SU1296973A1 - Reception device for low-frequency electric surveying - Google Patents
Reception device for low-frequency electric surveying Download PDFInfo
- Publication number
- SU1296973A1 SU1296973A1 SU843784714A SU3784714A SU1296973A1 SU 1296973 A1 SU1296973 A1 SU 1296973A1 SU 843784714 A SU843784714 A SU 843784714A SU 3784714 A SU3784714 A SU 3784714A SU 1296973 A1 SU1296973 A1 SU 1296973A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- modulator
- low
- working electrode
- pass filter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение касаетс электро- разведочных методов изучени месторождений полезных ископаемых и может быть использовано,.в частности, в скважинных электроразведочных методах . Цель изобретени - повьшение точности измерений низкочастотного электрического пол в скважинах с плохими услови ми заземлений ..Цель достигаетс введением в известное приемное устройство, содержащее полый рабочий электрод, компенсирующий полый электрод и расположенный между ними антенный усилитель, дополнительный рабочий электрод, компенсирующий электрод и антенный усилитель . Кроме того, в скважинный прибор введены фильтр верхних частот, задающий генератор высоких частот, модул тор, буферный каскад,-демодул тор , а в наземный пульт - полосовой фильтр и детектор. Кроме того, в модул тор введены две цепи обратной св зи по несущей частоте и по огибающей высокочастотного колебани , а рабочие электроды выполнены в виде сменных цилиндров, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л СО 05 СО СОThe invention relates to electrical exploration methods for the study of mineral deposits and can be used, in particular, in downhole electrical exploration methods. The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements of a low-frequency electric field in wells with poor grounding conditions. The goal is achieved by introducing a known receiving device containing a hollow working electrode that compensates for a hollow electrode and an antenna amplifier located between them, an additional working electrode compensating the electrode and the antenna amplifier . In addition, a high-pass filter, a high-frequency master oscillator, a modulator, a buffer stage, a demodulator, and a ground-band controller — a band-pass filter and a detector are introduced into the downhole tool. In addition, two feedback circuits for the carrier frequency and for the high-frequency oscillation envelope are introduced into the modulator, and the working electrodes are made in the form of replaceable cylinders, 1 hp. f-ly, 2 ill. (L CO 05 CO CO
Description
tsts
2020
1129697311296973
Изобретение относитс к электро- разведочным методам изучени месторождений полезных ископаемых. Преимущественна область его применени - скважинные злектроразведочные мето- 5 ды, в которых измер етс низкочастотное электрическое поле.The invention relates to electrical exploration methods for the study of mineral deposits. An advantageous area of its application is borehole electroprospecting methods, in which a low-frequency electric field is measured.
Цель изобретени - повышение точности измерени низкочастотного электрического пол в сухих скважинах. ОThe purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of a low-frequency electric field in dry wells. ABOUT
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - блок-схема модул тора, используемого в устройстве.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; 2 is a block diagram of a modulator used in the device.
Устройство содержит два полых рабочих электрода 1.1 и 1.2, вьтолнен- |Ных из провод щего материала, например металла, два полых компенсирующих электрода 2.1 и 2.2, расположенных в пространстве между антеннь ми усилител ми 3.1 и 3.2 и рабочими электродами. Рабочие электроды соединены с входами антенных усилителей. Антенные усилители соединены между собой двухпроводной линией 4. В одну из ветвей двухпроводной линии 4 включен трансформатор 5 св зи, к концам другой ветви присоединены полые компенсирующие электроды.The device contains two hollow working electrodes 1.1 and 1.2, filled with a conductive material, such as metal, two hollow compensating electrodes 2.1 and 2.2, located in the space between the antennas 3.1 and 3.2 and the working electrodes. The working electrodes are connected to the inputs of antenna amplifiers. The antenna amplifiers are interconnected by a two-wire line 4. A transformer 5 is connected to one of the branches of the two-wire line 4, and hollow compensating electrodes are connected to the ends of the other branch.
30thirty
Трансформатор св зи подключен к входу избирательного усилител 6, выход которого присоединен к низкочастотному входу модул тора 7. К высокочастотному входу модул тора 7 через буферный каскад 8 присоедд нен задающий генератор 9 высокой частоты. Выход модулйтора двухпроводной симметричной линией 10, проход щей через один из полых компенсируюа|их электродов и соответствующий ему рабочий, соединен с входом фильтра 11 верхних частот. Блоки с 1 по 11 конструктивно вход т в состав скважинного прибора . Фильтр нагрз жен на каротажный кабель 12, соединенный с наземным пультом. Кабель непосредственно св зан с входом полосового фильтра 13 и демодул тором 14, Выход демодул измерительной линии с источником принимаемого сигнала. Так как конструктивно рабочие электроды представл ют собой цилиндры из провод щего материала, расположенные на корпусе скважинного прибора из изол тора, то дл уменьшени импеданса электродов целесообразно увеличить диаметр электрода . Ограничени здесь возникают в св зи с обеспечением необходимого технологического зазора между стенкой скважины и электродом. Как показывают расчеты, разность диаметров скважины и рабочего электрода не должна превьшать 10 мм.A communication transformer is connected to the input of the selective amplifier 6, the output of which is connected to the low-frequency input of the modulator 7. To the high-frequency input of the modulator 7 via a buffer stage 8 connects a high-frequency master oscillator 9. The output of the modulator by a two-wire symmetrical line 10 passing through one of the hollow compensating electrodes and the corresponding working electrode is connected to the input of the high-pass filter 11. Blocks 1 through 11 are structurally incorporated into the downhole tool. The filter loads a wireline 12 connected to a surface console. The cable is directly connected to the input of the bandpass filter 13 and the demodulator 14, the output of the demodule of the measuring line with the source of the received signal. Since structurally working electrodes are cylinders of conductive material located on the body of an downhole tool made of an insulator, it is advisable to increase the diameter of the electrode to reduce the impedance of the electrodes. Constraints here arise in connection with providing the necessary technological gap between the borehole wall and the electrode. As the calculations show, the difference in the diameters of the well and the working electrode should not exceed 10 mm.
Так как коэффициент усилени антенного усилител близок к единице, а сам усилитель представл ет собой широкополосное устройство, то в нём не происходит преобразовани спектра прин того сигнала. Практически антенный усилитель служит дл согласовани высокого сопротивлени рабочего электрода с низким сопротивлением последующих блоков устройства.Since the gain of the antenna amplifier is close to one and the amplifier itself is a broadband device, it does not transform the spectrum of the received signal. In practice, an antenna amplifier serves to match the high resistance of the working electrode with the low resistance of subsequent blocks of the device.
В св зи с тем, что антенные усили- тели св заны между собой симметричной линией, наводки на каждую из ветвей ли«ии одинаковы и в трансформаторе 5 св зи вычитаютс . Компенсаци паразитных емкостных утечек осущест- также и за счет компенсирующих электродов. Длина линии св зи между электродами определ етс требуемым .35 разносом рабочих электродов. Но дл сохранени точечного характера электродов рассто ние между электродами должно по крайней мере в три раза превышать их: длину.Due to the fact that the antenna amplifiers are interconnected by a symmetric line, the pickups to each of the branches are the same and in the transformer 5 the links are subtracted. The compensation of parasitic capacitive leakage is also due to compensating electrodes. The length of the communication line between the electrodes is determined by the required .35 spacing of the working electrodes. But to maintain the pointlike nature of the electrodes, the distance between the electrodes must be at least three times their length:
40 Таким образом, на выходе трансформатора 5 св зи будет действовать сигнал , равный разности сигналов, наведенных на рабочих электродах. В из- бирательном усилителе 6 происходит 45 фильтраци и усиление сигнала низкой частоты f...40 Thus, at the output of the transformer 5, a signal equal to the difference of the signals induced on the working electrodes will act. In the electoral amplifier 6, 45 filtering and amplification of the low-frequency signal f ...
тотыthen you
В дальнейшем сигнал поступает на низкочастотный вход модул тора. На тора соединен с детектором 15 и рети-у) чсокочастотныА вход модул тора с за- стрирукщим прибором 16.дающего генератора 9 через буферныйSubsequently, the signal arrives at the low-frequency input of the modulator. The torus is connected to the detector 15 and the reti-y) frequency-frequency modulator input with the sweeping device of the 16. giving generator 9 through a buffer
На фиг,2 представлена схема м.оду- каскад 8 подаетс сигнал высокой час- л тора 7 с отрицательными обратными св з ми по. низкой f| (блок 17) и высокой f (блок 18) частотам.Fig. 2 shows a scheme of modulo-cascade 8, a signal from a high-speed clock 7 with negative feedbacks. low f | (block 17) and high f (block 18) frequencies.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
За счет емкости рабочих электродов на земпю осуществл етс св зьDue to the capacitance of the working electrodes on earth, communication is carried out
-ь to
в результате на выходе модул тора в спектре сигнала существует три частоты f, f 1 ± f .As a result, there are three frequencies f, f 1 ± f in the signal spectrum at the modulator output.
Модулированный сигнал по двухпроводной линии, проход щей в том числе внутри полых компенсирующего и антенного электродов, поступает на фильтрThe modulated signal via a two-wire line, including inside the hollow compensating and antenna electrodes, goes to the filter
ss
00
ОABOUT
30thirty
измерительной линии с источником принимаемого сигнала. Так как конструктивно рабочие электроды представл ют собой цилиндры из провод щего материала, расположенные на корпусе скважинного прибора из изол тора, то дл уменьшени импеданса электродов целесообразно увеличить диаметр электрода . Ограничени здесь возникают в св зи с обеспечением необходимого технологического зазора между стенкой скважины и электродом. Как показывают расчеты, разность диаметров скважины и рабочего электрода не должна превьшать 10 мм.measuring line with the source of the received signal. Since structurally working electrodes are cylinders of conductive material located on the body of an downhole tool made of an insulator, it is advisable to increase the diameter of the electrode to reduce the impedance of the electrodes. Constraints here arise in connection with providing the necessary technological gap between the borehole wall and the electrode. As the calculations show, the difference in the diameters of the well and the working electrode should not exceed 10 mm.
Так как коэффициент усилени антенного усилител близок к единице, а сам усилитель представл ет собой широкополосное устройство, то в нём не происходит преобразовани спектра прин того сигнала. Практически антенный усилитель служит дл согласовани высокого сопротивлени рабочего электрода с низким сопротивлением последующих блоков устройства.Since the gain of the antenna amplifier is close to one and the amplifier itself is a broadband device, it does not transform the spectrum of the received signal. In practice, an antenna amplifier serves to match the high resistance of the working electrode with the low resistance of subsequent blocks of the device.
В св зи с тем, что антенные усили- тели св заны между собой симметричной линией, наводки на каждую из ветвей ли«ии одинаковы и в трансформаторе 5 св зи вычитаютс . Компенсаци паразитных емкостных утечек осущест- также и за счет компенсирующих электродов. Длина линии св зи между электродами определ етс требуемым .35 разносом рабочих электродов. Но дл сохранени точечного характера электродов рассто ние между электродами должно по крайней мере в три раза превышать их: длину.Due to the fact that the antenna amplifiers are interconnected by a symmetric line, the pickups to each of the branches are the same and in the transformer 5 the links are subtracted. The compensation of parasitic capacitive leakage is also due to compensating electrodes. The length of the communication line between the electrodes is determined by the required .35 spacing of the working electrodes. But to maintain the pointlike nature of the electrodes, the distance between the electrodes must be at least three times their length:
40 Таким образом, на выходе трансформатора 5 св зи будет действовать сигнал , равный разности сигналов, наведенных на рабочих электродах. В из- бирательном усилителе 6 происходит 45 фильтраци и усиление сигнала низкой частоты f...40 Thus, at the output of the transformer 5, a signal equal to the difference of the signals induced on the working electrodes will act. In the electoral amplifier 6, 45 filtering and amplification of the low-frequency signal f ...
тотыthen you
каскад 8 подаетс сигнал высокой час- cascade 8 is given a high-frequency signal
-ь to
в результате на выходе модул тора в спектре сигнала существует три частоты f, f 1 ± f .As a result, there are three frequencies f, f 1 ± f in the signal spectrum at the modulator output.
Модулированный сигнал по двухпроводной линии, проход щей в том числе внутри полых компенсирующего и антенного электродов, поступает на фильтрThe modulated signal via a two-wire line, including inside the hollow compensating and antenna electrodes, goes to the filter
11 верхних частот, полоса пропускани которого выбрана таким образом, что он пропускает без искажени модулиро- ваиньш сигнал, т.е. частоты f.,f 11 high frequencies, the bandwidth of which is chosen in such a way that it transmits without distortion the modular signal, i.e. frequency f., f
о Ь about b
и срезает низкочастотную часть спектра .and cuts off the low-frequency part of the spectrum.
Затем по кабелю 12 сигнал поступает на вход полосового фильтра 13, который конструктивно вл етс элементом наземной части аппаратуры. В целом система преобразовани сигнала и его фильтрации с помощью фильтров 11 и 13 позвол ет избавитьс как от возможных электромагнитных наводок от посторонних источников, так и отThen, via cable 12, the signal enters the input of the band-pass filter 13, which is structurally an element of the surface part of the apparatus. In general, the signal conversion and filtering system using filters 11 and 13 allows one to get rid of possible electromagnetic interference from extraneous sources as well as
сигнала рабочей частоты f., которыйoperating frequency signal f., which
кto
тажным кабелем 12, длина и марка которого могут быть различны, а следовательно , модул тор должен стабильно работать на различные нагрузки. Дл , вьтолнени указанных вьше требований в модул тор введены две цепи обратной св зи по несущей частоте f, и по огиDcable 12, the length and brand of which can be different, and therefore, the modulator must operate stably for different loads. In order to fulfill the above requirements, the modulator introduced two feedback loops at the carrier frequency f, and
бающей высокочастотного колебани L.high frequency oscillation L.
Если использовать только одну пет- JO лю обратной св зи, то больша величина коэффициента св зи приведет систему к сдмовозбуждению на соответст- :вующей частоте.If only one feedback loop is used, a large magnitude of the coupling coefficient will cause the system to become excited at the corresponding frequency.
Использование одновременно двух f5 цепей позвол ет создать в целом систему с глубокой обратной св зью, в которой расширение динамического ди- апаЗона, улучшение линейности,уменьшение зависимости параметров от велинаводитс на каротажньш катель.The use of two f5 circuits simultaneously allows one to create a system with deep feedback, in which the expansion of the dynamic diapason, the improvement of linearity, the reduction of the dependence of parameters on the log is brought to the logging station.
Как уже отмечалось вкапе, учитьгаа большую длину кабел и его возможную близость к источнику рабочего сигнала20 чины нагрузки, происходит при сравни- (например, при работе в варианте за- тельно слабых обратных св з х по выр да ) величина сигнала, наводимого на кабель может превзойти сигнал, поступающий с электродов. Само по себе применение в подобных случа х в геофизической аппаратуре передачи полезного сигнала с преобразование его спектра известно давно (например, в аппаратуре радиоволновых метров). Там используетс принцип супергетеродин- ного приема, а в устройстве примен ютс соответствукшще блоки.As already noted in the cab, taking into account the long cable length and its possible proximity to the source of the working signal 20 of the load, occurs when comparing (for example, when working in a version of extremely weak feedback links), the amount of signal induced on the cable can transcend the signal coming from the electrodes. The application in similar cases in geophysical equipment for transmitting a useful signal with the transformation of its spectrum has long been known (for example, in equipment of radio wave meters). There, the principle of superheterodyne reception is used, and the corresponding blocks are used in the device.
Учитыва низкочастотный спектр рабочего сигнала, а именно сотни,аTaking into account the low frequency spectrum of the working signal, namely hundreds, and
4040
в перспективе дес тки Гц, применение 35 ва был разработан прибор, позвол киций суперге-геродинного приема практически невозможно. Последнее обсто тельство объ сн етс тем, чтб при небольшой промежуточной частоте и близости ее к рабочей, резко возрастают требовани к блокам фильтрации сигналов,что в габаритах скважинных приборов на низких частотах осуществить трудно или невозможно. Сужение полосы пропускани тракта сигнала, кроме того, по необходимости должно привести к увеличению требований по стабильности частоты источников рабочих сигналов, т.е. вызовет сложности при создании генераторных устройств, которые будут использоватьс одновременно с предлагаемым приемным устройством.In the perspective of ten Hz, the use of a 35 VA instrument was developed, allowing superhero herdin reception to be almost impossible. The latter circumstance is explained by the fact that with a small intermediate frequency and its proximity to the operating frequency, the requirements for signal filtering blocks increase dramatically, which is difficult or impossible to achieve in the dimensions of downhole tools at low frequencies. The narrowing of the signal path bandwidth, in addition, if necessary, should lead to an increase in the requirements for frequency stability of the sources of working signals, i.e will cause difficulties in creating generating devices that will be used simultaneously with the proposed receiver.
Учитыва , что диапазон изменени рабочего сигнала велик, к модул тору предъ вл ютс повышенные требовани в отношении динамического диапазона и линейности. Кроме того, из самой схемы устройства следует, что модул тор через фильтр 11 св зан с каро-Considering that the range of variation of the operating signal is large, the modulator is subject to increased requirements with regard to dynamic range and linearity. In addition, from the device circuit itself, it follows that the modulator, through filter 11, is connected to the
измер ть низкочастотное электрическое поле в скважине. Преимущества такого прибора очевидны при работе в услови х скважин, пройденных в услови х вечной мерзлоты, в горах, в подземных горных выработках, т.е. где встречаютс в большом количестве сухие скважины.measure the low-frequency electric field in the well. The advantages of such a device are obvious when working in conditions of wells covered in permafrost conditions, in mountains, in underground mines, i.e. where dry wells are found in large numbers.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843784714A SU1296973A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Reception device for low-frequency electric surveying |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU843784714A SU1296973A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Reception device for low-frequency electric surveying |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1296973A1 true SU1296973A1 (en) | 1987-03-15 |
Family
ID=21136296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU843784714A SU1296973A1 (en) | 1984-07-05 | 1984-07-05 | Reception device for low-frequency electric surveying |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1296973A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567181C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 |
-
1984
- 1984-07-05 SU SU843784714A patent/SU1296973A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Комаров В.А. и др. Скважинна электроразведка методом вызванной пол ризации. Д.: Недра, 1969, с.78-80. Авторское свидетельство СССР р 646295, кл. G 01 V 3/12, 1976. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567181C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | System for very low-frequency and extremely low-frequency communication with deep-sunk and remote objects - 1 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2364957A (en) | Electrical surveying | |
US2507351A (en) | Transmitting of information in drill holes | |
US4652829A (en) | Electromagnetic logging apparatus with button antennas for measuring the dielectric constant of formation surrounding a borehole | |
US7243028B2 (en) | Methods and apparatus for reducing electromagnetic signal noise | |
CN103809206B (en) | Nuclear magnetic resonance and transient electromagnetic combined use underground water detection device and detection method | |
US4107598A (en) | Electromagnetic wave logging system for determining resistivity and dielectric constant of earth formations | |
US4689572A (en) | Electromagnetic logging apparatus with slot antennas | |
ES8502202A1 (en) | Apparatus and method for logging wells while drilling. | |
JPH0271145A (en) | Improvement in cable flaw detection system | |
US2573133A (en) | Well logging system | |
GB2284064A (en) | Well logging method and apparatus involving electromagnetic wave propgation providing variable depth of investigation by combining phase angle and amplitude a | |
IE34889L (en) | Investigating earth formations | |
SU1296973A1 (en) | Reception device for low-frequency electric surveying | |
US2501953A (en) | Electrical well logging system | |
GB2083321A (en) | A method of signalling along drill shafts | |
US4891641A (en) | Method for transmitting data over logging cable | |
US20190219726A1 (en) | Active damping for multi-frequency nmr logging tools | |
CN211402772U (en) | Double-frequency induced polarization signal sending device | |
US2615956A (en) | Borehole telemetering | |
NL8102401A (en) | APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING SIGNALS IN A DRILLING HOLE DURING DRILLING | |
US2291779A (en) | Geophysical apparatus and method | |
RU2723478C1 (en) | Device for measurement of natural electromagnetic signals in well | |
SU150952A1 (en) | Well logging tool while drilling | |
SU1246035A1 (en) | Equipment for geoelectric surveying | |
RU2092875C1 (en) | Device for electromagnetic well logging probing |