163743. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ásványi anyagok, kőzetek, földtani formációk, rétegek anyagi minőségének, illetve rétegtartalmának meghatározására, különösen fúrt lyukakban, látszlólagos kapacitív reaktanciájuk mérése, illetve folyamatos szelvényezése útján
5 163743 6 közeledve - a négyszöghullám alakú lökésfeszültségek lecsengést ideje, vagy négyszöghullám váltófeszültség éleinek amplitúdó ill. időtartam viszonyai alapján feszültségmérés, vagy közvetve az időállandó meghatározása útján mérni és regisztrálni -tartalmilag azonosan - a fentiekben definiált, találmány szerinti eljárással bevezetett interpretációs paramétert. A következőkben a mérési eljárás alapvető lefolytatási módja s az ennek kivitelezésére fórúlyuk vizsgálatok során alkalmas találmány szerinti berendezés a 2. ábra alapján kerül ismertetésre. A fúrólyukba lebocsátott érzékelő egység vagy elektródákat, vagy gerjesztő- és mérőtekercseket tartalmaz. Monoelektródás mérési karakterű látszólagos kapacitív vezetőképesség szelvény felvételére az eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezhető, hogy a fúrt lyukban lévő árambevezető elektródához kábelen át egy ft frekvenciájú szinuszos mérőfeszültséget vezetünk feszültséggenerátorrról, továbbá egy l2 >ii frekvenciájú szinuszos mérőáramot vezetünk egy további feszültség generátorról. Az elektródából kilépő áramokkal arányos feszültségeket mérjük és ezek különbségét képezzük. Az így képezett különbséget mint a látszólagos kapacitív vezetőképességgel arányos mennyiséget pontonként, vagy a mélység függvényében folyamatosan mérjük, ül. regisztráljuk. A 2. ábra szerinti elrendezésben az E árambevezető elektróda a k karotázs kábeléren át az l t ül. I 2 feszültség generátorokról kap f, ül. f2 frekvenciájú mérőáramot. A kilépő mérőáram a környezet fajlagos elektromos vezetőképességével arányos. A mérőáram vezetékébe iktatott R , és Rm 2 mérőellenállásokról származtatott mérőfeszültségek az f! ül. f2 frekvenciára hangolt U, ill. Ű2 szelektív mérőerősítőkhöz vannak vezetve. Ezek kismeneteina G] ésG2 mérő-regisztrálómú'vek a két különböző frekvencián mérhető elektromos vezetőképességet, a G3 mérőregisztrálómű pedig ezek különbségét, tehát a környezet látszólagos kapacitív vezetőképességével arányos mennyiséget méri illetve regisztrálja. Hasonló elrendezésben természetszerűen - a szokványos gradiens-, ül. potenciálszondákkal is lefolytatható a mérés. Nagyobb felbontóképességű, lyuktengely menti szelektivitást biztosító eljárás és berendezés - a találmányi alapgondolat értelmében - az alábbiak szerint a 3. ábra kapcsán kerül ismertetésre. A fúrólyukban lévő elektródarendszer AQ központi elektródájához az 1 vezetéken át, az RK korlátozó ellenálláson keresztül az I] és I2 feszültséggenerátorok szolgáltatnak f, ül. f2 frekvenciájú mérőáramot. Az M, és M2 mérőelektródák közötti feszültség a 2, 3 vezetéken át frekvencia-, és fázisszelektív 111 és 112 szabályozó erősítőkhöz van vezetve, melyek kimenetéről származtatott fj és f2 frekvenciájú terelőáramok AU = o szabáyozási parancs végrehajtásával a 4 kábeléren át az A] terelőelektródához mindenkor olyan áramintenzitást szolgáltatnak, mely az AQ központi elektródából küépő mérőáramot a merőelektródák által határolt induló térrészre korlátozza. Az így kiválasztott térrész alacsony frekvenciás fajlagos vezetőképességével arányos mérőfeszültséget az Rk korlátozó ellenállásról az U, szelektív mérőerősítőn át a G, mérő-regisztrálóműre (galvanométerre) csatlakoztatjuk. A nagyobb frekvencián mutatott látszólagos vezetőképességgel arányos mérőáramot az említett Rk korlátozó ellenálláson és az U2 szelektív mérőerősítőn keresztül, a G2 mérő-regisztrálóműre (galvanométerre) csatlakoztatjuk. A két mérő-regiszt-5 rálómű (galvanométer) különbségi jele, a G3 mérő-regisztrálóművön (galvanométeren) regisztrálva, az AQ központi elektródával szemben fekvő térrész tailagos kapacitív vezetőképességével arányos indikációt ad. 10 Ha a nagyobb frekvenciát szolgáltató generátor frekvenciája nagyobb 1 kHz-nél, akkor az érzékelőegységben gerjesztő és mérőtekercseket helyezünk el az ezen a frekvencián történő mérésekhez. 15 A találmány szerinti eljárás kivitelezésére -természetszerűen - a látszólagos kapacitív reaktancia meghatározására szolgáló számos eljárási módozat és azt megvalósító berendezés alkotható (négyszöghullámú feszültség mellett időállandó meghatározás, 20 szinuszos jelfeszültség esetén karakterisztikus frekvencia, fázistolás mérése stb. útján) anélkül azonban, hogy a találmány szerinti eljárás és berendezés lényeges tartalmi módosulását hoznák létre. A találmány szerinti eljárás és a kivitelezésére 25 szolgáló berendezés műszaki és gazdasági értékelése az alábbiakban összegezhető: A találmány szerinti eljárás módot nyújt egy új elektromos paraméter - a kőzetek látszólagos kapacitív vezetőképessége, Ül. kapacitása — mérésének 30 bevezetése révén a kőzetek, földtani összletek anyagi minőségének, porózus rétegek rétegtartalmának indikálására ill. mérésére. Kapacitív vezetőképesség ugyanis agyagok és tömött homokkövek esetében nem mutatható ki, míg különböző ércek (vas, réz 35 stb.), szenek esetében és a rétegtartalom függvényében a porózus homokok és mészkövek tekintetében meghatározott és jeüemző kapacitív vezetőképesség észlelhető. Az eljárás és a megvalósításra szolgáló berendezés 40 alkalmas szelektív és jól definiált térrészre vonatkozó információ nyerésére a keresett paraméter tekintetében. A találmány szerinti eljárás és berendezés komponenseit tekintve a geofizikai mérési technika 45 szokványos eszközeinek köréből és eljárásai szerint felépíthető, a szolgáltatott többletinformációt rendkívül gazdaságosan nyújtja. 50 SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás ásványi anyagok, kőzetek, földtani formációk, rétegek anyagi minőségének illetve rétegtartalmának meghatározására, különösen fúrt 55 lyukakban, látszólagos kapacitív reaktanciájának mérése Uletve folyamatos szelvényezése útján, azzal jellemezve, hogy 100 Hz-nél kisebb, előnyösen 20 Hz alatti frekvencián (f,) a formáció reaktanciájának ohmos komponensét és legalább egy nagyságrenddel 60 nagyobb frekvencián de legfeljebb 50 kHz frekvencián (f2 ) pedig az ohmos és kapacitív komponens eredő impedanciáját mérjük, majd a mérési adatokból ismert módon meghatározzuk a geológiai sajátságokat. 65 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a földtani formáció látszólagos vezetőképessége két különböző frek-
