Функциональная схема модуля электромагнитного каротажа.

Функциональная схема модуля ЭМК изображена на рис.3.24: 1, 2, 3 –электронные ключи, 4 –первый датчик тока (д.т.1), 5 – второй датчик тока (д.т.2), 6 – первый преобразователь напряжения, 7 – второй преобразователь напряжения, 8 – порт управления коммутацией

(ПУК), 9 - двухканальный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), 10 – цифровой сигнальный процессор, 11 – многоканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП),

12 – устройство ввода-вывода (УВВ), 13 – память команд, 14 – память хранения результатов измерений.

Модуль работает следующим образом. Сигнал синхронизации поступает с передатчика

электромагнитного канала связи ЗТС на УВВ процессора, через ПУК сигналы подаются на электронные ключи 1, 2 и 3. Ключ 1 размыкается, отключая выходную цепь передатчика ЗТС от электрического разделителя, ключ 2 размыкается, преобразователь напряжения 7 расшунтируется и с него на разделитель подается зондирующий сигнал – напряжение U2(ω2). Ключ 3 замыкается, подключая преобразователь напряжения 7 к измерительной цепи. С преобразователей напряжений 7 и 6 через многоканальный АЦП 11 сигналы поступают в процессор 10, где они измеряются и обрабатываются. После замыкания ключа 3 и подачи зондирующего сигнала на электрический разделитель через датчики тока 4 и 5 (д.т.1 и д.т.2) протекают токи, замыкающиеся по следующим контурам.

Два токовых контура с преобразователем напряжения 6 – U1(ω1). Для датчика тока 4:

корпусная точка прибора (КТП)→ датчик 4 → ключ 3→блок 6→проводимости (Y1 – Y10) → КТП.

Для датчика тока 5: датчик 5 →ключ 3 →блок 6 → проводимости (Y3 – Y30) → блок 7 → датчик 5.

Во втором случае токами проводимости (Y1 – Y10) и (Y2 – Y20) пренебрегают из-за малых внутренних сопротивлений преобразователей.

Два токовых контура с преобразователем напряжения 7 – U2(ω2). Для датчика тока 4:

КТП → датчик 4 →датчик 5 →блок 7→ проводимости (Y2 – Y20) →КТП.

Для датчика тока 5: датчик 5 → ключ 3 → блок 6 → проводимости (Y3 – Y30) →, блок 7 → датчик 5.

Во втором случае током проводимости (Y1 – Y10) пренебрегают из-за малого внутреннего сопротивления преобразователя 6.

Преобразователи 6 и 7 выдают напряжения U1(ω1) и U2(ω2) с частотами ω1 и ω2, они работают одновременно в непрерывном режиме. Синусоидальные напряжения U1(ω1) и U2(ω2) формируются в цифровую форму в сигнальном процессоре 10 и через двухканальный ЦАП 9 подаются на блоки 6 и 7. Сигналы, пропорциональные токам с датчиков 4 и 5, после преобразования в многоканальном АЦП 11 в цифровой форме поступают в процессор 10. В нём фильтруются и измеряются токи I1, I2 с частотами ω1 и ω2. С преобразователей напряжения 6 и 7 напряжения U1(ω1) и U2(ω2) через АЦП 11 подаются в процессор 10, где измеряются и обрабатываются. Через УВВ 12 они поступают в передающее устройство ЗТС. В памяти команд 13 содержатся алгоритмы измерения и обработки сигналов. Память 14 хранит результаты, не передающиеся в наземную часть из-за ограниченной пропускной способности канала связи ЗТС.

Модуль ЭМК имеет преимущества с другими известными средствами каротажа в процессе бурения:

1. Использование конструктивных элементов передающей части ЗТС в качестве электродов-зондов ЭМК.

2. Одновременный каротаж разбуриваемого пласта и бурового раствора на двух рабочих частотах зондирующего электрического поля по двум параметрам: диэлектрической проницаемости среды и удельной электрической проводимости, что повышает надёжность и информативность каротажа.

3. Выделение наиболее информативных составляющих измеряемых сигналов электрофизических параметров околоскважинного пространства и бурового раствора.

4. Обработка информации бортовым компьютером ЗТС в реальном масштабе времени и передача в наземную часть ЗТС по беспроводному ЭМКС.

5. Совместная работа системы каротажа с электромагнитным каналом связи в режиме разделения по времени.

6. Простота изготовления модуля ЭМК на современной элементарной базе и микропроцессорной технике.