Результат интеллектуальной деятельности: ПРИБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при электрическом каротаже, преимущественно в приборах с фокусировкой тока.

Известен зонд электрического каротажа, использующий фокусировку тока, электроды которого расположены на покрытом изоляционным слоем корпусе скважинного прибора (А.с. СССР №306437, МПК G01V 3/18). Недостатком такого зонда является незащищенность от погрешностей, связанных с утечками тока между электродами с различными потенциалами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является зонд электрического каротажа, использующий фокусировку тока, и устраняющий эти погрешности. Этот зонд представляет собой набор металлических труб, телескопически вложенных друг в друга, на концах которых укреплены металлические патрубки, служащие электродами. Проводники, соединяющие электроды с измерительной схемой вводятся чрез свечной мост (А.с. СССР №761972, МПК G01V 3/24). Недостатком этого зонда является то, что телескопическая система заполняет практически весь объем зондового устройства (а это несколько метров) и не позволяет разместить внутри зонда измерительную аппаратуру, измерительные усилители которой, с целью исключения наводок на измерительные цепи от токовых цепей, должны быть расположены вблизи измерительных электродов.

Первой решаемой задачей изобретения является создание зонда, в котором утечки тока не приводят к погрешностям при измерении кажущегося удельного сопротивления породы.

Второй решаемой задачей изобретения является возможность размещения измерительной схемы внутри зонда, исключающей наводки на измерительные цепи от токовых цепей.

В результате использования предлагаемого изобретения достигнут следующий технический результат - получен прибор, не чувствительный к качеству изоляционных материалов с повышенной помехоустойчивостью измерительного устройства.

Этот технический результат достигается за счет того, что в приборе электрического каротажа, содержащем герметичный металлический цилиндрический корпус, покрытый электроизоляционным материалом, на котором размещены основные электроды, добавлены дополнительные герметичные металлические корпуса, являющиеся продолжением основного корпуса и выполняющие функции дополнительных электродов при этом сочленение основного и дополнительных корпусов осуществляется резьбовым соединением, резьба которого покрыта электроизоляционным материалом.

Кроме того, в приборе электрического каротажа в торце каждого резьбового соединения установлено упорное кольцо из изоляционного материала высокой прочности.

А также под каждым из основных электродов в корпусе имеются радиальные отверстия.

И в каждом из основных электродов имеется отверстие с резьбой, в которую вворачивается пробка с уплотнительным кольцом.

За счет того, что все эквипотенциальные электроды размещены на покрытом изоляционным слоем корпусе скважинного прибора, а электроды с разными потенциалами, являющиеся продолжением этого корпуса, соединены с ним через разделитель, представляющий собой резьбовое соединение с резьбой, покрытой изоляционным материалом, в торце которого установлено упорное кольцо из изоляционного материала с высокой механической прочностью.

Новым по отношению к прототипу является то, что в приборе электрического каротажа, содержащем герметичный металлический цилиндрический корпус, покрытый электроизоляционным материалом, на котором размещены основные электроды, добавлены дополнительные герметичные металлические корпуса, являющиеся продолжением основного корпуса и выполняющие функции дополнительных электродов при этом сочленение основного и дополнительных корпусов осуществляется резьбовым соединением, резьба которого покрыта электроизоляционным материалом.

Кроме того, в приборе электрического каротажа в торце каждого резьбового соединения установлено упорное кольцо из изоляционного материала высокой прочности.

А также под каждым из основных электродов в корпусе имеются радиальные отверстия.

И в каждом из основных электродов имеется отверстие с резьбой, в которую вворачивается пробка с уплотнительным кольцом.

Проведенные исследования известных в науке и технике решений показали, что идентичного решения нет и наше изобретение соответствует критерию изобретательский уровень.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана реализация изобретения на примере зонда девятиэлектродного бокового каротажа. На фиг.2 изображен выносной элемент I, на фиг.3 изображен выносной элемент II, на фиг.4 изображен выносной элемент III.

Корпус зонда 1 имеет изоляционное покрытие 2. На его поверхности размещены: токовый электрод А_о 3, измерительные электроды М и N 4, имеющие в режиме компенсации одинаковые потенциалы с экранирующим электродом А_э 5, размещенным непосредственно на концах корпуса зонда 1. Эквипотенциальность электродов не приводит к погрешности измерения даже при недостаточно высоком удельном сопротивлении электроизоляционного слоя. Обратный токовый электрод В 6, потенциал которого существенно отличается от потенциала электродов А_э, являющийся продолжением корпуса прибора, симметрично сверху и снизу крепится к его центральной части при помощи резьбового соединения 7. Внешняя поверхность резьбы покрыта электроизоляционным материалом 8. Особых требований к механической прочности резьбового соединения не предъявляется. В качестве такого покрытия может быть использован или эпоксидный клей с наполнителем, или напыленный слой оксида металла, например Al₂O₃, TiO₂. В торце резьбового соединения 5 установлено упорное кольцо из прочного изоляционного материала 9, например из керамики, которое обеспечивает механическую прочность всего устройства при высоких осевых нагрузках в условиях высокого гидростатического давления. На фиг.1 показано два дополнительных корпуса. Но их может быть столько, сколько потребует функциональное назначение аппаратуры. Все участки зонда, которые не должны контактировать с буровым раствором, покрыты слоем изоляционного материала 10, предпочтительно резиной.

Для соединения электродов с электронной схемой в корпусе 1 под каждым электродом предусмотрены радиальные отверстия 11, а в каждом электроде 3, 4 предусмотрена проточка и отверстие с резьбой 12, в которое вворачивается пробка 13 с резиновым уплотнением 14.

В аппаратуре бокового каротажа в электрод А_о подается ток фиксированной величины и в электроды А_э ток от автокомпенсатора, обеспечивающий равенство потенциалов на электродах М и N, а поэтому и на электродах, расположенных на корпусе 1, и на самом корпусе потенциалы практически равны и утечки тока с этих электродов на корпус не происходит даже при недостаточно высоком сопротивлении изоляции покрытия 2. Ток между электродами А_э и В при работе автокомпенсатора на измеряемую величину не влияет, а ток между электродами А_о и В, которым определяется измеряемая величина кажущегося удельного сопротивления породы, проходит только через породу, так как другого пути для него нет. Таким образом, низкие изоляционные качества материалов, применяемых при изготовлении описанного зонда, к погрешностям измерения не приводят.

Подобное устройство использовано в аппаратуре бокового каротажа и прошло скважинные испытания.