184075. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrólyukat körülvevő kőzetrétegek ellenállásának méréséra
184 075 latban korábban leírt, a kettős mérésre vonatkozó összeköttetési követelményeknek. A nagy távolságú mérés esetében a Va feszültségnek megfelelő feszültség az f1 frekvencián az M ^ —M j! elektróda-pár és az 51 távoli potenciálreferencia pontra kötött 50 vezeték között mért feszültségkülönbség. Ezt a feszültségkülönbséget a V2D jel jelöli. A nagy távolságú mérés esetében az Ia áramnak megfelelő áram az fj frekvencián az AQ központi elektródából a kőzetrétegbe folyó I1D áram. Ahelyett, hogy a dinamika tartományi arány csökkentése érdekében aV2D jelet és az I1D áramot állítanánk be a megfelelő arányúra, inkább a 2. ábra 52 vezetékén fellépő a nagy távolságú méréshez tartozó gerjesztő IQD áramot alkalmazzuk. Noha alkalmazhatnánk olyan elektronikus áramköröket, amelyek valamennyi követelményt kielégítenének, jelentős egyszerűsítéseket érünk el akkor, ha a 4. ábra áramköre által definiált áram-feszültség viszonyokat csak közelítőleg elégítjük ki. Áttérve most az 5. ábra tárgyalására, azon a nagy távolságú mérés gerjesztő IQD áramának vezérlésére szolgáló áramkör vázlatos képét ábrázoljuk. Mint a 2. ábrán is tettük egy nagy távolságú, egyenfeszültségű VRD referenciajelet állítunk elő a referencia 100 jelforrással, ahol a VRD referenciajel előre megválasztott értékű. A VRD referenciajelet és a 88 fázisérzékeny detektorban előállított -V2D jelet a 150 összegező áramkörhöz továbbítjuk, a kombinált jelet pedig a 96 erősítőbe vezetjük. Mint az a technika jelenlegi állása szerint jól ismert, az olyan hagyományos elektronikus erősítők, mint a 96 erősítő, lehetővé teszik összegzési funkció megvalósítását. Mindazonáltal az 5. ábrán bemutatjuk a 150 öszszegző áramkört annak érdekében, hogy segítsük a jelen találmány működésének megértését. Mint azt korábban leírtuk, a kombinált jelet ezt követően a 102 szaggatón keresztül vezetjük tovább, mégpedig azért, hogy egy olyan előre megválasztott fj frekvenciájú négyszöghullámot állítsunk elő, melynek amplitúdója függvény kapcsolatban áll a V2D jellel. Ezt követően a négyszöghullámot a keskenysávú 104 sáváteresztő szűrőn hajtjuk át, hogy a kívánt szinuszos jelet állítsuk elő, melyet majd a 106 transzformátor 108 primer tekercsén vezetünk át annak érdekében, hogy a 106 transzformátor 110 szekunder tekercsén a kívánt VRD—V2D feszültségkülönbséget állítsuk elő. A 106 transzformátor kimenő feszültségét a 114 erősítőbe vezetjük, amely utóbbi úgy van kapcsolva, hogy az I0D-R0D —V2D összefüggés teljesüljék. Mivel a 12 fúrólyukhoz viszonyított laterális kiterjedésű 14 kőzetréteg ellenállása által az IQD áramban okozott változások közelítőleg arányosak az I1D áram megfelelő változásaival, mely ft frekvencián az AQ központi elektródából a 14 kőzetrétegbe kényszerített áram, egy K állandónak megfelelő arányossági tényezőt kombinálunk a soros kimenő RQD ellenállással olyan módon, hogy az 5. ábrán látható áramkör által megkövetelt összefüggés a következőképpen alakul: l1D(KRQD) = = VRD — V2D. Az ebben az összefüggésben szereplő értékek közelítőleg megfelelnek a 4. ábra tárgyalása során származtatott értékeknek, ahol az I1D áram köze11 lítőleg megfelel az Ia áramnak, a V2D jel közelítőleg megfelel a Va feszültségnek, a KRQD mennyiség közelítőleg megfelel az RQ ellenállásnak és a VRD referenciajel közelítőleg megfelel a V feszültségforrás feszültségének. Dy módon belátható, hogy a nagy távolságú mérések céljaira felvett áramok és feszültségek dinamika tartományát a V2D jel és a KRQD mennyiség nagysága szabja meg. Most a 6. ábrát tartva szem előtt, azon a 3. ábrán látható áramkör egyszerűsített vázlatos képét mutatjuk be. Itt szerepel egy egyenfeszültségű VRS referenciajel, melynek értéke előre meghatározott és különbözik a VRd referenciajel értékétől, és amelyet a 116 jelforrás szolgáltat és a 152 összegző áramkörbe jut tovább. Úgyszintén szerepel egy egyenfeszültségű -V2D jel, mely függvénykapcsolatban áll az f^ frekvencián mért feszültség amplitúdójával, ezt a -V2D jelet szintén a 152 összegző áramkörhöz továbbítjuk, ahonnan a kombinált jel a 98 erősítőhöz kerül. Mivel, mint ahogy azt már korábban megmagyaráztuk, a kombinált jelet egy feszültségerősítő meghajtására használjuk, a jel úgy van beállítva, hogy megfelelő mérőjel amplitúdókat biztosítson. Ennek megfelelően bármilyen hagyományos eszközt, pl. egy feszültségosztó áramkör, alkalmazhatunk a V2D jel beállítására, és ezt a beállítást Kj állandó reprezentálja. így a már egyenfeszültség értéke, mely a 152 összegző áramkörre jut, -Kj.V2d. Itt ismét hagyományos elektronikus erősítők kombinálják az összegzési és erősítési funkciókat egy lineáris műveletté. Továbbá, mivel a V2g/Ils viszony közelítőleg arányos a V2D/I1D viszonnyal a 14 kőzetréteg ellenállásváltozási tartományának legnagyobb részében, és mivel a V2D jel és az I1D áram dinamika tartományát már az 5. ábra áramköre szabja meg, a V2S jel és az Ij g áram dinamika tartományának vezérlése érdekében már csak azt kell biztosítanunk, hogy a V2g jel arányos legyen a V2D jellel. Noha az ilyen vezérlés lehetséges, egyszerűbb azt biztosítani, hogy a kis távolságú mérési VQS feszültség arányos legyen a V2D jellel a 14 kőzetréteg ellenállásváltozási tartományában, mégpedig úgy, hogy a VQS feszültségre vonatkozó arányosság egyenértékű a V2g jelre vonatkozó arányossággal. Továbbra is a 6. ábrát tartva szemelőtt belátható, hogy a VQS feszültség közvetlenül a V2D jelből származik. Mivel a V2S jel és a VQg feszültség közötti arányossági viszony csak közelítő jellegű, a VQS feszültség és a V2D jel közötti viszonyt kissé módosítanunk kell egy olyan kis értékű állandó feszültség hozzáadásával, mely előre meghatározza a VRS referenciajel értékét. Ez jobban megközelíti a V2D jel és a V2g jel között megkívánt arányossági viszonyt, minek következtében a V2S jel és az Ilg áram dinamika tartományának szabályozása a V2D jeltől függ, melyet viszont az 5. ábra korábban tárgyalt áramköre vezérel. Mint azt már korábban leírtuk, a kombinált jelet átvezetjük a 118 szaggatón és a keskenysávú 120 sáváteresztő szűrőn annak érdekében, hogy a kívánt szinuszos jelet állítsuk elő a kis távolságú mérési f2 frekvencián, mely szinuszos jelet a 148 és a 146 elektródák közötti kőzetréteg RL ellenállásán létrejövő feszültség12 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
