184075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrólyukat körülvevő kőzetrétegek ellenállásának méréséra
184 075 lyezett első és második áramkibocsátó elektróda-párt tartalmaznak, ahol mindegyik elektróda-pár két elektródája egymással villamosán össze van kötve. A berendezést az jellemzi, hogy a fúrólyukat körülvevő kőzetrétegekbe juttatott feszültségekre és áramokra az első mérő elektróda-pár és a távoli potenciálreferencia pont között fellépő feszültség, detektálásával előállított villamos feszültség jelet mintavételező áramköre, a mintavételezett jel alapján első frekvenciájú első gerjesztő áramot és második frekvenciájú második gerjesztő áramot előállító áramköre, az első gerjesztő áramot az első és második áramkibocsátó elektróda-pár és egy távoli áramvisszavezető út között a kőzetrétegekbe juttató első elektronikus erősítője és a második gerjesztő áramot az első és a második áramkibocsátó elektróda-pár között létrehozott feszültségkülönbség útján a kőzetrétegekbe juttató második elektronikus erősítője van. A találmány szerinti eljárás és berendezés a fúrólyuk közvetlen környezetében mérhető és a fúrólyuktól kis és nagy laterális távolságra lévő ellenállásra jellemző feszültségek és áramok dinamikus mérési tartományát olyan mérésekkel, amelyek a fúrólyukat körülvevő kőzetrétegek látszólagos ellenállásának meghatározására alkalmas hányadosjelek képzésére használhatók. A találmány szerinti berendezés tartalmaz egy elektróda rendszert, amely a fúrólyukban kábelre felfüggesztett és a fúrólyuk mentén mozgatható fúrólyukszelvényező készülék hosszában el van osztva. Az elektróda rendszer tartalmaz egy központi elektródát és négy olyan elektróda-párt, melyek megfelelően rövidre vannak zárva és a központi elektróda két oldalán szimmetrikusan, a központi elektródától egyre növekvő távolságra vannak elhelyezve. A központi elektródához közelebb elhelyezkedő első két elektróda-pár mérő elektródának van kijelölve, a másik két elektróda-pár pedig, melyek a központi elektródától távolabb helyezkednek el, áramkibocsátó elektródaként szolgálnak. A fúrólyuktól két különböző sugárirányú távolságra lévő képződmény ellenállásának egyidejű, független mérése érdekében kétfrekvenciás rendszert alkalmazunk. A frekvenciákat fj-gyei és f2-vel jelöljük, ahol az fj frekvencia a kettő közül a kisebb és a nagyobb távolságú mérések céljára szolgál. A nagyobb távolságú mérés lebonyolítására mindkét ^ frekvenciás áramkibocsátó elektróda-pár esetében a két elektróda-pár között egy belső rövidzárra van szükség. Ennek a mérésnek a lebonyolítása érdekében a villamos gerjesztést a rövidrezárt elektróda-pár és egy távoli áramvisszavezető út közé kapcsoljuk. A kis távolságú mérés megköveteli, hogy az f2 frekvenciás villamos gerjesztés az áramkibocsátó elektródapárok között lépjen fel. Az f2 frekvencián az áramkibocsátó két elektróda-pár bármelyike és a távoli áramvisszavezető út közötti impedanciának lényegében végtelennek keli lennie. A nagy távolságú méréshez szükséges gerjesztést olyan áramerősítő biztosítja, melynek egyik kimenete a rövidrezárt két áramkibocsátó elektróda-párhoz, másik kimenete pedig a távoli áramvisszavezető úthoz csatlakozik, és f frekvenciájú villamos áramgerjesztést szol- 4 5 gáltat. Mivel az áramerősítő nagy - lényegében végtelen — kimeneti impedanciájú, azon két pont között, ahová kimenetei csatlakoznak, szakadást képvisel. Ez kielégíti az f frekvenciájú kis távolságú mérés impedanciára vonatkozó követelményeit. A kis távolságú méréshez szükséges gerjesztést olyan feszültségerősítő biztosítja, mely a két áramkibocsátó elektróda-pár közé van kapcsolva. Az f frekvencián történő gerjesztés az említett két elektróda-pár közötti potenciálkülönbség formájában áll elő. Mivel egy feszültségerősítő kimeneti impedanciája lényegében véve nulla, a két elektróda-pár azfx frekvencián rövidzárként viselkedik, mint az a nagy távolságú méréshez szükséges. Az eddigieken túlmenően a találmány célul tűzte ki a mért paraméterek dinamika tartományának csökkentését. Ez azt eredményezi, hogy nő a kis mérési tartományban végzett mérés pontossága, mégpedig úgy, hogy azonos pontosság érhető el azzal, ami úgy nyerhető, hogy kisebb méréseket végeznek jóval nagyobb mérési tartományokban. Ez a mérési tartományra vonatkozó zsugorodás lehetővé teszi, egy egyszerűbb lineáris áramköröket alkalmazzuk. Az eddigieknek megfelelően az áramerősítő meghajtó áramának előállítása során egy első referencia feszültséget lineárisan kombinálunk egy olyan jellel, mely a detektált nagytávolságú mérőfeszültségre jellemző, és az így előállított kombinált jelet egy előre megválasztott f frekvenciával működő szaggatón vezetjük keresztül annak érdekében, hogy egy f frekvenciás négyszögjelet állítsunk elő. A négyszögjelből kiszűrve az alapharmonikusát, f frekvenciájú szinuszos vezérlő jelet kapunk az áramerősítő számára. Ha a nagytávolságú fúrólyuk mérőié szül tséget a szaggatást megelőzően lineárisan kombináljuk az állandó referenciafeszültséggel, akkor ez a művelet azt eredményezi, hogy a mért jelek csökkentett dinamika tartományban fognak változni. A kistávolságú mérésekhez szükséges gerjesztések biztosítására szolgáló feszültségerősítő meghajtó áramköre hasonló a nagytávolságú mérésekhez szükséges meghajtó jel előállítására szolgáló áramkörhöz, kivéve azt a tényt, hogy szaggató frekvenciaként ebben az esetben egy második, előre megválasztott f2 frekvenciát alkalmazunk. Az f frekvencián előállított négyszöghullám alapharmonikusát kiszűrjük, és a feszültségerősítő bemenetére adjuk. A nagytávolságú mérőfeszültséget a szaggatást megelőzően itt egy második referencia egyenfeszültséggel lineárisan kombináljuk, s ezáltal csökken a kistávolságú mérések dinamika tartománya, mint azt már a nagytávolságú mérések esetére leírtuk. A találmányt a továbbiakban a mellékelt ábrákon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra egy fúrólyukszelvényező berendezés vázlatos képe, amely olyan földfelszín alatti fúrólyukszelvényező készüléket mutat, amelyik a találmány szerint van kialakítva. A 2. ábra a találmány szerinti berendezés földfelszín alatti elektronikus áramköreinek tömb vázlata. A 3. ábra a 2. ábra feszültség erősítőjét tartalmazó meghajtó áramkör tömb vázlata. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
