatározott értékekre beállítható Rk kalibráló ellenálláson át az 1 kábeléren keresztül a feszültséggenerátor jelleget biztosító — célszerűen egyszerű nagyáttételű transzformátorként megvalósított — Tm illesztő tagra csatlakozik, melynek közös visszavezetési pontja szondabekötő kábelen át a Bm mérővisszavezetési ponthoz van vezetve, szekunder pontja pedig Tm elektródára csatlakozik, melynek potenciálja a szabályozási parancs értelmében az M elektróda potenciáljával azonos értéken van tartva. E szabályozás során azRk ellenálláson átfolyó I( áram intenzitása á környezet elektromos vezetőképességével arányos. Az Rk ellenállás kapcsairól a feszültséget az ME szelektív mérőerősítőhöz vezetjük, melynek kimenetén a vezetőképességgel arányos elektromos jelet galvanométer méri, ill. a mélység függvényében folyamatosan regisztrálja. A hiteles mérés biztosításához a konstans feszültség tényleges értékének meghatározása — hitelesítés során — a nagy bemenő ellenállású (a kábel-, földelési és beredukált ellenállásoknál két nagyságrenddel is nagyobb) illesztőtaghoz vezetett áram megfelelő beállítása és mérése útján történik. Belátható, hogy a találmány szerinti eljárás a mérőkészülék részleteinek számos különböző változatával is megvalósítható, így pl. az illesztő elemek mint tranzisztoros illesztő fokozatok is kialakíthatók. A felszíni áramkör egyes fokozatai megvalósíthatók lyukműszerként is, ez esetben a működtetéshez szükséges kábelérszám még tovább csökkenthető. Mindezen lehetséges változatok azonban nem térnek el lényegesen a találmány szerinti eljárás alapvető jellemzőitől s rájuk vonatkozóan is az alábbi előnyös műszaki tulajdonságok nevezhetők meg, mint a találmányt jellemző tulajdonságok: 2
