184075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrólyukat körülvevő kőzetrétegek ellenállásának méréséra
184 075 venciájú négyszöghullámot kapjunk. A négyszögjelet a keskenysávú 104 sáváteresztő szűrőre vezetjük, mely visszaállítja a négyszöghullám alapharmonikusát, mégpedig azért, hogy f frekvenciájú szinuszos meghajtó jelet kapjunk. Az így nyert f frekvenciás meghajtó jelet átengedjük a 106 transzformátor 108 primer tekercsén, melynek 110 szekunder tekercse egyik csatlakozó pólusával a 112 erősítő egyik bemenetére van kötve. A 110 szekunder tekercs másik csatlakozó pólusa, valamint a 112 erősítő másik bemenete úgy vannak összekötve a soros kimeneti 115 ellenállással, hogy áramerősítőt képező 114 erősítőt alkossanak. A 114 erősítő egyik kimenete az 52 vezeték segítségével a távoli áramvezető elektródához csatlakozik, mely a többerű fúrólyukszelvényező 18 kábel páncélozott árnyékolását képezi, a 114 erősítő másik kimenete az áramkibocsátó Aj — A2 ’ elektróda-párhoz van kötve. Mint azt a most következőkben megmagyarázzuk, a 114 erősítő kimenőjele az áramkibocsátó Bj —B2 ’ elektróda-párhoz is csatlakoztatva van, mely rövidre van zárva az Aj — A2 ’ elektróda-párral. A y 2d jelet továbbá a 98 erősítőben szintén lineárisan kombináljuk a 116 jelforrás által előállított második egyenfeszültségű referenciajellel, és az így kapott kombinált jelet a 118 szaggatón keresztülbocsájtva f frekvenciájú négyszögjelet kapunk. A kapott négyszöghullámot ezután a keskenysávú 120 sáváteresztő szűrőn keresztül vezetjük tovább annak érdekében, hogy kinyerjük belőle az alapharmonikusát, és olyan szinuszos meghajtó jelet kapjunk, mely a 122 erősítő egyik bemenetére kerül. A 122 erősítő egyik kimenete a másik bemenetre van viszszacsatolva, és így a 124 erősítő feszültségerősítőként működik. A 122 erősítő kimenetei az áramkibocsátó B1-V és Aj —A2, elektróda-párokra kerülnek megfelelő 53 és 54 vezetéken keresztül. Mivel egy feszültségerősítőként kapcsolt műveleti erősítő kimeneti impedanciája lényegében véve nulla, a 124 erősítő fj frekvencián olyan rövidzárként viselkedik, mely lehetővé teszi, hogy a 114 erősítő egyidejűleg az Aj —Aj ’ és az Bj —B2 ’ elektróda-párhoz is hozzá legyen kötve, mint az korábban említettük. Ismert továbbá, hogy a 114 erősítőként használt műveleti erősítő kimeneti impedanciája nagy, sőt lényegében végtelen, minek következtében a 114 erősítő szakadást képvisel az Aj —Aj ’ és a Bj -Bj ’ el e k t r ó d a- p ár ok között, melyek a 114 erősítő egyik kimenetére csatlakoznak, a 114 erősítő másik kimenetére pedig a távoli áramvisszavezető 52 vezeték csatlakozik. A fennmaradó rövidrezárt elektróda-párok — a mérő Mj —Mj ’ és az Mj—Mj ’ elektróda-párok — megfelelően nagy erősítésű 82 erősítő egy-egy bemenetére csatlakoznak, melynek kimenete a 60 áramtranszformátor 126 primer tekercsén keresztül az AQ központi elektródához van kötve, és így az I1D és I1S áramokat az A0 központi elektródán keresztül f és f frekvencián a környező rétegekbe kényszerítjük. Áttérve ezekután a 3. ábra tárgyalására, azon a 2. ábrán is látható 124 erősítőt láthatjuk részletesebben. A 120 sáváteresztő szűrő kimenőjele a 130 transzformátor 132 primer tekercsére jut, a 134 szekunder tekercs egyik csatlakozó pólusa a 122 erősítő egyik bemenetére csatla9 kozik, a 134 szekunder tekercs másik csatlakozó pólusa a 144 vezetéken át az Aj —A ’ elektróda-párhoz van kötve. A 122 erősítő másik bemenete a 142 vezeték útján a 125 kondenzátoron keresztül a Bj— B ’ elektróda-párhoz csatlakozik. A 122 erősítő kimenő jelét a feszültségcsökkentő 136 transzformátor 138 primer tekercsére csatlakoztatjuk, a 140 szekunder tekercs kimenő pólusai pedig az 53 és 54 vezeték segítségével a Bj-B2’ és Aj—Aj elektróda-párhoz csatlakoznak. A 122 erősítő egyenáramú stabilitása érdekében 141 ellenállás van a 122 erősítő említett másik bemenete és a kimenete közé van kapcsolva. A kimeneti 136 transzformátor alkalmazásának az a célja, hogy jobb összhangot tudjunk biztosítani a 122 erősítő kimeneti meghajtó képessége és az Aj —A ’ valamint Bj —Bj ’ elektróda-párok között mérhető terhelő impedancia között. Az eddigieken túlmenően az ideális feszültségerősítő jellemzői hatásosabban realizálhatók, ha a 122 erősítő és az A, —A, ’ valamint B —B ’ elektró-1 2 L i da-párok között a 142 és 144 vezetékkel visszacsatolásokat biztosítunk. Ezekután a 4. ábrán Ohm-törvényének elvét bemutató áramkör vázlatos kapcsolási rajzát láthatjuk. Az áramkörben egy V feszültségforrás van sorbakötve egy kimeneti R ellenállással annak érdekében, hogy az R ellenálláson keresztül I áramot hajtson át, ahol az Ra ellenállás a kőzetréteg ellenállását reprezentálja. Ha az Ra ellenálláson keresztül Ia áramot hajtunk, akkor az Ra ellenálláson Va feszültség esik. RfJ ellenállás értéke meghatározza a Va feszültség és I áram minimális és maximális értékét. Az RQ ellenállás ezen értéke egyszerű algebrai műveletek segítségével belátható módon az Ra ellenállás maximális és minimális értékének mértani közepe. így a Va feszültség és az I áram minomális tartománya az Ra ellenállás szerinti arány dinamika tartományának négyzetgyöke. Példa segítségével bemutatva, ha az Ra ellenállás feltételezett tartománya 1—10 000 ohmig terjed és az R0 ellenállást 100 ohmra választjuk, belátható, hogy míg az Ra ellenállás tényleges mérési tartománya 10 000 az 1-hez arányban változik, addig az I áram és a Va feszültség dinamikus mérési tartományának aránya 100 az 1- hez nagyságrendjében mozog. Ennek megfelelően, mivel az I áram és a Va feszültség értékeinek abszolút tartománya arányosan változik a V feszültségforrás változásaival, a referencia V feszültségforrás feszültségének értéke felhasználható arra, hogy ezeket a tartományokat úgy állítsuk be vele, hogy kompatibilisek legyenek a lineáris mérőelektronika mérési tartományára vonatkozó követelményeivel. Továbbmenve, a Va feszültség és az Ia áramaranyainak dinamika tartományát nem befolyásolja a V feszültségforrás változása, és így az csak az R(J ellenállás értékétől függ. A kétfókuszu szelvényben mért változók dinamika tartományának aránya csökken, amennyiben a mért feszültség és áram mind a nagy távolságú mérés esetére vonatkozóan, mind a kis távolságú mérés esetében eleget tesz a 4. ábra áramkörén szereplő I áram és Va feszültség által kielégített viszonynak. Ezen túlmenően ennek a követelménynek úgy kell eleget tenni, hogy ne mondjunk ellent a 2. és 3. ábrán látható áramkörökkel kapcso10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
