DE932509C

DE932509C - Dielektrische Untersuchung durchteufter Bodenschichten

Info

Publication number: DE932509C
Application number: DES33845A
Authority: DE
Inventors: Carl William Zimmerman
Original assignee: Socony Vacuum Oil Co Inc
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1953-06-14
Filing date: 1953-06-14
Publication date: 1955-09-01

Description

Dielektrische Untersuchung durchteufter Bodenschichten Die Erfindung betrifft das Aufzeichnen und Messen, insbesondere das Messen von Veränderungen in den dielektrischen Eigenschaften der an die Bohrlöcher angrenzenden Formationen.
Das Studium der Formationen, die durch Bohrlöcher durchsetzt werden, umfaßt die Beschaffung von während Ides Bohrvorganges entfernten Materialproben und die Analysierung derselben sowie das Messen so vieler Eigenschaften dieser Einlagerungsformationen wie nur möglich, um die mineral- und erdölhaltigen Abschnitte genau festzulegen. Geräte zum Messen und Aufzeichnen von Eigenpotenti al sowie von spezifisehem elektniischem Widerstand und Radioaktivität sind handelsüblich und werden beim Aufspüren von unterirdischen Erdöl- und Mineraleinlagerungen weitgehend verwendet.
Die vorliegende Erfindung ist auf das Studium der dielektrischen Eigenschaften von Erdformationen gerichtet. Frühere Einrichtungen für diesen Zweck benutzten ein Verfahren, biei dem eine Antenne unter der Erde angebracht wurde und die Wellenlänge der Eigenschwingung, die Kapazität und der Dämpfungsfaktor derselben ermittelt wurden. Die so erhaltenen Melergehnisse werden auf die dielektrischen Eigenschaften der angrenzenden Formationen bezogen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen Bereich von erzwungenen, einer Antenne zugeführten Schwingungen zu benutzen. Änderungen der Widerstandscharakteristi:ken der Antenne werden, entsprechend den Frequenzänderungen, tabelliert. Da bei der Verbreitung elektromagnetischer Wellen durch ein leitendes Medium die Magnetisierbarkeit, die Dielektrizitätskonstante und der spezifische elektrische Widerstand Hauptfaktoren sind, so geben die vorerwähnten Messungen keine Änderungen der D ielektrizi tätskonstanten wieder.
Es ist ferner ein Verfahren zur Untersuchung mittels Tiefbohrlöcher durchteufter Bodenschichten bekanntge;wo.rden, gemäß welchem die Bohru-ngsuntersuchung dielektrisch in der Weise durchgeführt wird, daß in das gegebenenfalls mit Wasser, Dickspülung oder Ö1 gefüllte Bohrloch eine druckfeste Kammer schrittweise herabgelassen wird, in welcher ein Hochftrequenzstrom erzeugt wir;d, Indessen Schw,ingungiskreiis an eine die Kammer isoliert durchsetzende und isoliert im Bohrloch herabhängende Antenne von einigen Metern Länge oder Spule angeschlossen ist, wobei die durch den Einfluß der die Antenne oder Spule umgebenden Bodenschichten bewirkten Frequenzänderungen durch geeignete Mittel -üher- Iage wahrnehmbar gemacht werden, ohne daß der Hochfrequenzsfrom selbst nach über Tage geführt wird.
Das diesem Verfahren zugrunde liegende Problem besteht darin, zwei Schwingungskreise zu verwenden, um eine Schwebung mit einer relativ niedrigen Frequenz zu erzeugen, welche gleich der Differenz der Frequenzen der beiden Schwingungskreise ist. Das eine Hochfrequenzzeichen rührt dabei von einem Erzeuger konstanter Frequenz her und das andere von einem Erzeuger, welcher einen Kondensator enthält, dessen Dielektrizitätskonstante eine Funktion des Substrats ist. Die beiden Hochfrequenzzeichen werden somit so gemischt, daß ein Zeichen bzw. Strom entsteht, dessen relativ niedrige Frequenz in eine Wechselbeziehung zu der Beschaffenheit der Erdformationen gesetzt wird. Abgesehen von Ider geschilderten besonderen Problemstdllung und Wirkung ist ein derartiges Verfahren insofern nachteilig, als mit Hilft desselben Gebirgsschichten geringer Mächtigkeit nicht fesibges.tellt werden können, da das Geibilge praktisoh die gesamte Länge der Antenne. oder Spule beeinflußt und daher bei dünnen Schichten nur ein Mittelwert der elektrischen Großen des gesamten erfaßten Schichtpakets angezeigt wird. Eine bessere Erfassung dünner Schichten durch Verringerung der Antennenlänge wäre hierbei nicht möglich, da die Empfindlichkeit des Geräts auf diese Weise stark absinken würde. Gegenüber den bekannten Verfahren und Anordnungen liegt der Erfindung eine andere Aufgabenstellung und somit eine andere Wirkung zugrunde, welche es gestattet, eine erhebliche Verbesserung bei dielektrischer Bohrungsuntersuchung durch ein wirksames Absondern gegen die Wirkungen der elektrischen Leitfähigkeit und magnetischen Aufnahmefähigkeit zu schaffen. Dadurch werden die Nachteile bekannter Methoden beseitigt und zuverlässige Messungen proportional zu Änderungen der Dielektrizitätskonstanten erhalten.
Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß die verwendete Schaltanord-nung mindestens zwei voneinander getrennte, über eine Induktivität miteinander verbundene und mit dieser einen Parallelresonanikreis eines Phasendiskriminators bildende Leiter enthält, welche mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises erregt werden und mit welchen die an das Bohrloch angrenzenden Formationen elektrostatisch gekoppelt sind, so daß die Bestimmung der Beschaffenheit der durchteuften Schichten durch die Ermittlung der .z,wilschen zwei Frequenzen jeweils auftretenden Phasendifferenz erfolgt, welche sich aus dem Wechsel der dielektrischen Eigenschaften zwischen den vorgenannten Leitern ergibt. Die neuartige Messung der Dielektrizitätskonstanten durch die Bestimmung der Phasendifferenz erfolgt unter der Verwendung einer nicht leitenden Abtasteinheit oder Sonde, in welcher sich die Induktivität befindet, die einen Teil des Resonanzkreises mit hohem Gütefaktor R bildet.
Im einzelnen beschrieben ist bei einer Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Paar von verlängerten, elektrisch isolierten und durch einen Zwischenraum voneinander getrennt angeordneten Leitern (Elektroden) vorgesehen, um einen Kondensator zu bi.lden, dessen Kapazitätsgröße von den Eigenschaften der Formationen abhängt, die, unmittelbar daran angrenzend, zum Teil das D'ielektrilcum des Kondensators bilden. Die Induktivität ist an das kapazitive Element angeschlossen, um einen Resonanzkreis mit hohem Gütefaktor zu bilden. Durch Erregen des Resonanzkreises in der Nähe seiner Resonanzfrequenz erzeugen Änderungen in den dielektrischen. Eigenschaften der elektrostatisch an das kapazitive Element gekoppelten Formationen im Resonanzkreis schnelle Phasen- bzw. Resonanzwechsel, die bei der Aufzeichnung angezeigt werden. Bei einer bevorzugten Form der Erfindung ist der Resonanzkreis in dem aus einem Kettenglied bestehenden Phasendiskriminator enthalten, dessen Ausgang direkt mit Resonanzänderungen des Resonanzkreises variiert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und der weiteren Merkmale und Vorteile derselben wird sie nachfolgend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar Fig. I einen Stromkreis, welcher schematisch die Einzelteile der Abtasteinrichtung wiedergibt, Fig. 2 eine Resonanzkurve für einen Teil des Stromkreises nach Fig. I, Fig. 3 ein Vektordiagramm des Stromkreises nach Fig. I, nahezu im Abgleichzustand, Fig. 4 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, die das kapazitive Element in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung wiedergibt, Fig. 5 ein Schaltbild gemäß der Erfindung, mehr im einzelnen, und Fig. 6 eine Abwandlung der Erfindung.
Gemäß der Erfindung wird nach Fig. I ein kapazitives Element, welches schematisch durch den Kondensator Io dargestellt ist, in der Weise in ein Bohrloch, an die durchdrungenen Formationen angrenzend, eingesetzt, daß die Formationen wenigstens teilweise das dielektrische Material zwischen den Kondensatorplatten bilden. Änderungen in der Größe der Kapazität des Kondensators 10 werden dann als eine direkte Anzeige der Änderungen in den dielektrischen Eigenschaften der Erdformationen gemessen, sobald der Kondensator 10 längs des Bohrloches bewegt wird.
Das Schaltschema nach Fig. 1 enthält keine Einzelheiten des kapazitiven Elementes I0, gibt jedoch die Schaltungselemente wieder, mit denen es verbunden ist, so daß die Wirkung der Schaltung und die Art des Anzeigens der Änderungen in der Größe der Kapazität leicht verstanden werden kann.
Das kapazitive Element 10 ist mit einem als ein Kreuzglied ausgebildeten Phasendiskriminator- 1 1 verbunden und bildet einen Teil desselben. Kreuzglieder bzw. Netzwerke dieser Art sind im allgemeinen leicht verständlich. Kurz ausgedrückt, wird ein Wechselstromzeichen EC einer Induktivität 12 zugeführt, welche durch die Sekundärwicklung eines Transformators I3 gebildet werden kann. Die Induktionsspule 12 ist in Reihenschaltung mit einer ersten Gleichrichterdiode 14, einem Scheinwiderstandsnetzwerk 15 mit Mittelabgriff und einer zweiten Diode 16 geschaltet, welche, bezogen auf die Induktionsspule, entgegengesetzt zu der Diode 14 gepolt ist. Ein zweites Wechselstromzeichen, welches als eine Vergleichs-bzw. Bezugsspannung Er für den Phasendiskriminator II dient, wird zwischen einem Mittelabgriff 20 der Induktionsspule 12 und dem Mittelabgriff 21 des Scheinwiderstandsnetzwerkes 15 zugeführt.
Weisen die dem Diskriminator II aufgedrückten Spannungen dieselbe Frequenz auf und sind sie um go0 gegeneinandler phasenverschoben, so wird die zwischen den beiden Ausgangsklemmen 22 un.d 23 auftretende Spannung gleich Null sein. Wird die Phasenverschiebung zwischen den Spannungen aus dem Zustand mit go°-Phasenverschiebung heraus geändert, so erscheint am Scheinwiderstand I5 eine Gleichspannung von der Größe, die von den relativen Größen der beiden Eingangsz.eichen und von der Größe der Verschiebung zur go°-Phasenverschiebung abhängt.
Der aus einem Vierpolkreuzglied bestehende Diskriminator wird zum Messen oder Anzeigen von Veränderungen in der Größe der Kapazität des Kondensators benutzt. Im einzelnen ist der Kondensator 10 parallel zur Induktivität 12 geschaltet, - um einen parallelen Resonanz- oder Schwingkreis zu bilden. In Fig. 2 sind Phasenkurven, bezogen auf Frequenz für einen Schwingkreis, dargestellt, wobei der Punkt 25 die Resonanzfrequenz des Stromkreises angibt. Die ausgezogene Kurve 26 stellt die Änderung in der Phase des Stromkreises für einen Wert der Güte Q des Schwingkreises dar, während die unterbrochene Kurve 27 ähnliche Änderungen für einen geringeren Wert der Güte Q darstellt. Es ist verständlich, daß bei einem Punkt nahe der Resonanz die Phasencharakteristik des Schwingkreises schnell wechselt, wie es durch die Neigung der Kurve zwischen den Wendepunkten 28 und 29 dargestellt ist. Die Veränderungen in der Phase der Spannung an dem Kondensator 10 während der Betätigung des Parallelschwingungskre ises (Abstimmkreises) in und nahe der Resonanz sind von den dielektrischen Eigenschaften der mit dem Kondensator 10 gekoppelten Formationen abhängig. Solche Phasenwechsel werden in dem Phasendiskriminator II benutzt, um eine Gleichspannung an dem in der Mitte abgezweigten Ausgangswiderstand Iga des Scheinwiderstandskettenleiters 15 zu erzeugen, was durch eine mit den Ausgangsklemmen 22 und 23 gekoppelte flächenförmige Einrichtung aufgezeichnet werden kann, um eine Reihe von gemessenen Änderungen in den dielektrischen Eigenschaften aufzuzeichnen.
Der die Kapazität 10 und dile Induktivität 12 enthaltendeResonanzkreis kann von einer Wechselstromquelle aus erregt werden, die an die Klemmen eines Eingangskreises 30 angeschlossen ist. Der Wechslelstrom vom Stromkreis 30 kann durch einen Stromkreis oder eine Kopplungsschleife 31 mit der Induktivität 12 induktiv gekoppelt werden. wobei der Stromkreis 3I mindestens teilweise die Primärwicklung des Transformators I3 bildet. Ein zweiter Stromkreis 32 wird, wie bereits beschrieben, verwendet, um die Vergleichsspannung E, zwischen den Mittelpunkten 20 und 21 des Vierpolkreuzgliedes II zuzuführen.
Wie oben gezeigt wurde, müssen die dem Phasendiskriminator II zugeführten Spannungen EC und Er um gdO phasenverschoben sein, wenn die Ausgangsspannung glefdh Null sein soll.
Wie verständlich ist, kann für diesen Zweck die Schaltung durch die geeignete Konstruktion und die Wahl von Schaltungsparametern entsprechend eingestellt sein.
Das Vektordiagranum nach Fig. 3 stellt die Schaltungswirkung dar, wenn sie für keine Ausgangsspannung am Widerstand I5a abgeglichen ist.
Die in den Stromkreisen 3I und 32 beim Durchfließen des Wechselstromes durch den Stromkreis 30 induzierten Spannungen sind »in Phase« und können durch den Vektor A dargestellt werden.
Zuerst sei die durch den Stromkreis 3I an die Brücke herangeführte Spannung betrachtet. Der Scheinwiderstand in dem Stromkreis 31 ist, wie durch die durch den VektorS dargestellte Spannung ersichtlich ist, hauptsächlich induktiv, so daß der in dem Stromkreis 31 fließende Strom3, dem Vektor A um fast go0 nacheilt. Da der Transformator I3 ohne Eisenkern ausgebildet ist, so wird die in der Induktionsspule 12 induzierte Spannung dem Strom 131 um gdO nacheilen. Die in der Induktionsspule I2 induzierte Spannung ist durch den Vektor B dargestellt. Da bei der Betriebsfrequenz der durch den Kondensator 10 und die Induktionsspule 12 gebildete Schwingkreis sich in Resonanz befindet, so ist sein Scheinwiderstand rein ohmisch, und der in ihm fließende Strom wird »in Phase« mit der in der Induktionsspule I2 induzierten Spannung sein. Die am Kondensator 10 und an der Indnktionsspule 12, gemäß dem Fluß des Stromes lt, auftretende Klemmenspannung EC eilt dem Strom It um go0 nach. Aus Fig. 3 ist auf diese Weise ersichtlich, daß die Effektivspannung EC in dem Kreuzglied II, gemäß einer in dem Stromkreis 3I induzierten Spannung, dieser um einen Winkel von fast 2700 nacheilt.
Die in dem Kreuzglied II gemäß einer in dem Stromkreis 32 induzierten Spannung wirksame VergleichsspannungEr kann so zu der Spannung eingestellt werden, daß die Phasenverschiebung zwischen den beiden genannten Spannungen 900 beträgt. Im einzelnen wirkt die in dem Stromkreis 32 induzierte, in Fig. 3 durch den Vektor dargestellte Spannung auf einen Scheinwiderstand ein, der yorwiegend kapazitiv ist. Wie in Verbindung mit Fig. 4 und 5 erklärt wird, kann die kapazitive Belastung aus der Streukapazität zwischen den Zuleitungen bestehen; jedoch in dem all, daß die Streukapazität (kapazitive Nlebenkopplung) nicht groß genug ist, kann ein Kondensator direkt an den Stromkreis 32 angeschlossen werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß der Strom I32 der durch den Vektor A dargestellten induzierten Spannung um go0 voreilt. Der Phasenwinkel zwischen dem Strom 152 und der zwischen den Mitbelabgriffen 20 und 21 auftretenden Ver- -gleichsspannung Er wird durch den Scheinwiderstand des Netzwerkes selbst gesteuert. Dieser Scheinwiderstand ist, gemäß dem Kondensator 10 und den einen Teil des in der Mitte abgegriffenen Scheinwiderstandes 15 bildenden Kondensatoren, vorwiegend kapazitiv, so daß die Spannung Er dem Strom %2 um einen großen Winkel nacheilt. Wie dargestellt, beträgt der Winloel o zwischen der Spannung EC und der Spannung Er 900 und kann, wenn er anfangs einen hiervon abweichenden Wert hat, durch die Änderung der Kapazität am Stromkreis 32 oder durch die Hinzufügung eines Abgleichkondensators parallel zum Kondensator 10 auf go0 eingestellt werden. Ist der Phasenwinkel auf 900 eingestellt, so wird die Spannung an dem Widerstand 15a gleich Null sein. Sobald das Dielektrikum des Kondensators 10 sich verändert, ändert sich auch der Winkel 0 um eine Gleichspannung an dem Widerstanld Iga zu erzeugen, welche dem Vorzeichen und der Große nach von der Beschaffenheit des dielektrischen Materials abhängt, welches mit dem Kondensator 10 zusammenwirkt.
In Fig. 4 ist, teilweise im Schnitt, teilweise in Ansicht, eine Ausführungsform des kapazitiven Elementes I0 des Kreuzgliedes II nach Fig. 1 zusammen mit der darin angeordneten Induktionsspule I2 dargestellt, welche durch eine Abtasteinheit oder Sonde gehalten wird, welche in der Schachtbohrung abgeteuft wird. Das dargestellte kapazitivie Element I0 ent-hält eine Anzahl von länglichen Metallgliedern. In Fig. 4 sind vier solche metallischen Glieder 40 bis 43 als hohle Rohre gezeigt, die, nebeneinander angeordnet und durch seitliche Zwischenräume voneinander getrennt, sich in Längsrichtung erstrecken. Sie können verlängerte, elektrisch leitende Stangen oder Rohre bilden, die an jedem Ende durch isolierende Scheiben 44 und 45 gehalten werden.
Enthält das kapazitive Element 10 vier Rohre, so werden die Rohre 40 und 43 elektrisch miteinander verbunden; die Rohre 4 r und 42 werden in ähnlicher Weise zusammengeschaltet. Im allgemeinen wird eine gerade Anzahl von Gliedern vorgesehen; bei der Verwendung von mehr .als zwei Gliedern werden diese gleichmäßig über den Umfang eines Kreises mit abwechselnd miteinander verbundenen Gliedern verteilt, wodurch eine Anordnung entsteht, welche einer solchen mit zwei Kondensatorplatten äquivalent ist. Die Induktionsspule 12, welche durch die vorgenannten, ein Abteil zwischen der Scheibe 45 und einer obleren Scheibe 46 bildenden Glieder getragen oder gehalten wird, ist mit ihren Stromanschlüssen an die in diesem Falle aus den Gliedern 40 und 42 bestehende Kondensatorplatte elektrisch angeschlossen. Auf diese Weise erregt der der Induktionsspule I2 zuge führte Wechselstrom, z. B. durch die induktive Kopplung einer passenden Wechselstromquelle, wie in Fig. I gezeigt ist, das durch die länglichen Stangen oder Rohre 40 bis 43 gebildete kapazitive Element. Gemäß der Konstruktion ist dieses Element elektrostatisch mit irgendeinem daran angrenzenden Medium gekoppelt.
Das zwischen den Stangen befindliche oder an die Stangen angrenzende dielektrische Material enthält den Luftzwischenraum in der Sonde 51 und die an die Wände des Bohrloches 50 angrenzenden Formationen. Deshalb werden die dielektrischen Eigenschaften der an das Bohrloch angrenzenden Formationen mindestens im wesentlichen Teil die Größe der Kapazität des Kondensators 10 bestimmen. Wird die Einheit entlang des Bohr-loches bewegt, so zzird im wesentlichen nur die Änderung in dem Dielektrikum des Kondensators 10 die Veränderungen in der dielelctrischen Konstanten der Bohrlochflüssigkeit und der Erdformationen sein. Solche Änderungen kommen grundsätzlich in den Erdformationen vor und erzeugen daher Änderungen in der Größe der Kapazität des Kondensators 10, die als- Ausdruck der Größe des gewünschten Erdparameters gemessen werden können.
Das kapazitive Element I0 wird beweglich in dem Bohrloch gehalten und ist gegen Feuchtigkeit oder Flüssigkeiten in dem Bohrloch durch ein GehäusegI isoliert, welches mindestens einen Teil der Abtastsonde bildet, die unerwünschte Leitungsverluste in. dem Stromkreis verhindert und so dazu beiträgt, einen hohen Gütefaktor aufrechtzuerhalten. Eine unmittelbare Berührung des Elementes I0 mit den Bohrlochflüssigkeiten würde die Güte des abgestimmten Stromkreises in einem solchen Ausmaß verringern, daß die Phasenfrequenzkurve (wie in Fig. 2) flach verlaufen würde. Eine derartige Anordnung würde für kapazitive Änderungen unempfindlich sein.
Weiterhin muß gemäß der Erfindung das Gehäuse 51 in dem an das Bezugszeichen I0 in Fig. 4 angrenzenden Teil und darülber hinaus in dem Teil der Sonde, der mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet ist, nicht leitend sein, um Idie Ausbreitung Ider elektrostatischen Kraftlinien in die Formationen zu gestatten. Dieser Teil des Gehäuses kann aus einem verstärkten Phenolkondensationsprodukt oder aus einem anderen ähnlichen nicht leitenden Material von hinreichender Stärke bestehen, um den in tiefen Bohrlöchern auftretenden Drücken zu widerstehen.
Das untere Ende der Sonde kann durch einen nicht dargestellten Stöpsel verschlossen oder abgedeckt sein, welcher mittels'Gewii.nde mit dem unteren Ende 53 verbunden ist. Die Gleichrichter r4 und r6 und der Scheinwiderstandskettenleiter I5 nach Fig. I können passend zwischen den Scheiben44 und 54 untergebracht sein, welche an den unteren Enden der Stangen 40 und 43 gehalten werden.
Ein Rohr 55, welches sich längs der Achse des Gehäuses 5I und zwischen den Scheiben 44 und 45 erstreckt, vermag die Konstruktion zu tragen und die erforderlichen Leiter zu führen, die sich von den Klemmen 2I, 22 und 23 nach Fig. I zum oberen Teil der Sonde und dann zu der flächenförmigen Meßeinrichtung als ein Tragkabel erstrecken.
In Fig. 5 ist ein Schaltbild dargestellt, in welchem die beiden Elemente 40 und 42 den Kondensator I0 bilden. Bei dieser Einrichtung erzeugt ein Kristalloszillator 60, der vorzugsweise mit verhältnismäßig hohen Frequenzen (in der Größe von 10 bis 20 Megahertz) arbeitet, eine Spannung am Ausgang oder im Anodenschwingkreis 6I zum Zuführen dem Phasenkreuzgfiedkettenleiter 11. Die gestrichelte Außenlinie, die den Oszillator 60 umgrenzt, stellt eine Abschirmungidar, welche zusammen mit den dargestellten, die Kopplungsglieder 3I und 32 einkreisenden Abschirmungen Streukopplungen verhindern. Die Abschirmung rund um den Oszillator 60 ist vorzugsweise über einen Kondensator 60a verhältnismäßig großer Kapazität an einem metallischen Teil geerdet, der zusammen mit dem Isolierrohr 5I nach Fig. 4 einen Teil der Abtastsonde bildet, oder ist mit dem Spannglied verbunden, welches einen Teil des Kabels bildet, an dem die Sonde in dem Bohrloch gehalten wird. Der Mittelabgriff 20 der Induktionsspule I2 ist ebenfalls an demselben Punkt, über einen Kondensator £2a,geerdet. Auf diese Weise werden sämtliche metallischen Teile des Oszillators und der Untersuchungssonde selbst auf demselben Potential in bezug auf den Wechselstrom wie der Mittelabgriff an der Induktionsspule I2 gehalten.
Das Zwischenglied 3I koppelt die Induktionsspule I2 lose mit dem Abstimmkreis 6I des Oszillators 60 und kann aus einer Einwindungsschleife bestehen, welche mit jeder der zusammenwirkenden Wicklungen gekoppelt ist. Die Induktivität oder die Induktionsspule 12 ist an oder nahe ihren äußeren Enden mit den verlängerten Netzwerkelementen 40 und 42 verbunden, welche den Kondensator I0 bilden. Die Gleichrichter £4 und I6, die mit den Enden der Elemente 40 und 42 des K,on,den.s.ators I0 verbunden sind, wirken mit dem Kondensatoren 62 und 63 enthaltenden Glättungsscheinwiderstands netzwerk I5 zusammen. Die durch die Gleichrichter r4 und I6 fließenden Ströme laden die Kondensatoren 62 und 63 auf und fließen dann über die Widerstände 64 und 65 ab Die Spannung an den äußeren Enden der Widerstünde 64 und 65, z. B. die Spannung, welche zwischen den Ausgangsklemmen22 und; 23 herrscht, wird über abgeschirmte Leiter 66 un!d 67 dem Abgleichgleichstromverstärker aufgedrückt, welcher Trioden 68 und 69 enthält. Der Gleichstromverstärker dient dazu, das Netzwerk I5 mit verhältnismäßig großem Scheinwiderstand mit einer Leitung oder einem Kabel von niedrigem Scheinwiderstand zu koppeln, wobei dieses Kabel od. dgl. die Adern 7I und 72 enthält, die sich durch die Bohrung nach über Tage an die flächenartigen Instrumente erstrecken. Die Trioden 68 und 69 können von derselben Anodenbatterie 70 wie der Kristalloszillator 60 gespeist werden, wobei die Anoden direkt miteinander und mit der Anodenklemme der Anodenbatterie 70 gekoppelt werden. Die Batterie 70 kann entweder über Tage oder im Bohrloch angeordnet werden. Falls genügend Kabelleitungen verfügbar sind, dürfte es bequemer sein, die Batterie 70 an der Erddberfiäche anzuordnen.
Die Kathoden der Röhren 68 und 69 sind über einen Stromkreis verbunden, welcher Leiter 7I und 72 enthält, die Teile des verlängerten, nicht dargestellten Kabels bilden können, welches zum Halten der Abtastsonde an der flächenartigen Meß- und Aufzeichnungseinrichtung dient. Änderungen in dem Gleichstrompegel der Gitter der Trioden 68 und 69 bestimmen das Potential zwischen den Kathodenzuleitungen 7I und 72. Auf diese Weise erzeugen Änderungen in der am Kondensator I0 auftretenden Spannung, während die Resonanzfrequenz des parallelen Stromkreises entsprechend der Bewegung des Kondensators I0 an den Formationen von verschiedenen dielektrischen Eigenschaften wechselt, eine zwischen den Leitern 7£ und 72 auftretende Gleichspannung, die proportional zu der Änderung in den dielektrischen Eigenschaften ist. Diese Spannung wird dann über das die Abtast- oder Bohrungaufspüreinheit haltende Kabel an die Erdoberfläche übertragen, wo sie in üblicher Weise gemessen oder aufgezeichnet werden kann. Die Änderungen der dielektrischen Eigenschaften der Erde können auf diese Weise in gegenseitiger Beziehung zur Bohrlochtiefe auf einer verlängerten Karte dargestellt werden, um für die Bestimmung der Steinkunde der unterirdischen Formationen ausgewertet zu werden.
Um das Instrument in Tätigkeit zu setzen, wären die nachfolgenden Betrachtungen und Betätigungsanweisungen zu befolgen. Die Betriebsfrequenz wird vorzugsweise im Megahertzbereich ausgewählt. Die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen in einem Medium hängt von der Dielektrizitätskonstanten, ferner von der Leit- fähigkeit und von der magnetischen Aufnahmefähigkeit des Mediums ab. Die Betriebsfrequenz der Einrichtung nach der Erfindung wird so gewählt, daß sie hoch genug ist, so daß die Wirkungen der magnetischen Aufnahmefähigkeit, verglichen mit den Effekten der Dielektrizitätskonstanten, vernachlässigbar, jedoch noch niedrig genug sind, um die gewünschte Durchdringung in die an die Schachtbohrung angrenzenden Formationen zu erzielen.
Bei Frequenzen in der Größenordnung von I0 bis 20 Megahertz sind die Leitfähigkeitseffekte im wesentlichen von der gleichen Größenordnung wie die Dielektrizitätseffekte für vergleichsweise knderungen in beiden Parametern; die Wirkungen der Aufnahmefähigkeit sind aber, im Vergleich zu jedem der vorgenannten Effekte, sehr klein. Jedoch ist die Leitfähigkeitswirkung bei der vorliegenden Erfindung durch das Nutzbarmachen der Messungen von Änderungen der Resonanz eines abgestimmten Kreises, in welchem der Gütefaktor Q auf einem verhältnismäßig hohen Niveau aufrechterhalten wird, verringert. Mit anderen Worten, es ist eine Frequenz gewählt, um die magnetische Aufnahmefähigkeit auszuschalten, und es wird die Phasencharakteristik eines Resonanzkreises mit hohem Gütefaktor benutzt, um zwischen dielektrischen Effekten und Leitfähigkeitswirkungen zu unterscbei'den. Sobald die Betriebsfrequenz erhöht wird, werden natürlich die dielektrischen Wirkungen bei der Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen, verglichen selbst mit der Leitfähigkeit, in zunehmendem Maße vorherrschend sein, die Durchdringung wird aber stärker begrenzt.
Bei der Verwendung einer Betriebs frequenz von einem Wert über 1 Megahertz wird der den Kondensator I0 und die Induktionsspule I2 enthaltende Stromkreis so aufgebaut oder eingestellt, daß seine Resonanz frequenz über der Betriebsfrequenz liegt. Der Wechselstrom wird vorzugsweise eine Frequenz haben, welche der Frequenz des Wendepunktes 28 der Phasenkurve nach Fig. 2 gleich ist oder etwas höher als diese Frequenz liegt, wobei vorausgesetzt wird, daß der Resonanzkreis sich in Luft befindet. Der Kondensator I0 in Luft wird eine geringere Kapazität haben als bei seiner Bewegung entlang des Bohrloches, da das Material darin immer eine höhere relative Dielektrizitätskonstante als Luft hat. Beim Vorhandensein von Formationen mit einer höheren Dielektrizitätskonstanten als Luft wird der Punkt 25 nach Fig. 2 somit wirksam nach links bewegt und die Frequenz nach der Frequenz des zur Erregung des Resonanzkreises benutzten Wechselstromes zu heruntergesetzt. Die Änderungen in der Dielektrizitätskonstanten von Materialien, denen begegnet werden kann, erstrecken sich über einen beträchtlichen Bereich. Die relative Dielektrizitätskonstante der Luft ist die Einheit, wogegen Wasser wahrscheinlich die höchste relative Dielektrizitätskonstante irgendeines Materials hat, welches gewöhnlich angetroffen wird. Die relative Dielektrizitätskonstante von Wasser liegt in der Größenordnung von 80, mit dazwischenliegendem Schiefergestein in der Regel zwischen I0 und 50.
Die Leitungskonstanten bzw. Schaltelemente, besonder die Dämpfungselemente, werden so eingestellt, daß irgendwelche Änderungen in den Dielektrizitätskonstanten der begegneten Formationen keine Verschiebung der Resonanzkurve in Fig.2 nach links bis zu einem Punkt verursachen, jenseits welchem die Wechselstromfrequenz über dem Wendepunkt 29 liegen würde. Dieses wird natürlich durch die Veränderung der Güte Q des Resonanzkreises gesteuert, und zwar z. B. durch das Anschalten eines Widerstandes an die Klemmen der Induktionsspule I2. Die Güte des Stromkreises wird vorzugsweise über den Kondensator I0 aufrechterhalten.
Mit einer Einrichtung, wie sie nach den Angaben aufgebaut und eingestellt ist, wird der Abgriff an dem einen Teil des Kathodenscheinwiderstandes für die Röhren 68 und 69 bildenden Potentiometer 75 nach Fig.5 so eingestellt, daß die an den Zuleitungen 7I und 72 auftretende Spannung für ein gewähltes, an den Kondensator I0 angrenzendes Medium gleich Null ist. Das Instrument kann dann in das Bohrloch abgesenkt werden, worauf die Änderungen in der zwischen den Zuleitungen 7t und 72 auftretenden Spannung durch Änderungen in den dielektrischen Eigenschaften der Formationen längs des Bohrloches herbeigeführt und gesteuert werden, sobald sie durch die elektrostatische Kopplung zwischen den Elementen des Kondensators I0 und den daran angrenzenden Formationen zurückstrahlen.
Blei ,der Ausführungsform der Erfindung nach Fig 4 bestandeti die vier Kondensatorglieder 40 bis 43 aus g,5-mm-Kupfierrohrenvon annähernd 6Iomm Länge, die mit ihren Achsen an den Ecken eines Quadrates von 25,4 bis 4,7 mm pro Seite angeordnet waren. Die Induktionsspule I2 wurde durch sieben Windungen eines Kupferdrahtes von etwa 12,7 mm im Durchmesser gebildet und ließ mit dem Kondensator I0 einen Resonanzkreis bei etwa I4,55 Megahertz entstehen. Die Leiter wurden an jedem Ende durch Isolierscheiben gehalten, und der Kondensator selbst war in einem geschichteten Isolierrohr eingeschlossen, dessen Wandstärke etwa I2,7 mm betrug. Der den Resonanzkreis steuernde Kristalloszillator nach Fig. 5 wurde bei einer Frequenz von annähernd I4,5 Megahertz betrieben.
In Fig. 6 ist eine Abwandlung der Erfindung dargestellt, bei welcher an Stelle des kapazitiven Elementes I0 der in den Fig. I, 4 und 5 dargestellten Bauart ein Dipol yerwendet'wird, um die Formationen mit der Abtasteinheit elektrostatisch zu koppeln. Die übereinstimmenden Teile sind in Fig. 6 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1. Bei dieser Einrichtung ist die Induktionsspule I2 mit ihrem einen Ende I2a an einem metallischen Zylinder 80 und mit ihrem anderen Ende I2b an einem ähnlichen Zylinder 8£ angeschlossen. Die Klemmen der Induktionsspule I2 sind durch einen Trimmer (Abgleichkonden- sator) I2C überbrückt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. I bildet die Induktionsspule I2 einen Teil des Phasendiskriminators, welcher die Gleichrichter I4 und I6 und das Scheinwiderstandsnetzwerk I5 mit einem Mittelabgriff enthält.
Beim Zuführen eines Wechselstromes dem Eingangskreis 3I wird zwischen den metallenen Zylindern 80 und 8I ein elektrisches Feld erzeugt. Die in vertikalen Radialflächen verlaufenden Kraftlinien, welche von der Achse des Dipols ausstrahlen, erstrecken sich in die Formationen, um diese mit dem Phasendiskriminator (Phasenanzeige-Kreuzgliedkettenleiter) zu koppeln. Bei der Wirkung bilden die Zylinder 80 und 8I eine Dipolantenne, die von ihrer Mitte (d. h. bei den aneinandergestellten Enden der Zylinder 80 und 8I) durch die Erregung der Induktionsspule I2 gesteuert wird, sobald diese mit dem Eingangskreis 3I gekoppelt ist. Die Durchmesser der Zylinder 8o und 8I werden vorzugsweise so groß gewählt, daß diese Zylinder mit dem Gehäuse oder in das Gehäuse eingesetzt, verwendet werden können, in welchem sie gehalten werden. Ein solches Gehäuse ist in Fig. 6 fortgelassen; das Gehäuse kann aber im wesentlichen das gleiche sein wie das Isolierrohr 5£ nach Fig. 4. Bei dieser Abwandlung der Erfindung muß die Gesamtlänge des durch die Zylinder 80 und 8I gebildeten Dipols, verglichen mit einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in dem angrenzenden Medium, kurz sein, falls Änderungen im rein ohmschen Widerstand des Mediums nicht in einem störenden Ausmaß auf die Ausgangsspannungen einwirken sollen.
Bei einer Frequenz von I4,5 Megahertz hat eine elektromagnetische Welle im Schiefergestein mit einem spezifischen Widerstand von 3,05 Ohmmeter insbesondere eine Wellenlänge in der Größenordnung von 2,74mg Die Wellenlänge ist hauptsächlich von dem spezifischen elektrischen Widerstand abhängig. Spezifische Erdwiderstände, denen gewöhnlich begegnet wird, variieren nach oben von einem Wert von etwas unter I0 Ohmmeter an; auf diese Weise kann die Länge des Dipols im Verhältnis zu der vorhergehenden Wellenlänge festgelegt werden. Ein Dipol mit einer Gesamtlänge in der Größenordnung von 0,305 m ist ausreichend.
Da der Dipol bei weniger als einer Viertelwellenlänge betrieben wird, erscheint er, wie an der Erregungs- oder Induktionsspule I2 erkennbar ist, induktiv.
Es ist deshalb erforderlich, einen gebräuchlichen Kondensator I2e anzuschließen, der parallel zur Induktionsspule I2 geschaltet wird, um eine Resonanz gerade bei einer Frequenz über der Betriebsfrequenz zu erzeugen. Änderungen in der Dielektrizitätskonstante erzeugen dann in der Größe der Induktivität des Resonanzkreises solche Änderungen, welche die Resonanzfrequenz desselben relativ zu der Erregungisfrequenz vers.chsieben, um Anderungen in der Ausgangsspannung an dem Scheinw.iiderstanld I5 hervorzurufen.
Während die Erfindung nur milt solchen Einzelheiten erläutert und dargestellt wurde, welche den Fachleuten die Herstellung und die Benutzung derselben ermöglichen, soll die Erfindung auch alle in ihren Rahmen fallenden Abwandlungen umfassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Dielektrische Untersuchung durchteufter Bodenschichten mittels einer im Bohrloch beweglich angebrachten Isolierkammer, in welcher eine auf Eigenschaften der umgebenden Erdformationen reagierende Schaltungsanordnung untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung mindestens zwei voneinander getrennte, über eine Induktivität miteinander verbundene und mit dieser einen Parallelresonanzkreis eines Phasendiskriminators bildende Leiter enthält, welche mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises erregt werden und mit welchen die an das Bohrloch angrenzenden Formationen elektrostatisch gekoppelt sind, so daß die Bestimmung der Beschaffenheit der ,durchtleuften Schichten Idurch die Ermittlung Ider zwischen zwei Frequenzen jeweils aufftetenden Phasendifferenz erfolgt, welche sich auls dem Wechsel der diel,ektr,ischen Eigenschaften zwischen den vorgenannten Leitern ergibt.
2. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von einander zugekehrten, in einem Zwischenraum, und zwar nebeneinander angeordneten Leitern vorgesehen ist, die einen mit den Erdformationen, über die durch die Gehäusewände sich in die Formationen erstreckenden elektrischen Kraftlinien elektrostatisch direkt gekoppelten Kondensator und mit der zwischen ihnen geschalteten Induktivität einen parallelen, einen hohen Gütegrad aufweisenden Resonanzkreis bilden, der mit einer ihn mit Hochfrequenz speisenden Wechselstromquelle gekoppelt ist, wobei Mittel zum Messen von Resonanz änderungen während der Bewegung des Gehäuses entlang der Tiefbohrung vorgesehen sind.
3. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine gerade Anzahl von an der Peripherie des absenkbaren Gehäuses angeordneten Leitern vorgesehen ist, wobei die angrenzenden Enden jeweils eines der Leiter abwechselnd mit einer Klemme der Induktionsspule des als phasenanzeigenderKreuzgliederkettenleiter ausgebildeten, eine Erregungsquelle für die Induktionsspule enthaltenden Diskriminators und die angrenzenden Enden der verbleibenden Leiter mit der anderen Klemme der Induktionsspule verbunden werden, um in dlem Phasendiskriminator einen Resonanzkreis von hoher Güte zu bilden, wobei zwischen den gegenüberliegenden Enden der beiden Leitersätze Mittel zum Messen von Resonanz änderungen des Resonanzkreises während der Abteufung der elektrostatisch mit den angrenzenden Formationen gekoppelten Leiter geschaltet sind.
4. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von mindestens einem Paar seitlich nebeneinander mit Zwischenraum angeordneter Leiter und einer an ihre entsprechenden angrenzenden Enden angeschlossenen und zum pesonanzkreis gehörenden Induktionsspule an die entgegengesetzten Enden derselben, und zwar in bezug auf die Erregung der Induktionsspulen, entgegengesetzt gepolte Gleichrichter angeschlossen sind, zwischen welchen ein in der Mitte abgegriffenes, an der dem parallelen Resonanzkreis gegenüberliegenden Seite angeschlossenes Scheinwiderstandsnetzwerk vorgesehen ist, wobei zwischen dem Mittelpunkt des Scheinwiderstandes und der Mitte der gegenüber der Erregung des parallelen Resonanzkreises um go0 phasenverschobenen Induktivität Mittel zum Zuführen einer Vergleichsspannung und außerdem Mittel zum Anzeigen von Veränderungen in der Spannung an dem genannten Scheinwiderstand sowie eine Tragkonstruktion zur Bewegung der Leiter im Bohrloch, zwecks Kopplung der an dem genannten parallelen Stromkreis angrenzenden Formationen, zum Erzeugen von Zeichen am Scheinwiderstand, proportional zu den Änderungen in den dielektrischen Eigenschaften der an das Bohrloch -angrenzenden Formationen vorgesehen sind.
5. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Resonanzkreises durch einen Transformator gebildet wird, dessen an eine Wechselstromquelle zur Erregung des Resonanzkreises angeschlossene Primärwicklung mit den Eingangsklenunen des P'hasendliskriminators (Gleichrichternetzwerkes) und dessen Sekundärwicklung zwecks Entstehung des parallelen Resonanzkreises an den Kondensator desselben angeschlossen ist, wobei Einrichtungen zum Unterbringen des Diskriminators in dem abteufbaren Gehäuse und an die Ausgangsklemmen des Diskriminators ange-.schlossenie Einrichtungen zur Messung der Veränderungen in der Resonanz des Resonanzkreis es während des Abteufens des Gehäuses längs des Bohrloches vorgesehen sind, um die Formationen mit verschiedenen dielektrischen Eigenschaften mit dem Diskriminator zu koppeln.
6. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß der Phasleneditskriminator außer der Induktivität zwei Eingangsklemmensätze und einen Ausgangsklemmensatz sowie einen Kondensator mit verlängerten Leitern (Elektroden) enthält, die unter der Berücksichtigung der Formationsfläche angeordnet und in den Stromkreis mit der genannten InSduktiviltät zwecks Bildung des Resonanzkreises geschaltet sind, daß der Diskriminator zusammen mit dem vorgenannten Kondensator isoliert getragen wird, daß ferner zum Erregen des Diskriminators Einrichtungen an dem ersten Satz der Eingangsklemmen vorhanden' sind, um unverzüglich einen in einer Richtung verlaufenden Wechselstromfluß von einer nahe der Resonanzfrequenz liegenden Frequenz zu erzeugen, und daß weiterhin Mittel zum Zuführen des Wechselstromes zu dem zweiten Satz der Eingangsklemmen vorgesehen sind, um in den gegeniiberliegenden Hälften der Induktivität einen entgegengerichteten Strom zu erzeugen, welcher dieselbe Frequenz wie der den ersten Eingangsklemmen zugeführte Strom hat, jedoch um 900 zu diesem phasenverschoben ist, wobei die Ausgangsklemmen an die Einrichtung zum Messen von Änderungen in der Resonanz des Resonanzkreises angeschlossen sind.
7. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kreuzgliederkettenleiter ausgebildete Diskriminator angrenzende, durch eine induktivität mit Mittelabgriff gebildete Zweige, ferner einen die verbleibenden Zweige des Kreuzgliederkettenleiters bildenden Serienkreis und zwei entgegengesetzt gepolte Gleichrichter enthält, welche mit der Induktivität und mit einem Scheinwiderstand mit Mittelabgriff verbunden sind, wobei die Kapazität durch die parallel zur Induktivität geschaltete Leiter gebildet wird und Mittel zum Erregen des Kettenleiters über die durch die äußeren Enden der Induktivität bestimmte Diagonale vorgesehen sind und wobei zwischen die Mittel abgriffe der Induktivität und des Scheinwiderstandes ein im wesentlichen um go0 zum Erregungsstrom phasenverschobener Vergleichs-bzw. Bezugswechselstrom zugeführt wird, um ein Ausgangszeichen proportional zu den Änderungen in der Resonanz des Resonanzkreises an dem Scheinwiderstand zu erzeugen und anzuzeigen.
8. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von zwei Leitern diese einen Dipol bilden, daß ferner der parallele Resonanzkreis hoher Güte eine zwischen die gegenüberliegenden Leiterenden geschaltete Induktivität enthält, mit der eine Wechselstromquelle zur Erregung des Dipols mit einer Frequenz nahe der Resonanz frequenz des Resonanzkreises gekoppelt ist, und daß zur Verhinderung der Güteänderung des Kreises durch Leitungoverlus te infoLge Feuchtigkeit oder Flüssigkeit im Bohrloch Einrichtungen vorgesehen sind, die aus einer isolierten Konstruktion bestehen, welche den Dipol mit den vorgenannten, mit den angrenzenden Formationen elektrostatisch gekoppelten Leitern, zum Bewegen im Bohrloch trägt, wobei ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, welche beim Be- wegen der Konstruktion längs des Bohrlochs zum Messen der Resonanzänderungen des Resonanzkreises dient.
9. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter aus zwei voneinander durch einen Zwischenraum getrennten, koaxial angeordneten metallischen Zylindern bestehen, zwischen deren einander zugekehrten Enden eine Induktivität geschaltet ist, mit welcher eine Wechselstromquelle zum Erregen der Zylinder als Teile des ausstrahlenden Dipols gekoppelt ist, wobei außerdem Mittel zum Mitschwingen der Induktivität bei einer Frequenz nahe der Frequenz des Wechselstromes vorgesehen sind und wobei eine isolierende Konstruktion zum Tragen der vorgenannten Zylinder und der Induktivität vorhanden ist.
10. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch einen Zwischenraum voneinander getrennten, miteinander über die einen Resonanzkreis ergänzende Induktivität verbundenen Leiter ein kapazitives Element bilden, in welchem das Medium wenigstens zum Teil als dessen Dielektrikum dient, wobei die beiden Leiter dem außerhalb des Gehäuses befindlichen Medium gegenüberliegen und wobei Mittel zur Erregung der Leiter bei einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises vorgesehen sind, um das Medium ohne die isolierende Konstruktion mit den Leitern zu koppeln, und wobei außerdem Mittel zum Messen des Phasenwinkels zwischen der Erregung der Leiter und der Spannung an denselben, als ein Maß des Dielektrikums des Mediums, vorhanden sind.
11. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I und 8 bis I0, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung mindestens eines Leiterpaares dieses sowohl zum Messen der Änderungen in den dielektrischen Eigenschaften des Mediums als auch zur Bildung des Kondensators dient, wobei eine dieLeiterenden verbindende Induktivität zur Bildung eines parallelen Resonanzkreises, außerdem eine zwecks Erregung des Resonanzkreises mit der Induktivität gekoppelte Wechselstromquelle sowie entgegengesetzt gepolte, mit den Leitern an entgegengesetzten Enden der Induktivität verbundene Gleichrichter, außerdem ein mit einem Mittelabgriff versehener, zwischen die Gleichrichter auf der gegenüberliegenden Seite der Leiter geschaltetes Scheinwiderstandsnetzwerk, ferner Mittel zum Zuführen der Verg]eichsspannung bei der Frequenz des Wechselstromes zwischen dem Mittelpunkt des Scheinwiderstandes und dem Mittelpunkt der Induktivität, und zwar bei go0 -Phas enverschi ebung zum vorerwähnten Wechselstrom, und Mittel zum Anzeigen der Spannung an dem genannten Scheinwiderstand vorgesehen sind.
12. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I bis II, gekennzeichnet durch eine Fühleinrichtung, welche eine Induktionsspule mit Klemmen zum Zuführen eines Erregerwechselstromes, eine Anzahl von nebeneinander mit seitlichem Abstand voneinander angeordneten, verlängerten Leitern, eine Einrichtung zum elektrischen Zusammenschalten ausgewählter Leiter mit einer Klemme der Induktionsspule und zum Verbinden des verbleibenden Teils der Leiter mit der anderen Klemme der Induktionsspule zwecks Bildung eines parallelen Resonanzkreises, ferner einen verlängerten, nicht leitenden, ein. flüssigkeitsdichtes Gehäuse für die vorerwähnten Leiter bildenden Zylinder und Isolierbauteile an jedem Ende der Teile enthält, um sie starr im Abstand voneinander im Gehäuse zu halten, wodurch die angrenzenden Medien innerhalb und außerhalb des Gehäuses das Dielektrikum dazwischen bilden und auf diese Weise die Größe der Kapazität zwischen den Leitern steuern.
13. Dielektrische Bohrungsuntersuchung nach Ansprüchen I bis I2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kreuzgliederkettenleiter ausgebildete Phasendiskriminator, der mit ihm verbundene Transformator, das an diesen angeschlossene kapazitive Element sowie gegebenenfalls die Wechselstromquelle zur Erregung des Resonanzkreises in dem mit Halteorganen für die vorgenannten Geräte bzw.

Teile ausgerüsteten, im Bohrloch beweglichen Aufspürisoliergehäuse untergebracht sind, wobei an die Ausgangsklemmen des Diskriminators eine Einrichtung zur Änderungsanzeige in der Resonanz des Resonanzkreises angeschlossen ist.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift N.r. 628 225.