Проф. В. Н. ДАХНОВ

ПРОМЫСЛОВАЯ ГЕОФИЗИКА

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ,
АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ,
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Допущено Министерством высшего образования СССР
в качестве учебного пособия
для нефтяных и геолого-разведочных вузов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
НЕФТЯНОЙ и горно-топливной литературы

Моск в а 1959
11-5—2

АННОТАЦИЯ

В книге изложены сведения, необходимые для изучения
первых двух разделов курса «Промысловая геофизика». «Методы
промысловой геофизики, основная измерительная аппаратура
и оборудование» я «Электрические методы исследования раз-
резов скважип».

В книге, приведены основные сведения о методах промы-
словой геофизики, конструкциях и пршшппах действия на-
земной измерительной аппаратуры и специального оборудова-
ния промыслово-геофизических партий и изложены основы
теории методов кажущегося сопротивления, сопротивления
заземления, индукционного сопротивления, потенциалов соб-
ственной и вызванной поляризации и практика проведения
работ отпми методами па скважинах.

Книга является учебным пособием для студентов, спе-
циализирующихся в области геофизических методов исследо-
вания скважин, и может быть использована инженерами и сту-
дентами полевой геофизической, геологоразведочной и горпо-
пефтяпой специальностей.

Рецензент ы:

1)	Кафедра разведочной геофизики Грозненского нефтяного
института;

2)	профессор, доктор физико-математических наук Л. Г. ТАРХОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ

Получение достоверных и возможно более полных сведений о геологи-
ческом строении месторождений полезных ископаемых является основным
условием пысококачествеппого выполнения геолого-разведочных работ. Для
этого при бурспип скважин приходилось производить многочисленный,
а иногда и сплошной отбор корна, что требовало больших затрат труда и
времени. Особенно низкими были темпы бурения нефтяных и газовых сква-
жин, где вследствие больших глубин па отбор 1 м породы буровая бригада
передке затрачивала до 6 час. и более. Отбор керна по всему разрезу сква-
жины сокращал среднюю скорость проходки в несколько раз, вследствие
чего значительно повышалась себестоимость нефти и газа, промышленная
разводка и разработка которых производятся в основном при помощи глубо-
ких скважин.

Для ускорения проходки скважин в нефтепромысловой практике часто
отказывались от сплошного отбора кориа и брали образцы пород лишь па
участках разреза, близких к продуктивным горизонтам. В этом случае
получение полных сведений о разрезе разрабатываемого месторождении
становилось невозможным и представление о строении промысловой площади
и структуре эксплуатируемых горизонтов, их пористости, проницаемости,
степени пефтепасыщопия основывалось лишь па более или менее достоверных
геологических гипотезах. Сокращение отбора грунтов приводило и к тому,
что ряд объектов разработки оставался повыявлопным. Это в конечном итоге
пе позволяло получать полных сведений о промышленных ресурсах месторо-
ждений. Кроме того, из-за несовершенства конструкций колонковых до-
лот образцы рыхлых и обычно наиболее продуктивных нефтеносных и газо-
носных песков и песчаников, а также ископаемых углей в разрезах уголь-
ных скважин часто терялись при подъеме долота, вследствие чего даже
при сплошном отборе пород сведения о геологических разрезах скважин
оказывались неполными и не соответствовали действительности.

Таким образом, при разведке и разработке месторождений полезных
ископаемых пришлось столкнуться с противоречием: частый отбор образцов
пород, без которого практически была немыслима эффективная разводка
месторождений (а также разработка пефти и газа), снижал скорость про-
ходки скважин, ограничивал темпы разводки и разработай месторождений,
повышал себестоимость продукции и в конечном итоге понижал эффективность
горного предприятия.

Необходимость высоких темпов разведки и разработки месторождений
полезных ископаемых при максимальной геологической изученности этих
месторождений заставила заняться отысканием более совершенных, не тре-
бующих длительных перерывов в бурении способов изучения горных пород
в скважинах,

В результате творческого труда работников науки и производства за-
дача создания методов бескернового определения и изучения горных пород
и полезных ископаемых в разрезах скважин успешно решена,
На базе современных достижений физики и измерительной техники и
установленных четких зависимостей между литолого-петрографическими
особенностями горных пород (как, например, минералогическим составом,
дисперсностью, пористостью и др.) и их физическими свойствами — удель-
ными .ыектрическим н тепловым соиротивлеимями, электрохимической актив-
ностью, радиоактивностью и др. — был создай комплекс геофизических
методов боскариовой геологической документации разрезов скважин. Ком-
плекс этих методов, получивших общее название г о о ф и з и ч о с к и х
методе в и с с л о д о в а п и я с к в а ж и и иди методов промыс-
ловой гео ф и з и к п, включает электрические, радиоактивные, тер-
мические, магнитные, геохимические и другие физические методы. Совместное
применение перечисленных методов в том случае, когда известны физиче-
ские свойства горных пород \ дает возможность без отбора пород из сква-
жины па поверхность решать следующие задачи:

1)	определять породы, слагающие разрез исследуемой скважины, де-
тально изучать их структуру (выделять пропластки и включения), устана-
вливать угол и азимут падения п простирания осадочных образовании и руд-
ных тол;

2)	изучать коллекторские свойства горных пород;

3)	выявлять полезные ископаемые — нефть, газ, камонпыо угли и руды;

4)	определять промышленные ресурсы полезных ископаемых, коли-
чественно и качественно оценивать иефтенасыщение, газопасыщеиио и в не-
которых случаях угленасыщоипо и оруденение горных пород.

Геофизические методы исследования скважип также позволили наиболее
точно изучать их техническое состояние, а именно:

'1	) определять диаметр, угол и азимут искривления скважип;

2)	устанавливать высоту подъема цементного кольца за колонной, ка-
чество цементации и характер распределения цемента;

3)	выявлять места притоков вод п устанавливать зоны их затрубной
циркуляции;

4)	измерять положение уровня жидкости в скважине;

5)	находить местоположение оставленных в скважине металлических
-предметов и давать ответы па многие другие менее существенные вопросы.

Удобное в обращении и хорошо разработанное оборудование для гео-
физических исследований скважин было использовано при создании ряда
весьма эффективных способов перфорации обсадных колонн, отбора проб
пород пз стенок скважины и торпедирования ее отдельных участков. Вслед-
ствие этого порсчислеппые работы, имеющие по своему существу мало об-
щего с геофизическими методами исследования скважип, были включены
в комплекс работ, выполняемых в настоящее время организациями промы-
слово-геофизической службы.

Особенно большое значение имеет промысловая геофизика в нефтяной
промышленности, где добыча и разведка иефтп и газа требуют бурения боль-
шого числа глубоких скважип.

Широкое использование методов промысловой геофизики позволило
в нефтяной промышленности совершенно изменить ранее применявшуюся
методику изучения разрезов скважин и перейти почти повсеместно (за исклю-
чением опорных и мелких скважип, а также незначительной части разрезов
разведочных скважин) па бурение скважин без отбора корна. При этом
геологическое познание разрезов скважип но только не ухудшилось, по,
наоборот, стало более детальным и точным (особенно с внедрением микро-
исследований), а разрезы скважин падежное сопоставимыми.

1 Изучаются па образцах горных пород, отобранных из опорных и некоторой части
азводочпых скважин.
Этот на первый взгляд парадоксальный факт, когда косвенные методы
дают более точные данные, чем прямые, объясняется следующим.

1.	Геофизические методы определяют горные породы непосредственно
в условиях их естественного залегания, без нарушения их структуры,
а иногда и состава, нередко наблюдающихся при выносе пород на поверх-
ность. В частности, поданным анализа керна практически невозможно опро*
долить коэффициент нефтегазопасыпцзпня коллекторов, что имеет цорвосте*
пенное значение при поисках нефти и газа.

2.	Современный метод отбора керпа при глубоком бурении, как об
этом указывалось выше, весьма песоворшепоп. Колонковым долотом в пре-
обладающем большинство случаев выносятся на поверхность крепкие породы.
Таким образом, по данным керна невозможно полностью изучать разрезы
скважип. Это приводит иногда к грубым ошибкам. Например, если при от-
боре корна не были подняты образцы хороших коллекторов нефти и газа или
ископаемых углей, то на основании анализа керна может быть дано отрица-
тельное заключение о наличии перечисленных полезных ископаемых, в дей-
ствительности присутствующих в разрезе скважины.

3.	Геофизические методы дают непрерывные диаграммы измеряемых
физических параметров, которые вследстппо их значительной дифференциа-
ции и наглядности графического изображения позволяют уловить тончай-
шие изменения свойств горных пород. Том самым обеспечивается наиболее
надежное расчленение разрезов скважип и их сопоставление (корреляция)
между собой.

4.	Геофизические методы дают возможность выделять топкие прослоя
пород (мощностью несколько сантиметров) и тем самым наиболее детально
изучать разрезы скважип, либо, используя измерения в большом объеме
пород (до нескольких ж.3), йолучать интегральные эффекты, в некоторых
случаях более, полно характеризующие породу, чем это можно сделать по
данным отбора единичных корнов малого размера (например, при определении
пористости, проницаемости и степени пефтснасыщевия коллекторов),

Бурение скважин боз отбора керпа обеспечило резкое увеличение ско-
рости проходки их. Это позволило значительно повысить эффективность по-
исков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений, где промыс-
лово-геофизические исследования обеспечивают ежегодную многомиллион-
ную экономию средств при разведочных и промысловых работах.

Детальные сведения о разрезах скважин, получаемые по данным
промысловой геофизики, обеспечивают нс только подробное изучение разре-
зов скважип, ио при достаточном числе последних и наиболее обоснованное
познание геологического строения месторождений в целом, без чего невоз-
можна рациональная разработка их.

Методы промысловой геофизики дают возможность «видеть», что происхо-
дит в скважине и в период ее жизни, В частности, в пефтяной промышлен-
ности данные промысловой геофизики повышают эффективность использо-
вания скважин для извлечения нефти и газа, способствуют удлинению срока
их службы и позволяют обеспечить эффективное проведение в жизнь рацио-
нальных методов разработки этих ископаемых.

Все сказанное предопределяет промышленное значение методов промыс-
ловой геофизики, представляющих собой передовую и стоящую па высоком
научном и техническом уровне отрасль геолого-разведочного дола, и заста-
вляет уделять серьезное внимание дальнейшему развитию этих методов и
разработке новых, обладающих еще большими производственными возмож-
ностями.

Ввиду огромного значения промысловой геофизики в нефтяной промыш-
ленности в 1940 г. в учебные планы геофизической и геологической специаль-
ностей нефтяных вузов был введен специальный курс промысловой геофи-
зики, впервые созданный автором в Московском ордена Трудового Красного
Знамени нефтяном институте имени акад. И. М. Губкина,

В связи с дальнейшим повышением роли и значения геофизических ме-
тодов исследования скважин в 1945 г. курс промысловой геофизики начали
читать для студентов, специализирующихся по бурению нефтяных и
газовых скважин п эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, и
позднее для студентов специальности «Экономика и организация нефтяной
и газовой промышленности». В геолого-разведочных институтах был введен
курс буровой геофизики, являющийся аналогом курса промысловой гео-
физики нефтяных вузов.

В последующие годы в горных и нефтяных институтах по требованию
промышленности была создана специализация по геофизическим методам
исследования скважин. В учебном плане этой специализации профилирую-
щими являются общие курсы: «Физические свойства горных пород» и «Про-
мысловая геофизика» и специальные курсы: «Аппаратура и оборудование
промыслово-геофизических цартий», «Электрические методы исследования
скважин», «Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования
скважин», «Методы изучения технического состояния скважин, перфора-
ция. и торпедирование» и курс «Интерпретация данных геофизических мето-
дов исследования скважин».

В настоящем учебном пособии по промысловой геофизике, написанном
для специализации «Геофизические методы исследования скважин», изложены
первые разделы курса промысловой геофизики и разделы первых двух спе-
циальных курсов, посвященные общему ознакомлению с методами промыс-
ловой геофизики и изучению аппаратуры и оборудования промыслово-гео-
физических партий и электрических методов исследования скважин.

Два следующих раздела — радиоактивные и другие неэлектричоские
методы исследования скважин и геофизические методы изучения техниче-
ского состояния скважин — выделены во вторую часть пособия, которая
будет подготовлена в будущем.

В написанном руководстве отсутствуют разделы, освещающие теорию и
практику геологической и геофизической интерпретации результатов гео-
физических методов исследования скважин, поскольку эти вопросы согласно
учебному плану изучаются отдельно в самостоятельном курсе «Интерпрета-
ция данных геофизических методов исследования сквшкип».

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность коллек-
тиву кафещры промысловой геофизика Московского нефтяного института
им. акад. И. М. Губкина за помощь, оказанную при подготовке рукописи
к изданию, п особенно Б. 10. Вопделыптойпу, Д. И. Дьяконову,
В. Н. Кобраповой, А. П. Лебедеву, Е. А. Нойману, В. Ф. Почерпикову
и И. И. Фельдману за ряд справедливых замечаний, учтенных автором
при написании этой работы.

Автор будет также признателен читателям за деловую критику книги,
материалы которой просит направлять в адрес кафедры промысловой гео-,
физики Московского нефтяного института нм. акад. И. М. Губкина (Москва,
Ленинский проспект, д. 6).
ВВЕДЕНИЕ

КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ
ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ

Температура была первым физическим параметром, который исследо-
вали в скважинах, сперва с общепознавателыюй целью, а затем для выяв-
ления геологической характеристики изучаемого района. Ужо к началу XX
столетия было установлено, что характер изменения температуры горных
пород с глубиной в различных районах земного шара различен и зависит от
особенностей их геологического строения.

' В 1908 г. крупнейший русский геолог-нефтяник Д. В. Голубятников
впервые обратил внимание исследователей на возможность использования
измерений температур в скважинах в чисто практических целях для изу-
чения продуктивной части разреза нефтяных месторождений.

В своей классической работе [23], посвященной результатам широкого
опробования термометрии скважин на месторождениях Апшеронского
полуострова, Д, В. Голубятников писал: «Помимо чисто научного интереса,
измерения температур в-скважине имели целью выявить вопросы практиче-
ского характера. На нефтяных промыслах вместе с нефтью из скважины
получают воду. Нормальная жизнь скважины протекает в таком порядке:
в начале экеллоатации из скважины получается более или менее -чистая
нефть с небольшой примесью воды и грязи; затем количество нефти посте-
пенно падает и количество воды увеличивается. Откуда поступает вода в сква-
жину, была ли она в пласте вместо с нефтью, или же она поступает
с верхних горизонтов по затрубному пространству, или по трещинам снизу —
итого нельзя было выявить без измерения температуры воды и нефти...» и
далее: «Если бы удалось выявить температуру слоев, содержащих нефть,
температуру пустых слоев и температуру притекающей к забоям воды, то тогда
мы могли бы ответшь па вопрос, откуда притекает нефть к забою скважины,
и, следовательно, могли бы решить академический вопрос, поднимается ли
в настоящее время нефть по трещинам. В то же время мы могли бы решить
вопрос, имеющий, кроме теоретического интереса, чисто практическое зна-
чение, откуда притекает вода: из нефтяного пласта вместе с нефтью, или
же сверху с неизолированного водяного горизонта, или же она поднимается
снизу по трещинам».

Таким образом, Д. В. Голубятников считал, что геотермические
исследования представляют собой новый способ изучения скважип, при по-
мощи которого представляется возможность дать ответ па ряд вопросов,
повседневно волнующих нефтепромысловых геологов. Решение этих вопросов
было невозможно при существовавших в то время методах исследования
скважип. В геотермических исследованиях Д. В. Голубятников видел но-
вую, прогрессивную методику познания недр, основанную на изучении
физических явлений, наблюдаемых в природе.

Работы Д. В. Голубятникова явились первыми промыслово-геофизи-
ческими исследованиями, открывшими широкую возможность использо-
вапия физических явлений в скважинах с целью изучения их геологиче-
ского разреза, недоступного визуальным наблюдениям. Опи явились тем
фундаментом, на базе которого наши советские ученые и производственники
создали новую передовую отрасль пауки — промысловую геофизику, являю-
щуюся могучим средством наиболее полного и всестороннего изучения место-
рождений полезных ископаемых.

Следующим крупным вкладом в зарождающуюся промысловую геофизику
явилось создание метода исследования разрезов скважин, основанного иа
изучении удельного электрического сопротивления горных пород и связанного
с ним параметра, называемого кажущимся удельным электрическим, сопроти-
влением gSi. Этот метод был предложен в 1926 г. К. Шлумберже (С. Schlum-
berger, Франция) [38] и получил в дальнейшем название электрического
каротажа скважин Сопротивление в этом методе измеряют при помощи спе-
циальной трехэлектродпой установки, опускаемой в скважину (рис. '1).

В 1929 г. по инициативе Д. В. Голубятникова этот метод начал при-
меняться в СССР. Результаты первых работ, выполненных в объединениях
Грозиефть, Азнефть, Майнофть и Эмбапефть, установили большие производ-
ственные возможности нового метода.

По данным метода сопротивления (рис. 1, кривая /) возможно было вы-
делять по только опорные горизонты (рис. 1, пласты a. b, с, г, /), резко
отличающиеся по удельному электрическому сопротивлению, но самое
главное — выявлять нефтеносные пласты (е, /, g, т), изучать их структуру,
точно определять мощности пластов и тем самым уточнять данные о промыш-
ленных ресурсах месторождения. Проведение электрического исследования
скважип даже на первом этапе развития этого метода представляло потрудо-
емкую операцию по сравнению с отбором пород. Если для отбора 1 м по-
роды необходимо было затратить до 6 час. и более, то новый метод давал
возможность на 12—15 час. получать диаграмму электрического сопроти-
вления тысячометровой скважины, изморенного через каждый метр. Правда,
в то время электрический метод бескернового изучения разрезов скважин
был далеко не совершенен. В частности, аномалиями одинакового сопро-
тивления выделялись как проницаемые нефтеносные горизонты (е, /, g, т),
так и иенефтепосные плотные и твердые породы (н, Ь, с, i, I), что затрудняло
расшифровку разрезов скважип по диаграммам сопротивлений. Однако
это обстоятельство но исключало возможности широкого использования но-
вого метода в промышленности, так как получение дополнительных, даже
неполных, сведений о разрезах скважин оправдывало относительно неболь-
шие расходы на проведение геофизических исследований.

В 1931 г. па основании анализа результатов электрических измерений,
выполненных советскими геофизиками и геологами и сотрудниками фирмы
Шлумберже в скважинах месторождений объединений Азнефть и Гроз-
нефть, К. Шлумберже был предложен новый метод электрометрии скважип,
заключающийся в изучении потенциалов Uca естественных электрических
полей, наблюдающихся в горных породах в условиях их естественного зале-
гания и при пересечении пород скважиной. Новый способ исследования сква-

1 Каротаж — carottago — французское слово, введенное в промысловую геофизику
фирмой Шлумберже. Корень слова — «морковь» в переносном смысле значит цилиндрик
породы, напоминающий споим видом морковь каротель. Несмотря па то, что слово «каро-
таж» широко использовалось до последнего времени у нас в разговорной речи и в произ-
водственно-технической литературе, этим словом в настоящем руководстве пользоваться
не будем. Слово «каротаж» механически заимствовано с французского языка и не характе-
ризует производственный процесс геофизического исследования скважин. Это слово
в настоящее время це употребляется в иностранной, далее во французской, литературе.
Электрический каротаж в дальнейшем будем называть методом электрического исследо-
вания скважиц или, сокращенно, алектрометрией скважин.
жни, названный методом PS1, методом естественных потенциалов, потенциа-
лов самопроизвольной поляризации или, правильнее, потенциалов собствен-
ной поляризации, пород [сокращенно СП (IIC)], значительно расширил круг
задач, решаемых электрометрией скважин. В частности, кривая потенциалов
1УСП (рис. 1, кривая II) во многих случаях дает возможность выделять
в разрезах скважин проницаемые горизонты d, е, f, g, h, к. т, обычно отме-
чающиеся пониженными значениями потенциалов собственной поляризации
пород. В связи с введением в производство нового метода сокращалась много-

4ЙЙ

рк,омм

Зи

СР

2

ж

Д

Рис. 1. Схема электро-
метрии скважин метода-
ми сопротивления и по-
тенциалов собственной
поляризации пород.

а — разрез скваишпы; б —
электрограммы; 1 — кривая
сопротивления; II —кривая
потенциалов собственной по-
лириаацнп пород; III —
автомашина с измерительной
аппаратурой;	IV — аоид;

V — лабсль;	I — глины;

2 — пески водоносные; з —
пески нефтеносные; 4 —
песчаники плотные; 5 —
гипс; а, 1>, с, d, е, /, р, р»,
•I, li, I, т — пласты.

а С



зпачпость интерпретации электрограмм, что обеспечивало получение болен
точных сведений о разрезе исследованных скважин. Последнее способство-
вало увеличению объема промыслово-геофизических работ, а вместо с тем
и совершенствованию техники измерений кажущегося сопротивления и по-
тенциалов собственной поляризации пород.

Для советской нефтяной промышленности, развивающейся в условиях
социалистической системы хозяйства, при отсутствии хищнической эксилуа-

1 Сокращение французских слов polarisation spontaiieo, что означает «самопроиз-
вольная, естественная поляризация».
тации недр и частнособственнических засекречиваний сведений о геологи-
ческом строении отдельных месторождений и данных о запасах полезных ис-
копаемых и при обеспечении высокого технического уровня механизации
процессов производства, ведущего к облегчению и повышению производи-
тельности труда, методы геофизического исследования скважип имели и
имеют огромное производственное значение. Они давали возможность наи-
более полно и всесторонне познавать строение отдельных месторождений,
выявлять закономерности в условиях осадконакопления и изменения коллек-
торских свойств пород, их газонефтеносности и углосодержания и том самым
создавать все предпосылки для правильной и эффективной разработки при-
родных богатств. Поэтому в Советском Союзе, как ни в одной стране мира,
было уделено много внимания развитию новой, совершенной техники гео-
лого-разведочного дела.

Особенно большая помощь в деле широкого промышленного внедрения
геофизических методов исследования скважин была оказана акад. И. М. Губ-
киным — крупнейшим советским ученым, организатором и первым руководи-
телем геологической службы нефтяной промышленности СССР. В первые же
дни опробования электрических методов исследования скважин в Грознен-
ском районе И. М. Губкин высоко оценил новую методику изучения раз-
резов скважин.

Придавая огромное значение новой технике геологической документа-
ции разрозов скважин, применение которой обеспечивало значительную
экономию средств при бурении и создавало возможность с наибольшей полно-
той изучать недра разведываемых и разрабатываемых месторождений,
И. М. Губкин указал на необходимость быстрейшего внедрения новой тех-
ники на промыслах и в первую очередь в объединениях Азнефть, Эмбанефть
и Майиефть,

К концу второго года применения электрометрии скважип полученные
результаты были настолько эффективны, что конференция геологов-нефтяни-
ков в Баку под председательством И. М. Губкина признала, что внедрение
пового метода исследования скважип позволило:

1)	сократить до нуля отбор грунтов в эксплуатационных скважинах и
почти до нуля в эксплуатационно-разведочных скважинах;

2)	составлять структурные карты, точнее отражающие действительность
и выгодно отличающиеся от тех карт, которыми оперировали геологи до
внедрения геофизических методов исследования скважин;

3)	получать представления о насыщении нефтью продуктивных пла-
стов;

4)	точно устанавливать положение пластов и их структуру, правильно
разбивать свиты на эксплуатационные объекты;

5)	перестроить разводку и оконтуривание новых пластов и новых зале-
жей.

В связи с весьма эффективными результатами, полученными в первые же
годы применения промысловой геофизики, число промыслово-геофизических
партий в СССР из года в год непрерывно росло и уже в 1932 г., т. е. па тре-
тий год производственного применения метода, почти в полтора раза превос-
ходило суммарное число партий во всех остальных странах мира. При этом
следует учесть, что разведочное и эксплуатационное бурение в СССР в те
годы проводилось в значительно меньшем объеме, чем в капиталистических
странах. Следовательно, роль геофизических методов исследования скважип
в Советском Союзе была несопоставимо выше, чем в любом капиталистическом
государстве. Это являлось одним из многочисленных примеров, подтвер-
ждавших исключительно благоприятные условия для использования в про-
мышленности новейших достижений науки и техники в условиях передовой
системы социалистического хозяйства.
Вместе с увеличением объема работ совершенствовалась и техника изме-
рений. Точечная методика проведения замеров была заменена непрерывной
-записью электрограмм при помощи полуавтоматических регистрирующих
механизмов и, главное, была разработана оригинальная схема, позволяющая
одновременно регистрировать кривые кажущегося сопротивления qk и потен-
циалов ?7СП собственной поляризации пород. Получение непрерывных диа-
грамм и Ucn исключало возможность пропуска маломощных горизонтов
в разрезах исследуемых скважин и позволяло повысить скорость регистрации
измеряемых параметров до 250—500 м/час.

В 1933 г. К. Шлумберже было обращено внимание на возможность изу-
чения разрезов скважин путем исследования остаточных потенциалов, воз-
никающих в горных породах после пропускания электрического тока. Однако
новый способ исследования скважин, получивший название метода РР \
но дал положительных результатов, и после нескольких лот опробования
работы по этому методу были прекращены.

Неудачи, полученные при испытании метода РР, как было показано
автором |4, 5], явились следствием неправильного представления о процес-
сах, порождающих вызванные потенциалы в породах, окружающих скважину.
В результате изучения наблюдаемых явлении в 1945 г. В. Н. Дахиовым
и А. А. Коржевым была разработана специальная измерительная установка
и предложен промышленности новый метод исследования потенциалов 6ГВЦ
вызванной поляризации пород в скважинах. Этот метод сперва получил
название электролитического каротажа, а в настоящее время — метода
потенциалов вызванной поляризации пород (сокращенно метод вызванных
потенциалов обозначается ВП). В связи с особенностями конструкций измери-
тельной установки, обеспечивающими значительное увеличение потенциалов
<{7ПП вызванной поляризации пород, новый способ регистрации этих по-
тенциалов, в отличие от метода РР, оказался весьма эффективным, особенно
при исследовании разрезов угольных скважип, В этой отрасли промышлен-
ности метод потенциалов вызванной поляризации применяется почти повсе-
местно и входит в число основных геофизических способов изучения разрезов
скважип, бурящихся с целью разводки ископаемых углей [7, 25 J.

В 1934 г. Л. Я. Нестеровым [29] был предложен одноэлектродный
метод исследования разрезов скважин, основанный на измерении силы тока/
в цепи заземления, опускаемого в скважину на одножильном кабеле. Вели-
чина этого тока зависит от удельного электрического сопротивления горных
пород, окружающих заземлитель, и тем самым позволяет расчленять породы,
слагающие разрез скважины. В связи с простой схемой измерения (см. § 2)
и использованием легкого одножильного кабеля одпоэлектродпын метод ока-
зался весьма удобным для изучения разрезов неглубоких скважип. Особенно
это относилось к удаленным районам, где при небольших объемах геофизи-
ческих работ в то время была нерациональной транспортировка и эксплуа-
тация более громоздкого промыслово-геофизического оборудования, приме-
няемого при исследованиях скважин стандартными методами. .

В последние годы И. А. Перьковым и- И. Е. Эндеманом и СССР
и за рубежом фирмами Лайн Веллс К° (Lane Wolls G.i) и Халлибартоп
(Halliburton Oil Well Cementing Co) были разработаны схомы непосред-
ственного измерения сопротивления заземления в скважине.

В целях максимального исключения влияния проводимости бурового
раствора па величину сопротивления заземления был предложен метод изу-
чения сопротивления заземления, экранированного двумя другими однополяр -

1 РР — первые буквы французских слов upalariaallon ргоиодиёе», что означает
л в ыз в а н пая поляр изац’ия».
иыми заземлениями. Этот метод, получивший название метода сопротивле-
ния экранированного заземления СЭЗ [4,25], имеет ряд преимуществ перед,
другими элс'ктрическпми способами при изучении пород малой мощности.
Аналогичные способы исследования скважип были созданы за рубежом
фирмами Шлумберже, Халлибартон и др.

Особенно большой эффект дает слома экранированного заземления с
автоматически управля/ мым эк]анпым тоном., созданная фирмой Шлумберже
под руководством Г. Г. Долля (И. G. Doll) [36].

В 1935 г. Л. С. Семенов и О. К. Владимиров предложили оригиналь-
ную модификацию одпоэлоктродиого метода, названного методом скользя-
щих контактов МСК [17]. Особенностью этого метода является измерение
силы тока в цепи электрода небольшого размера, непосредственно соприка-
сающегося со стенкамп скважины. Метод МСК с успехом применяется при
изучении разрезов рудных скважип, где при помощи этого метода возможно
выделять весьма топкие прослои и вкрапления рудных тол.

Принцип исследования электрических свойств горных пород при помощи
измерительных установок, скользящих по стенке скважины, в последую-
щие годы был использован в микрометподе сопротивления экрана ров а иного-
заземления (микро-СЭЗ.), разработанном коллективом сотрудников кафедры,
промысловой геофизики Московского нефтяного института нм. акад.
И. М. Губкина (МНИ), и в методах микрозондов и латперлог (laterlog),
впервые созданных под руководством Г. Г. Долля фирмой Шлумберже
[35, 36].

В методе микрозондов кажущееся сопротивление замеряют при помощи'
небольшого двух- или трехэлектродпого зонда, прижимаемого пружинным
устройством к стенке скважины. В методе микро-СЭЗ измеряется сопротивле-
ние экранированного заземления, скользящего по стопке скважины. Метод,
латерлог (метод бокового исследования) отличается от микрометода со-
противления экранированного заземления автоматической регулировкой
экранирующего тока, что дает возможность значительно повысить дифферен-
циацию получаемых диаграмм.

В 1948 г. фирмой Шлумберже (Г. Г. Долль) был разработан метод'
индуктивного исследования скважин с использованием токов высокой ча-
стоты [26]. Этот метод, в основу которого положена схема, аналогичная схеме-
скважинного магнитометра, предложенного в 1936 г. В. А. Шпаком (см.
стр. 59), облегчает исследования сухих и заполненных нефтью скважин.

Наряду с изобретением новых и совершенствованием существующих
электрических способов исследования разрезов скважин мысль инженеров,
и новатороп производства была обращена к установлению возможностей
использования в этих целях других физических свойств горных пород.

Изобретение Г. В. Горшковым, Л. М. Курбатовым, А. Г. Граммако-
вым и В. А. Шпаком способа боскорпового исследования разрезов скважин,
основанного на изучении естественного гамма-излучения горных пород.
[24], явилось первым крупным вкладом в решение этой проблемы. В отличие
от электрических способов исследования, гамма-метод дал возможность-
изучать разрезы скважип, обсаженных металлическими трубами, что в зна-
чительной степени расширило сферу деятельности промысловой геофизики.
В дальнейшем гамма-метод был усовершенствован коллективом сотрудников.
Всесоюзного института разведочной геофизики (ВИРГ). В практике исследо-
вания нефтяных скважин гамма-метод был широко опробован и внедрен
Научно-исследовательским институтом геофизических методов разведки
Главнефтегеофизика (НИИГР)1.

1 Ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов
разведки (ВНИИГеофизика).
В 1941 г. известный физик Бруно Понтекорво предложил использовать
.для боскориового изучения разрезов скважин измерения интенсивности ра-
диационного гамма-излучения, возникающего при захвате нейтронов ядрами
элементов, составляющих горные породы [1, 5, 37].

В 1942 г. под руководством А. И. Заборовского и Г. В. Горшкова
•в Центральной научно-исследовательской лаборатории Государственного
союзного геофизического треста МНП был создан метод исследования раз-
резов скважин по данным измерения плотности медленных нейтронов.
Последующими работами МНИ (О. А. Барсуков, Н. А, Бекошко, А. Ф. Бо-
гомолова, Л. С. Поллак и др.) и работами треста Башнефтегеофизика
(Ю. А. Гулин) нейтронные методы исследования скважин были значительно
усовершенствованы [1]. Основы теории этих методов были заложены
.10. П. Булашевичем (Уральский филиал АИ СССР) [22].

Новые способы радиометрии скважин, основанные па изучении рассе-
янного гамма-излучения, гамма-излучения изотопов, наведенной активности
и гамма-спектроскопии, успешно разрабатывались в последующие годы кол-
лективами сотрудников производственных организаций б. Глависфтегоо-
физики (Ю. А. Гулин, С. М. Аксельрод, А. В. Золотов и др.), Московского
нефтяного института (О. А. Барсуков, В. Н. Дахпов, А. И. Холин и др.),
НИИГР (А. А. Коржев, В. М. Запорожец, А. И. Оболенская и др.),
ВИРГ (М. М. Соколов, А. II. Очкур и др.), Академии паук СССР (Ю. П. Бу-
латович, Ф. А. Алексеев, Г. Н. Флоров и др.), В частности, коллективом
/сотрудников Московского нефтяного института в 1953 г. впервые была ро-
шена задача отделения нефти от воды методами радиометрии скважин,
имеющая огромное практическое значение для нефтяной промышлен-
ности [1],

В 1932 г. М. В. Абрамовичем была высказана мысль о возможности
корреляции разрезов нефтяных скважин по данным измерения содержания
газа в буровом растворе [12, 19]. Этот метод, получивший название газо-
мет,рии (газового каротажа) скважин, был успешно опробован в 1934 г.
.М. И. Бальзамовым.

Дальнейшими исследованиями была установлена высокая эффективность
газомотрии скважин. Создание усовершенствованных автоматических газо-
анализаторов позволило получать непрерывные диаграммы газосодоржапия
’бурового раствора по всей скважине и том самым значительно уточнять
и облегчать процесс наблюдений.

С 1933 по 1935 гг. советскими геологами-нефтяниками (II. И. Левиц-
ким и др.) было обращено внимание па возможность бескериового изучения
разрезов скважин па основании измерения времени, затрачиваемого на раз-
буривание пород.

.Выполненные наблюдения легли в основу метода изучения разрезов
скважин ио механическому свойству — сопротивляемости пород разру-
шению долотом при бурении.

Новый метод, именовавшийся вначале механическим каротажем, в на-
стоящей работе называется методом продолжительности проходни. Реги-
стрируемым параметром является время, затрачиваемое па проходку 1 м
породы, числовые значения которого при постоянном режиме бурения про-
порциональны кртпическому напряжению (крепости) горных пород. Первый
прибор для автоматической регистрации продолжительности проходки был
разработан В. Н. Дахповым в 1937 г. и успешно опробован на промыслах
15].

В 1934 г. К. Шлумборже предложил метод сейсмометрии скважин,
•основанный па изучении разности времени прихода звуковых колебаний
к двум микрофонам, установленным в скважине на произвольных расстоя-
ниях один от другого и от источника звуковых воли. Однако работы, прове-
денные этим методом, не дали промышленно ценных результатов и в дальней-
шем были прекращены1.

В связи с развитием техники ультразвуковых измерений в настоящее-
время создав метод улътразвукометрии скважин, основанный на изучении
скорости пробега звуковых воли высокой частоты. Первые работы, прове-
денные этим методом на скважинах США, дали положительный результат
131].

В 1935 г. Г. С. Морозовым и Г. И. Строцким (Грозиефть) и одновре-
менно С. Я. Литвиновым был предложен метод исследования разрезов
скважип, основанный на изучении изменения диаметра скважины. Наблюде-
ниями было установлено, что различные горные породы различаются по ин-
тенсивности обрушения (образованию каверн) в процессе бурения. В связи
с этим диаграмма диаметра скважины может быть использована не только
для изучения ее технического состояния (например, для подсчета количе-
ства цемента и гравия, проверки профиля скважины перед спуском ко-
лонны), по и для изучения пройденных пород. Разработанные метод
кавернометрии скважин и приборы, измеряющие их диаметр, — каверномеры
(правильное диаметроморы), в настоящее время широко используются
промышленностью [13, 14, 16, 28].

В 1936 г. В. А. Шпак разработал метод магнитного исследования раз-
резов скважин, первоначально называвшийся магнитным каротажем [29,
32]. В дальнейшем были предложены разнообразные приборы для магнито-
метрии скважин (магнитометр со скользящими контактами А. С. Семенова
и О. К. Владимирова, мостиковый магнитометр А. В. Вёшева, скважинный
магнитометр Н. А. Иванова и др.). Однако эти приборы используются пока,
преимущественно для исследования рудных скважин и не получили долж-
ного промышленного применения при изучении разрезов нефтяных, газовых
и угольных скважин. Последнее является следствием сложности создания
стабильно действующих магнитометров дистанционного управления с чув-
ствительностью к изменению напряженности магнитного поля в несколько
гамм, что необходимо для расчленения осадочных пород по магнитным
свойствам.

В 1935—1938 гг. дальнейшее развитие получил и термический метод,
исследования разрезов скважин [8]. Наряду с исследованием естественных
тепловых полей были предложены способы изучения разрезов скважин по
данным исследования тепловых полей, искусственно созданных экзотер-
мической реакцией схватывания цемента (б. Всесоюзная контора геофизиче-
ских разводок Главнефти), и поля источника тепла, специально опускаемого
в скважину (Е. Б. Лопухин, X. И. Амирханов и др.). Большим техниче-
ским усовершенствованием в методике изучения термического состояния
скважин явилась разработка конструкций и дальнейшее промышленное ис-
пользование электрических термометров сопротивлений, позволивших зна-
чительно ускорить и уточнить измерение температур в скважинах [5, 8, 14|.

В 1937 г. автором были предложены новые методы термометрии сква-
жин — метод непосредственного измерения геотермического градиента и
метод измерения вариаций температур с компенсацией регионального те-
плового поля земли [5, 8]. Последний метод дает особенно хорошие резуль-
таты при изучении разрезов скважин, в которых искусственное тепловое
поло имеет относительно малую интенсивность. Большие работы по термине-

1 В настоящей работе не затронута методика определения средних скоростей упру-
гих воли при помощи скважинных сейсмографов, неверно именуемая сойсмокаротажем.
Эти работы проводятся для изучения средних скоростей распространения упругих волтг
в толщах пород исследуемых сейсморазведкой, Они не дают возможности детально изу-
чать упругие свойства пород, слагающих разрезы скважин, и, следовательно, не имеют
прямого отношения к промысловой геофизике.
ским методам исследования скважин в различных геологических условиях
были проведены А. С. Красковским и Д. И. Дьяконовым [8].

В 1941 г. К. П. Козиным был предложен метод определения в разре-
зах скважин нефтеносных пород на основании изучения люминесценции
буровых растворов [5]. Этот метод, так же как и метод газометрии, в настоя-
щее время широко применяется при изучении разрезов нефтяных скважин.

К числу разрабатываемых новых методов промысловой геофизики
следует отнести телеметрию скважин — способ бескорпового изучения раз-
резов при помощи телевизионного устройства с передачей изображения на
поверхность и фотограмма метрию, заключающуюся в фотографировании сте-
нок скважины специально устроенной камерой. Эти методы могут дать до-
полнительные сведения о породах, пройденных скважиной.

В развитии геофизических методов исследования разрезов скважин
огромное значение имели работы по изучению теории этих методов и созданию
способов геологической интерпретации результатов геофизических исследо-
ваний.

В 1932 г. акад. В. А. Фоком была впервые рошена основная задача
электрометрии скважин — получены математические зависимости!! уста-
навливающие .законы распределения электрического поля в скважину [33].
Решение этой задачи позволило разработать специальную методике, иссле-
дования скважин, получившую название бокового электрического или боко-
вого каротажного зондирования — БКЗ 1 [4, 7, 27]. Новая методика дала
возможность определять удельное электрическое сопротивление горных по-
род в скважинах по данным кажущихся удельных электрических сопротивле-
ний, измеренных с зондами различных размеров. Это позволило перейти от
качественной интерпретации кривых' сопротивления к количественной
интерпретации — определению удельного электрического сопротивления
.пород — и тем самым значительно повысить точность познания геологиче-
ского разреза скважин по данным промысловой геофизики.

В последующие годы работы В. А. Фока были продолжены А. И. За-
боровским [9, 30! и Л. М. Альпиным 120]. Л. М. Альпин разработал мето-
дику числового расчета теоретических кривых кажущегося сопротивления
для разнообразных случаев разреза скважин [20]. Эта методика была ис-
пользована для вычисления и построения теоретических кривых и разработки
способов интерпретации кривых бокового электрического зондирования, вы-
полненных С. Г. Комаровым [27].

В целях улучшения методики интерпретации диаграмм электрических
методов исследования скважип было проведено большое число теоретических
и лабораторных работ. В результате этих работ были получены теоретически©
и экспериментальные кривые кажущегося сопротивления в пластах различ-
ных мощностей и сопротивлений (С. Г. Комаров, Б. С. Темкина,
М. Л. Озерская и др. [4, 7, 10, И, 27, 28]), разработана методика электро-
моделирования пластов на электроинтеграторе (П. М. Белаш, Е. А. Ней-
ман [21]) и даны способы интерпретации диаграмм кажущегося сопроти-
вления в мощных пластах (С. Г. Комаров [27]) и в пластах малой мощности
(В. Н. Дахнов, Е. А. Нейман и др. [4, 7]).

Для повышения точности интерпретации результатов боскериовой гео-
логической документации разрезов скважин по геофизическим данным за
последние годы был проведен большой объем теоретических и эксперимен-
тальных работ и в других направлениях, из которых основными были следую-
щие:

,	1 Термином «боковое каротажное зондирование БКЗ» по указанным выше сообра-

жениям пользоваться пе будем, заменив его более подходящим термином «бокоиоо элек-
трическое зондирование».
а)	изучение физических свойств горных пород и зависимостей их от
литологической характеристики и, в частности, пористости, пофтопасыщеи-
ности и проницаемости пород (Л. Я. Нестеров, А. Т. Домабедов, В. Н. Дах-
пов, В. Н. Кобраиова, А. М. Ночай, М. Л. Озерская, Г. С. Морозов,
Л. П. Долина и др. [4, 7, 12, 25, 28, 29]);

б)	исследование природы естественных и искусственно вызванных
электрических полей в скважинах (В. Н. Дахиов, А. М. Ночай,
М. Г. Латышова, В. Н. Кобраиова, Д. А. Шапиро и др. 14, 7, 25, 28];

в)	выяснение характера распределения естественного поля в скважинах
(Л. М. Альпин, В. Р. Вурсиап, Б. Ю. Венделыптойп [7, 12, 16]);

г)	разработка метода скользящих контактов и электродных потенциалов
(А. С. Семенов, О. К. Владимиров [17]);

д)	создание методики интерпретации диаграмм микрозондов и метода
экранированного заземления (Е. А. Нейман, И. И. Башлыкии, Е. Н. Шев-
кунов и др.);

е)	разработка методики интерпретации диаграмм радиометрии скважин
(10, А. Гулин, А. А. Коржев и др. [1]).

Большие теоретические и экспериментальные работы в области усовер-
шенствования геофизических методов исследования скважин и разработки
способов интерпретации результатов этих исследований были проведены в пос-
ледпи’- годы за рубежом Г. Арчи (G. Archie), Г. Доллом, Д. Деваном
(D. Devon), Г. Гюйо (II. Gouyod), М. Мартоном (М. Martin), Ж. Пирсо-
ном (G. I’irson,) В. Рассолом (W. Russel), М. Вилли (М. Wyllie), В. Винза-
уэром (W. Winsauor) и др. [34, 35, 36, 105, 106, 108, 109, 110].

Быстрые темпы развития геофизических методов исследования разрезов
скважин способствовали дальнейшему и более широкому применению физи-
ческих методов исследования в промысловой практике. За короткий срок
были разработаны и внедрены специальные приборы и способы изучения сле-
дующих элементов технического состояния скважин:

1)	определения направления и угла искривления скважин при помощи
специальных приборов — инклинометров (кривизпомеров) с дистанцион-
ным управлением (электромагнитный инклинометр И-4 типа инклинометра
Шлумбержо; инклинометр МЧС Г. С. Морозова, П. К. Черноусова и
Г. Н. Строцкого; ИШ-2, ИШ-3, и ИШ-4 И. В. Шевченко, фотоипклипометр
завода «Геофизика» и др. [14, 16, 28]);

2)	определения высоты подъема цементного кольца за колонной по дан-
ным измерения:

а) температуры бурового растворав скважине, нагретого теплом, выде-
ляющимся в процессе экзотермической реакции схватывания цемента
[8, 14];

б)’интенсивности гамма-излучения цемента, содержащего примеси ра-
диоактивных элементов;

3)	определения положения муфт обсадных колонн при помощи локаторов
муфт;

4)	установления мост притока вод в скважину на основании сравнитель-
ного изучения удельного электрического сопротивления и температуры бу-
рового раствора и вод, поступающих в скважину, мест ухода раствора из
колонны и мест затрубной циркуляции жидкости в скважине 18, 14];

5)	измерения уровня воды и нефти в скважинах электрическим и зву-
ковым (эхометрическим) способами (приборы В. В. Сныткииа, метод
Н. Т. Линдтропа и др. [14]).

Создание инклинометров, точно устанавливающих положение ствола
скважины в пространстве, и учет характера изменения кажущегося сопроти-
вления, сопротивления заземления и потенциалов собственной и вызванной
поляризации позволили разработать методы и приборы (пластовые наклоне-
меры, пандажометры) для бескернового определения угла и азимута падения
пород, пересеченных скважиной. Эти приборы дают возможность установить
характер залегания отложений, вскрываемых скважиной, и тем самым по-
высить эффективность проводимых буровых работ.

Одновременно с развитием и совершенствованием геофизических мето-
дов исследования скважип работниками геофизической службы было обра-
щено внимание на возможность эффективного использования оборудования,
применяемого для отбора образцов пород из стенок скважин (с целью уточ-
нения интерпретации и подтверждения данных геофизики в спорных случаях),
перфорации обсадных колонн и торпедирования скважип.

Впервые электрический огнестрельный перфоратор дистанционного
действия был предложен в 1933 г. советскими специалистами В. А. Верпа-
товым и А. И. Парфеновым [14, 16]. Создание такого перфоратора дало воз-
можность в корне изменить и улучшить вскрытие нефтеносных и газоносных
пластов, повысить эффективность этих работ и за короткий промежуток
времени заменить все ранее применявшиеся способы вскрытия пластов
электрической перфорацией труб. В последующие годы техника перфорации
колонн значительно усовершенствовалась: были разработаны весьма со-
вершенные конструкции пулевых (секционных фирм Шлумберже, Халли-
бартои и пулемет-перфораторов С. Я. Литвинова), торпедных (10. А. Ко-
лодяжного) и беспулевых (Н. Г. Григоряна и др.) перфораторов, широко
применяющихся в настоящее время в нефтяной промышленности [14, 16].

В 1935 г. Г. С. Морозовым и Г. Н. Строцким (СССР), К. и М. Шлум-
берже (Франция) на основе принципа действия электрических перфораторов
были созданы боковые электрические огнестрельные грунтоносы дистанцион-
ного действия, которые за короткое время нашли также широкое применение
в промышленности.

Перфорация обсадных колонн, торпедирование скважин и боковой от-
бор пород, как указывалось выше, но являются физическими методами
исследования скважин. Эти операции переданы в ведение промыслово-гео-
физической службы по ряду организационных причин. К числу последних
следует отнести: повышение ответственности за вскрытие продуктивных гори-
зонтов, положение которых в разрезе скважин и интервал перфорации уста-
навливаются в основном по данным геофизических исследований, и наличие
у геофизической службы весьма надежного и удобного оборудования для
спуска различных устройств в скважину и опыта в производстве таких ра-
бот. Известную роль в передаче прострелочно-взрывных работ в скважинах
в ведение геофизической службы сыграло и то обстоятельство, что наиболее
совершенные конструкции перфораторов и боковых грунтоносов были соз-
даны работниками этой службы.

Наряду с разработкой новых геофизических методов исследования гео-
логического разреза и изучения технического состояния скважип, теорий
этих методов и методики интерпретации данных промысловой геофизики
мысль исследователей и новаторов производства напряженно работала над
созданием аппаратуры и оборудования, позволяющих производить геофизи-
ческие исследования скважине наибольшей точностью и скоростью. Для вы-
полнения указанного требования работниками науки и промышленности были
созданы Новейшие образцы автоматической регистрирующей аппаратуры.
Первым таким прибором был самопишущий потенциометр системы К. А. Вор-
патова, С. Я. Литвинова и Л. Ф. Куликовского [5, 14], разработанный
в 1935 г.

За последние годы отечественной промышленностью — Институтом
ВНИИГеофизика, Конструкторским бюро нефтяного приборостроения, за-
водом Нефтеприбор и др. — разработаны и выпускаются новейшие устрой-

2 Заказ 714.
ства для автоматической регистрации физических параметров в скважинах*
К числу этих устройств относятся автоматическая станция на трехжильном
кабеле АКС (С. Г. Комаров, Л. И. Померанц, А. А. Дацкевич и др. [15]),
одножильная станция ОКС (В. М. Запорожец, Г. В. Войшило, 3. В. Фей-
гельс и др. [14]) и электронные сдвоенные автоматические потенциометры
ПАСК (И. Я. Ривкин, В. 3. Шульгин, Т. Б. Щербаненко и др. [14]).

Много труда и инициативы было вложено в создание высокотопнажных
подъемных установок, выпускаемых в СССР Мытищинским приборострои-
тельным заводом, для спуска и подъема воспринимающих устройств в сква-
жинах.

При современном состоянии промысловой геофизики, богатстве и раз-
нообразии геофизических методов исследования скважин большое значение
приобретают комплексные работы. Количество геофизических методов ис-
следования скважип велико, и роль каждого из методов столь существенна,
что при использовании всего огромного числа методов задержка скважин ста-
новится настолько значительной, что неизбежно возникает вопрос об одно-
временном измерении возможно большего числа параметров.

С этой целью в 1948 г. В. Н. Дахповым, Г. С. Морозовым и В. Ф. Пе-
черпиковым была предложена и разработана схема комплексной станции
с многожильным кабелем, позволяющая одновременно за один спуск или
подъем кабеля производить регистрацию нескольких (до шести) различных
параметров. Внедрение комплексного исследования скважин в значительной
степени повышает эффективность геофизических методов изучения разрезов
скважин и, кроме того, расширяет производственные возможности каждого
из них. Некоторые из этих методов, эффективность которых недостаточно
доказана, иногда медленно развиваются из-за трудностей специального пре-
доставления скважин для всестороннего их опробования. Между тем при
использовании комплексных устройств большая доля исследовательских
работ может быть выполнена одновременно с основными производственными
измерениями без дополнительной задержки скважип.

Другим направлением является создание комплексных станций па одно-
жильном кабеле. Такого типа станция с применением телеизмерительной
схемы с частотной модуляцией выпускается фирмой Халлибартои (США).

Первостепенное значение в развитии промысловой геофизики в СССР
имела правильная организация промыслово-геофизической службы. По ини-
циативе акад. И. М. Губкина для быстрейшего внедрения в нефтяную
промышленность новых геофизических методов разведки щ в частности, гео-
физических методов исследования нефтяных скважин и их совершенствова-
ния с первых пет промышленного опробования этих методов в Москве при
Нефтяном геолого-разведочном институте (НГРИ) был создай специальный
отдел электроразведки. В связи с огромным увеличением объема и характера
работ отдел электроразведки вскоре был преобразован во Всесоюзную кон-
тору геофизических разведок при Главнефти, а затем в Государственный
союзный-геофизический трест. В эти организации было привлечено много
молодых инженеров, геологов и видных ученых, которые, работая в содру-
жестве с работниками нефтяных трестов, в короткий срок не только освоили
и внедрили существующие способы исследования скважин, но и создали
много новых методов, о которых говорилось выше.

В настоящее время работы по усовершенствованию геофизических ме-
тодов исследования скважин и созданию новых методов, аппаратуры и обо-
рудования проводятся специализированными институтами: ВНИИГеофизи-
кой и ВИРГ Министерства геологии и охраны недр, Московским нефтяным
институтом Министерства высшего образования, Институтом нефти АН СССР,
Институтом автоматики и телемеханики АН УССР и др., а также лаборато-
риями конструкторского бюро нефтяного приборостроения.
Успехи научно-исследовательских организаций по усовершенствованию
геофизических методов исследования скважин множатся работой большого
коллектива инженеров-геофизиков и новаторов производства геофизических
предприятий.

Среди специалистов этих предприятий особенно следует отметить:
Л. В. Архарова, А. М. Бедчера, С. В. Вилкова, С. Ф. Выборных,
В. В. Гречухипа, И. Г. Дидура, А. М. Железняка, С. Н. Миролюбова,
И. Г. Нестеренко, В. М. Пигрова, Г. Н. Строцкого, Д. М. Сребродоль-
ского, В. Д. Сухареву и многих других, вложивших большой труд в созда-
ние и усовершенствование методики, и техники геофизических исследований
скважин.

Анализируя весь ход развития геофизических методов исследования
скважин, необходимо отметить в нем следующие основные моменты:

1)	возможность решения геолого-промысловых задач физическими ме-
тодами впервые была обоснована в России в 1908 г. Д. В. Голубятниковым
и подтверждена работами, выполненными па скважинах;

2)	в Советском Союзе впервые было доказано огромное производственное
значение промысловой геофизики и созданы условия для всестороннего
развития ее методов и научного их обоснования;

3)	советскими учеными и работниками промышленности было создано
большое число геофизических способов исследования скважип, к числу кото-
рых следует отмести методы скользящих контактов, экранированного зазем-
ления, естественного гамма-излучения, плотности медленных нейтронов,
наведенной радиоактивности, регистрации продолжительности проходки,
термометрии, магнитометрии, газометрни и люмометрии скважин и модифи-
кация метода потенциалов вызванной поляризации;

4)	в Советском Союзе наиболее полно разработана теория большинства
геофизических методов исследования скважип.

Новейшие достижения в области ядерной физики получили в промысло-
вой геофизике широкое применение в мирных целях для дальнейшего улуч-
шения благосостояния народов Советского Союза и всего прогрессивного
человечества. Все это явилось следствием неисчерпаемых возможностей раз-
вития науки и техники в условиях передового советского социалистиче-
ского общества.

Отмечая ведущую роль советской, пауки и промышленности в развитии
и совершенствовании промысловой геофизики, нельзя по остановиться и на
ряде недостатков, ограничивающих возможность достижения еще больших
успехов в этой области.

Одним из основных недостатков в развитии промысловой геофизики
является медлительность внедрения производственными организациями ре-
зультатов научно-исследовательских работ. Научно-исследовательские орга-
низации со своей стороны также нередко уделяют мало внимания этому во-
просу. В результате геофизическая служба еще не использует и должной
мере таких эффективных методов исследования скважип, как, например,
микрозонды, метод потенциалов вызванной поляризации, термометрию сква-
жин, метод продолжительности проходки; недопустимо затянулся серийный
выпуск устройств для комплексного исследования скважип. Еще в недоста-
точном объеме ведутся работы по созданию новых геофизических методов
исследований разрезов скважин, по изучению физических свойств горных
пород. Эти недостатки должны быть устранены в ближайшее время.

Советский Союз располагает большими возможностями в области даль-
нейшего развития методов промысловой геофизики и, в частности, созда-
ния комплекса геофизических методов, наиболее полно и всесторонне решаю-
щих задачи геологического исследования скважин. К числу задач, которые
необходимо решить, относятся в первую очередь следующие:
1)	усовершенствование методики точного определения литологической
характеристики и петрографического состава пород и, в частности, методики
безошибочного выделения полезных ископаемых п разрезах скважин в наи-
более сложных геологических условиях;

2)	разработка способов боскерпового определения коллекторских свойств
(пористости, проницаемости) любых горных пород;

3)	создание методики точного определения возраста пород по геофизи-
ческим данным;

4)	разработка новых геофизических методов исследования скважин и
приборов для однозначного решения задач, указанных в пунктах 1, 2, 3.

Разрешение перечисленных проблем даст возможность более всесторонне
познать природные богатства пашой Родины и обеспечить тем самым дальней-
шее развитие сырьевой базы и повышение добычи полезных ископаемых.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ
ГЕОФИЗИКИ

АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ

ГЛАВА I

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ

§ 1. МЕТОД КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Метод кажущегося сопротивления* 1 (сокращенно метод КС) пред-
ставляет способ боскерновой. геологической документации разрезов скважин,
в котором изучение и расчленение пород производятся по кажущемуся
удельному электрическому сопротивлению исследуемых горных пород и по-
следующему определению их истинного удельного электрического сопроти-
вления.

Удельное электрическое сопротивление горных пород 2 *, сведения о ко-
тором будут более подробно изложены в § 48, в зависимоси от типа пород
варьирует в весьма широких пределах от долей до сотен тысяч и даже мил-
лионов омм?.

Столь значительная дифференциация в сопротивлениях различных
горных пород дает возможность по данным электрометрии скважип методом
сопротивлений изучать породы, пройденные скважиной, а также определить
их пористость, влагопасыщенность и содержание в породах нефти и
газа.

Для определения удельного электрического сопротивления горных по-
род в скважинах применяется четырехэлектродпая установка AMNB.
Электрический ток I вводится в породы через питающие электроды (заземле-
ния, заземлители) А и В. Между электродами М и N измеряется разность
потенциалов AU. Эта разность потенциалов пропорциональна току I и
удельному электрическому сопротивлению q пород, в которых расположен
зонд, что дает возможность по данным измерений AU и I определять р.

Электроды А, М и N (рис. 2, а) или А, В и М (рис. 2, б), носящие
название зонда, обычно устанавливают па заранее заданных расстояниях
друг от друга и опускают в скважину на кабеле К (рис. 2) 4. Четвертый элек-
трод В (при зонде AMN) или N (при зонде ВАМ) располагают близ устья
скважины и лишь в редких случаях (при проведении измерения со специаль-
ными четырехэлектродными зондами AMNB) также опускают в скважину.
Расстояния между электродами зоида определяются кругом задач, для ре-
шения которых измеряют удельное сопротивление, пород.

1 Определение термина «кажущееся удельное электрическое сопротивление горных
пород» будет дано ниже на стр. 26 и 332.

1	2 В дальнейшем в тексте для сокращения слово «электрическое» будет опускаться.

8 В геофизической практике за единицу удельного электрического сопротивления
принят омм. Удельное электрическое сопротивление в омметрах численно равно полному
сопротивлению в омах 1 ле® породы, измеренному в направлении, перпендикулярном
плоскости куба. Удельное электрическое сопротивление 1 о мм имеет порода, через кото-

рую при градиенте потенциала в!м проходит ток плотностью я/лА

1 В некоторых случаях (при специальных исследованиях) в скважину опускают
только два электрода А и М', два других В и N устанавливают па поверхности.
Кабель служит для спуска и подъема зонда в скважине и присоединения
заземлений к генератору Г тока и приборам мА и mV, измеряющим силу тока
I и разность потенциалов А£Г, установленным на поверхности земли.

Теория изучения горпьтх пород по даппым их удельного электрического сопротивле-
ния подробно рассмотрена п гл. VI, ч, II настоящего руководства. В наиболее простом
случае, однородной среды задача определения удельного электрического сопротивления
по даппым измерения тока и разности потенциалов в питающей л измерительных цепях

зопда имеет следующее элементарное решение.

Допустим, что в точке А (рис. 3) однородного и изотропного пространства удельного

электрического сопротивления q расположен

5

точечный источник тока силы I, Второй
полюс В этого источника находится

в бесконечности или на столь боль-
шом расстоянии от зонда (в прак-
тике — па поверхности земли), при
котором электрическим полем источ-

ЛИ

Рис. 2. Принципиальные схемы измерения ка-
жущегося сопротивления горных пород в сква-
жине.

А и В — питающие заземления; М и N — измеритель-
ные электроды) Г — генератор тока; К — кабель; мА —
прибор для измерения силы тока; .'.iV — прибор для
измерения разности потенциалов; Р — реостат для ре-
гулирования силы тока.

Рис. 3. К выводу формулы, опре-
деляющей потенциал электриче-
ского поля в однородной безгра-
ничной среде.

ника В в пространстве, окружающем зонд, возможно пренебречь. Так как среда одно-
родна, условия для протекания тока от заземления А одинаковы в любом направлении и,
следовательно, на расстоянии г от источника тока ого плотность

I
1 чти'2

На элементарном участке пути dr падение напряжения

— dU—]$dr	(2)

или с учетом равенства (1)

=	(3)

4л г2

В точке М, расположенной на расстоянии
трического поля будет иметь значение

ГАМ от заземления А, потенциал элек-

ОО	ОО

и	= f-dU	f

М J	4л J

М	ГЛМ

dr _ qI
г2 4л

1

ГАМ

(4>



Точно так же в любой другойточке N, удаленной на расстояние rAN от электрода А,
потенциал электрического поля определится аналогичным: выражением:

1

rj	8^ 

N	4л	г

AN
Формулы (4) и (5) дают возможность определить значение разности потенциалов ЛИ
между любыми точками М и N изучаемого пространства:

ли '= UM — Um =	(—--------—\ ,	f6>

М	М ГАМ rAN )	( >

Из равенства (3) следует также, что в случае однородного пространства величина
напряженности электрического поля

dU _ в1

dr 4лга

(7}

Формулы (4) — (7) устанавливают связь между значениями потенциала U, разности
потенциалов AU и напряженностью Е электрического поля, с одной стороны, и удельным
электрическим сопротивлением о, силой тока I, эмиссируемого заземлителем, и расстоя-
ниями с а аг rAN и г от заземлителя А до точек, в которых определяется потенциал,
разность потенциалов и напряженность электрического поля, с другой стороны. Эти фор-
мулы при известных U, ЛЕ, Е, I, а также rAM, rAN и г дают возможность определить
удельное электрическое сопротивление изучаемой однородной среды;

а)	из формул (4) и (5)

в = 4лгам -J- е = rAN -j-);	(8)

б)	из формулы (6)

/im'AM rAN ЛЕ

q =-------------- —=— ;	( У/

rAN ~~ ГАМ 1

в)	из формулы (7)

е = 4л/'2	.	(Ю)

В том случае, когда электроды зонда А, М и N установлены на одной
прямой, например на оси скважины х, заполненной раствором, удельное со-
противление @о которого равно сопротивлению о окружающей скважину
однородной и изотропной среды, значение потенциалов U в точках, располо-
женных на расстояниях zAM = АМ — L от заземления А, разности этих
потенциалов AU = UM — UN и напряженности Е электрического поля
в точке О, находящейся посредине между двумя бесконечно сближенными
электродами М и N на расстоянии z = АО от указанного заземления 2,
будут соответственно равны ®:

(7= е£.__к_==__^_ = _е£(

4л 2 am	4 л АМ	МсЕ	0 4

AU=^-(—-------—'j = ?е— •	,	(12).

4л \ 2ам zan I 4л AM AjN

e=_sL.=, jL   = _g£_

4лг2	4л/1О2	4л£2	V0/

В этих условиях величина удельного электрического сопротивления,
определенная из последних трех формул, будет соответственно равна:

а)	из формулы (И)

q — 4л; АМ ~~ = 4wL -j- = Kv ~;	(14}

1 В дальнейшем с этой осью будем совмещать ось Z прямоугольной или цилиндри-
ческой системы координат, начало которой располагается в центре источника тока (пи-
тающего заземления) А.

2 АО = АМ = L в связи с бесконечно малым расстоянием между электродами М'
и N зоида.

в В формуле (11) и последующих индексы у символа U для сокращения отброшепы..
б)	из формулы (12)

ди „ ди	,.с.

О	=— — К —»— •	(15)

MN I I	V '

в)	из формулы (13)

Q = inAD2-rj- = inN~ = KE^,	(16)

где AM, AN, MN и АО — соответственно расстояния между электро-
дами Л, М, N и точкой О, расположенной посредине между электродами
М и N; K.Ut К и КЕ — коэффициенты зондов.

Числовые значения коэффициентов зависят только от расстояний
.между питающим заземлителем Л и измерительными электродами М и N:

Ки ^= in AM — inL,	(17)

K = in AM_AN-,	(18)

KE = 4%Л?93 = inL2.	(19)

При измерении расстояний ЛМ, AN, MN и АО в метрах коэффициенты
Ки и К будут иметь единицей измерения метр 1 2 и коэффициент КЕ— ква-
дратный метр.

Породы, окружающие скважину, обычно неоднородны и не изотропны,
и их удельное сопротивление изменяется как в вертикальном, так и гори-
зонтальном направлении. В частности, последнее наблюдается при проник-
новении в породу бурового раствора с сопротивлением, отличным от сопроти-
вления вод, насыщающих поры породы. В неоднородной среде расчет сопро-
тивления, произведенный по формулам (14), (15) и (16), определяет не истин-
ное сопротивление пород, а некоторую, до известной степени осредненную
величину, называемую кажущимся удельным электрическим сопротивлением2
и обозначаемую символом qv. При этом в зависимости от типа зонда, кото-
рым измеряется кажущееся сопротивление неоднородной среды, его вели-

1 В практике промыслово-геофизических партий ранее сила тока измерялась в сан-
тиамперах и разность потенциалов — в милливольтах. Чтобы не приводить замеры U и I
к однородным единицам, при расчете коэффициента К в знаменатель вводился коэффи-
циент 10:

 (18')

10 MN	1 ’

•и искомое сопротивление вычислялось по формуле

Ди [мв]	'

(15)

Сацтиампер не является стандартной единицей измерения тока, и отсчет тока в сан-
тиамперах не дает никаких преимуществ, поэтому для измерения разности потенциалов
и силы тока целесообразно применять однородные и повсеместно принятые единицы —
милливольты и миллиамперы, и вычислять коэффициент К по формуле (18).

2 Так как слово «кажущееся» относится к удельному электрическому сопротивле-
нию, то в дальнейшем для сокращения термин «удельное электрическое» в большинстве
случаев употребляться, не будет.
чина будет определяться формулами, аналогичными формулам (14), (15),
(16):	___

ек = 4%3/И= 4&L	= Kv ,	(20)

Щ/ПЙЩУ ли	v ли	......

ек = “^—’ <21)

ок = Ап АО2 ~ = inL2 ~ ~ К Е ~ .	(22)

пых зондов для замера сопротивления и
потенциалов собственной поляризации пород
в скважинах.

а — потенциал-зонд; б — градиент зонд,

I — прямое питание; II — взаимное питание; Л и
В — питающие заземления; М и N — измерительные
злектроды; В — размер зонда. Крестом обозначена
точка, к которой относится измеряемое сопротивле-
ние, и треугольником — точка замера потенциала
собственной поляризации пород,

Как показывают исследования, кажущееся сопротивление является
функцией: 1) расположения электродов относительно включений, составляю^
щих изучаемую неоднородную
среду; 2) удельных сопротивлений
и размеров этих включений;
3) сопротивлениябурового раствора
и диаметра <&> скважины; 4) со-
противления и среднего диа-
метра зоны проникновения
фильтрата бурового раствора в
породы, окружающие скважину.

Из формул (20), (21) и (22),
так же как и из формул (14), (15),
(16), следует, что для определе-
ния кажущегося сопротивления
неоднородной среды необходимо
знать величину ' потенциала U,
разности потенциалов A U или
напряженность Е электрического
поля в исследуемых точках изу-
чаемого неоднородного простран-
ства, силу тока I в цепи питаю-
щих заземлений А и В и расстоя-
ния АМ и AN между питающим
.заземлением А и измеритель-
ными электродами М и N. Из приведенных формул также следует, что
величина кажущегося сопротивления, замеренного двухэлоктродным зон-
дом АМ, пропорциональна потенциалу U электрического поля в точке 7И;
а зондом, у которого измерительные электроды расположены бесконечно
’близко друг к другу, — напряженности электрического поля (численно рав-
ной градиенту потенциала) в точке О, находящейся посредине между точ-
ками М и N. Вследствие этого зопды с расстоянием между измерительными
электродами М и N, значительно превышающим расстояние от питающего
заземления А до ближайшего к нему измерительного электрода, называются
потенциал-зондами (рис. 4, а), а зонды, у которых расстояние между изме-
рительными электродами М и N .значительно меньше расстояния от любого
из них до питающего заземления, — градиент-зондами (рис. 4, б)1,.

Согласно принципу взаимности, более подробно изложенному в § 50,
величины кажущегося сопротивления не изменяются, бели, сохранив рас-
стояния между питающими и измерительными электродами, взаимно заме-
нить их назначение, т. е. пропускать ток через электроды М и N и измерят*,
разность потенциалов между заземлителями А и В (см. рис. 2, б).

1 Рапое потецциал-зонд назывался нормальным зондом, а градиепт-зопд — обрат-
ным зондом. Эти названия неудачны, лишены физического смысла, и пользоваться ими
не будем.
02550 75 0 25 50 75 О 5 10 /5 О 5 101520 О 10 203040 О 5 10 152010,75 0,25 О 0 50 150 50 750	50 150

Рпс. 5. Диаграммы элек-
трометрии скважин.

Кривые кажущегося сопротив-
ления. зарегистрированные: а—
обращенным градиент-зондом;
б — потенцпал-зондом; в —
микроградлент-зондом малого
размера (точечная) и микропо-
тенциал-зондом большого раз-
мера (сплошная); г — кривая
силы тока, зарегистрированная
.методом скользящих контактов;
кривые аффективного сопротив-
ления, зарегистрированные;
д —’методом экранированного
заземления; е микрометодом
сопротивления экранирован-
ного заземления; ж —• кривая
эффективной электропроводно-
сти (индукционный метод);
кривые потенциалов; а — соб-
ственной поляризации пород,
и —электродных, к — вызван-
. ной поляризации пород.

1 — глины; 2 — глины высоко-
дисперсные; 3 — пески; 4 —
песчаники рыхлые; -5 — песча-
ники плотные; 6 — известняки
и доломиты плотные: 7 — тО
же, глинистые; 8 — то же, вы-
сокопористые (ситчатые, .кавер-
нозные и трещиноватые); 9 —
гипс; Ю — ангидрит; 11—
каменный уголь; 12 — антра-
цит; 13 — магматические поро-
ды; 14 _ сульфидные руды.

^6

ЕЭДз FT*]/#

7//

/4
При электрометрии скважин может быть осуществлена любая из ука-
занных схем, т. е. в скважину опущен зонд, состоящий из одного питающего
заземления А (второе питающее заземление В установлено на поверхности
земли) и двух измерительных электродов М я N (рис. 4, Г) — однополюс-
ный зонд (зонд прямого питания) или зонд, состоящий из двух питающих
заземлений А и В и одного измерительного электрода М (второй измеритель-
ный электрод N расположен .на поверхности) — двухполюсный зонд (зонд
взаимного питания) (рис. 4, //). В практике чаще всего применяется вторая
•схема, которая дает возможность одновременно с замером @к регистрировать
кривую потенциала J7cn собственной поляризации пород. С этой целью
применяются специальные схемы разделения, о которых будет сказано ниже.
Однако теория исследования разрезов скважин методом сопротивления мо-
жет быть проще изложена для однополюсных зондов. Это позволяет наиболее
наглядно представить физическую сторону процессов, рассматриваемых при
изучении теории метода. Закон же взаимности дает право безоговорочно
распространить установленные положения на применяемые в практике
двухполюсные зонды.

Измеряемое кажущееся сопротивление относится к точке О, на-
ходящейся на середине участка между сближенными электродами
.зонда, середине АМ у потенциал-зонда и середине MN (или АВ) у гра-
диент-зонда.	___

Расстояние L — АМ у потенциал-зондов и L — АО (или МО) у гра-
диент-зондов называется размером зонда. От величины этого расстояния,
как об этом будет сказано ниже, зависят радиус исследования и конфигура-
ция кривых кажущегося сопротивления,
зарегистрированных в неоднородных сре-
дах. На рис. 5 приведены типичные кри-
вые кажущегося сопротивления, зареги-
стрированные градиент-зондами (кривая а)
и потенциал-зондами (кривая б) и
породах различного электрического со-
противления.

Микрозонды

Кроме стандартных зондов, разобран-
ных выше, и зондов для специальных
исследований, о которых будет сказано
в § 2, для измерения сопротивления гор-
ных пород широко применяются микро-
зонды. Микрозонды отличаются от стан-
дартных зондов конструкцией электродов,
установленных на небольшом расстоянии
друг от друга (рис. 6, I) на изолирующем
суппорте СП1, закрепленном на рессоре
фонаря Ф1, при помощи которой суп-
порт и электроды прижимаются к стенкам
скважины. В связи с пониженным влия-
нием проводимости бурового раствора и
малыми размерами микрозонды приме-
няются для детального расчленения раз-
резов скважин и изучения сопротивления

гагощих к стенке скважины. Пример кривых qk, зарегистрированных
микрозондами, приведен па рис. 5 (кривая е) и рис. 6.

Рис. 6. Схема микрозонда (/) и
зонда сопротивления экранирован-
ного микрозазсмлопия — микро-
СЭЗ ОП-

Кривые кажущегося сопротивления: 1 —
малого мпкроградиепт-шшда ЛМ1М2.
АМ1 М1М2 = 2,5 cai; В — большего
мипропотепциаи-зоида АМъ = 5 см; з —
кривая aiMie.in'miiioro сопротивления, заре-
гистрированного зондом сопротивлении
экранированного микроеаземлепип; К —
кабель; ®j и Фа — рессоры фонари; С’щ
и Спа—суппорты микрозонда и аопда
сопротивления окрапироваппого заземле-
ния; А и Э - питающее и окрапиругощее
заземления; Mi и Мз — измерительные
алектроды мни розопда.

пород, непосредственно приле-
Принципиальные схемы измерения кажущегося
сопротивления

Для измерения кажущегося сопротивления горных пород в скважппе-
может быть использована одна из схем, приведенных на рис. 7. В схемах
а, бив1 питание линия АВ производится от генератора постоянного тока Г —
батареи сухих элементов, выпрямителя или динамо-машины. Сила тока регу-
лируется реостатом Р и измеряется миллиамперметром мА. Постоянный ток
преобразуется питающим коллектором специального устройства — пуль-
сатора (см. § 28) в пульсирующий ток переменного направления. Применение-
пульсатора дает возможность одновременно замерять кажущееся сопроти-
вление и потенциалы собственной поляризации пород по следующей схеме-
(рис. 8). Постоянный ток I источника тока Г (см. рис. 7, схемы а, б, в и
рис. 8, в) прерывается коллектором Кх пульсатора (рис. 8, а) в пульсирующий
ток /дв переменного направления (рис. 8, б). Ток/дв вводится в породы
через заземления А и В (рис. 8, в) и создает в пространстве, окружающем
заземления, переменно пульсирующее электрическое поле. Разность потен-
циалов AU (ПЙ^) этого поля переменного направления (рис. 8, г) воспри-
нимается измерительными электродами М и N (рис. 8, 3), в цепи которых
будут также наблюдаться разность потенциалов собственной поляриза-
ции пород постоянного направления (рис. 8, в) и кратковременные перемен-
ные з. д. с. еп индукции (рис. 8, а). Эти э. д. с. возникают в измерительных
жилах кабеля в моменты включения и выключения т.ока питающим коллекто-
ром пульсатора.

Пульсирующая переменная разность потенциалов выпрямляется изме-
рительным коллектором Л’2 пульсатора, синхронно вращающимся с питаю-
щим коллектором (см. рис. 8, а, б, и в), и измеряется прибором Z7KC — галь-
ванометром фоторегистратора, полевым потенциометром, сопряженным с по-
луавтоматическим регистратором, или самопишущим потенциометром
(рис. 8, з). Для исключения искажений, созданных э. д. с. индукции,
коллектор К2 разрывает измерительную цепь па время Тр большее времени
Тр разрыва питающей.цепи. В течение времени Тр э. д. с. индукции прак-
тически обращаются в нуль и импульсы измеренной разности потенциалов
имеют вид, схематически изображенный на рис. 8, ж. Разность потенциалов.
£-'сп собственной поляризации пород постоянного направления (рис. 8, е)
записывается вторым регистрирующим прибором Дсп — гальванометром,
фоторегистратора, полевым потенциометром, сопряженным с полуавтомати-
ческим регистратором, или самопишущим потенциометром (рис. 8, д). 

Этот прибор либо устанавливается до измерительного коллектора К2
пульсатора (рис. 7, а и б, рис. 8, 3), либо включается в параллельную цепь,
(рис. 7, в) с фильтром, состоящим из блока конденсаторов С и дросселя Д.
В схемах а и б разности потенциалов Vпреобразуются приемным коллекто-
ром К2 пульсатора П в переменные (рис. 8, и) и не отмечаются прибором
^кс*

Питание зонда пульсирующим переменным током с последующим вы-
прямлением разности потенциалов AV дает возможность одновременно запи-
сывать кривые разности потенциалов AU, созданных электрическим сопро-
тивлением пород, и разности потенциалов 17сп их собственной поляризации.

1 Схемы а и 5 применяются при компенсационном способе измерения кажущегося
сопротивления и потенциалов собственной поляризации (см. § 18, 31 и 33), а схема в —
при фоторегистрации gK и иш (см. § 18 и 32).
Рис. 7. Принципиальные схемы измерения кажущегося сопротивления и потенциалов
собственной поляризации пород.

а — схема измерении кажущегося сопротивления и потенциалов собственной поляризации с трехжиль-
ным кабелем при последовательпом включении измерительных приборов (однополюсный зонд); б—то же,
двухполюсный зопд; « —то же,’ при параллельном включении измерительных приборов; а — мостовин
схема; Э — схема о одножильным кабелем; е — схема комплексных измерений с семнжнлгшым кабелем;
ж — то же, с одножильным кабелем. А и В — питающие заземления; м в N — измерительные злеи-
троды; Г—генератор постоянного (=) или переменного (~) тока; Пцс — прибор для измерения
кажущегося сопротивления; Пдд—то же, для измерения потенциалов собственной полщшаашн;;
Лдз—то же, для измерении сопротивления заземления; П1 — П,—измсрктельяыс приборы (бе;;
указания измеряемого параметра); Kj — питающий коллектор пульсатора; й'а — Кп — измерительные
коллекторы пульсатора; мА —миллиамперметр; КП — компенсатор иолприоации; В — реостат регу-
лирования тока; ЭК] п ЭКг — олектроняые коммутаторы, ЧМ — частотный модулятор; ф — фильтр;
ЧД — частотпый дискриминатор; ОС — скважинный снаряд; Л — пульсатор; Мт — измерительный
мост; Тр —силовой трансформатор; У, У,, У» и У3 — усилители; Вп — выпрямитель; С, Ci и С» --
конденсаторы; 3 — зопд; Д, Д1 и Да — дроссели; К — кабель.

Так как кажущееся сопротивление

rzzli7
ек = /<-г

(23)

пропорционально AU, то зарегистрированная кривая AU при постоянной
силе тока I пйтания в масштабе ILU представляет собой кривую измеряемого
кажущегося сопротивления.
В схеме г (см. рис. 7) линия АВ питается переменным током. В этой
схеме генератор переменного тока Г через автотрансформатор Тр присоеди-
нен к мосту М, в одно из плеч которого включено питающее заземление А.
Сила тока измеряется миллиамперметром мА. Разность потенциалов AU,
пропорциональная измеряемому кажущемуся сопротивлению, выпрямляется
коллектором Кг, жестко закрепленным на валу генератора Г, и измеряется
прибором 77кс. Разность потенциалов (7СП собственной поляризации пород
регистрируется прибором Лсп. Для отделения разностей потенциалов AU,
пропорциональных кажущемуся сопротивлению, от разностей потенциалов

Рис. 8. Схема преобразования токов и напряжений" в пульсаторе.

а и б — временные зависимости токов; г, е, ж, и — временные завиоимости напряжений; в, 0 и з —
схемы измерений;

А и В —питающие заземления; Mj, N и Ni — измерительные электроды; .на —миллиамперметр;
Г — генератор постоянного тока; Р — регулирующий реоотат; Ядц — прибор, регистрирующий по-
тенциалы собственной поляризации пород; Л[.;о — то же, кажущееся сопротивление; KJ7 — компенса-
тор поляризации; — время разрыва токовой цепи; т“ — то же, измерительной; — тон в цепи
заземлений А и В; еи—э. д. с. индукции; Удд — разность потенциалов собственной поляризации
пород: AU —то же, созданная омическим падением напряжения; т — время.

?7СП собственной поляризации пород служит фильтр, состоящий из конденса-
тора С и дросселя Д. При помощи прибора Ясз, включенного ь диагональ
моста через конденсатор G и коллектор К:>, измеряется сопротивление
заземления А. Кривая сопротивления заземления А так же, как и кривые
кажущегося сопротивления и потенциалы собственной поляризации пород,
используются для изучения разрезов скважип (см. § 2).

В схеме, изображенной на рис. 7, д, используемой при измерениях
с одножильным кабелем, например в станциях ОКС и др, (см. § 34 и 46),
питание линии АВ производится от генератора Г. Ток высокой частоты
(300—500 Sty) по жиле кабеля К поступает в скважинный снаряд СС и далее
через разделительный конденсатор Ci, трансформатор питания Тр, заземле-
ние Л, изучаемые породы и заземленную бронированную оплетку кабеля В
возвращается в генератор. Сила тока измеряется миллиамперметром мА
а регулируется реостатом Р.

Возникающая между электродами М a N переменная разность потен-
циалов усиливается ламповым усилителем У, выпрямляется выпрямителем
Вп и далее через разделительный дроссель Дг по жиле кабеля К подается
на поверхность. Здесь постоянный ток измеряемой разности потенциалов
UKC отфильтровывается дросселем Д2 и конденсатором С2 от переменного
тока I хцзпи питания и регистрируется прибором. П1.

Усилитель Ут и выпрямитель Вп питаются от трансформатора Тр,
первичная обмотка которого включена в линию АВ. Измерение потенциалов
собственной поляризации пород и кажущегося сопротивления в этой схеме
производится раздельно.

Схема отечественн ;й комплексной измерительной лаборатории на семи-
жильном кабеле (см. § 35), приведенная на рис. 7, е, отличается от схем,
изображенных на рис. 7, а и б, одновременной регистрацией нескольких
(до шести) кривых различных параметров (например, пяти кривых кажу-
щегося сопротивления с зондами различных размеров и кривой потенциалов
собственной поляризации, см. § 4). С этой целью используется семижильный
кабель и мпогоколлекториый Kt — Kt пульсатор. Питание зонда осуще-
ствляется от генератора Г.

На рис. 7, ж изображена блок-схема многоканальной регистрации на
одножильном кабеле с использованием частотной модуляции (см. § 35 и
46). В этой схеме ток питания частотой 400 гц от генератора Г подается по
жиле кабеля К в скважинный снаряд СС, где, пройдя через трансформатор Тр
питания, подводится к заземлению А и далее через бронированную оболочку
кабеля возвращается в генератор. Разности потенциалов, возникающие
между электродами M2N2, M3N3 а Nt, через входные трансформа-
торы поступают на электронный коммутатор ЭКг. Амплитудио-модулирован-
ные импульсы с выхода электронного коммутатора подаются на частотный
модулятор ЧМ, где преобразуются в частотно-модулировэнные импульсы
и далее, пройдя усилитель Ух, по кабелю поступают па поверхность. Здесь
импульсы, пройдя фильтр Ф и усилитель У2, преобразуются в частотном
дискриминаторе ЧД снова в амплитудно-модулированпые и, пройдя через
электронный коммутатор ЭКъ, поступают в измерительные приборы Пг—П*.

Из схем, приведенных на рис. 7, лучшими являются схемы а, б и е.
Схема в, применяемая в измерительных установках с фоторогпстраторами,
обладает некоторыми недостатками, о которых будет сказано ниже (см. § 18).
Некоторым преимуществом схемы г является возможность одновременной
регистрации трех параметров: кажущегося сопротивления, потенциалов соб-
ственной поляризации пород и сопротивления заземления А. Однако в этой
схеме чувствительность измерительной установки ограничивается повьшгоп-
иыми значениями э. д. с. индукции. Основное преимущество схем д и ж
заключается в применении одножильного кабеля простой конструкции и лег-
кого веса. Это преимущество схемы ограничивается сложностью скважинного
прибора и наземной аппаратуры особенно при одновременной регистрации
нескольких параметров (схема ж) . В СССР в практике геофизических иссле-
дований скважин используют схемы а, б, в, due а разрабатывается схема ж.

Кабели, применяемые для спуска в скважину измерительных устройств
(зондов, скважинных приборов), имеют специальную конструкцию (см.
§ 37) и прочность на разрыв 0,3—8 ш (в зависимости от типа кабеля). Спуск
кабеля и измерительных устройств в скважину и обратный их подъем произ-
водятся при помощи лебедок (см. § 39). Для облегчения спуска па конце
кабеля закрепляется груз. Кабель направляется в скважину роликом спе-
циального устройства — блок-баланса, устанавливаемого над устьем сква-
жины. Окружность ролика блок-баланса калибрована, что дает возможность
по числу его оборотов определить длину кабеля, опущенного в скважину, а
следовательно, и глубину нахождения измерительной установки. Конструк-
ция блок-баланса также позволяет определять натяжение на кабель. Это на-
тяжение необходимо знать во время работы для предотвращения возможных
аварий вследствие прихвата в скважине кабеля и измерительных устройств
(например, при обвалах пород со стенки скважины)»

3 Заказ 714.
Ролик блок-баланса соединяется электрической синхронной (автосин-
ной) передачей или гибким валом с лентопротяжным механизмом при-
боров, регистрирующих измеряемые разности потенциалов (см. § 42). Это
дает возможность записывать кривые разностей потенциалов в функции глу-
бины, на которой находится в данный момент измерительная установка (см.
рис. 1).

Область применения метода: расчленение разрезов сква-
жин по данным истинного и кажущегося удельных электрических сопроти-
влений горных пород; выделение реперов для корреляции; изучение литологи-
ческой характеристики, пористости и проницаемости пород, определение их
мощностей и глубин залегания; выявление полезных ископаемых (нефти, газа,
каменных углей и некоторых других рудных и нерудных ископаемых);,
определение степени иефтенасыщения нефтеносных и газоносных пластов.

Микрозонды используются для детального изучения структуры отдель-
ных пластов и включений, точного определения их мощностей и пористости.

§ 2.	МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ТОКА, СКОЛЬЗЯЩИХ КОНТАКТОВ,
СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ

ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

К числу геофизических методов исследования разрезов скважин, осно-
ванных па изучении сопротивления горных пород, относятся методы: реги-
страции тока (МРТ), скользящих контактов {МСК), сопротивления,
заземления (СЗ) и сопротивления экранированного заземления (СЭЗ).

Метод регистрации тока

В методе регистрации тока генератор постоянного тока (батарея) Г=
(рис, 9, а) включается в цепь, состоящую из регулирующего реостата Р,
миллиамперметра мА, регистрирующего ток, одножильного кабеля К и
заземления А, передвигающегося вдоль исследуемой скважины. Второе пи-
тающее заземление В устанавливается на поверхности. Сила тока в цепи АВ

I	=	Е	= Е	(24)

Як + -Яр +	+ -ДиаН- Яв 4- Яд 4- Яд 4-	2 Я 4- ЛА

где Е — напряжение батареи; Яи — сопротивление кабеля и проводов,
подводящих ток к заземлениям А и В; Rv — сопротивление реостата,
регулирующего силу тока; ВГ и RmA — сопротивления источника тока и
измерительного прибора; RB и RA — сопротивления заземлений В и Л;
Яв и Ra — контактные сопротивления этих заземлений, возникающие
в результате выделения продуктов электролиза на их поверхности при
прохождении тока и

2 R = Rk + Яр + Rr + ЯмА 4- RB 4~ Вв 4~ Яд.

Сопротивление заземления ЯА пропорционально осредненной величине
рэ удельных электрических сопротивлений бурового раствора и пород,
расположенных вблизи от заземления

Ra =	(25)

где D — коэффициент, зависящий от формы и размеров заземлителя.
Удельное электрическое сопротивление qb неоднородной среды будем
называть эффективным удельным сопротивлением1. Об общности и различии
кажущегося и эффективного сопротивлений будет сказано в § 60.

Подставляя значение ВА из равенства (25) в формулу (24), получим

Е — Е
^R+Dee ~ con.4t4-7)& '

Рис. 9. Принципиальные схемы измерения сопротивления заземления и регистрации
тока.

а — схема одноа.тектродногс метода; б — то же, с потенциометрической рогпе-трацией; в — схема метода
сопротивления заземления с током высокой частоты; г — то же, фирмы Видке; О — схема метода сколь-
зящих контактов; <•—схема метода сопротивлении заземлении И. А. Перьиопа л И. О. Эйдмана
ж — мостовая схема измерения сопротивления заземпеипя; а — то >кс, па переменном токе; А — питаю-
щее заземление; К — кабель; Ф — пружинный фонарь; Г_ — генератор постонипого топа; — гене-
ратор переменного тока; Р — регулирующий реостат; лЫ — миллиамперметр; Rg — балансное сопро-
тивление; Ло — эталонное сопротивление; Лд — сопротивление, равное сопротивлению заземления А;
Л[( — компенсационное сопротивление; Кп — компенсатор полярнзацпи; II — иотепцпометр; Вп —
выпрямитель; Т — трансформатор; Мт — мост дли измерении сопротивления заземления А; /и — пи-
тающий коллектор пульсатора; Л'г — то ше, пвмерптельпый коллектор.

Из последнего соотношения следует, что при передвижении заземления А
по скважине электрический ток будет возрастать па участках, сложенных
породами пониженного сопротивления, и уменьшаться против пород повы-
шенного сопротивления.

Таким образом, кривая изменения силы тока дает возможность опреде-
лять местоположение пород отличного электрического сопротивления и при
благоприятных условиях решать задачу бескерповой геологической доку-
ментации пород в разрезах скважип.

На рис. 9, б приведена схема метода регистрации тока с компенсацией
потенциометром Кп (компенсационный потенциометр) части разности потен-
циалов созданной током I на эталонном сопротивлении 7?3. Эта схема
дает возможность, скомпенсировав в породах с известным сопротивле-
нием, измерять регистрирующим прибором П только изменения этого тока
при переходе зонда в породы отличного сопротивления, что повышает точ-
ность измерений.

На рис. 9, в изображена схема одноэлоктродиого метода ла переменном
токе. В этой схеме заземление А питается перомоипым током I от генера-
тора Г~. Ток I измеряется прибором постоянного тока 7Z, включенным через
выпрямитель Вп во вторичную обмотку трансформатора Т; сила тока регу-
лируется реостатом Р.

1 В дальнейшем тексте для сокращения слова «удельное электрическое» часто будут
опускаться-

3*
В схеме, приведенной на рис. 9, г, переменный ток выпрямляется двух-
полупериодиым селеновым выпрямителем Вп. Потенциометром П регистри-
руется падение напряжения на сопротивлении В.ъ, пропорциональное изме-
ряемому току. С целью увеличения масштаба регистрации и повышения
точности измерения часть этого напряжения снимается компенсатором Кп
(см. также схему рис. 9, б).

Малая стоимость аппаратуры и оборудования, применяемых в методе
регистрации тока, является преимуществом этого метода перед методом кажу-
щегося сопротивления. Однако метод регистрации тока по сравнению с ме-
тодом кажущегося сопротивления-имеет ряд существенных недостатков,
к числу которых относятся:

1)	невозможность точного определения истинного удельного электриче-
ского сопротивления, а следовательно, и литологии горных пород для боль-
шинства случаев;

2)	зависимость амплитуд изменения силы тока от полного сопротивления
питающей цепи и напряжения источника тока;

3)	значительное влияние диаметра скважины и удельного электрического
сопротивления бурового раствора па величину измеряемого тока;

4)	невозможность одновременной регистрации потенциалов собственной
поляризации пород.

Область применения метода. Вследствие перечислен-
ных недостатков использование метода регистрации тока обычно ограничи-
вается расчленением разрезов неглубоких скважин, сложенных породами
отличного сопротивления (например, сейсморазведочных скважин и скважин
ручного бурения). В некоторых случаях метод применяется для изучения
угольных пластов и рудных включений низкого сопротивления.

Метод скользящих контактов

Метод скользящих контактов отличается от метода регистраций тока
конструкцией заземления А. Это заземление (рис. 9, д') состоит из одной,
двух или трех щеток, установленных в изолирующих обоймах. Щетки имеют
малую торцовую поверхность и под нажимом пружин фонаря Ф или дей-
ствием веса груза прижимаются к стоикам скважины. В связи с этим сопро-
тивление заземления в основном определяется электрическим сопротивле-
нием породы, с которой соприкасается щетка, и резко изменяется при пере-
сечении щетками пород отличного сопротивления.

Так как размеры щеток малы, то их сопротивление обычно пампого
превышает сопротивление остальной цепи. Поэтому сила тока в методе
скользящих контактов изменяется значительно резче, чем в методе регистра-
ции тока, что увеличивает точность изучения разрезов скважин этим методом.
Для измерения силы тока в методе скользящих контактов могут быть также
использованы схемы б, виг.

Область применения метода. Изучение разрезов сква-
жин в твердых (преимущественно изверженных) породах главным образом
с целью выявления включений рудных минералов высокой электропровод-
ности, как, например, сульфидов, некоторых из окислов и графита, и точ-
ного определения их мощностей и местоположения в разрезе скважины.

Пример кривой силы тока, зарегистрированной методом скользящих
контактов, приводен на рис. 5, г.

Метод сопротивления заземления

В методе сопротивления заземления измеряется величина сопротивле-
ния 7?д заземления А, числовое значение которого, как об этом говорилось
выше, зависит от удельного электрического сопротивления пород, окружаю-
щих заземление. Для измерения RA применяются схемы Н. А. Перькова
и И. Э. Эйдмаиа (рис. 9, е) и мостовая (рис. 9, ж). В схеме, изображенной
на рис. 9, е, питание заземления А производится от генератора постоянного
тока — батареи Г=. В цепь питания последовательно включены реостат Р
для начальной регулировки силы тока, сопротивление 7?э, шунтирующее
прибор-индикатор П, при помощи которого контролируется постоянство
силы I тока в цепи питания, и калиброванный реостат РА (сопротивление
заземления), соединенный с регистрирующим устройством, записывающим
его показания. Компенсирующий потенциометр Кп, установленный в цепи
прибора П служит для установки его указателя на нулевое положение.
В этом положении указатель прибора должен находиться в процессе реги-
страции сопротивления заземления RA.

Как легко видеть из схемы, при изменении сопротивления RA заземле-
ния А на ARa для поддержания постоянства силы тока, а следовательно, и
сохранения исходного (нулевого) положения указателя (стрелки) прибора-
индикатора П необходимо сопротивление включенной части калиброванного
реостата РА изменить на величину ARa. Это изменение регистрируется иа
диаграммной бумаге пишущим приспособлением, сочлененным с реостатом
ЙА.

В схеме, изображенной на рис. 9, ж, сопротивление заземления А
измеряется при помощи моста М, в одно из плечей которого включена мейла
кабеля К с присоединенным на ее конце заземлением А. Схема питается от
источника постоянного тока — батареи Г^. Сила тока в цепи моста регу-
лируется реостатом Р и измеряется миллиамперметрами л-tAi и мА г.

В случае, если сопротивления 7?м плечей моста (включая сопротивление
жилы кабеля К и контактные сопротивления заземлений) равны между
собой, то при введении в цепь жилы кабеля сопротивления RA заземления
А, в измерительной диагонали тп моста возникает разность потенциалов
AU mrP

Ж™ = ит - ип = \UB + ч (7?м + Ra)] - [UB + г2 (RM + RB)] =

= h (#м +• Яд) ~~	+ йв) ~ h (-^м +	~~ Жм’	(27)

где Um, Un s UB — потенциалы точек, указанных индексами; RB — сопро-
тивление второго заземления В, которым обычно является обсадная Колоп-
па, практически равное нулю (вследствие больших размеров заземления),
и и i2 — силы тока в параллельных ветвях моста.

Но так как

' — / 2ДД*	г ________

и

то

Жтп = [2Rm (Rm + 7?а) -- (2RW + Ra) Rm 1 =

J(Ma) __ 1ra ~^a

~ *A * ’	1 '

r—

где I — сила тока, питающего мост.
Воспользовавшись формулой (25), приведем равенство (28) к следую-
щему виду:

4Umn = ^-Qa.	(29)

Решая последнее	уравнение относительно	р(„	получим

рэ =	=	,	(30)

где Кл — -----коэффициент пропорциональности эффективного сопроти-

вления рэ полному сопротивлению К а заземления, называемый коэффициен-
том заземления.

Таким образом, зная разность потенциалов AUmn на диагонали тп
моста и силу тока Z, возможно определить искомое эффективное сопротивле-
ние пород, окружающих заземление А.

В тех случаях, когда в породах, расположенных вблизи заземления А,
возникают большие потенциалы собственной поляризации и значительно
изменяется контактное сопротивление, используется схема, приведенная
на рис. 9, з. В этой схеме мост М и заземление А питаются переменным
пульсирующим током. Разность потенциалов 4Umn, возникающая в измери-
тельной диагонали моста, выпрямленная коллектором пульсатора К2, изме-
ряется прибором П. Схема (рис. 9, з), а также схемы па рис. 10, а и б,
о которых будет сказано ниже, являются иаилучшими схемами измерения
сопротивления заземления. Однако необходимость применения многожиль-
ного кабеля несколько ограничивает практическое использование этих схем.

Область применения метода. Расчленение разрозов
скважин, сложенных породами отличного сопротивления, и выделение репе-
ров, преимущественно в неглубоких скважинах, например сейсморазведоч-
ных и в скважинах ручного бурения.

Метод сопротивления экранированного заземления

В методе сопротивления экранированного заземления (СЭЗ) измеряется
сопротивление заземления А (рис. 10, а), по обе стороны от которого на
равных расстояниях установлены однополярные с ним экранные (экрани-
рующие) заземления Э. Экранные заземления препятствуют растеканию тока
от заземления А по стволу скважины и направляют его в глубь исследуе-
мых пород. Это обеспечивает наибольшую зависимость измеряемого сопро-
тивления заземления ЯА и эффективного сопротивления @а от удельного
электрического сопротивления рп пород, находящихся против электрода А.

Радиальность распространения тока I от заземления А обеспечивается
подбором длин 1А и /а и потенциалов UA и Uo заземлений А и Э, т. е. кон-
струкцией зонда и выбором соотношений токов 1А а 13 в цепях заземлений
А и Э. Токи 1А и /3 измеряются при помощи миллиамперметров мА1 и mAh;
отношение токов устанавливается реостатом Pi. Для измерения и регулиро-
вания общего тока служат миллиамперметр мА3 и реостат Р2- Схема
питается от генератора постоянного тока Г, который преобразуется коллек-
тором пульсатора в пульсирующий ток переменного направления. Раз-
ность потенциалов Af7mn, возникающая на диагонали тп моста М при изме-
нении сопротивления заземления А, выпрямляется коллектором К2 пульса-
тора и измеряется прибором П.

Разность потенциалов AUmn 1см. формулу (28)1 пропорциональна со-
противлению ИА, а следовательно, и эффективному сопротивлению рэ среды
(пород и бурового раствора), окружающей экранированное заземление.
Это дает возможность, зная AUmn и I, а следовательно, и RA рассчитать иско-
мое

Рэ — К® R А ,

где Ка — коэффициент экранированного заземления, величина которого
пропорциональна 1лк зависит от отношения длины L — 1А 1в экраниро-
ванного зонда к его диаметру da (см. § 64, ч. II).

Для измерения сопротивления экранированного заземления исполь-
зуется также потенциальная схема (рис. 10, б). При потенциальной схеме
измерения RA экранированное зазомлепие А и экранирующие заземления Э

Рис. 10. Принципиальные схемы электрометрии скважин специальными методами сопро-
тивления заземления.

я — метод сопротивления экранированного заземлении с мостовой схемой регистрации; б — то же,
с потенциальной схемой регистрации; «—то >ке, с управляемым Экранным током; а — метод сопро-
тивления экранированного микрозаземпения (микро-СЭЗ); Э — метод разности сопротивлений заземле-
ний (мостовая схема регистрации); е — то же, и метод сферического ааземленип (потенциальная схема
регистрации); А и в — питающие заземления; Э — экранные заземления; С — заземления сравнения;
М и N — измерительные электроды; Mi, Mi, М2, Ni — следящие электроды; II — измерительный при-
бор; If р — прибор регулировки экранного тока; Г—— генератор постоянного тона; Щ и Яа —’питаю-
щий н измерительный коллекторы пульсатора; мА — миллиамперметр; Мт — измерительный мост;
Р, Pi и Яз — регулирующие реостаты; Рв — реостат регулировки экранного тока; Сп — суппорт
электродов; Ф — пружинный фонарь; — балластное сопротивление.

через систему балластных R$ достаточно высоких сопротивлений подклю-
чаются к одной из питающих жил кабеля и заземление В — ко второй
жило. Экранированный зонд питается от генератора Г постоянного тока,
который преобразуется коллектором Ki пульсатора в пульсирующий ток
переменного направления. Нижний конец третьей жилы присоединяется
к заземлению А или (для уменьшения влияния поляризации) к измеритель-
ному электроду М, вмонтированному в середину заземления А. Верхний
конец этой жилы кабеля и поверхностный электрод N через измерительный
коллектор Ki подключается к регистрирующему прибору П.

При питании зонда током I между электродами А (М) и N возникает
разность потенциалов

(31)

где 7?д и Ra — соответственно сопротивление, экранированного заземления
и его контактное сопротивление и 1А — сила тока, проходящего через
экранированное заземление.
Сила тока 1А составляет долю общего тока I = 1А +19, питающего
экранированный зонд. В связи с наличием высокоомных балластных сопро-
тивлений Ra , и Rs 0, величины которых берутся обратно пропорциональ-
ными длинам 1А и ls заземлениям А и Э:

Ia — Rs< о _ 1а ~ Jal

I ~ ra, о 1а + 1Э L
н, следовательно,

ua = i-^(Ra^R\J	(32)

Не так как
р ____________________________ ?г

А ~ К9 ’
то

+ (33)

Xi \	/

и

Qs — Кз J~ ’ —р— KaRj ~ Кд —у----const,	(34)

1А 1	1

где Kl=K9-^-
‘а

— коэффициент экранированного зонда

Кз,

приведенный

к общей длине зонда. Таким образом, зарегистрированная кривая потен-

циала UA заземления А является кривой в масштабе нуль кото-

рой смещен на постоянную величину, равную КзНд.

Схема метода экранированного заземления, изображенная на рис. 10, в,
отличается от предыдущих схем наличием вспомогательных заземлений,
M2JV2, ПРИ помощи которых и управляющего прибора Пр, сочле-
ненного с реостатом Р3, сила экранного тока поддерживается такой, при ко-
торойвобеспечивается радпальное истечение тока из экранированного элек-
трода А1. При'этих условиях величина сопротивления заземления А в наи-
большей степени зависит от удельного электрического сопротивления пород,

окружающих экранированное заземление, что позволяет определить эти
сопротивления с наибольшей степенью точности.

В методе сопротивления экранированного заземления, выполненном
в модификации метода скользящих контактов (микро-СЭЗ), экранированное
заземление А, окруженное экранирующим заземлением Э, закрепляется
на резиновом башмаке-суппорте Сп (см. рис.. 6 и рис. 10, г), который при-
жимается рессорой Ф к стенкам скважины. Измерение сопротивления экра-
нированного микрозазомления производится по схеме (рис, 10, а измерения
сопротивления экранированного заземления (обозначения приборов
на рис. 10, г те же, что и на рис. 10, а).

Микро-СЭЗ метод может быть выполнен также и по схеме с регулировкой
экранирующего тока. В этой схеме микро-СЭЗ метод дает возможность полу-
чить наилучшее расчленение разреза, сложенного частым переслаиванием
пород малых мощностей отличных сопротивлений.

Область применения метода: выделение в разрезах
скважин пород малых мощностей отличного удельного электрического со-
противления; точное определение мощностей и глубин залегания этих пород;
определение их удельных электрических сопротивлений и пористостей.
В модификации микрометода (микро-СЭЗ) и особенно при наличии устройства,

1 Вместо электрода М на схеме рис. 10, в могут быть использованы электроды
(Мг) или (N2),
управляющего экранным током (рис. 10, в), этот метод используется для
наиболее детального выделения тонких пропластков и изучения их удельного-
сопротивления.

Диаграммы эффективного сопротивления, полученного методами экра-
нированного заземления, для примера приведены на рис. 5, д и е.

Метод разности сопротивлений заземлений (РСЗ)

В методе разности сопротивлений заземлений измеряется разность ARАС
сопротивлений двух заземлений А и С (рис. 10, д и е), установленных на
шаровом зонде из изоляционного материала. Одно из заземлений А пред-
ставляет собой шаровой пояс, второе С — две одинаковые шаровые детали,
суммарная поверхность которых равна поверхности заземления Л. Если ша-
ровой зонд находится в однородной среде, разность сопротивлений заземле-
ний равна нулю. При пересечении зондом РСЗ пласта высокого или низкого
сопротивления, сопротивление заземления А соответственно возрастает или
уменьшается, вследствие чего появляется разность ARАС между сопроти-
влениями заземлений Л и С.

Для измерения разности сопротивлений зазомлопий применяются схема
моста и потенциальная схема.

При измерении разности сопротивления заземлений по схеме моста
(рис. 10, д) заземления А и С вместе с присоединенными it ним жилами
кабеля включаются в два плеча измерительного моста Мт. Мост питается
пульсирующим переменным током, преобразованным коллектором Ki пуль-
сатора пз постоянного тока генератора Г. При неравенстве сопротивлений
заземлений Л и С на диагонали мостика тп возникает разность потенциалов

AUтп = 1А ARA(, ;	(35)

где IА —сила тока, проходящего через заземление Л и измеренного мил-
лиамперметром жЛ. Сила тока регулируется реостатом Р.

Разность потенциалов AUmn выпрямляется коллектором К2 пульсатора
и измеряется прибором П.

При измерении разности сопротивлений заземлений с потенциальной
схемой (рис. 10, в) ток I подается в заземления Л и С по общей жиле Л ка-
беля через равные балластные сопротивления 7?0 = 400 -1- 1000 ом, зна-
чительно бблъшие возможных сопротивлений заземлений. Это обеспечивает
г г I

достаточное равенство токов j А =	, поступающих в породы через за-

земления Л и С шарового зонда. Две другие жилы М и N кабеля присоеди-
нены непосредственно к заземлениям Л и С зонда.

Заземления Л и С питаются пульсирующим переменным током, преобра-
зованным коллектором пульсатора из постоянного тока генератора Г.
Второе заземление В питающей линии устанавливается па поверхности.
Разность потенциалов AUac между заземлениями Л и С выпрямляется кол-
лектором К2 пульсатора и измеряется прибором П.

Так как разность потенциалов

^X^UA-UC = IA(RA + ВД)-/о(До + Л£) =

~ А №л — йе) = 4" ^RAC ’	(66)

где 1А и 1С—силы токов, проходящих соответственно через заземления
А и С; РЛЦ Rq — сопротивления этих заземлений 7Д1 и Rc — их контакт-
ные сопротивления (практически равные друг Другу в связи с одинако-
выми поверхностями заземлсвий и весьма близкими плотностями тока),
то по данным измерений AUac и I искомое ARac определяется простым
расчетом.

Преимущество метода разности сопротивлений заземлений заклю-
чается в незначительном влиянии па величину ARag контактных сопроти-
влений заземлений.

Область применения метода. При известном диаметре
скважины этот метод дает возможность определить удельное электрическое
сопротивление пород, непосредственно прилегающих к стенке скважины, при
условии относительно небольшого сопротивления этих пород. Особенно четко
метод разности сопротивлений заземлений отмечает пропластки пород низ-
кого сопротивления. Последнее дает возможность эффективно использовать
этот метод для выделения глинистых пропластков в коллекторах, а также вы-
сококарбоиизированпых углей и некоторых рудных ископаемых в разрезах
скважин.

Кроме регистрации разности сопротивлений заземлений, шаровой
зонд используется также для измерения полного сопротивления заземления
и эффективного сопротивления среды, окружающей заземления.

При измерении полного сопротивления шарового зонда заземления .4
и С подключаются к источнику тока Пи измерительному прибору П по схеме,
приведенной на рис. 10, е.

Зарегистрированная диаграмма потенциала заземления А

U, — / (R, + R‘1) = IR . 4- const =	4- const,	(37)

Л	А

Рис. 11. Принципиальная схема
индукционного метода.

J — свмяжнниый снаряд — зонд; 2 —
генераторная катушка; .3 — измери-
тельная; катушка; 4 — генератор вы-
сокой частоты: 5 — Усилитель н вы-
прямитель; в — кабель; 7 — регист-
рирующий прибор; as —• электропро-
водность исследуемой среды; U —
индуктивные токи в этой среде; Но —
вапрящеипооть их магнитного поля;

Ьц — размер индуктивного зонда.

(где /, Ra и Ra — известные величины; оа —
эффективное сопротивление и Кш — коэффи-
циент шарового зонда) в масштабе 1ГШ//
представляет собой диаграмму эффективного
сопротивления

Qa ~ KmRA ~ Кш - А— ,	(38)

по величине которого производится изуче-
ние пород, слагающих разрез исследуемой
скважины.

§ 3.	ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД

Индукционный метод исследования раз-
резов скважин основан на изучении горных
пород по их электропроводности. Зопд 1
(рис. И), применяемый в этом методе, со-
стоит из генераторной 2 и измерительной 3
катушек, установленных па расстоянии La
одна от другой. При питании генераторной
катушки 2 переменным током высокой
частоты (10—50 кгц) от генератора 4 маг-
нитное поле Нг этого тока индуцирует в
среде, окружающей зонд, э. д. с., возни-
кают замкнутые токи га, интенсивность ко-
торых пропорциональна удельной электро-
проводности с, изучаемой среды. Магнитное
полеЯ2 этих токов индуцирует в измерительной катушке 3 зонда э. д, с.,
величина которых е = С о--, пропорциональна (С — коэффициент пропорцио-
нальности) среднему значению электропроводности, так называемой эффектив-
ной электропроводности стэ среды, окружающей зонд. Э. д. с. усиливаются и
выпрямляются устройством 5 а подаются по кабелю 6 на поверхность, где
регистрируются прибором 7. Индукционный метод наиболее четко выделяет
породы высокой электропроводности (см. рис. 5, кривая ж) и успешно может
применяться в сухих и заполненных нефтью скважинах, где другие электри-
ческие методы (вследствие трудности осуществления заземлений) малоэф-
фективны.

Область применения метода: выделение в разрезах
«скважин высокопроводящих горных пород, в частности рудных включений,
исследование разрезов сухих скважип и скважип, заполненных нефтью и
буровым раствором, приготовленном на нефтяной основе,

§ 4.	МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ ПОРОД

Метод потенциалов собственной поляризации горных пород, сокращенно
метод СП, ПС (а также PS) основан на изучении пород по данным измерения
потенциалов электрических полой, возникающих в породах, находящихся
в естественном состоянии и при пересечении их скважиной. Эти потенциалы
создаются:

1)	диффузией солей из пластовых вод в глинистый раствор и из раствора
в пласт и адсорбцией их ионов па поверхности частиц, слагающих породу;

2)	окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в по-
родах и в зоне их соприкосновения с буровым раствором;

3)	фильтрацией пластовых вод в скважину и вод из бурового раствора
в породы.

Величина и знак диффузионно-адсорбционных, окислительно-восстанови-
тельных и фильтрационных потенциалов определяются электрохимической
активностью горных пород — физическим свойством, характеризующим спо-
собность пород создавать электрические поля в условиях естественного их
залегания и, в частности, при пересечении пород скважиной. Это свойство
(см. § 74, 75 и 76) зависит от минералогического состава, структуры и,
в частности, дисперсности пород и минерализации их насыщающих вод.
Поэтому изучение диффузионно адсорбционных, окислительно-восстанови-
тельных и фильтрационных потенциалов дает возможность выделять основ-
ные типы горных пород (см. рис. 1, кривую II и рис. 5, кривую з), в част-
ных случаях изучать их пористость и проницаемость [5, 42] и обнаруживать
некоторые полезные ископаемые.

Разность потенциалов Uсп собственной поляризации горных пород
измеряется между электродом М, передвигаемым по стволу скважины,
и вторым неподвижным электродом N, установленным на поверхности земли
(рис. 12). Так как потенциал Ucu электрода N постоянен, то разность потеп-
циалов /К/сп отличается на постоянную величину от действительного значе-
ния потенциала Ссп собственной поляризации пород в точке, в которой рас-
положен электрод М:

AU^ = Ucn -	= U%a - const.	(39)

Следовательно, кривая зависимости = /(z), где z— расстояние
между устьем скважины и точкой, в которой находится электрод М,
может рассматриваться как кривая зависимости ZTcu—/(z)> отличающаяся
от кривой zl£7^=/(z) на постоянную величину U^tr
Поэтому изменения разности потенциалов собственной поляризации
пород, зарегистрированной между электродами М и N, численно соответ-
ствуют изменению потенциала электрического поля собственной поляризации

М. Вместо электрода N, установленного на поверхности
земли, может быть использована металли-
ческая оболочка бронированного кабеля
(рис. 12, б), потенциал которой достаточно'
постоянен.

Потенциалы собственной поляризации
пород обычно измеряют одновременно с
измеренном кажущегося сопротивления по
схемам, изображенным на рис. 7, а, в, г и е.

Область применения ме-
тода: детальное расчленение разрезов-
скважин, выделение реперов для корреля-
ций; выявление участков сульфидного ору-
денения, высококарбонизированных камен-
ных углей (в частности, антрацитов), гра-
фита и тонкодисперспых, преимущественна
глинистых, пород; определение минерализа-
ции пластовых вод. В благоприятных усло-
виях метод дает возможность выделять про-
ницаемые и нефтеносные породы, оценивать

пород у электрода

их

пористость и проницаемость.

Рис. 12. Схемы измерения потен-
циалов собственной поляризации
пород.

а — стандартная — электрод N уста-
новлен па поверхности; б—с брони-
рованным кабелем — электродом А
служит броня кабеля; в—схема ме-
тода электродных потенциалов; JJqh_

прибор для измерения потенциалов
собственной поляризации пород; М и
N — измерительные электроды.

Метод электродных потенциалов

В методе электродных потенциалов изу-
чаются электродные потенциалы, возни-
кающие на поверхности соприкосновения
некоторых руд, ископаемых углей и гра-

фита с окружающей их средой. С этой целью применяется зонд с двумя
электродами, изготовленными из металла, нормальный электродный
потенциал которого возможно более отличается от электродного потенциала
рудного тола. Один из электродов М (рис. 12, в), изготовленный в виде
щетки, скользит по стенкам скважины. Второй электрод, обычной конструкции
(обычно сдвоенный), закрепляется на кабеле близ электрода М. При сопри-
косновении электрода М с породой, имеющей электронную проводимость,
в цепи MN возникает разность потенциалов, близкая или равная разности
электродных потенциалов рудного тела и электрода N1. Эта разность потен-

риалов дает возможность точно установить местоположение искомых рудных
тел в разрезе исследуемой скважины (см. рис. 5, и).

Область применения метода: поиски в разрезах иссле-
дуемых скважин рудных включений, обладающих электронной проводи-
мостью. При благоприятных условиях определение металлов, входящих в со-
став рудных включений.

§ 5.	МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Потенциалами вызванной поляризации горных пород £7ВП называются
потенциалы, наблюдающиеся в горных породах после прохождения электри-
ческого тока. Они создаются физико-химическими процессами, возникающими

1 Потенциал между электродом М и рудным телом практически отсутствует.
в породах под действием тока> к числу которых относятся: электродная и
объемная поляризация горных пород, электроосмос, электростатические
явления в породах и концентрационная поляризация растворов. Характер
и интенсивность перечисленных процессов зависят от физических и химиче-
ских свойств породы — ее литологической характеристики и минералогиче-
ского состава. Это дает возможность использовать потенциалы вызванной
поляризации для бескернового геологического изучения разрезов сква-
жин.

Для измерения потенциалов вызванной поляризации пород применяются
четырех- и реже трех-, двух- и одпоэлектродные зонды (рис. 13).

Наиболее совершенной является схема измерений Um с четырехэлектрод-
ным зондом АМАВ. При этой схеме в скважину опускаются два питающих

Рис. 13. Принципиальные схемы измерения потенциалов вызванной поляризации пород.

а _ чвтырг-хэлвнтродная схема АМАВ (наиболее рекомендуемая); б — то же, че.тыррхэпсктрод-
ная NAMA; в — треха ле,кт родная схема стандартного пцтопциаЛ-вОида; а — одиоолектродипн схема
(для одножильного кабели); д — схема градиента потенциала пыивашюй поляризации (N'AMAN")’,
А и В — питающие, завсмленин; М, N, N' и N" — измерительные электроды; Пвд — прибор для
измерения потенциалов вызванной поляризации пород; — тоже, пин измерении кажущегося со-
противлении; Г_ —генератор постоянного тока; лА — миллиамперметр; Р — реостат для Регулиро-
вания топа питания; Д — делитель па и ряже,и» я; f't — коллектор питающей цепи пульсат ' Ра; Дц —
коллектор измерительной цепи пульсатора.

заземлепия А и В и один измерительный электрод М (рис. 13, а) ил и два
измерительных электрода М и N и одно питающее зазомлопио А (рис. 13, б).
Четвертое заземление В или электрод N устанавливаются на поверхности.
'Заземления А и В через коллектор Кг пульсатора присоединяются к источ-
нику постоянного тока Г=, а электроды М и N через коллектор К2 пульса-
тора — к измерительным приборам (автоматическим или полуавтоматиче-
ским потенциометрам или фоторогистратору). На продолжении первого
полуоборота коллектора пульсатора заземления Л и В приключаются
к источнику тока Г=. В это же время в измерительную цепь включается изме-
рительный прибор Я1;с, регистрирующий разность потенциалов, возникаю-
щую между электродами М и N при прохождении тока в цепи АВ. Измерение
этой разности потенциалов, практически равной потенциалу UM электрода М,
дает возможность одновременно с регистрацией кривой потенциалов вызван-
ной поляризации пород получить дополнительную кривую кажущегося со-
противления, измеренную микропотенциал-зондом АМА. Эта кривая улуч-
шает разбивку тонкослоистого разреза и позволяет уточнить интерпретацию
кривых £7ВП, особенно в тех случаях, когда наблюдается резкая зависимость
между величиной разности потенциалов вызванной поляризации и удельным
.электрическим сопротивлением пород.
В течение второго полуоборота коллектора пульсатора источник тока
отключается от электродов А и В и к электродам М и Лг, вместо измеритель-
ного прибора Якс, подключается прибор Явп, регистрирующий разность по-
тенциалов вызванной поляризации.

Таким образом, коллектор пульсатора, вращающийся со скоростью.
10—20 об/сек, в течение каждой секунды посылает в питающую цепь 10—201
кратковременных импульсов тока и столько же раз включает в измери-
тельную цепь приборы Пкс и Явп.

Для получения наибольшего значения измеряемых разностей потенциа-
лов f7Bn электрод М устанавливается между раздвоенным питающим заземле-
нием А, что даст возможность изучать потенциалы вызванной поляризации
пород в области наибольших плотностей поляризующего тока. Диаметр-
электрода М берется значительно меньше диаметра заземления А, вследствие-
чего, а также благодаря конструкции зонда (см. § 93) электрод М нахо-
дится в области, через которую питающий ток практически не проходит,,
что исключает поляризацию электрода М током, отдаваемым заземлением А..

В некоторых породах разность потенциалов вызванной поляризации
наблюдается в течение длительного промежутка времени. Поэтому для исклю-
чения возможности снижения величины аномалий ?7ВП вследствие влияния
тока — I противоположного знака, отдаваемого заземлением В, это заземле-
ние устанавливается ниже электродов А, М и А на достаточно большом рас-
стоянии (порядка 5 м), Таким образом, при регистрации кривой f7Bn (про-
изводящейся при подъеме зонда) заземление В передвигается за электро-
дом М, в связи с чем остаточная разность потенциалов, созданная этим за-
землением, не вносит погреши остей в замер f7Bn.

Для уменьшения искажающего влияния потенциалов f7cn собственной
поляризации пород, регистрируемой, вместе с ?7ВП, яа величину последней,
измерения производятся при наибольших токах питания. Так как при
этом потенциалы UM и £7ВП могут достигать величии, превосходящих пре-
делы измерения регистрирующих приборов, запись кривых в этом случае-
производится с делителем напряжения Д.

На рис. 13, в приведена схема измерения потенциалов вызванной поля-
ризации обычным потеициал-зопдом. Основным недостатком этой схемы
является поляризация электрода М током, отдаваемым заземлением А..
Величина э. д. с. этой поляризации находится в прямой зависимости от
сопротивления окружающих пород. Поэтому в породах, неоднородных по
электрическому сопротивлению, кривые потенциалов вызванной поляриза-
ции, записанные со схемой, приведенной на рис. 13, в, дублируют кривые-
кажущегося сопротивления, что исключает возможность точного определения
величины Пвп.

Схема измерений Пвп, приведенная на рис. 13, в, может применяться
только для исследования разрезов скважин, сложенных породами возможно-
постоянного и притом низкого сопротивления.

В схеме измерения потенциалов вызванной поляризации с одноэлек-
тродным зондом (рис. 13, г) заземление А (М) зонда поочередно присоеди-
няется коллектором К пульсатора к источнику постоянного тока 1Д и к
измерительному прибору Пвп. Таким образом, заземление А (Л/) зонда по-
переменно является питающим и измерительным. Второе заземление В и
электрод N устанавливаются па поверхности земли.

Преимущества одноэлектродной схемы по сравнению с трех- и четырех-
электродной схемами заключается в ее простоте и в возможности использова-
ния портативного оборудования, легкого и дешевого одножильного кабеля.
Однако эти преимущества почти полностью исключаются неточностью изме-
рений потенциалов вызванной поляризации пород и невозможностью одно-
временного измерения кажущегося сопротивления. Искажения замеров UBa
создаются интенсивной и недостаточно стабильной поляризацией заземле-
ния А питающим током и индуктивными паводками в жиле кабеля, В связи
с возможностью значительных погрешностей при измерениях потенциалов,
вызванной поляризации с одноэлектродиым зондом эта схема может при-
меняться только при измерениях Квп в неглубоких скважинах месторожде-
ний высококарбонизировэнных каменных углей и сульфидов, создающих
весьма значительные потенциалы вызванной поляризации, при которых
непостоянство поляризации электродов и влияние индукции не вносят за-
метных искажений в результаты измерений и только в том случае, если отсут-
ствует необходимое оборудование для измерения Ujin с четырехэлектродпым
зондом.

Схема измерения, приведенная на рис. 13, д, с относительно небольшим
расстоянием между электродами М и N (20—40 см) дает возможность зна-
чительно уменьшить влияние потенциалов собственной поляризации пород,
(в пластах большой мощности) и глубину исследования. Последнее целесо-
образно при определении методом потенциалов вызванной поляризации про-
ницаемости пород.

Для детального изучения разрезов скважин по данным потенциалов,
вызванной поляризации применяются специальные исследования, к числу
которых относятся:

1)	регистрация кривых зависимости потенциалов вызванной поляризации
от силы поляризующего тока [К|Ш =/(/)] на участках скважины, исследо-
вание которых представляет наибольший, практический интерес;

2)	регистрация временных зависимостей UBn — / (т), устанавливающих
характер изменения потенциалов <7 вызванной поляризации горных пород
со временем т, прошедшим с момента выключения тока.

13н д кривых ?7ВП = / (7) и Квп= / (г) (см. § 88) различен для разных пород
и полезных ископаемых, что расширяет возможности использования метода
потенциалов вызванной поляризации пород с целью бескерповой геологи-
ческой документации разрезов скважин.

Область применения метода: детальное расчленение
пород и выделение реперов для корреляции; изучение проницаемости коллек-
торов; выделение ископаемых углей и исследование их марочного состава;
выявление рудных (преимущественно сульфидных) включений. На рис, 5, /г
приведены примеры диаграмм потенциалов вызванной поляризации в различ-
ных геологических условиях.

§ 6. РАДИОАКТИВНЫЕ МЕТОДЫ

В основу радиоактивных методов бескернового изучения разрезов сква-
жин положена возможность определения горных пород: а) по естественной
радиоактивности горных пород (гамма-метод); б) по искусственно вызванной
радиоактивности (методы изотопов и наведенной активности) и в) по про-
цессам поглощения и рассеяния нейтронов и гамма-лучей в породах, окружаю-
щих скважину (методы нейтрон-нейтрониъш, гамма-нейтронный и рассеян-
ного гамма-излучения).

Радиоактивные методы исследования разрезов скважин, в отличие от-
электрических, могут с одинаковым успехом применяться как в необеэжеи-
иых, так и в обсаженных скважинах, что является основным их преимуще-
ством перед широко применяемыми методами электрометрии скважин.
Гамма-метод

Гамма-метод исследования скважин основан на возможности расчлене-
ния горных пород по изучению интенсивности естественного гамма-излу-
чения, величина которой зависит от содержания радиоактивных элементов
в горных породах. К числу этих элементов относятся: уран, торий и продукты

Jr имп]мин У^103имп/мин Jp Ю3имп/мин Пп 1(Лжп/мин	!03имп/нин

ЗПП75П100П 15 2П 25 't 5 в 7 8 2	3	9 6 7 8 9	10 12 /4 /5 №

500 1DDO 15	20	25 9 5 5 7 8 2	3 . 4 6 7 8 9 70

Рис. 14. Диаграммы радиометрии скважин.

а’— кривая интенсивности естественного гамма-излучения; б —то те, интенсивности гамма-пзлучеиия,
зарегистрированного после, бурении скпажшш на активированном буровом растворе; в — кривая интен-
сивности рассеянного гамма-нзлучеппя; а — кривая плотности тепловых нейтронов; д — кривая интен-
сивности нейтронного (радиационного) гамма-излучения ири размере зонда Ьн > 30 см; е— то же,
при LH < 30 ем; 1 — глины,- 2 — глины глубоководные, топкодпсперспые; .3 — пески; 4 — песчаники
рыхлые; 3 — песчаники плотные; в — карбонаты плотные, чистые.; 7 — то же, глинистые; 8 — то же,
высокопористые — ситчатые и трещиноватые; 0 — гипс; 10 — ангидрит; 11 — каменный уголь; 12 —
антрацит; 13 — изверженные породы; 14 — сульфидные руды.

их распада, изотоп калия -Й7* °, в значительно мепьшей степени актиний и
продукты его распада и иные, еще более редкие радиоактивные элементы
(рубидий, самарий, лютеций и др.).

Горные породы значительно отличаются содержанием радиоактивных
элементов, а следовательно, и интенсивностью естественного гамма-излу-
чения, что дает возможность использовать этот параметр для бескернового
изучения пород в скважинах. Из осадочных отложений наибольшую ра-
диоактивность имеют- глины: .они обычно отмечаются на диаграммах гамма-
метода высокой интенсивностью гамма-излучения (рис. 14, а). Далее, в на-
правлении убывания радиоактивности, следуют песчаные и известковистые
глины, глинистые пески, песчаники, чистые пески и большинство карбонат-
ных пород. Наименьшую радиоактивность из осадочных пород имеют гидро-
химические осадки ( за исключением калийных солей) и большинство камен-
ных углей.

Для измерений естественной радиоактивности горных пород по гамма-
излучению применяется специальный измерительный прибор 1, представляю-

Рис. 15. Скелетные схемы радиоактивных методов исследования скважин.

а — схима методов еигеотвеппого гамма-излучения и изотопов; б — схема нейтронных методов и метода
рассеянного гамма-излучения; a —схема одновременной регистрации двух параметров, объединяющая
схемы а и б; 1—скважинный прибор; 2 — кабель; 3—индикатор естественного гамма-излучения;
•I — iticis'i'X предварительного усиления в цепи индикатора 3; 5 —генератор высокого напряжения;
о —усилитель и каскад формирования импульсов; 7 — интегрирующая ячейка;8 — прибор, регистри-
рующий естественное, гамма-излучение и гамма-излучение в методе изотопов; s — блок питания; 1о —
индикатор гамма-излучения пли нейтронов; 11 — каскад предварительного усиления в цепи инди-
катора 10, 12 — прибор, регистрирующий плотность медленных нейтронов, нейтронное гамма-излуче-
ние или рассеянное гамма-излучение; 13 — источник нейтронов или гамма-лучей; 11 — свинцовый
экран; 15 — каскад повторного усиления, разделения и формирования импульсов тока, подаваемых от
индикаторов з и 1о\ 16 — кривая интенсивности естественного гамма-излучения; 17 — то же, иейтрон-
"ного гамма-ивлучения.

щий собой герметическую гильзу (рис. 15, а), которая опускается в скважину
на стандартном трех- или одножильном кабеле 2. В гильзе установлен инди-
катор 3 гамма-излучения (обычно разрядный или сцинтилляционный счет-
чик)',.геператор. 5 высокого напряжения, питающий счетчики, и первый кас-

кад усиления 4.

Импульсы тока, возникающие в цепи первого каскада усиления, пере-
даются по кабелю 2 на поверхность, где поступают во второй каскад 6 уси-
ления. Здесь импульсы тока вновь усиливаются и ограничиваются по про-
должительности и амплитуде, что дает возможность достигнуть пропорцио-
нальности между средним значением напряжения на выходных клеммах
усилителя и числом гамма-квантов, воспринятых счетчиком в единицу вре-
мени. Импульсы напряжения па выходе усилителя подаются на интегрирую-
щую ячейку 7 и затем регистрируются автоматическим потенциометром S,
полевым потенциометром, сопряжённым с полуавтоматическим регистра-
тором, или фоторегистратором. Питание схемы осуществляется от блока 9.
Записанная, кривая разности потенциалов на выходе фильтра в установлен-

4 закаэ 714.
иом масштабе представляет собой диаграмму изменения интенсивности гамма-
излучения пород по разрезу исследуемой скважины (рис. 14, а; рис. 15, а).
Изучение этой диаграммы дает возможность выделить различные породы,
отличающиеся содержанием радиоактивных элементов.

Область п р и м сноп и я м е т о д а: расчленение разрезов сква-
жин (в частности, закрепленных обсадной колонной); • выделение пород,
обогащенных глинистым материалом; выделение и детальное изучение про-
мышленных скоплений радиоактивных минералов, калийных солей п фосфа-
тов.	, /

Метод изотопов

В методе изотопов изучается интенсивность ,7уИ гамма-излучения пород
в скважине, бурившейся па растворе, содержащем радиоактивные изотопы,
или обработанной радиоактивными растворами после бурения. Активиро-
ванный буровой раствор, проникая в.норы пород, повышает их радиоактив-
ность (см. рис. 14, б). Это дает возможность по кривым интенсивности
гамма-излучения, зарегистрированным после обработки скважины и по-
следующей смены активированного раствора на обычный, выделять по
зонам повышенной интенсивности гамвда-излуиания.,. дроницаомыо и эф-
фективно-пористые породы и озщнивать коэффициент их .эффективной ПОрИ-
ЮТОСТИ.

Для измерения интенсивности Jya искусственно созданного гамма-излу-
чения применяется та же установка, что и для измерения естественного гамма-
излучения (рис. 15, а).

Область применения метода: выделение эффектйвпо-
порпстых, кавернозных, трещиноватых и проницаемых пород. Расчленение
.нефтеносных и водоносных пород; определение мест гидравлического разрыва
пласта зон интенсивного поглощения и затрубной циркуляции бурового
раствора и участков подъема цемента за колонной (см. § 14).

Метод рассеянного гамма-излучения В * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

В э’гом методе изучается гамма-излучение радиоактивного источника,

рассеянное окружающими породами. Рассеянное гамма-излучение возникает

в процессе фотоэлектрического и комптоновского взаимодействия первичных

гамма-лучей источника с окружающей средой. Согласно теории и эксперимеи-'

тальным наблюдениям в том случае, когда гамма-лучи источника обладают

достаточно высокой энергией, интенсивность рассеянного гамма-излучения

при достаточном расстоянии от источника до индикатора гамма-лучей убы-

вает с увеличением плотности облучаемых горных пород, а следовательно,

в породах заданного минералогического состава зависит от пористости пород.

При использовании источника гамма-излучения низких энергий в том слу-

чае, когда в процессе поглощения излучения основную роль играет фото-

эффект, интенсивность рассеянного гамма-излучения в основном опреде-

ляется содержанием в породе .тяжелых минералов, содержащих элементы

с большим1 атомным номером.

В качестве источника первичных гамма-лучей могут использоваться

различные радиоактивные изотопы, как, например, Со00, Cs134, Sb124, Епш.

Для измерения интенсивности гамма-излучения применяется схема, анало-

гичная. приведенной на рис. 15, б, отличающаяся от схемы рис. 15, а наличием

источника гамма-лучей 13, между которым и разрядными счетчиками 10

установлен свинцовый экран 14. Для детального изучения разрезов скважин

применяется также дифференциальная схема, состоящая из источника гамма-

лучей п двух сближенных индикаторов гамма-излучения, установленных
на разных расстояниях от источника х. В этой схеме измеряется разность
показаний индикаторов.

Область применения метода: расчленение разреза сква-
жины по плотности горных пород, выделение газоносных пород, высокопо-
ристых и кавернозных карбонатных отложений; выявление ископаемых углей
и зон орудпепия, выдолепио пород, содержащих тяжелые элемопты.

Нейтроп-нейтронныи метод

В нейтроп-нейтропиом методе бескерновая геологическая документация
разрезов скважин производится по данным измерения плотности тепловых
или надтепловых нейтронов в среде, окружающей источник нейтронов.

Источник нейтронов представляет собой смесь радиоактивных элементов
(радия, полония и др.) с бериллием 2. ’Быстрые нейтроны, излучаемые источ-
ником с энергией порядка 5 Мэв и скоростью до ЗхЮ8 см/сек, при упругих
соударениях с ядрами элементов, входящих в состав среды, окружающей
источник, замедляются до скоростей порядка 2,2 X 10s * * см/секж соответствую-
щих им энергий 0,0256 эв, наблюдаемых при тепловом движении молекул,
и переходят в тепловое состояние. После замедления нейтрон в точение вре-
мени, определяемого долями миллисекунды, захватывается ядром одного из
элементов среды, окружающей источник.

Процесс замедления нейтронов в среде, окружающей источник, зависит
от ее химического состава. Чем больше легких элементов и чем меньше их
атомный вес, том больше энергии отдает нейтрон при столкновении с ядром
и тем скорее протекает процесс Замедления. Поэтому процесс замедления и
плотность надтепловых и тепловых нейтронов зависят от химического со-
става, а следовательно, и от литолого-петрографических особенностей изу-
чаемых горных пород.

Так как из числа легких элементов водород обладает резко повышенными
свойствами к замедлению нейтронов и его присутствие в высокопористых
водо- и нефтенасыщенных породах достаточно велико, то по плотности нейт-
ронов надтепловых и тепловых энергий возможно выделять породы с повы-
шенным содержанием водорода. Последними обычно являются вы,сокопористыв
водо- и нефтеносные отложения, изучение которых представляет большой
практический интерес при исследовании нефтяных, газовых и гидрогеологи-
ческих скважин.

Для измерения плотности тепловых нейтронов в скважину в стальной
герметической гильзе на трехжильном или одножильном кабеле 2 (рис. 15, б)
опускается измерительное устройство, состоящее из индикатора 10 тепловых
нейтронов (бор-фторовых пропорциональных счетчиков и др.), питаемого
генератором 5, и усилителя 11.

1 Эта схема, а также методика применения изучении рассеянного гамма-излучения

для выделения угольных пластов в разрезах скважип разработаны в Уральском филиале

АН СССР под руководством проф. 10. П. Булашевича.

8 В настоящее, время для исследования'скважип начинают применяться генераторы
нейтронов с линейными ускорителями. Такие генераторы состоят из источника электри-
ческой энергии высокого напряжения, источника ионов дейтерия, ускорительной трубки
и мишени, содержащей тритий. Ионы дейтерия, доведенные в ускорителе до энергий
порядка 150 каа, бомбардируют мишень трития. При этом в результате реакции D-f-T —
= h Не излучаются нейтроны с энергией 14 Мвв. По сравнению с полониево-берил-
лиевыми и другими аналогичными источниками нейтронов нейтронные генераторы с уско-
рительными системами обладают рядом существенных преимуществ. Они могут создавать
потоки нейтронов на несколько порядков большие, чем источники с радиоактивными
препаратами, оставаясь ups этом безопасными для обслуживающего персонала, ‘и могут
быть использованы как в стационарном, так и в импульсном режиме. Эти преимущества
нейтронных генераторов значительно расширяют область практического использования
нейтронных методов исследования скважин.
Медленные нейтроны, проходя через бор-фторовый счетчик, захваты-
ваются бором, имеющим высокое сечение поглощения для медленных и,
особенно, тепловых нейтронов (af = 752 барн).

В результате реакции, протекающей по уравнению

зЬВ-ЬНоЯ-У,	(40)

образуются альфа-частицы, обладающие, как известно, высокой ионизирую-
щей способностью. Альфа-частицы, ионизируя газ, заполняющий счетчик,
создают в цепи счетчика импульсы тока. Импульсы возникающего при этом
тона в счетчике усиливаются усилителем 11 и по кабелю 2 подаются на
поверхность. Здесь они вновь усиливаются, ограничиваются по продолжи-
тельности и по амплитуде усилителем 6 и после суммирования интегрирующей
ячейкой 7 измеряются регистрирующей аппаратурой 12, применяемой при
других методах радиометрии скважин.

В нижней части гильзы установлен источник быстрых нейтронов 13,
между которым и разрядными счетчиками находится свинцовый экран 14.

При измерении нейтронов надтепловых энергий индикатором служат
пропорциональные бор-фторовые счетчики, окруженные парафином и кад-
мием, и некоторые другие индикаторы.

Знак аномалий, наблюдаемых па диаграммах нейтронного метода при
пересечении пород с отличными нейтронными свойствами, зависит от расстоя-
ния La между источником и индикатором нейтронов. Это расстояние назы-
вается размером нейтронного зонда.

При La > 0,2 Ч- 0,4 м породы с повышенными значениями нейтронных
параметров — длины замедления Lf, диффузионной длины и времени жизни
t (в частности, плотные породы) — отмечаются на диаграмме увеличенными зна-
чениями плотности пп тепловых нейтронов (см. рис. 14, г), а породы с низкими
нейтронными свойствами (высокопористые нефте- и водоносные породы,
а также глины) — пониженными значениями пп [1, 42]. При La < 0,2 -? 0,4 м
плотные породы отмечаются уменьшенным значением плотности п„ тепловых
нейтронов по сравнению с водоносными. Подобный характер диаграмм объяс-
няется особенностями рассеяния и поглощения нейтронов в процессе их рас-
пространения и позволяет, если работать с нейтронным зондом оптимального
размера, решать поставленные задачи с наибольшей эффективностью.

Область применения метода: расчленение разрезов сква-
жин по содержанию водорода; выделение хлорсодержащих гидрохимиче-
ских осадков и других элементов, обладающих аномалийными нейтронными
свойствами (например, бора, марганца); отделение нефтеносных пластов от
водоносных в условиях высокой минерализации пластовых вод.

Нейт р онный гамма -метод

В нейтронном гамма-методе, основанном на исследовании дальнейших
превращений в нейтронном потоке, изучается интенсивность гамма-излуче-
ния, возникающего при радиационном захвате нейтронов ядрами элементов,
составляющих породу. Это гамма-излучение в практике геофизических иссле-
дований скважин условно называется радиационным или нейтронным
гамм а~излучением.

Тепловые нейтроны, образовавшиеся в среде, окружающей источник,
через промежуток времени, исчисляемый в бреднем долями миллисекунды,
захватываются ядрами элементов, составляющих эту среду. Из различных
ядерных реакций, возникающих при захвате нейтронов горными породами,
наиболее часто наблюдаются (п, у)-реакции

zXA-|-oni	-f-y,	(41)
при которых ядро ZXA исходного элемента X с, атомным номером Z и массо-
вым числом Л, захватывая нейтрон qZz1 , переходит в изотоп исходного элемента
с массовым числом на единицу большим. Захват нейтрона сопровождается
излучением гамма-квантов, энергии которых для различных элементов,
участвующих в реакции (41), изменяются в пределах от долой до десяти и
даже более Мэв.

Одной из наиболее распространенных реакций (41), наблюдающихся
в условиях скважины, является реакция захвата медленного нейтрона водо-
родом:

1Н‘ + дЙ1 —> х№+У2,23 Мяв'	(42)

Так как водород является интенсивным замедлителем нейтронов, то
вероятность реакции (42) особенно велика в высокопористых водо- и нефте-
носных породах, в которых водород содержится в повышенном количестве.
Это дает возможность четко выделять по данным нейтронного гамма-метода
такие породы в разрезах скважин.

Из других ядерных реакций, наблюдающихся в горных породах при
исследовании нефтяных скважин, большое практическое значение имеет
реакция захвата тепловых нейтронов хлором (сечение захвата 33 барна),
сопровождающаяся интенсивным гамма-излучением (в среднем до 2—3,1 у-
квантов 1 на один захват) при повышенной энергии излучения. Эта реакция
дает возможность использовать нейтронный гамма-метод для выделения
пород с повышенным содержанием хлора и, в частности, для отделения нефте-
носных пород от водоносных.

Для измерения интенсивности нейтронного гамма-излучения в скваяшпу
в стальной герметической гильзе па трех- или одножильном кабеле 2
(см. рис. 15, б) опускается измерительное устройство, аналогичное устройству
в нейтрон-нейтроппом методе и отличающееся только тем, что в нем имеется
группа разрядных счетчиков.

В современных устройствах для радиометрии скважин нейтронное и есте-
ственное гамма-излучение измеряют одновременно (см. рис. 15, в). С этой целью
импульсы тока, возникающие в индикаторах при регистрации гамма-квантов
в различной полярности, подаются на поверхность, где разделяются спе-
циальным устройством 15 и регистрируются измерительными приборами 8
и 12. Для исключения искажающего влияния нейтронного гамма-излучения
на измерение интенсивности естественного гамма-излучения индикаторы
последнего устанавливаются на достаточно большом расстоянии (до 2 jw.)
от источника нейтронов.

Интенсивность измеряемого нейтронного гамма-излучения в различных
горных породах зависит от расстояния между источником нейтронов и инди-
катором гамма-излучения. Это расстояние называется размером La нейтрон^-
ного гамма-зонда. От величины Ltl (так же как и в нейтронном методе) зависит
знак аномалии, наблюдаемой на диаграммах интенсивности радиационного
гамма-излучения при пересечении пород с отличными нейтронными свой-
ствами. При LH >0,2 4- 0,4 м породы с повышенными нейтронными свой-
ствами (Lf, Ld и г) отмечаются на диаграммах максимумами интенсивности
Jnv нейтронного гамма-излучения (см. рис. 14, <Э), а при La < 0,2 ~ 0,4 м —
минимумами (см. рис. 14, е). В практике обычно применяются зонды с разме-
рами jLh, варьирующими от 40 до 60 см. При измерении интенсивности Jnv
нейтронного гамма-излучения с зондами указанного размера высокопористые
водородосодержащие глины и кавернозные известняки четко отмечаются
минимумами изучаемого параметра. Наоборот, максимумы нейтронного гамма-*
излучения наблюдаются в плотных известняках и, особенно, в ангидритах

1 По данным различных авторов.
(см. рис. 14, 3), в которых содержание водорода ничтожно, а также в породах
с повышенной минерализацией пластовых вод и в хлористых солях.

Область применения метода: расчленение разреза сква-
жин по водородосодоржанию; выделение пород повышенной пористости;
определение коэффициента пористости; выделение пород с повышенным
содержанием бора, хлора, марганца, ртути, кадмия и некоторых других
элементов; отделение нефтеносной части от водоносной; решение перечислен-
ных задач как в обсаженных, так и в необсаженных скважинах.

' /'

\/ Метод наведенной радиоактивности

Метод наведенной радиоактивности (МНР) заключается в изучении

горных пород в скважинах по данным измерения интенсивности и характера

Рис. 16. Кривые распада отдельных радио-
активных изотопов и их смеси.

распада радио активных изотопов,
образовавшихся в результате
ядерных реакций с нейтронами.
Это излучение в дальнейшем ус-
ловно будем называть гамма-излу-
чением активации.

Периоды полураспада радио-
активных изотопов главнейших
элементов, входящих в состав
горных пород, значительно раз-
личаются между собой. Это дает
возможность при изучении интен-
сивности й характера изменения
во времени гамма-излучения

Г—кривая распада изотопа 2»Сив4 (Т1/г=12,8 часа); аКТИВЭЦИИ установить Н6 ТОЛЬКО
^Лмеси, “о^рТа^	присутствие, но и определить

количественно содержание мно-
гих элементов. Так, например, образующийся при облучении нейтронами

алюминия его изотоп 13АГ28 распадается с периодом полураспада 2,3 мин.,
изотоп магния 12Mg2e — с периодом полураспада 10,2 мин., изотоп хлора
17С138 — 37 мин., изотоп марганца 23Мп5в — 2,6 часа, изотоп натрия ltNa24 —
15 час., изотоп вольфрама 74W187—25 час., изотоп золота 7дАн198 —2,7 дня

и т. д.

Таким образом, анализируя кривые изменения интенсивности Jya гамма-
излучения активации во времени (рис. 16), возможно выделить присутствие
тех или иных элементов и далее по величине наблюдаемой интенсивности
гамма-излучения активации при соответствующей тарировке прибора опре-
делить количество этих элементов в породе [7]. Последнее предопределяет
возможность наиболее точного определения пород, пройденных скважиной,
что является главнейшим этапом бескерновой геологической документации
разрезов скважин. Принципиальная возможность решения этой задачи
методом наведенной радиоактивности ставит этот метод в число наиболее пер-
спективных способов геофизического исследования разрезов скважин.

Интенсивность Jva гамма-излучения активации и характер изменения ого
во времени определяются после предварительного облучения пород нейтро-
нами. Для этого могут быть использованы радие-бериллиевые, полопиево-
бериллиевые и сурмяно-бериллиевые источники и генераторы ней-
тронов.

Интенсивность гамма-излучения активации измеряют радиометрической
скважинной аппаратурой, обычно отличающейся от аппаратуры гамма-метода
применением спектрально чувствительных индикаторов. Время облучения
и последующего исследования наведенной радио-активности зависит от периода
полураспада радиоактивного изотопа изучаемого элемента и изменяется
в пределах от нескольких минут до нескольких часов и даже суток.

Метод наведенной активности пока но получил широкого практического
применения. Это объяснотся, во-первых, необходимостью облучения пород
нейтронными источниками значительно большой мощности, чем мощности
источников, с которыми проводятся работы при обычных нейтронном и
гамма-нейтроном методах, и, во-вторых, длительностью времени, требующе-
гося для проведения исследований па современном этапе состояния метода.
Однако метод наведенной, радиоактивности по мере развития техники иссле-
дования, несомненно, получит широкое использование и в первую очередь
для детального изучения, химического состава пород на участках разреза сква-
жин, имеющих промышленный интерес.

Область применения метода: детальное изучение разре-
зов скважин с целью определения содержания натрия, магния, алюминия,
марганца, меди и других элементов при поисках месторождений этих иско-
паемых; отделение нефтеносной части пласта от водоносной.

yj Методика гамма-спектроскопий

Сущность методики гамма-спектроскопии заключается п изучении разре-
зов скважин на основании анализа споктра гамма-излучений естественного,
нейтронного и активации.

Методика гамма-спектроскопии дает возможность значительно повы-
сить точность изучения разрезов скважин радиоактивными методами, так
как энергии гамма-излучения, возникающего при радиационном захвате
нейтронов и при распадах естественных и искусственно созданных (облуче-
нием нейтронами) радиоактивных элементов, различны. Энергию гамма-
излучения измеряют при помощи специальных схем, применяемых при гамма-
спектроскопии атомных ядер 142], например при помощи сцинтилляционного
счетчика, схем совпадений и использования спектрально-чувствительных
индикаторов.

Область применения метода: изучение спектральной
характеристики гамма-излучения с целью уточнения химического состава
горных пород и, в частности, для определения водо-нефтяного контакта.

Новые методы радиометрии скважин

К числу новых направлений возможного использования радиоактивных
излучений для бескериового изучения разрезов скважин, над созданием ко-
торых работает научная мысль, относятся методы изучения горных пород,
основанные на следующем.

1.	Изучение распределения нейтронов ио времени и энергиям с исполь-
зованном импульсных нейтронных генераторов. Разработка этого метода
позволит:

а)	изучать распределение быстрых нейтронов и характер их замедления,
что должно дать возможность более точного выделения в породах легких
элементов и в первую очередь водорода и углерода;

б)	изучать явления резонансного захвата нейтронов, характерного
для многих, особенно редких, элементов;

в)	исследовать химический состав горных пород по данным изучения
периода полураспада короткоживущих изотопов.

2.	Изучение ядернъгх реакций с нейтронами высоких энергий.

3.	Фоторасщепление ядер с использованием мощных генераторов гамма-
излучения высоких энергий.

4.	Изучение тормозного гамма-излучения при облучении пород бета-
частицами высоких энергий.
Значительная дифференциация горных пород по их естественной радио-
активности и способности различно реагировать на облучение нейтронами,
возможность изучения глинистости и пористости пород радиоактивными ме-
тодами, а также относительно слабая зависимость их показаний от состояния
глинистого раствора и наличия обсадных колонн обеспечили высокую эффек-
тивность этих методов и широкое использование их в промысловой геофизике.
Большие возможности в области дальнейшего развития и усовершенствова-
ния радиометрии скважин ставят ее на одно из первых мест среди других
геофизических методов исследования скважин.

§ 7.	ТЕРМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В основу термических методов изучения горных пород положена зависи-
мость характера распространения тепловых полой в скважине от термических
свойств: теплового сопротивления £, теплоемкости с и температуропровод-
ности а пород, окружающих скважину. Зная эти свойства и законы рас-
пространения тепловых полей, возможно по данным измерения температур:

а)	изучать геологические разрезы скважин;

б)	устанавливать наличие полезных ископаемых, как, например, rasa»
нефти, сульфидов и др.;

в)	изучать строение месторождений и прилегающих к ним площадей.

Термические методы также могут использоваться для решения ряда
вопросов, связанных с изучением технического состояния скважин, о чем
подробное говорится в § 14.

Термические методы исследования скважин подразделяются на методы
естественного и искусственного тепловых полей.

Метод естественного теплового поля

В методе естественного теплового поля изучается распределение темпе-
ратур, созданных естественным региональным (глубинным) тепловым полем
земли и естественными тепловыми полями местного происхождения. Пос-
ледние наблюдаются в газо- и нефтеносных породах, в галогенных осадках,.

Рис. 17. Термограмма 1 и графики изме-
нения геотермического градиента 2 и
теплового сопротивления 3 пород.

в сульфидных залежах, угольных
пластах и в водоносных горизонтах
с циркулирующими в них. водами.
Они возникают в связи с физико-
химическими процессами, протекаю-
щими как в самой породе, так и на
поверхности соприкосновения ее с
окружающей средой [8].

При изучении естественного
теплового поля земли измеряется
величина геотермического градиента

(43)

определяющего интенсивность нара-
стания температур с глубиной я
(рпс. 17,1). Геотермический градиент
зависит от плотности q теплового
потока и удельного теплового сопро-
тивления £ пород:

Г = q£.	(44)
Числовое значение геотермического градиента (рис. 17, 2), равное тан-
генсу угла а (рис. 17,1) наклона геотермической кривой к оси глубин, опре-
деляется величиной приращения Zlt температуры земли при углублении
точки замера на 1 м. ,

Из формулы (44) и рис. 17, 2 и 3 следует, что повышение геотермического
градиента, а следовательно, и интенсивности нарастания температур с глу-
биной будет наблюдаться на участках скважины, сложенных породами высо-
кого теплового сопротивления, например глинами. Наоборот, понижение
градиента и интенсивности нарастания температур будет отмечаться там,
где залегают породы пониженного теплового сопротивления (карбонатные
и гидрохимические осадки). Это дает возможность по термограмме естествен-
ного теплового поля расчленять породы, пройденные скважиной, по литоло-
гическим признакам.

Изучение характера распределения температур в верхних слоях земли
позволяет не только исследовать разрез скважины, по и давать прогнозы,
о глубинном строении разведуемых участков, прилегающих к ним площа-
дей и особенностях общего строения геологических провинций [8].

Область применения метода: изучение термического
состояния недр; поиски глубоко залегающих структур по характеру измене-
ния теплового поля в наиболее верхних слоях литосферы; определение место-
положения подземных теплоносителей и некоторых полезных ископаемых
(газа, нефти, ископаемых углей и сульфидов).

Метод искусственного теплового поля

В методе искусственного теплового^поля изучается распределение тем-
ператур, созданных тепловыми, полями экзотермической реакции схватывания
цемента, (при цементации скважин) и бурового раствора отличной темпера-

туры от температуры пород, окружающих сква-
жину.

Чем больше температуропроводность пород
(меньше тепловое сопротивление), тем в большей
степени изменяется температура бурового рас-
твора за один и тот же промежуток времени
(рис. 18). В связи с этим против пород, имеющих
температуропроводность, отличную от 'темпера-
туропроводности окружающей среды, возникают
аномалии температур. Если буровой раствор
имеет более высокую температуру /о, чем темпе-
ратура £„ окружающей среды (рис. 18, II), породы
с пониженным тепловым сопротивлением (повы-
шенной температуропроводностью), например
водоносные пески, отмечаются на термограмме
зонами минимумов температур, а породы: с по-
вышенным тепловым сопротивлением (глины,
сухие пески и т. д.) — максимумами температур.
Обратное наблюдается в том случае, когда бу-
ровой раствор имеет температуру to ниже темпе-
ратуры tn пород (рис. 18, I). В этом случае водо-

Рис. 18. Термограммы, зарегистрированные методом
искусственного теплового поля,

Г— кривая температур при to < tn; II— тоже, при to > <2;
1 — глины; 2 — известняки; a — песни; 4 — ангидриты.
носные пески выделяются максимумами температур, а глины и сухие
пески — минимумами.

При известных тепловых свойствах пород, слагающих разрез исследуе-
мой скважины, измерение температур иЬкусстионного теплового поля
дает возможность установить в разрезе скважины местоположение этих
пород.

Область применения метода: расчленение разрезов
•скважин (главным образом обсаженных),- выделение газоносных, нефтеносных
и проницаемых пластов и гидрохимических осадков.

Для измерения температур в скважинах обычно
применяются термометры электрические (сопроти-
вления) и реже ртутные.

Термометр Т сопротивления представляет со-
бой электрический мост, состоящий из четырех
сопротивлений (рпс. 19). Два плеча моста Щ и
одинакового сопротивления Rc изготовляются из
манганиновой или константановой проволоки с
весьма малым температурным коэффициентом щ. Со-
противление этих плеч практически не зависит от
температуры. Для двух других плеч 1Ц и Щ берет-
ся проволока с возможно большим температурным
коэффициентом,например медп-ая проволока, у кото-
рой .at — 4,45 X 10-3/°С.

При пропускании тока I через диагональ ab
моста между точками m и п другой диагонали воз-
никает разность потенциалов:

AU = Um-Un = {yb-~Rc)-[Ub----------YRt) =

= 4 -Rc) = -r 4е [1 + «<(«- M] -&} =

= ^Rcat(t-tc),	(45)

где Um, Un и Ub — потенциалы в точках моста,
указанных индексами, и tc — температура равновесия
термометра, при которой числовое значение R1
равно Rc.

формулы (45), пропорционально температуре t

среды, окружающей термометр. Это дает возможность непрерывно замерять
температуру в скважинах с термометром сопротивлений путем регистрации
разности потенциалов в диагонали тп моста автоматическим потенциометром,
полевым потенциометром с полуавтоматическим регистратором или фото-
регистратором II. Электрический термометр питается от батареи сухих
элементов, выпрямителя или генератора постоянного тока Г. Реостат
Р служит для регулирования силы тока, величина которого измеряется
миллиамперметром мА. Термометр опускается в скважину на стандартном
кабеле К с возможно более высоким сопротивлением изоляции жил. Для
исключения погрешностей температур вследствие перемешивания бурового
раствора при движении термометра и кабеля замер температур производится
при спуске термометра после некоторого простоя скважины. Продолжитель-
ность этого простоя определяется характером термических исследований и
требуемой точностью регистрации температур [8].

Рис. 19. Принципиаль-
ная схема замора темпе-
ратур электрическим
термометром сопроти-
влений.

Т — термометр- Я— кабель;

Г — генератор постоянного
тока; Р — реостат для регу-
лирования сипы тока; atA —
миллиамперметр; Л — при-
бор для намерения темпера-
туры (разности потенциа-
лов); А и В — заземления
питающей цепи; Н®, Л®

и Л — постоянные п

изменяюгячеоя с температу-
рой сопротивления термо-
метра.

Как следует из
Имеются также специальные конструкции термометров для регистрации
геотермического градиента в методе естественного теплового поля и вариации
температур в методе искусственного теплового поля [5, 8],

Термические методы так же, как и радиоактивные, могут применяться
для исследования как закрепленных обсадной колонной, так и иезакроплеи-
яых скважин.

§ 8. МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ

В магнитных методах исследования разрезов скважин бескерновое
изучение горных пород производится по данным измерения магнитной вос-

приимчивости пород и напряженностей естественного и искусственного

.магнитных полей.

Достаточно резкая дифферен-
циация горных пород по нх маг-
нитной восприимчивости от —2Х1О—С
CGSM (гидрохимические осадки) до
«ООО X 10~°ШШ и более (уль-
траосиовныо изверженные породы)
•благоприятствует использованию
этого параметра для бескернового
изучения разрезов скважип. Однако
промышленное использование маг-
нитометрии до последнего времени
ограничивалось допольно узкой об-
ластью изучения разрезов скважип,
бурящихся на рудных месторожде-
ниях. Это объяснялось отсутствием
до последнего времени удачных кон-
струкций скважинных магнитомет-
ров высокой чувствительности, при
помощи которых возможно было бы
дифференцировать осадочные по-
роды. Магнитная восприимчивость
последних относительно невелика и
обычно изменяется в пределах от
—2х10~6 до 100 Х10~еС(?АМ и лишь
в редких случаях (при железистом
оруднонии) достигает больших ве-
личия.

Рис. 20. Принципиальная схема скважин-
ных магнитометров.

а — В. А. Шипка; б — А. В. Псшепа; в —
I-I. А. Иванова; 1 — генераторная катушка; 2, з
и 4 — пзме.рптелыи.и'. катушки; 5 — каПелк; « —
выпрямитель; 7 — измерительный прибор; s —
геноратор переменного тока; э — натушил индук-
тивности; 10—скванчппиый сварил; И —блок
питании; 12—фильтр; 13 — компенсатор пуля;
14 — летушош гильза; 15 — постоянный Маг-
— китуиша; I? — интегрирующий ячейка;
is — камертонный генератор; to — ламповый
усилитель; ВО — выпрямитель,

В первом скважинном магнитометре
В. А, Шпака в скважину опускались: пер-
вичная катушка 1 (рис. 20), питаемая
церемонным током (частотой 50 гд), и три
вторичные (измерительные) катушки 2,
3 и 4. Витки катушек 2 и 4 включены навстречу виткам катушки 3, Коли-
чество витков и расстояния между катушками выбраны такими, при которых
при расположении прибора в воздухе э. д. с. е3 и е4, индуцированные магнитным по-
лем катушки 1 в витках катушек 2 и 4, равны и противоположны по знаку э. д. с. в3,
индуцированной в витках катушки 3. Если магнитные свойства среды, окружающей при-
бор, изменятся, то магнитный поток, созданный катушкой 1, будет стремиться замкнуться
в среде с повышенной магнитной проницаемостью (повышенной магнитной восприимчи-
востью). Вследствие этого равенство э. д с. е3 е4 и с3 нарушится и в измерительной
цепи прибора появится результирующая разность потенциалов. Числовое значение этой
разности потенциалов будет тем больше, чем больше магнитная восприимчивость пород,
окружающих первичную катушку 1. Разность потенциалов по кабелю 5 передается на
поверхность земли, где выпрямляется схемой в и регистрируется измерительным при-
бором 7.
Несмотря па простоту устройства, прибор В. А. Шпака не получил промышленного
применения в связи со значительным влиянием электропроводности горных пород на
измерения их магнитных свойств. Магнитное поле катушки 1 индуцирует в породах,
окружающих прибор, круговые токи том большей плотности, чем больше электропровод-
ность пород. Индуцированные токи создают переменные магнитные поля, генерирующие-
в измерительных катушках э д с. Последние складываются с э. д. с., созданными изме-
нением магнитного потока катушки 1 в связи с изменением магнитной проницаемости
пород, и тем самым искажают измерения их магнитных свойств. Это явление дало возмож-
ность на основе скважинного магнитометра В. А. Шпака создать индукционный метод
исследования скважин, о котором говорилось в § 3,

о 50	100

Рис, 21. Пример диаграммы магнитомет-
рии скважины.

I — магнитограмма, зарегистрированная прибо-
ром А. В. Вешева: II— диаграмма магнитной
восприимчивости горных пород, построенная по
данным измерений, выполненных на образцах
пород; 1 — порфириты; 2 — гранодиориты.

За последние годы были разработаны новые конструкции скважинных
магнитометров, к числу которых относятся следующие.

1.	Прибор со сколь-
зящими контактами
А. С. Семенова и. О. К. Владими-
рова для исследования пород с вы-
сокой магнитной восприимчивостью.
В этом приборе магнитное поле, соз-
данное током, проходящим в пер-
вичной обмотке катушки с железным
сердечником, замыкается через поро-
ды, окружающие скважину, с кото-
рыми сердечник катушки соприка-
сается при помощи скользящих
контактов. В зависимости от маг-
нитной проницаемости (магнитной
восприимчивости) пород изменяется
величина магнитного потока, создан-
ного током, протекающим в первич-
ной обмотке, а следовательно, и
величина напряжения во вторичной
обмотке, по которому оценивают
магнитные свойства пород.

2.	Прибор с индук-
тивной катушкой А. В. Бе-
шена. В этом приборе (рис. 20, б)
в скважину на кабеле 5 опускается
воспринимающее устройство, состоя-'
щее из катушки индуктивности &
с железным сердечником, питаемой
от лампового генератора. Катушка

включена в одно из плеч измерительного моста [39]. Разности потенциа-
лов, возникающие на измерительной диагонали моста в связи с измене-
нием реактивной слагающей сопротивления катушки- 9, при изменении маг-
нитной восприимчивости изучаемых пород усиливаются, выпрямляются и
подаются па поверхность. Генератор, мост, усилитель и фазовый детектор
установлены в герметическом скважинном снаряде 10. На поверхности нахо-
дятся блок питания 11, фильтр 12, компенсатор нуля 13 и регистрирующий
прибор 7.

Скважинный магнитометр А. В. Вешева является высокочувствитель-
ным прибором, позволяющим изучать породы с магнитной восприимчивостью
порядка единиц iQ~aCGSM [39].

3.	Индукционный скважинный магнитометр
Н. А. Иванова. В приборе Н. А. Иванова в скважину в немагнитной латун-
ной гильзе 14 опускается постоянный магнит 15 (рис. 20, в), на котором надета
катушка 16 а большим числом витков тонкой медной проволоки.

переменным током частотой. 400 гц
При движении снаряда с постоянной скоростью в витках катушки инду-
цируются э. д. с., пропорциональные изменению магнитной восприимчивости
окружающих горных цород.

Индуцированные э. д. с. подаются по кабелю 5 на поверхность, где ин-
тегрируются ячейкой 17, при помощи камертонного генератора 18 преобра-
зуются в переменные, далее усиливаются трехкаскадным ламповым уси-
лителем 19, выпрямляются каскадом 20 а регистрируются самопишущим
гальванометром 7, показания которого пропорциональны величине измене-
ния магнитной восприимчивости горных пород.

Индукционные скважинные магнитометры Н. А. Иванова в настоящее
время'выпущены серийно и применяются при исследовании рудных скважин.

4.	Магнитометры с изменяющейся индуктив-
ностью. Эти приборы основаны на значительном изменении магнитной
проницаемости некоторых специально обработанных сортов железа при изме-
нении напряженности магнитного поля. Последнее дает возможность опреде-
лять величину напряженности магнитного поля по значениям э. д. с., инду
циройанных в витках катушек, сердечники которых изготовлены из указан-
ных выше сплавов.

Область применения метода: расчленение разрезов
скважин; выделение пород, обогащенных ферромагнитными минералами и
.зон промышленного скопления магнитных железных руд. Пример магнито-
граммы скважины, пересекающей породы повышенной магнитной воспри-
имчивости, приведен на рис. 21.

§ 9. МЕТОД ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОХОДКИ

В методе продолжительности проходки определяется время, затрачивае-
мое па разбуривание 1 м породы. Этот параметр называется продолжитель-
ностью проходки и обозначается символом т.

Продолжительность проходки пропорциональна критическому сопро-
тивлению горных пород — свойству, определяющему сопротивляемость
пород разрушению при бурении и изменяющемуся в широких пределах для
различных горных пород. Это дает возможность по измерению продолжитель-
ности проходки при технически правильном осуществлении бурения (проходка
.скважины высококачественными долотами при постоянных нагрузках на
забой, числе оборотов долота и полной очистке забоя) изучать породы, прой-
денные скважиной.

Критическое сопротивление горных пород изменяется в достаточно широ-
ких пределах (более чем в 50 раз). Наиболее крепкими являются извержен-
ные породы и, особенно, некоторые кварциты и базальты. Затем идут мета-
морфические и карбонатные осадочные породы, далее конгломераты, песча-
ники, глинистые сланцы и пески. Минимальную крепость имеют плывуны.

Продолжительность проходки ранее определялась путем хронометража
времени, затрачиваемого на бурение определенного участка скважины.
С этой целью на ведущей штанге (квадрате) бурового инструмента через опре-
деленные интервалы (0,25; 0,5 или 1 м в зависимости от детальности, с которой
регистрируется диаграмма г) делались насечки. Хронометражист отмечал
время прохождения насечек через уровень стола ротора и по разности времен
-(за вычетом времени простоев) определял продолжительность проходки.
’Такой метод регистрации г требует большой затраты труда и средств, дает
недостаточную точность и не удовлетворяет запросам геолого-промысловой
службы.

Для повышения точности регистрации диаграмм продолжительности
проходки применяются автоматические приборы. Первый из таких приборов
был разработан автором в 1937 г. и получил название регистратора продол-
жителъности проходки. В этом приборе движение перу 1 (рис. 22), записы-
вающему время, затрачиваемое па бурение заданного интервала скважины,
передается от синхронного электродвигателя 2. Одновременно с передвиже-
нием пера заводится пружина 3 обратного хода. Поело проходки ладанного
участка скважины устройство 4 отключает пероппемый механизм от электро-
двигателя 2 и пружина обратного хода возвращает перо в исходное положение,
после чего весь процесс повторяется вновь. Движение бумажной ленты,

Рис. 22. Автоматический регистратор продолжительности проходки
В- Н- Дахиова.

1 — переписное приспособление регистратора продолжительности проходки; 2 — син-
хронный мотор; з —пружина обратного хода; 4 — реле отключения ходового впита;

5 — приемник автосшшой передачи; в — регистратор давления на режущую кромку
долота.

на которой записывается диаграмма продолжительности проходки, осуще-
ствляется при помощи автосшшой электрической передачи от ролика крон-
блока. Передаточные числа подобраны таким образом, что запись кривой произ-
водится в обычно применяемых масштабах, регистрации (1 : 50, 1 : 200, 1 : 500
или 1 : 1000). Одновременно с регистрацией продолжительности проходки
прибором записывается диаграмма давления на забой, знание которого необ-
ходимо для правильной интерпретации диаграммы продолжительности про-
ходки. Для выключения прибора при спуско-подъемных операциях в цепи,
питающей датчик и приемник автосишюй передачи, установлены блокирую-
щие устройства, включающие прибор только в период бурения скважины.
На рис. 23 приведен пример диаграммы продолжительности проходки, авто-
матически зарегистрированной этим прибором.
Регистраторы скорости (продолжительности) проходки, установленные
на некоторых газометрических станциях, имеют аналогичный принцип дей-
ствия и отличаются лишь том, что показания, индикатора отмечаются фото-
регистратором. В этих-приборах синхронный электродвигатель через редук-
тор, фрикционное сцепление и управляющий палец вращает диск, на котором
натянут реохорд. С реохордом соприкасается неподвижный ползунок, под-
ключающий введенную часть реохорда к мосту. В диагональ моста включен
гальванометр фоторогистратора. Через, каждые 0,25 м проходки po.no размы-
кает фрикцион, и диск с.реохордом при помощи спиральной пружины воз-
вращается в исходное положение. Величина сопротивления, введенного рео-
хордом, а следовательно, и разности потенциалов, отмечаемая гальваномет-
ром фоторогистратора, будут пропорциональны времени бурения 0,25 лг.

Рис. .23. Диаграммы продолжительности проходки, записанные с автоматом
P1I11 Грознефтокомбииат, Октябрьнефть.

скважипы. Отсутствие индикатора давления на забой у этих приборов зна-.
читольио ограничивает возможность использования зарегистрированных
величин продолжительности проходки для изучения горных пород по их ме-
ханическим свойствам.

Несмотря на то, что метод продолжительности проходки: ио получил ши-,
рокого производственного применения, он имеет перед другими способами
геофизического исследования разрезов скважин ряд следующих преимуществ:

а)	возможность надежного выделения крепких, и рыхлых пород —-
плотных песчаников и большинства карбонатных пород; характери-
зующихся высокой продолжительностью проходки, и продуктивных нефте-
носных и газоносных песков и песчаников и ископаемых углей, выдсляю-
I щихся на диаграммах низкими значениями продолжительности проходки;

б)	четкость отбивки границ (при постоянном режиме бурения); про-
должительность проходки изменяется лишь в тот момент, когда долота
входит в породу отличной крепости;

в)	отсутствие необходимости затраты на регистрацию продолжитель-
ности проходки специального времени, требующегося при применении боль-
шинства других геофизических методов исследований резрезов скважин;
запись кривой продолжительности проходки ведется при бурении скважины
и, следовательно, не увеличивает его срока.

Широкое внедрение метода продолжительности проходки-вадержнвается
отсутствием серийного производства регистраторов продолжительности
проходки.	ч-

06 л.ас.ть применения метода: расчленение разрезов сква-
жин; выделение рыхлых высокопористых пород в карбонатном разрезе; в "ком-,
плексе с методом сопротивлений определение нефте- и газоносности пород.
§ 10.	МЕТОД КАВЕРНОМЕРА

Бескерновое изучение горных пород в скважинах методом каверномера —
прибора, определяющего диаметр скважины, основано на специфическом свой-
стве многих горных пород обрушиваться, в процессе бурения (глины, глини-
стые сланцы, пески-плывуны) и увеличивать тем самым диаметр скважины

Рис. 24. Каверномер на сопротивлениях

1	— рычаги каверномера; 2 — пружины, распирающие рычаги; з — корпус каверномера; 4 — кулачки;
S — камера, в которой находится суммирующее устройство; в — потенциометр пли реостат суммирую-
щего устройства; 1 — компенсатор давления; 8 — пробка компенсатора давления; 9 токовводящие
свечи; 10—свечной мост; 11— предохранительный колпак; 12— камера взрывного раскрывателн
рычагов; 13 —выточка для бандажа, Удерживающего рычаги в сложенном состоянии; 14 —трубки
каркаса; 18 — раскрыватель рычагов ударного действия.
или образовывать сальники (проницаемые песчаники, известняки и доломиты),
уменьшающие ее диаметр.

Основной деталью каверномера, . измеряющей диаметр скважины,
является рычажный механизм. В наиболее широко применяемом каверномере
на сопротивлениях (рис. 24) четыре рычага 1 прижимаются к стенке сква-
жины пружинами 2, находящимися в корпусе 3 прибора. На концах рычагов
установлены кулачки 4, которые передают движение рычагов суммирующему
механизму, смонтированному в камере 5 каверномера. Этот механизм пере-

двигает ползунок реостата 6. Разность
потенциалов, возникающая на диагонали
моста, в одно из плеч которого включен
реостат, или сила тока в цепи этого рео-
стата, пропорциональные суммарному
радиальному смещению концов рычагов
1, регистрируются па поверхности при
помощи автоматического потенциометра,
полевого потенциометра с полуавтомати-
ческим регистратором или фоторегистрато-
ром. Рычаги в скважине раскрываются
огнестрельным 12 или ударным 15 приспо-
соблениями. Регистрируемые кривые раз-
ности потенциалов в заданном масштабе
определяют характер и величину изме-
нения диаметра (профиля) скважины с
глубиной. Описание конструкций других,
реже применяемых каверномеров приве-
дено п 113, 14].

На рис. 25 приведена каверно-
грамма, четко расчленяющая различные
породы, пройденные скважиной. Макси-

мумом диаметра щкважины выделяются
легко обрушивающиеся пластичные
глины, минимумом — проницаемые песча-
ные и карбонатные породы и диаметром,
равным диаметру инструмента, — плот-
ные песчаники и известняки.

Область п р и м е н е п и я м е-

рк,омм ф,,см

Цеп , м 0 10 20 30 00 30 40 50

№^|2 '&/7ЛЗ gg±]4

Рис. 25. Пример сопоставления ка-
верпограммы с электрограммами.

I — диаграмма кажущегося сопротивле-
ния; II— диаграмма потенциалов ооПст-
веиной поляриващш пород; III — капер-
пограмма; IV — липли диаметра долота;
1 —пзвестгшии плотине; г — иапестдяки
трещиноватые и наперпозиыс; з — глины;

Ж — песчаники; 5 — пески.

то да: измерение диаметра скважины

с целью изучения ее разреза и технического состояния (см. § 14) и
уточнения интерпретации результатов электрических, радиоактивных и
термических методов исследования разрезов скважин.

§ 11.	СЕЙСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В сейсмических методах бескерновое изучение горных пород в скважинах
производится по данным изучения скорости распространения упругих волн,
изменения их фаз и степени поглощения волн в горных породах. Для этого ис-
'пользуются взрывные волны и ультразвуковые источники колебаний.

В практике геофизических методов разводки месторождений по-юзцых ископаемых
наиболее широко используется способ определения в скважинах средних скоростей рас-
пространения упругих волн для толщ пород, исчисляемых сотнями и тысячами метров.
€ этой целью в скважипу опускаются скважинные сейсмоприемкики, при помощи которых
определяется разность времен прихода упругих волн от взрыва, произведенного па поверх-
ности земли близ устья скважины или на некотором от нее расстоянии. По временам
прихода упругих воли иглубинам, па которых установлены сейсмоприемники в скважине,

5 Заказ 714.
определяются средние значения скоростей распространения упругих воли по различным
направлениям к плоскостям напластования горных пород.

Знание средних скоростей распространения упругих волн является одним из усло-
вий, обеспечивающих повышенную точность сейсмической разведки. Поэтому измерения
скоростей распространения упругих воли в скважинах широко проводятся полевыми
сейсморазведочными партиями и результаты их используются при интерпретации сейсмо-
грамм. Однако эти измерения дают усредненные значения скоростей распространения
упругих волн, которые не могут быть использованы для детального изучения геологи-
ческого разреза скважип. Для этой цели
также мало пригоден способ измерения
скоростей распространения упругих волн,
созданных многократными взрывами не-
большой силы. Эта методика требует зна-
чительного числа взрывов, осложняющих
и удлиняющих детальное изучение уп-
ругих свойств пород в скважинах, что не
позволяет эффективно использовать ее-
в указанных выше целях.



Рис. 26. Принципиальная
схема ультразвуковой сей-
смометрии скважин.

1 — скважинный снаряд (изме-
рительное устройство); 2 — ге-
нератор электрических колеба-
ний ультразвуковой частоты с
частотой включения 20—30 ец;
3 — тптано-бариевый ультра-
звуковой генератор; i — ти-
тапо-бариевый приемник улцг-
раэвуковых волн; 5 — усили-
тель; в — резиновый акустиче-
ский изолятор; 7 — резиновые
амортизаторы; 8 — кабель; 9 —
пусковая схема, генерирующая
прямоугольные импульсы дли-
тельностью 2 мсек.; 10 — гене-
ратор пилообразных колебаний;
11 — схема задержки на 150
мксек.; 12 — усилитель первых
вступлений (открываетсясхемой
задержки через 150 мксек,
после прихода сиихронизирую-
13 — блокинг-генератор; 14 —

выпрямитель; 15 — емкость; 16 — прибор, реги-
стрирующий скорость распространения ультра-
звуковых волн; 17 — пусковая схема, управляе-
мая блокдпг-геператором 13 и включающая уси-
литель 18; 19 —выпрямитель; 20 — прибор, реги-
стрирующий амплитуду импульса; 21 — катодный
осциллограф (близ проводов, соединяющих от-
дельные узлы схемы, показаны конфигурации
проходящих токов и напряжений).

Для детального изучения упру-
гих свойств горных пород в сква-
жинах наиболее применим ультра-
звуковой метод. В схеме ультразву-
кового метода фирмы «Магнолия» в
скважину опускается измерительное
устройство 1 (рис. 26), состоящее из
генератора 2 электрических коле-
баний ультразвуковой частоты,
включаемого периодически с часто-
той 20—30 гц, титано-бариевого гене-
ратора ультразвуковой частоты 3,
аналогичного приемника ультра-
звуковых колебаний 4 и каскада
предварительного усиления 5. Гене-
ратор 3 и приемник 4 разобщены
резиновым акустическим изолятором
6, предотвращающим регистрацию
приемником 4 колебаний, распро-
страняющихся с болыпой скоростью
по корпусу прибора. Для исключе-
ния наводок, создаваемых ударами
скважинного прибора о стенки сква-
жины, на поверхность прибора
надеты резиновые амортизато-
ры 7.

В момент включения электрического генератора 2 на поверхность по-
одной из жил кабеля 8 подается синхронизирующий сигнал. Этот сигнал посту-
пает в пусковую схему 5, генерирующую импульсы прямоугольной формы,
продолжительностью 2 мсек. Эти импульсы запускают генератор 10 пилооб-
разных колебаний, на выходе которого в течение 2 мсек напряжение линейно
изменяется от нуля до 200 в. Импульсы пусковой схемы по другому каналу
поступают в блок 11 задержки и далее через 150 мксек' открывают запертый
усилитель 12. Этот усилитель воспринимает колебания первого вступления
ультразвуковых волн, воспринятых индикатором 4. Сигнал, усиленный бло-
ком 12, отстающий от синхронизирующего сигнала на время Д t, в течение
которого преломленная звуковая волна проходит от генератора 3 до прием»
ника 4, включает блокинг-генератор 13. Импульс блокшпмгенератора от-
крывает запертый выпрямитель 14 и заряжает на выходе конденсатор 15
до напряжения генератора 10 пилообразных колебаний пропорционального
времени At. Таким образом, на конденсатор 20—30 раз в каждую секунду
подаются сигналы, пропорциональные времени пробега ультразвуковых
волн в породе (точнее, в породе и в буровом растворе на участках генератор —
стенка скважины и стенка скважины—приемник). Конденсатор осредняет
полученные импульсы и подает их на регистрирующий прибор 16, шкала
которого проградуирована в величине скорости (обратной времени At).

Одновременно можно регистрировать амплитуду импульсов первых
вступлений, величина которой зависит от структурных особенностей и плот-
ности породы. Амплитуда импульсов регистрируется следующим образом.
Блокинг-генератор 13 включает пусковую схему 17, которая создает прямо-
угольные импульсы напряжений продолжительностью 100 мсек. Эти импульсы
открывают запертый до этого времени второй усилитель 18.

В последнем сигнал первого вступления усиливается и после выпрямле-
ния блоком 19 подается на прибор 20, регистрирующий величину сигнала.
Измерительная схема снабжена катодным осциллографом 21, при помощи
которого можно наблюдать характер изменения во времени принятого сиг-
нала и устанавливать наличие тех или иных помех.

Кроме схемы, изображенной на рис. 26, может быть применена более
сложная схема, в которой используются два приемника ультразвуковых
колебаний и регистрируется разность времен прихода ультразвуковых волн.
Эта разность обычно не зависит от времени пробега волн в буровом растворе
на пути генератор—стенка скважины и стенка скважины — приемник, что дает
возможность более точно измерять скорости распространения волн в породе.

Область применения метода: расчленение разрезов сква-
жип; выделение плотных и высокопористых пород; детальное изучение ско-
ростей распространения упругих волн в породах с целью повышения точности
интерпретации данных сейсморазведки.

§ 12.	ДРУГИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

К числу других физических методов бескернового изучения разрезов
скважин следует отнести фотограммометрию и телеметрию скважин.

В методе фотограммометрии разрезы скважин изучают по данным фото-
графирования ее стенок при помощи специально устроенной фотокамеры.
Широкое применение этого метода, опробованного в ряде скваж!ии с поло-
жительными результатами, встречается с трудностями, вызванными малой
прозрачностью глинистого раствора и глинизацией стенок скважины. Эти
обстоятельства при современном состоянии развития метода допускают
возможность его применения только для изучения разрезов скважин, сло-
женных устойчивыми породами, если бурение производится с интенсивной
промывкой скважин водой, особенно перед спуском фотокамеры в скважину.

В методе телеметрии в скважину предполагается опускать телеприем-
ник с передачей изображения стенок скважины на экран, установленный
на поверхности земли, где изображения могут быть засняты на пленку.
При осуществлении метода телеметрии к трудностям метода фотограммомет-
рии, заключающимся в малой прозрачности глинистого раствора и наличии
глинистой корочки, добавляется сложность скважинного теле приемного
устройства.

§ 13.	ГЕОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

К числу геохимических способов бескернового изучения' разрезов
скважин относятся методы газометрии, люминесцентного исследования
и избирательных электродов, чувствительных к концентрациям сульфатных
ионов и ионов хлора и водорода.
Метод газометрии скважип

В методе газомстрии изучение разрезов скважип производится па оспо-
напии определения содержания горючих газов в буровом растворе, поступаю-
щем из скважины на поверхность в процессе бурения [12, 13, 19]. Газ анали-
зируется, и п нем определяется содержание водорода, легких (метан) и тяже-
лых (этап, пропан, бутан, пептаи и др.) углеводородов. По фракционному

Рис. 27. Схема газомстрии скважин.

1 — буровая скватина; а — желоб циркулшцш бурового раствора; з — дегазатор; 4 — вакуум-насос;
я —гавоакализатор; в — ловушка; 7 — реометр; 8 — увлажнитель; 9 — подогреватель; 10 — камера
сгорания газоанализатора; о, i'a, та, г4— сопротивления плеч моста М газоанализатора; п — прибор,
регистрирующий показания газоанализатора; 12—сопротивление, регулирующее силу тока в цепи
моста; 13 — добавочное сопротивление; 14 — источник питания газоанализатора; 16 — ключ измепснвя
силы тока в цели газоанализатора для сжигания различных компонентов газовой смеси; 16 — прибор
для измерения силы тока; 17 —сопротивление для изменения пределов измерения прибора 1Г, 18 —
вакуумметр; 1В — автомашина газометричесиой станции; 20—генераторная группа; 21 — кабель,
соединяющий станцию с датчиком продолжительности проходки и грязевым насосом; 22—кривая сум-
марного содержания горючих газов; 23 —то же, тяжелой фракции; 24 — кривая продолжительности
проходки; 25 — кривая кажущегося сопротивления; 26 — кривая потенциалов собственной поляри-
зации пород.

I — песок водоносный (с содержанием газа); II — песок газоносный; III — песок нефтеносный; IV —
глина; V — известини; VI — плотный песчаник; VII — ангидрит.

составу газовой смеси судят о возможной газоносности и нефтеносности прой-
денных участков разреза скважины. Возрастание содержания легкой фракции
обычно наблюдается при проходке газоносных пород, а увеличение той и
другой — при вскрытии и проходке нефтеносных пород.

Для определения содержания газа в буровом растворе в настоящее
время применяются газоизмерителъные установки с электрическими газоана-
лизаторами, работающие по следующей принципиальной схеме.

Буровой раствор, поступающий из скважины 1 (рис. 27), двигаясь по
желобу 2, проходит под колпаком дегазатора 3. В дегазаторе вакуум-насосом
4 создается пониженное давление, обеспечивающее выделение газа из рас-
твора, Вакуум-насос просасывает газ через газоанализатор 5. По пути
к газоанализатору газ проходит через ловушку 6, реометр 7, увлажпйтель 8,
электроподогропатсль 9 и камеру сгорания 10 газоанализатора 5. Ловушка 6
служит для улавливания брызг глинистого раствора, содержащихся в газе,
реометр 7 — для измерения количества и скорости циркуляции газовой смеси,
увлажнитель 8 — для поддержания равномерной влажности смеси и электро-
подогреватель 9 — для подогрева газа, поступающего в камеру 10, до по-
стоянной температуры. В камере сгорания 10 закреплена платиновая прово-
лочка, представляющая собой одно из плеч гг электрического моста постоян-
ного тока. Остальные плечи г2, г3 и моста подобраны таким образом,
что в случае, когда через камеру 10 прокачивается смесь, не содержащая
горючих газов, показания регистрирующего прибора 11, включенного в диа-
гональ моста, равны нулю. При содержании в газе, поступающем в камеру
сгорания 10, горючих фракций последние, сгорая близ поверхности платино-
вой проволочки (платина является катализатором), повышают ее темпера-
туру. При этом сопротивление проволочки возрастает, и в диагонали тп
моста появляется разность потенциалов AU, величина которой про-
порциональна содержанию горючих газов в газовой смеси, проходящей
через газоанализатор (фактор пропорциональности устанавливается калиб-
ровкой газоанализатора па газо-воздушных смесях известного со-
става).

Изменяя силу тока в плечах моста при помощи регулирующего реостата
12 и добавочного сопротивления 13, включаемого в цепь батареи 14 ключом 15,
можно изменить температуру накала платиновой проволочки гг и том самым
сжечь все горючие газы, содержащиеся в смеси (при температуре около 850°),
пли только газы тяжелой фракции (при температуре 500°). Сила тока, прохо-
дящего в плечах моста, измеряется прибором 16. Сопротивления 17 служат
для изменения пределов измерения прибора 11. Давление в воздушной линии
газоанализатора определяется вакуумметром 18. Вся аппаратура устанавли-
вается п автомашине 19. Питание электрических схем станции производится
от силовой линии или от генераторной группы 20.

Для более детального анализа газовой смеси и выделения в тяжелой
фракции этапа, пропана и бутана применяется хромотермографический ана-
лиз (12, 52]. В этом случае часть газа поступает в трубку с силикагелем,
где газ адсорбируется, затем эта трубка продувается чистым воздухом, ко-
торый постепенно (при различных температурах) извлекает сперва метан,
затем этан, бутан и пропан; количество этих газов в смеси определяется
газоанализатором.

Одновременно с регистрацией содержания горючих газов в буровом
растворе измеряются продолжительность или скорость проходки и скорость
циркуляции бурового раствора. Эти величины необходимо знать для правиль-
ной интерпретации диаграмм, газометрии скважин [7, 54] — определения
вероятного содержания газа в исследуемых породах и точного местоположе-
ния последних в разрезе скважины. Газометричоская станция связана с дат-
чиком индикатора продолжительности проходки и буровым насосом кабе-
лем 21.

На рис. 27 иллюстративно изображена диаграмма газометрии сквагкин
(кривые 22 и 23), четко устанавливающая повышенным суммарным газосо-
держанием (кривая 22) местоположение нефтеносных и газоносных пластов
и повышенным содержанием тяжелой фракции (кривая 23) — нефтеносных
пластов. Здесь же для сопоставления приведены диаграммы 24 продолжи-
тельности проходки и диаграммы кажущегося сопротивления 25 и потенциа-
лов собственной поляризации 26 пород.

Область применения метода: выделение в разрезах сква-
жин газоносных и нефтеносных пород.
Лгоминесцеитно-битуминологический метод

Люминесцентно-битуминологический метод исследования основан на
изучении разрезов скважин по содержанию в глинистом растворе и в шламе
нефти. Присутствие нефти определяется путем наблюдения за люминесцен-
цией раствора и шлама в ультрафиолетовом свете кварцевого люмшюскопа
[12, 14, 19, 53].

 Люминоскоп представляет собой светонепроницаемый ящик с устано-
вленной в нем кварцевой лампой. Свет от лампы проходит через фильтр из
черного стекла (стекла Вуда), задерживающий подавляющее большинство
лучей видимого спектра и пропускающий в основном ультрафиолетовые не-
видимые лучи. Исследуемый раствор или порода облучается в люминоскопе,
и визуально определяются интенсивность и цвет люминесцентного свечения,
данные о которых в заранее принятых условных единицах наносятся на диа-
грамму газометрии скважин.

Для повышения точности люминесцентного анализа образцы пород и
шлама предварительно обрабатываются хлороформом и эфиром. С этой целью
на образец породы, измельченный до порошкообразного состояния, наносится
капля растворителя и в люминоскопе наблюдается характер люминесценции
пятна. Это пятно может быть также перенесено па фильтровальную бумагу.
Интенсивность и характер свечения также оцениваются по условно приня-
той шкале.

Область применения метода: выделение в разрезах сква-
жин нефтеносных и битуминозных пород.

Метод избирательных электродов

В методе избирательных электродов изучается ионный состав бурового
раствора при помощи так называемых избирательных электродов. Наиболее
разработаны методы определения концентрации иона SO4 свинцовосульфат-
ным электродом, ионов С1~ — серебрянохлоридным электродом и водородных
ионов Н"*" — сурьмяным электродом. Концентрация указанных ионов в бу-
ровом растворе зависит от содержания этих ионов в водах, насыщающих
окружающие породы, и минералогического состава этих пород. Так как
присутствие в пластовых водах сульфатов, хлоридов и водородных ионов
часто является характерным признаком месторождений многих полезных
ископаемых и, в частности, вод нефтяных месторождений, то данные измере-
ния концентрации ионов SO4 , С1“ и Н+в буровом растворе могут быть
использованы для поисков и разведки этих ископаемых.

Измерение потенциалов избирательных электродов производится при
помощи установки, аналогичной зонду микро-СЭЗ (см. § 2), но отличающейся
тем, что один из электродов является избирательным (свинцовосульфатный,
серебрянохлоридный или сурьмяный), а второй —иеполяризующимся ка-
ломелевым и весь зонд изготовляется из изолирующего материала (см. § 93).

В табл. 1 приведены обобщенные сведения о геофизических методах,
применяемых для бескернового изучения геологических разрезов скважин.

§ 14. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
СКВАЖИН

Геофизические методы исследования, как об этом говорилось во введе-
нии, широко используются не только для бескерновой геологической доку-
ментации горных пород, но и для изучения технического состояния скважин.
В этой области промысловая геофизика располагает способами исследования
позволяющими точно определять: угол и азимут искривления скважины;
ее диаметр, глубину забоя и местоположение муфт и башмака колонны об-
садных труб; высоту подъема цементного кольца за колонной; места притоков
и затрубной циркуляции вод; уровень воды и нефти.

Определение искривления скваяшн

Скважины при бурении обычно отклоняются от вертикали вследствие
ряда технических и геологических причин; иногда искривление скважины
предусматривается проектом ее бурения (наклонно-направленное бурение).
Длд качественной проходки и полноценного использования скважины
необходимо точно знать ее положение в пространстве. Последнее определяется
значениями угла <3* и азимута <р** в различных точках искривления сква-
жины.

Для определения угла и азимута искривления скважин в практике
промысловой геофизики применяются специальные приборы, получившие
название инклинометров или кривизномеров. Из большого числа конструк-
ций этих приборов в СССР повсеместно применяются инклинометры ИШ-2,
ИШ-4 и фотоинклинометр. Ранее в промыслово-геофизических партиях
использовались инклинометры И-4, МЧС и ИШ-3, снятые в настоящее время
с производства.

Инклинометр ИШ-2. В инклинометре ИШ-2 конструкции
И. В. Шевченко (рис. 28, а и 29, а), по оси прибора 1 (рис. 29, а), на полуосях
2 установлена свободно вращающаяся рамка 3, на которой смонтированы
буссоль 4 для определения азимута <р и отвес 5 для определения угла <3 наклона
скважины. Центр тяжести рамки смещен с оси ее вращения и расположен
в плоскости, совпадающей с вертикальной плоскостью вращения отвеса 5.
При такой конструкции плоскость вращения отвеса всегда совпадает с вер-
тикальной плоскостью, в которой наклонен прибор (искривлена скважина,
вдоль образующей которой обычно располагается прибор), и угол, образо-
ванный осью рамки с вертикальной прямой, проходящей через ось 6 крепле-
ния отвеса, соответствует углу <3 искривления скважины. Отвес снабжен
контактной токосъемной стрелкой 7, прижимаемой электромагнитом 8 при
помощи дужек 9 к дугообразному реохорду угла наклона 10. При наклонном
приборе величина включенной части сопротивления реохорда пропорцио-
нальна углу 8 наклона прибора (углу искривления скважины). Буссоль 4,
при помощи которой определяют азимут <р искривления скважины, снабжена
круговым (азимутальным) реохордом 11, начало которого находится в пло-
скости, в которой расположен центр тяжести рамки. Электромагнит 12 и
13 прижимает контакты 14 и 15, соединенные со стрелкой буссоли, к реохорду
11 и токосъемному кольцу 16, включая тем самым часть сопротивления рео-
хорда, пропорциональную азимуту искривления скважины. Показания при-
бора передаются па поверхность по жилам М и N кабеля. Жилы присоеди-
няются к реохордам наклона и азимута при помощи коллектора с коль-
цами 17 и контактных пластин (щеток) 18, управляемых поляризованным
реле 19, 20 и 21. При токе прямого направления (жила А кабеля, по которой
подводится ток к инклинометру, присоединена к положительному полюсу
источника постоянного тока) реле приключает контактные пластины 18
к кольцам рамки, к которым присоединены конец реохорда и токосъемное
кольцо указателей азимута, а при токе обратного направления — к кольцам,
с которыми, соединены контакты указателя наклона. Разности потенциалов

* Угла между вертикалью и касательной к оси скважины в данной точке.

** Угла между проекцией на горизонтальную плоскость, касательной к оси сква-
жины, и следом плоскости магнитного (или географического) меридиана.
to

Классификация геофизических методов изучения геологических разрезов скважин

Таблица 1

Название группы методов 1	Название метода 1	Сокращен- ное название (шифр) метода1	Измеряемый параметр1	Сокращен- ное название (шифр) пара- метра 1	Название первичного документа, графически изображающего результаты исследования	Изучаемое физическое пли химическое свойство породы
Электрические методы, электро- метрия скважин	Метод кажущегося со- противления (каротаж методом кажущегося со- противления)	КС	Кажущееся сопроти- вление	ев, (ЯС)	Диаграмма2 ок> электрограмма ок	Удельное электриче- ское сопротивление
	Метод сопротивления заземления	СЗ	Сопротивление зазем- ления , эффективное со- противление (кажущее- ся сопротивление)	(Ок)	Диаграмма диаграмма qq	Удельное электриче- ское сопротивление
	Метод сопротивления экранированного зазем- ления (боковой каротаж)	;сэз	Сопротивление экра- нированного заземле- ния, эффективное сопро- тивление (кажущееся сопротивление)	еэ  Ок	Диаграмма RA, диаграмма qb, (диаграмма рк)	Удельное электриче- ское сопротивление
	Метод регистрации то- ка (токовый каротаж)	РТ	Сила тока в цепи пи- тающего заземления	1	Диаграмма I (токовая диаграм- ма)	Электропроводность, электрическое сопроти- вление
	1  Метод	скользящих:  контактов	:	МСК	Сила тока в цепи пи- тающего заземления	I	Диаграмма 1	Электропроводность, электрическое сопроти- вление
	|	1		1		

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ геофизики, аппаратура и оборудование
(электрический каротаж скважин)						
	Индукционный метод (индукционный каротаж)	ИМ	Эффективная (кажу- щаяся) электропровод- ность	Оэ  (<И()	Диаграмма сгэ (диаграмма сгк)	Электропроводность, удельное электрическое сопротивление
	Метод потенциалов собственной (естествен- ной, спонтанной) поля- ризации (электрический каротаж ПС)	СП, SP (ПС, PS)	Потенциалы собствен- ной (естественной, спон- танной) поляризации пород	^СП  (ПС, PS)	Диаграмма Псц, электрограмма Г’сп (диаграмма ПС)	Электрохимическая активность породы
	Метод электродных потенциалов	МЭП	Потенциалы электрод- ной поляризации	Г’эп (МЭП)	Диаграмма Пэп	Электродные потен- циалы
	Метод потенциалов вызванной поляризации (электролитический ка- ротаж)	ВП (ЭК)	Потенциалы вызван- ной поляризации	#вп  (ЭРУ	Диаграмма Пвп (диаграмма ЭК)	Коэффициент поляри- зуемости, электрическая восприимчивость, вы- званная электрохимиче- ская активность
Радиоактивные методы, радиоме- трия скважин (радиоактивный каротаж скважин)	Метод естественного гамма-излучения, гамма- метод (гамма-каротаж)	ГМ (ГК)	Интенсивность естест- венного гамма-излуче- ния	(ГК)	Диаграмма J (диаграмма ГК)	Естест венная	радио -  активность
	Метод изотопов (гам- ма-каротаже изотопами)	ми (ГК)	Интенсивность гамма- излучения изотопов	J  7, п  (ГК)	Диаграмма Jy n (диаграмма ГК)	Искусственно изме- ненная радиоактивность
	Метод	рассеянного  гамма-излучения (гамма- гамма-карбтаж)	РГ (ГГК)	Интенсивность рассе- янного гамма-излучепия	J7,P (ГГК)	Диаграмма р  (диаграмма ГГК)	Плотность и химиче- ский состав

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ

1 В скобках даны неудачные названия методов и параметров, которые поэтому в настоящей книге но употребляются.
г Терман «диаграмма» часто заменяется термином кривая.
Название группы методов 1	Название метода 1	Сокращен- ное название (шифр) метода1	Измеряемый параметр 1
Радиоактивные методы, радио- метрия скважин (радиоактивный каротаж скважин)	Нейтрои-иейтроияый метод (нейтрон-нейтрон* нып каротаж, нейтрон- ный каротаж)1	ннм, нм  (НИК, НК) 2	Плотность нейтронов
	Нейтронный гамма-ме- тод (нейтронный гамма- каро гаж)	нгм (НГК)	Интенсивность ней- тронного гамма-излуче- ния, интенсивность ра- диационного гамма-из- лучения (интенсивность вторичного гамма-излу- чения)
	Метод наведенной активности, метод акти* вации	НА	Периоды полураспада и интенсивность гамма- излучения активации
Термические методы, термо- метрия скважин (термокаротаж скважин)	Метод естественного теплового поля (термо- каротаж)	МЕТ	Температура скважи- ны
	Метод искусственного теплового поля (термо- каротаж)	МИТ	Температура скважи- ны
Механические	Метод продолжитель- ности проходки (меха- нический каротаж)	пп	Время, затраченное на бурение 1 м породы
		1	
Продолжение тайл. 1

Сокращен- ное название (шифр) параметра 1	Название первичного документа, графически изображающего результаты исследования	Изучаемое физическое или химическое свойство породы
«п  ННК	Диаграмма пп (диаграмма ННК)	Свойство породы к за- медлению и поглощению нейтронов
Jn,v (НГК)	Диаграмма Jn у (диаграмма НГК)	Свойство породы к за- медлению и поглощению нейтронов и к поглоще- нию гамма-излучения
^у,а		Химический состав
t	Термограмма, геотермограмма	Тепловое сопротивле- ние пород и плотность теплового потока
t	Термограмма	Температуропровод- ность
т	Диаграмма т	Критическое напряже- ние

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ. АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ
			&		I	
методы исследова- ния скважин	Сейсмический метод сейсмометрия скважин (сейсмокаро таж)	см	Время или скорость пробега упругих волн, амплитуда импульсов первых вступлений	У» А3 а	Диаграмма », диаграмма А, а	Скорость распростра- нения упругих воли
	Метод каверномера (каротаж каверномером)	—	Диаметр скважины		Кавернограмма	Способность пород к обрушению и к образо- ванию сальников
Магнитные методы, магнито- метрия скважин (магнитный каротаж)	Метод естественного магнитного поля (маг- нитный каротаж)	—	Напряженность земно- го магнитного поля	Н, Г	Диаграмма Н или Т, магнитограм- ма Н или Т	Магнитная восприим- чивость, остаточная на- магниченность
	Метод искусственного магнитного поля (маг- нитный каротаж)	—	Напряженность поля магнита, эффективная магнитная восприимчи- вость	н «э	Диаграмма Н или	Магнитная восприим- чивость
	Газометрия скважин (газовый каротаж, гли- нокаротаж)	ГС	Содержание горючих газов в буровом раство- ре	я	Диаграмма q	Газона сыщеиио сть
Физико-химиче- ские или геохимические методы	Люминесцентный ме- тод, лкжометрия сква- жин (люминесцентный каротаж, люминесцеит- ио-битумииологический анализ)	лс	Интенсивность люми- несценции буровых рас- творов и пород	J л	Диаграмма /л	Содержание нефти
	Мето д избират ельиых электродов	—-	Петенциалы избира- тельных электродов	&'иэ	Диаграмма &'пэ |	Химический состав поровых вод

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ геофизики

1	В скобках даны неудачные названия методов и параметров, которые поэтому в настоящей книге не употребляются.

- В зависимости от энергии нейтронов, плотность которых измеряется, добавляется одни из следующих индексов: т — тепловые,
нт—надтепловые и б—быстрые.
a

Рис. 28. Инклинометры

ИШ-2 (а) и ИШ-4 (б).'

1— шасси рамки ипилииоиетра;
2 — рампа; 3 — отвес; 4 — бус-
соль,- J — коллектор; О —
олеитромагпптиое реле; 7— тнга
управлением переключателя
щеток; S — головка; О — пере-
ключающий механивм; ю —
вводная свеча.

а

Рис. 29. Подвижные систе-
мы инклицометров ИШ-2
(а) И ИШ-4 (б).

1 — корпус прибора; 2 — полу-
оси; 3 — вращающаяся рампа;
4 — буссоль; а — отвес; в —
ось крепления отвеса; 7 —
стрелка;	8 — илевтромагипт;

а — дужки; 10 — реохорд угла
наклона; 11 — реохорд ази-
мута; 12 и 13 — обмотка и сер-
дечник электромагнита буссоли-
14 и 13 — контакты; '10 — токо-
съемное кольцо; п — кольцо
коллектора; 18 — коптаитные
пластины; ю — катушка реле;
во — сердечник,- si — постоян-
ный Магнит; 22 — шток; 23 __

Распределительный механизм;
24 — шарнирное арретирующее
Устройство; 25 — ип-ок арре-
тира; 22—планка; 27—
кольцо; 28 — етерщепь.
ЛИ а и Ли<р, снимаемые с реохордов угла наклона <5 и азимута <р, ’ подаются
по кабелю на поверхность, где измеряются потенциометром. Для управления
инклинометром служит панель, на которой установлены: амперметр для
наблюдения за постоянством силы тока, питающего инклинометр; реостат
н эталонное сопротивление для регулировки л измерения тока; переклю-
чатель направления тока и выключатель. Питание прибора осуществляется
от источника постоянного тока. Каждый милливольт, измеренный на рео-
хорде указателя <5, соответствует 0,5° угла наклона, а на реохорде указа-
теля ср 4° азимута искривления скважины.

Прибор опускается в скважину в герметическом стакане, в котором уста-
новлен дюритовый компенсатор давления, позволяющий уравновесить давле-
ние в приборе с гидростатическим давлением в скважине и том самым облег-
чить герметизацию прибора и избежать раздавливания корпуса прибора
высоким гидростатическим давленном, бурового раствора.

Инклинометр ИШ-4. Инклинометр ИШ-4 И. В. Шевченко,
близкий по конструкции инклинометру ИШ-2, предназначен для измерения
угла и азимута искривления скважины с одножильным кабелем.

Определение <р и <5 производится при помощи буссоли 4 (рис. 29, б) и
отвеса 5, установленных на рамке В с эксцентрично закрепленным грузом.
Буссоль, отвес и рамка имеют конструкцию, близкую к конструкции одно-
именных деталей инклинометра ИШ-2.

В инклинометре ИШ-4 угол и азимут искривления скважины опреде-
ляются по данным измерения величины сопротивлений реохордов 10 и 11
отвеса и буссоли, части которых накоротко замыкаются контактной стрел-
кой 7 отвеса и контактами 14 и 15 буссоли. Значения включенных сопроти-
влений пропорциональны углу <5 и азимуту д> искривления скважины.

Подключение реохордов к жнле кабеля и арретирование рамки 3 произ-
водятся при помощи реле 19. Сердечник реле, опускаясь, при помощи винто-
вой резьбы приводит во вращательное движение шток 22 с закрепленным на
его конце храповым распределительным механизмом 23. При помощи этого
механизма осуществляется прижим щеток в одном положении к кольцам кол-
лектора, соединенным с реохордом буссоли, и в другом — к кольцам коллек-
тора, присоединенным к реохорду маятника (вторая и пятая позиции роле).

При третьей и шестой позициях роле отвес и магнитная система при
помощи шарнирного устройства 24 арретируются. Аррот.ировка достигается
при помощи штока 25, который нажимается книзу при помощи планки 26.
Шток прижимает кольцо 27 и через пего стержень 28 и шарнирно-пружин-
ный механизм^, осуществляя арретирование подвижных систем. При пер-
вой и четвертой позициях реле система свободна и стрелки буссоли и отвеса
.занимают положения, соответствующие азимуту <р и углу <5 искривления СКВа-
ЖИНЫ.

Сопротивления измеряют по схеме моста, в одно пл плеч которого вклю-
чается сопротивление реохорда буссоли (при измерении ср) и сопротивление
реохорда маятника (при измерении <5). Регулируемое сопротивление моста,
установленное на панели управления, проградуировано в градусах азимута <р
и угла <5 искривления скважины, что ускоряет процесс измерений. Сопро-
тивления последовательно включенной жилы кабеля и брони предварительно
компенсируются.

Поочередное подключение жилы кабеля к реохордам угла и азимута
искривления скважины и к контрольному положению, при котором компен-
сируется сопротивление жилы кабеля и брони, производится йри помощи
многоступенчатого переключателя, управляемого электромагнитным, реле,
работающим при токе отрицательного направления.

Фотоин к лино м о т р ФИ. В фотоинклинометре ФИ показания
угла и азимута искривления скважины фотографируются на кинопленку.
5

Измерительная часть многоточечного фотоинклинометра Киевского»
завода «Геофизика» (рис. 30) состоит из указателя азимута — стрелки 1
буссоли с градусным кругом 2, всегда находящимся в горизонтальном поло-
жении, и указателя наклона —шкалы 3, сохраняющей при помощи груза 4'
вертикальное положение и стального шарика 5, находящегося на сфери-
ческой, вогнутой стеклянной поверхности 6 с нанесенной на ней сеткой углов <5.
Буссоль и шкала кривизны закреплены на вилке 7, свободно вращающейся
на оси SS, совпадающей с осью инклинометра. Груз S,
смещенный относительно оси вилки, устанавливает-
плоскость вилки перпендикулярно плоскости искрив-
ления скважины. Шарик служит для измерения;
<5 и ср при углах искривления скважины, меньших
5°, при которых ориентация вилки 7 в простран-
ство не обеспечивает необходимой степени точности'
при определении <5 и ср.

На кинопленку 9, передвигаемую механизмом,
управляемым электрическим моторчиком, при по-
мощи объектива 10 фотографируются изображе-
ния: а) азимутальной шкалы 2 и шкалы 3, находя-
щейся в плоскости наклона инклинометра и указы-
вающей по азимутальной шкале буссоли положение
этой плоскости относительно магнитного мериди-
ана; б) визирной нити 11, отмечающей по шкало 3"
величину угла искривления скважины, и в) положе-
ние шарика на вогнутой сферической поверхности.,
Питание электромоторчика и ламп, освещаю-
щих указатели наклона и азимута, производится
от сети переменного тока. Включение моторчика,,
автоматически останавливающегося при прохожде-
нии одного кадра пленки (28,4 мм), и освещение-
ламп при съемке осуществляются реле, питаемым
постоянным током от лампового выпрямителя, уста-
новленного на панели управления инклинометром..
Продолжительность экспозиции в зависимости от
чувствительности пленки может быть изменена в.
пределах от 2 до 11 сек. Число заснятых, кадров-
отмечается на счетчиках, установленных в фото-
инклинометре и на панели управления. После окон-
чания измерения пленка проявляется и по снимкам
определяются <5 и ср. Точность измерения фотоин-
клинометром угла наклона ±30' и азимута ±4°.
Преимущество фотоинклинометра ФИ перед наи-
более совершенными приборами ИШ-2 и ИШ-4

заключается в фотодокументации результатов измерений <5 и ср. Это исклю-
чает возможность внесения погрешностей в измерениях <5 и ср вследствие
ошибок в регистрации электрических величин, наличия утечек в цепях при-
бора и неправильных вычислений. Поэтому фотоинклипометр наряду с ин-
клинометром ИШ-2 и ИШ-4 широко применяется в производстве, несмотря
на необходимость последующей обработки пленки и ограниченности числа
определений S и <р за один спуск-подъем прибора.

По данным определения угла и азимута искривления скважины вычер-
чивается инклинограмма (рис. 31) — проекция оси скважипы на горизон-
тальную плоскость. Реже составляются вертикальные проекции скважины
на плоскость магнитного меридиана, широтную или любую другую плос-
кость (например, плоскость, по которой составляется геологический разрез*

Рис. 30. Принципиаль-
ная схема фотоинклино-
метра,

1 — стрелка буссоли; 2 —
азимутальный градусный
круг; S — шпала угла ие-
нривпепия скважины; 4 —
груз; s — стальной шарик;
в — сферическая стеклянная
поверхность; г — вилка;
« — груз; Я — пленка; 10 —
объектив фотоаппарата;
11 — визирная нить; 88 —
ос;, прибора (скважины);

7. Z — вертикальная ось,
месторождения). Наличие горизонтальной проекции скважины дает возмож-
ность установить на плане местности проекции точек пересечения скважиной
различных участков разреза и тем самым проверить правильность бурения
скважины.

Инклинометр используется не только для определения угла и азимута
искривления скважины; он является также одной из главных деталей пласто-
вых наклономеров (или пандажеметров) —приборов, при помощи которых
производится определение угла н азимута падения пород, пересеченных
скважиной.

Наиболее широкое применение в промышленности получили наклоно-
меры с трехточечным принципом действия. В этих приборах измеряются

Рис. 31. Инютшограмма (проекция ствола скважины ца
горизонтальную плоскость).

На ннклинограммв показаны точки, в которых определялись угол и
азимут искривления скважины, их глубины, значения углов искривле-
ния скважин к величина общего горизонтального смещения забоя сква-
жины относительно ее устья (для разгрузки чертежа глубины и углы
искривления показаны по у всех точек).

потенциалы собственной UCTl или вызванной (7ВП поляризации пород, вели-
чина сопротивления заземления RA или интенсивность естественного или
нейтронного гамма-излучения с тремя индикаторами М±, Мй и М3 (электро-
дами или гамма-счетчиками, рис. 32), установленными по окружности в пло-
скости, перпендикулярной оси прибора (оси скважины) на равных расстоя-
ниях друг от друга. Зная величины смещения z12 и zls вдоль образующей
скважины двух кривых ТГ2 и относительно третьей азимут v плоскости,
в Которой находится одно из воспринимающих устройств, угол <5 и азимут <р
искривления скважины (v, S и <р находятся при помощи инклинометра),
возможно рассчитать или определить при помощи специального устройства
угол а и азимут в падения исследуемых пород.

Ранее применялся шестиэлектродный наклономер кажущегося сопро-
тивления. Принцип его действия основан на особенности в распределении
электрического поля (изменения кажущегося сопротивления) в скважине,
пересекшей паклоннозалегагощие (в частности, тонкослоистые анизотропные)
породы. Краткое описание этого прибора приведено в § 91 настоящего руко-
водства.

Определение диаметра скважины

Измерение диаметра скважин необходимо не только для изучения гео-
логического разреза скважины и уточнения интерпретации данных электрик
ческих, радиоактивных и термических методов исследования (о чем говори
лось в § 11), но и для решения ряда технических задач, связанных с бурением
и последующим освоением скважины. К таким задачам относятся:

1)	выяснение состояния стопок скважины в целях облегчения ловильных
работ;

2)	изучение процесса возникновения и разрушения глинистой корочки;

3)	выявление наиболее благоприятных участков
скважины для установки башмака колонны;

4)	изучение диаметра скважины с целью вы-
яснения необходимости расширения и проработки
скважины перед спуском обсадной колонны;

5)	вычисление кубатуры скважины для подсчета
количества гравия при закладке гравийного фильтра
и цемента или пластмассы при тампонаже колонны.

Определение диаметра скважины при решении
перечисленных задач производится каверномерами
обычных конструкций (см. § И).

Ряс. 32, Принципиальная схема и общий вид трохточечного (трехэлектродного) пласто-
вого наклономера.

а — принципиальная схема наклономера; б — общий вид; Mi, Ма и Ма — индикаторы измеряемых
параметров; Ki, К.ь я Ка — кривые, зарегистрированные этими индикаторами; 1 и 2 — пружинящие
фонари; з — фотоинклпнометр; -1 и 5 —верхняя и нижняя головки наклономера; в — кабель.

Определение глубины забоя скважины

Глубина забоя скважины может быть определена
в связи с особенностью горных пород не сохранять
всего комплекса физических свойств даже на ма-

лом участке исследования. Поэтому всегда возможно выбрать один или не-
сколько геофизических методов исследования, на диаграммах которых будет
наблюдаться изменение измеряемого параметра, как только воспринимающее
устройство сместится с забоя. Наиболее точно глубина забоя определяется
методом потенциалов собственной поляризации по смещению кривой f7cn
в сторону отрицательных значений потенциалов (рис. 33, 2) в связи с умень-
шением разности электродных потенциалов при движении электрода М.
Зная глубину Яоп, на которой было отмечено смещение кривой UGW и рас-
стояние I от электрода М до нижнего конца груза, легко рассчитать глубину
забоя Нл = Ясп + /, Точность измерения глубины забоя зависит от точности
промера длины кабеля, качества глинистого раствора
и тщательности промывки скважины, обеспечивающих
отсутствие разрушенных пород и осадка из раствора па
забое скважины.

Определение башмака колонны

Глубина нахождения башмака колонны легко опре-
деляется многими геофизическими методами в связи с
резко отличными физическими свойствами горных пород
и стали труб обсадной колопны. Поэтому участок сква-
жины, закрепленный колонной, четко отмечается на диа-
граммах (рис. 34), что дает возможность точно установить
глубину, на которую опущопа колонна. На этом же
принципе основана лютодика определения местоположения
в скважине упущенных отрезков труб и других метал-
лических предметов [4, 7], . что облегчает проведение
ловильных работ.

Определение местоположения муфт

Определение местоположения муфт обсадной колонны
необходимо для обеспечения надежности вскрытия
кофте- и газоносных пластов при перфорации. Для этого
применяются локаторы муфт с рычажным, магнитным
и радиоактивным принципом действия. Рычажный лока-
тор отбивает положенно муфт по местам стыка труб обсад-
ной колопны, .магнитный и радиоактивный—по увеличению

Рис. 33. Пример
определения глу-
бины забоя сква-
жины по диаграм-
мам кажущегося
сопротивления (/)
и потенциалов соб-
ственной поляри-
зации пород (Й).

аЪ — участки врп-
ш.1Х. зарегистриро-
ванных до начала пе-
редишкеипя зонда;
I — расстояние от
точнпвамера <?КИ^СЦ
до ппясиего конца
груза,

ТОЛЩИНЫ СТОПОК

Ряс. 34. Определение- местоположения башмака колонны поданным различных геофизи-
ческих методов исследования скважин.

а — метод кажущегося сопротивления, последовательный потспциал-зовд; б — то же, обращенный гра-
диепг-вояд; в — метод регистрации тока; г — метод потенциалов собетвешюй цолярппацпп пород;
д — метод потенциалов вызванной поляризации пород; е — методы сопротивления заземлении и сопро-
тивления экранированного яаземлеипя; ж — гамма-метод; з—нейтронный гамма-метод.

Магнитный локатор конструкторского бюро нефтяного приборострое-
ния имеет устройство, позволяющее устанавливать магнитные мотки на обсад-
ной колонне. С этой целью используется намагничивающая катушка. В мо-
стах установки меток направление тока в катушке мгновенно изменяется,
в связи с чем изменяется напряжение намагничения колонны на этих участ-
ках. Воспринимающее устройство локатора представляет собой магнитный

6 Заказ 714.
зонд с насыщенным сердечником, включенный в мостовую схему. Локатор
реагирует на изменение напряженности магнитного поля в стыке колонн
и в местах нанесения магнитных меток. Магнитные метки на колонне уста-
навливаются для обеспечения необходимой точности перфорации колонны
при вскрытии продуктивных горизонтов. Магнитный локатор используется
также для определения места прихвата бурильных или обсадных колонн.
В этом случае приложение растягивающего усилия к кялопие труб вызывает
изменение магнитного состояния труб выше места их прихвата, что отме-
чается локатором.

Определение высоты подъема цементного кольца

Высота подъема цементного кольца за колонной может быть установлена
термическим и радиоактивными методами.

Термический метод определения высоты подъема цементного
кольца основывается па выделении цементом тепла при схватывании (затвор-

/1,М

Рис. 35. Определение местоположения цементного кольца радио-
активным и термическим методами.

1 — кривая интенсивности гамма-излучения; 2 — кривая собственной по-
ляризации пород; 3—кривая кажущегося сопротивления; i—термо-
грамма.

девании) цемента. Это тепло передается через колонну глинистому раствору
(или воде), заполняющему скважину, и повышает ого температуру на за-
цементированном участке скважины. Особенно четко отбивается верхняя
граница цементного кольца весьма характерной аномалией резкого изменения
температур (рис. 35, 4). Конфигурация аномалии во многих случаях дает воз-
можность определить с высокой степенью точности уровень подъема цемента
и указать на возможность загрязнения цемента в верхних участках скважины;
последнее ухудшает качество цементации. Кривая температур регистрируется
электрическим термометром и стандартной электроизмерительной аппара-
турой (см. гл. II) по истечении 18—72 час. после закачки цемента и скважину.

Высота подъема цементного кольца р а д и о а к т и в н ы м и м е т о-
д а м и определяется при помощи изотопов и по интенсивности рассеянного
гамма-излучения. При определении подъема цементного кольца методом изо-
топов в цементный раствор добавляются радиоактивные изотопы Fo50, Zn'5,
Kb86, Zr95, Sb124 и др. После закачки цемента за колонну в скважине изме-
ряется интенсивность гамма-излучения. Участок колонны, окруженный
активированным цементом, отмечается на диаграмме повышенной интенсив-
ностью гамма-излучения (см. рис. 35, 1). Интенсивность гамма-излучения
измеряется при помощи стандартной аппаратуры, применяемой при радио-
метрии скважип. Метод изотопов особенно рекомендуется при повторных
цементациях, когда в скважину закачиваются небольшие количества цемента
и положение цемента за колонной должно быть определено с высокой степенью
точности.

Высота подъема цементного кольца методом рассеянного гамма-излуче-
ния отмечается некоторым уменьшением интенсивности излучения, вызван-
ным повышенной плотностью цементного стакана по отношению к плотности
бурового раствора, находящегося над цементом.

Определение мест некачественной цементации колонны

Участки некачественной цементации колонны определяют методолг изо-

топов. В этом случае чороз интервал перфорации за колонну закачивается

буровой раствор, содержащий радио-
активные изотопы, и затем изме-
ряется интенсивность гамма-излуче-
ния. Место разрушения цементного
кольца устанавливается по харак-
терному увеличению интенсивности
гамма-излучения (рис. 36).

Определение притоков вод

 Местоположение притоков вод
в скважину может быть установлено
методами сопротивления, термиче-
ским и фотоэлектрическим,.

В методе сопротив-
л е и и й местоположения притоков
вод определяется путем сравни-
тельного изучения удельных элек-
трических сопротивлений поды при-
тока и воды или бурового раствора,
заполняющих скважину. Электриче-
ское сопротивление последних
должно отличаться от сопротивле-
ния воды притока.

Для определения удельного
электрического сопротивления воды
или бурового раствора в скважине
применяется специальный прибор —
резистивиметр (см. рис. 332), пред-

000 В00 1200 им/мип

Рис, 36, Пример определения мест оно,то'-
жопия нарушения цементного кольца за
колонной методом радиоактивных изотопов..

1 — кривая интенсивности гамма-палучепиЛ',
варегистряроваипого до закачки активирован-
ного раствора; 2 — то же после закачки рас-
твора (участок нарушения цемента заштрихован).
ставляющий собой небольшую трехэлектродную установку, состоящую из
питающего А и двух измерительных электродов М и N, защищенную от
влияния окружающей среды. При пропускании тока I через электрод А
между двумя другими электродами М и N возникает разность потен-
циалов

AU =	,	(46)

JK. р	4	'

где gQ — удельное сопротивление исследуемого раствора и Кр — постоян-
ная—коэффициент рсзистивиметра, числовое значение которого опреде-
ляется экспериментально.

Регистрируя кривую /1(7 и зная 7<г, н I, получают в масштабе KVH
искомую кривую удельного сопротивления

A'pzIZZ
бо = -7—

(47)

раствора, заполняющего скважину. Участки резкого излома этой кривой

(рис. 37), наблюдающиеся при переходе

а — место притока вод определено способом понижения
давления (оттартываппем); б — то же, способом повыше-
ны! давления (продавливанием); 1, 2, 3, 4, б и <1 —
порядковые номера зпрегострщювашшх кривых удель-
ного сопротивления жидкости, заполняющей скважину
(место притока вод показано стрелкой).

рсзистивиметра из вод притока
в воду или буровой раствор,
которым была заполнена сква-
жина, дают возможность уста-
новить местоположение, прито-
ков вод.

Втор М И Ч О С К О М М 0-
т о д е местоположение при-
тока вод определяется по изме-
нению температуры раствора
на участке критика [8, 13, 14|.
Для этого скважина запол-
няется раствором, температура
которого должна отличаться
от температуры воды притока.
Последнее легко осуществимо,
так кан глубинные поды обычно
имеют более высокую темпера-
туру, чем поверхностные воды,
закачиваемые в скважину.
Измерение температуры произ-

водится обычным электрическим термометром (см. § 7) и стандартной
электроизмерительной аппаратурой, применяемой при геофизических ис-
следованиях скважин (см. гл. II).

В фотоэлектрическом методе место притока вод уста-

навливается по отличной прозрачности вод, поступающих в скважину, по
сравнению с прозрачностью глинистого раствора. Измерение прозрачности
раствора фиксируется фотоэлектрическим притокоопределителем, принцип
действия которого основам на измерении разностей потенциалов в цепи фото-
элемента, освещаемого электрической лампочкой через слой исследуемой
жидкости. Для повышения точности определения места притока раствор,
заполняющий скважину, предварительно окрашивается интенсивным кра-

сителем.

В зависимости от интенсивности притока вод местоположение притока
определяется способами понижения, давления или оттартываиия (рис. 37, а)
и повышения давления или продавливания (рис. 37, б). Оба способа за-
ключаются в последовательной регистрации серии кривых удельного элек-
трического сопротивления q0, температуры t или разности потенциалов
AU в цепи фотоэлемента при различных давлениях столба раствора в
скважине на уровне притока вод. При способе оттартываиия перед каждым
измерением g0, tn AU уровень раствора в скважине понижается, а при
способе продавливания повышается.

Из двух указанных способов способ понижения давления применяется
при наличии притоков вод с высоким статическим уровнем или в тех случаях,
когда в скважине имеется несколько притоков (для быстрейшего выделения
наиболее опасного притока повышенного давления). Способ продавливания
применяется при низких статических уровнях притока или когда при не-
скольких притоках необходимо выделить нанмспсо активный пласт, в кото-
рый, например, может уходить нефть.

Определение затрубной циркуляции под

Определение зон затрубной циркуляции вод производится термическим
и радиоактивными методами. Термический метод определения затрубной
циркуляции вод основывается па интенсивном теплообмене между раствором,

заполняющим скважину, п
водами, циркулирующими
за колонной. В результате
интенсивного теплообмена
на участке затрубной цир-
куляции вод устанавли-
вается достаточно постоян-
ная температура и этот
участок выделяется па
термограмме характерной
аномалией (рис. 38, а и б,
Г), практически одинако-
вых температур.

Аномалия температур
сперва возникает против
пласта-обводпителя и по-
степенно распространяется
до поглощающего пласта.
Это дает возможность при
повторных и тщательно
проведенных измерениях

Рис. 38, Определение затрубной циркуляции кот.

а — itpit наличии притока под в епппяпшу; б — при отеут-
ц'пши притона под в екпашшеу; у — термограмма; ‘J — припая
интенсивности тамма-яилучгипп, за рынютрнропаппа п после
введегшн цптивпроиапяого раствора ва колонну; — обсадная
колонна; у — обаодпяющий шгает; s — обводняемый пласт;

С — место повреждения половцы (притока вод).

температур установить,

из какого и в какой пласты происходит затрубная циркуляция вод.

Радиоактивный метод определения затрубной циркуляции вод приме-
няется при наличии выхода циркулирующих вод в скнажипу. Для опреде-

ления местоположения зоны циркуляции в скважину закачивается вода или
буровой раствор, активированный радиоактивными изотопами, и затем после
тщательной промывки скважины обычным раствором регистрируется кривая
интенсивности гамма-излучения. Зона затрубного сообщения пластов отме-
чается участком повышенной интенсивности гамма-излучения (рис. 38, а, 2)
с максимумами интенсивности против поглощающих (и отдающих) пластов

разреза.

Определение уровня жидкости

Уровень жидкости в скважине в практике промысловой геофизики изме-
ряется электрическим и волновым методами.

В электрическом методе в скважину опускается электри-
ческий уровнемер, который (рис. 39, а) представляет собой перфорированный
Рис. 39, Эаектричес.кио уровнемеры,

а — поплавковый; б — элеитропилот; 1 — корпус уровне-
мера; г — пробковый поплавок; г — фланец; 4 — контакт;
5—свечи; s — кабель; 7 — металлическая трубка; У—
высокоомное сопротивление; S — жила кабеля; А — ампер-
метр'	V —• милливольтметр; К — переключатель; Ь' —

батареи; П — потенциометр; Р, Q и JV — электроды.

цилиндр 1 с установленным в пом пробковым поплавком 2. Над поплавком
по фланце 3 закреплен пружинный контакт 4, присоединенный мороз свечи 5
к жилам кабеля 6. Пока аппарат находится в воздухе, поплавок 2 лежит
на дне цилиндра. При атом цепь потенциометра П (или амперметра А с ба-
тареей Б), приключенного к жилам кабеля, соединенным с пружинным кон-
тактом 4, разомкнута. При погружении уровнемера в нефть поплавок подни-
мается и замыкает контакт 4. В цепи потенциометра (или амперметра с ба-
тареей) появляется электрический ток, отклоняющий стрелку прибора.

Положение уровня нефти в
скважине отсчитывается по
счетчику, соединенному с
блоком, через который ка-
бель опускался в скважипу.
При переходе уронпомора из
нефти в воду в цепи, соеди-
няющей контакт 4 с электро-
дом N, установленным на
поверхности, возникает раз-
ность электродных потенци-
алов (ключ К установлен в
левом положении). По появ-
лению этой разности потен-
циалов и по показанию счет-
чика глубин определяется
положение раздела нефть —
вода.

Электрический уровне-
мер другой конструкции
(электрический пилот) пред-
ставляет собой металличе-
скую трубку 7 (рис. 39, б),
на которой установлено два
электрода Р и Q, соединен-
ных между собой высокоом-
ным сопротивлением 8. Элек-
трод Р присоединен к жиле 9
одножильного бронирован-
ного кабеля 6, па котором
прибор опускается в скважи-
ну. Когда прибор находится

в нефти или в воздухе, электрическая цепь прибора разомкнута и стрелка ам-
перметра стоит в пулевом положении. При переходе прибора в воду жила
кабеля соединяется через электроды Р, Q и воду с броней, в связи с чем стрелка
амперметра отклоняется на падшую шкалу. Когда электрод Р находится в
нефти, а электрод Q—в воде, в цепь включается высокоомное сопротивление 8.
При этом стрелка амперметра отклоняется на меньший угол, что дает возмож-
ность наиболее точно определить переход прибора из нефти в воду и уста-
новить положение этой границы.

Общим недостатком всех электрических уровнемеров является сравни-
тельно большой диаметр этих приборов, затрудняющий, а в большинстве
случаев и вовсе исключающий их использование для определения динами-
ческого уровня жидкостей в работающих скважинах.

Волновые методы определения уровня жидкости в скважине
основаны на определении времени, прошедшего с момента подачи в скважину
импульса звука (эхометрический метод) или импульса давления (метод
Линдтропа) до прихода их отражения от поверхности жидкости. Оба метода
могут быть использованы как в простаивающих (определение статического
уровня), так и в эксплуатируемых (определение динамического уровня)
•скважинах. Это является основным преимуществом волновых методов опре-

деления уровня жидкости перед электрическими. Невозможность определения

положения границы раздела нефть —вода яв-
ляется существенным недостатком этих методов.

При определении уровня жидкости методом
эхометра В. В. Сныткина (рис. 40) к скважине 1
при помощи патрубка 2 присоединяются хло-
пушка 3 и тормомикрофрн 4. Хлопушка пред-
ставляет собой пистолет, стреляющий холостым
зарядом, или камору с присоединенным к ней
баллоном со сжатым воздухом, разобщенную от
скважины бумажной диафрагмой. При подаче
сжатого воздуха высокого давления из баллона
в камеру диафрагма разрывается и создает звуко-
вой импульс. Моменты подачи звукового импульса
и прихода его отражения воспринимаются термо-
микрофоном 4. Сигналы, отмеченные микрофо-
ном, усиливаются усилителем 5 и регистрируются
перописцем 6 на бумажной ленте 7. Зная время
Ту, прошедшее с момента подачи звукового им-
пульса 9, до прихода его отражения 10, четко
отмеченных на эхограмме 11, и скорость а рас-
пространения звука в среде, заполняющей сква-
жину, по элементарной формуле

ЯУ = -^
£

можно определить глубину Ну уровня жидкости 12
в скважине.

Для определения скорости распространения
звуковых волн, изменяющейся в зависимости от
глубины и давления в скважине, состава газовой
смеси и ее температуры, на насосных трубах 13,
недалеко от уровня жидкости 12 устанавливается

патрубок или фланец 14, называемый репером.
Расстояние Яр от репера до устья скважины точно
известно. Наличие репера отмечается дополни-
тельным отражением 15 звукового импульса

Рис. 40, Принципиальная
схема определении уровня

жидкости в скважине эхо-

Met ром.

1 — эксплуатационная колон-
ка; 2 — патрубок ахометра;

3 — хлопушка; ! — те.рмоми-
крофоп; s — усилитель; в —
перопиоец; 7 — диаграммная
бумажная пента; * — ленто-
протяжпый мехапиам; о —
отметка момента подачи звуко-
вого импульса; 10 — отметка
отражения знунового импульса

ОТ Уровня жидкости 12; 11 —
яхограмма; 13 — насосные тру-
бы; 1'1 — репер; is — отраже-
ние звукового импульса от
репера.

через промежуток времени тр с момента подачи импульса. Это отражение

дает возможность определить скорость распространения звуковой волны
и по формуле

Ну = IX Нг,
* Тр

рассчитать искомую глубину Ну поверхности жидкости.

В методе Н. Т. Линдтрона в межтрубпом пространстве скважины па мгно-
вение создается пониженное давление. Депрессия давления распространяется
по скважине, отражается от уровня жидкости, возвращается к устыо, снова
отражается от крышки скважины и после ряда отражений затухает. По уста-
новленному у устья скважины водяному или ртутному манометру и секундо-
меру определяется время тп, прошедшее с момента подачи депрессионной
волны до последнего ито прихода ее отражения к устью скважины, четко от-
мечаемого по манометру. Скорость а распространения волны определяется
при помощи трубки Куидта. Глубина уровня жидкости рассчитывается по
формуле

Г Г _ ЛТП

Му — ~

Метод отличается простотой применяемой аппаратуры, по вследствие не-
возможности точного определения скорости распространения упругой, волны
дает менее точные результаты, чем эхомотр.

Измерение давления

Определение давления в скважине в настоящее время не входит и круг работ, вы-
полняемых промыслово-геофизическими партшши. Однако этот вопрос, рано или поздно
должен встать перед промысловой геофизикой. Измерение давления наиболее, точно,
может быть выполнено с применением геофизической аппаратуры я оборудования. Работ-
никами промыслово-геофизической службы продложоц для этой пели ряд конструкций
глубинных дистанционных манометров, представляющих иосомпецпый интерес. Принцип
действия этих приборов основывается па передаче на поверхность при помощи электри-
ческой схемы показаний манометров или на использовании зависимостей изменения
физических свойств тел от приложенного к ним давления. В глубинных манометрах
с трубкой Бурдона подвижна» часть манометра соединена с электрической мостовой
(или*потенциометрической) схемой, в цени которых при изменении давления и повороте
подвижной системы манометра возникает разность потенциалов, пропорциональная давле-
нию, Эта разность потенциалов по кабелю передается па поворхпойть, где регистрируете»
при помощи обычной измерительной аппаратуры.

В манометре Грозненской конструкции индикатором давления является мост пере-
менного тока. Два плеча моста намотаны на катушку, внутри которой под действием
намеряемого давления перемещается железпый стержень. При перемещении стержпя
изменяется индуктивное сопротивление плеч моста, в связи с чем на его измерительной
диагонали возникает разность потенциалов, пропорциональная давлению. Эта разность,
потенциалов выпрямляется и затем измеряется на поверхности потенциометром.

Для определения небольших изменений давления предлагались конструкции диффе-
ренциальных глубинных манометров, в которых большая часть давления автоматически
разгружается, в связи с чем для измерения изменения давления могут быть использованы
манометры низкого давления высокой чувствительности.

Величину пластового давления молено также рассчитать по данным измерения Поп
при разных уровнях бурового раствора в скважине в тех случаях, когда потенциалы Поп
собственной поляризации пород созданы процессами фильтрации.

Сводные данные о геофизических методах изучения технического состоя-
ния скважин приведены в табл. 2.

§ 15.	ПРССТРЕЛОЧИО-ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ В СКВАЖИНЕ

Кроме операций по определению технического состояния скважин,
организации промыслово-геофизической службы занимаются перфорацией
обсадных колонн, отбором образцов пород из стенок скважины и торпеди-
рованием скважин.

Перфорация обсадных колонн

Перфорация обсадных колонн производится с целью вскрытия продук-
тивных горизонтов после крепления скважины обсадной колонной и ее це-
ментации. Для перфорации обсадных колонн промыслово-геофизическими
партиями используются огнестрельные многокамерные пулевые, беспулевые
и торпедные перфораторы с электрическим дистанционным управлением.

Многокамерные перфораторы в настоящее время повсеместно вытеснили
ранее применявшиеся однокамерные перфораторы. Тем не менее в настоящем
руководстве целесообразно кратко описать последние, во-первых, для озна-
комления читателя с конструкциями первых перфораторов, успешно приме-
пившихся в промышленности и имеющих несомненный исторический
интерес, и, во-вторых, для уяснения принципа действия пулевой пер-
форации.

Однокамерные перфораторы

Однокамерные перфораторы выпускались
промышленностью двух типов: штуцерный СП
(рис, 41, а) и бесштуцерныб. ЭСП (рис, 41, б).
Перфоратор представляет камеру! (рис, 42, а и
б}, в которой выточены; пороховая полость (ка-
мора) 2 емкостью 15—30 с^и3, ствольное отверстие
А с резьбой и канал 4 дляввода запального прово-
да 5, Г1 олость 2 заполняется порохом и герметизи-
руется со стороны ствольного отверстия ни-
сколькими железными и клингеритовыми (паро-
цитовыми) прокладками 6 и 7, которые уплот-
няются при помощи ствола S, ввинчиваемого в
ствольное отверстие 3, В ствол вставляется пуля
Р, и в капал 4 вводится гибкий изолированный
запальный провод 5, Этот проводник в штуцер-
ном перфораторе герметизируется резиновыми
шайбами 10, уплотняемых’и штуцером 11, а в
беспггуцсрпом — прокладками в' и 7. Провод 5
заканчивается топкой заиальцой проволочкой 12
высокого сопротивления, Второй конец этой
проволоки присоединяется к корпусу. Конец
запального провода приключается к жиле ка-
беля, по которой к западу подводится электри-
ческий ток, При включении тока проволочка 12,
накаливаясь, воспламеняет порох Высоким дав-
лением пороховых газов, образующихся при сго-
рании пороха, срезаются прокладки, герметизи-
рующие камеру, и пуля, получив большую ско-
рость и кинетическую энергию, пробивает
колонну и окружающее ее цементное кольцо. За
один спуск в скважину опускается от 3 до 12
перфораторных камер, соединенных между собой
стяжками 7 (рис, 41, а) или муфтами, К верхней
камере привинчивается головка 2, в которой
закрепляется конец кабеля.

Многокамерные перфораторы

В многокамерном залповом перфора-
торе (пулемет-перфоратор С. Я. Литви-
нова, С. А. Альтшедя, А. Н. Петросяна
и др.) (см. рис. 41, в) и в селективном
перфораторе (рис. 41, г) камеры и стволь-

ные отверстия перфоратора выточены в одном стальном цилиндрическом
корпусе.

В многокамерных залповых перфораторах ПП-3, ПП-6, ППХ-4, ГШМ-4
и ППМ-6 каморы соединены между собой и с верхней запальной каморой
(конструкции бесштуцерного перфоратора) огневым 2-мм. каналом. При сго-
рании пороха в запальной каморе пороховые газы устремляются н огневой
канал и воспламеняют порох в следующих каморах, осуществляя практи-
чески одновременный (залповый) выстрел всей секции перфоратора.

В многокамерном селективном перфораторе ССП запал подводится
к каждой каморе перфоратора. Запальные проводники присоединяются
к жиле кабеля, по которой подается ток к перфоратору через селекторное'
устройство^ (рис. 41, г), включающее по очереди каждую камору перфоратора.
В скважинном селективном перфораторе применяются прессованные пороховые
заряды 13 (рис. 42, в) с установленной в иих запальной проволочкой 12.

Рис. 41. Электрические стреляющие-
перфораторы.

а — однокамерный штуцерный типа ОН;
б — однокамерный Оеонстуцсрный тана
ЭНС; в — многокамерный пулемет-перфо-
ратор типа ПН; г — мпогоиамвршлй пер-
форатор селективного действия типа ССП;
1—стнишн; 2 — гшювка перфоратора;
3 — селективное переключающей устрой-
ство.
,,		.....	.	.	Таблица 2

Классификация геофизических методов изучения технического состояния скважин

Наименование задачи изучения технического состояния скважины	Геофизические методы, при помощи которых может быть решена данная задача	Название приборов	Измеряемые параметры и их обозначения	Название полученного документа
Определение диаметра скважи- ны	Метод кавернометрии	Каверномер	Диаметр скважины	Кавернограмма
Определение искривления сква- жины	Метод инклинометрии	Инклинометр	Угол а и азимут <р искривления скважины	Инкливограмма
Определение глубины забоя	Методы: кажущегося сопротив- ления, сопротивления заземле- ния, потенциалов собственной и вызванной поляризации скользя- щих контактов, гамма-и рассеян- ного гамма-излучений, нейтрон- ный и гамма-нейтронный, магни- тометрии	Зонды и измеритель- ные скважинные прибо- ры радиометрии и маг- нитометрии	Кажущееся сопротивление ок, сопротивление Вл заземления, потенциалы ?7Сд собственной и О'вп вызванной поляризации по- род, интенсивности гамма-из- лучения, .7р у рассеянного гам- ма-пзлучеиия и Jnу нейтронного гамма-излучения, илотиость пп нейтронов, напряженность Н магнитного поля	На диаграммах изме- ряемых параметров зака- зывается глубина забоя скважины в метрах-
Определение башмака колонны и мест положения упущенных труб	Методы: кажущегося сопротив- ления, сопротивления заземле- ния, потенциалов собственной и вызванной поляризации скользя- щих контактов, гамма-и рассеян- ного гамма-излучений, нейтрон- ный и гамма-нейтронный, магни- тометрии и сейсмометрии	Зонды и измеритель- ные скважинные прибо- ры, применяемые при перечисленных методах	Кажущееся сопротивление он, сопротивление НА заземления, потенциалы UCI1 и	собствен-  ной и вызванной поляризации пород, интенсивности	гамма-  излучения, J	рассеянного  гамма-излучеиия и Jп у нейтрон- ного гамма-излучения, напряжен- ность Н магнитного поля, ско- рость распространения упругих волн	Диаграммы измеряе- мых параметров. Указы- вается местоположение башмака колонны и труб
		|		

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ геофизики, аппаратура и онорудование
Определение м естополож ения муфтовых соедине- ний	Методы рассеянного гамма-из- лучения и нейтронного гамма- излучения, скользящего контак- тора, магнитометрии	Скважинные приборы перечисленных методов, скользящий контактор
Определение высоты подъема цемента за колон- ной	Термометрия, метод рассеянно- го гамма-излучения, метод изо- топов	Термометр, скважин- ные приборы радиоме- трии
Определение го стояния цеш. ит  иого кольца	Метод изотопов	Специальный прибор— цемеитомер, скважин- ные приборы радиоме- трии
Определение ме- ста притоков вод	Резистивиметрия,	термоме-  трия, метод изотопов	Резистивиметр, термо- метр, фотоэлектриче- ский притокоопредели- тель, скважиииые при- боры радиометрии
Определение за- трубной циркуля- ции вод	Термометрия, метод изотопов	Термометр, приборы радиометрии
Определение уровня жидкости в скважине	Эхометрия	Электрический уров- немер, зхометр, прибор Лиидтропа
Определение давления		Дистанционный сква- жинный манометр
Интенсивности у рассеянно- го и Jn нейтронного гамма-из- лучений, диаметр <?к колонны, напряженность Н магнитного поля	Диаграммы измеряе- мых параметров
Температура t и интенсивность /р у рассеянного гамма-излуче- ния и Z, „ гамма-излучения изо- Г 1 II	J  топов	Термограмма и диа- граммы y и Jv п
Интенсивность J у п гамма-из- лучения изотопов	Диаграмма Jy и и кри- вые демеитомера
Удельное сопротивленце о0 бурового раствора в скважине, температура t, ток г$ в цепи фотоэлемента,	интенсивность  J н гамма-излучения изотопов	Диаграмма о0, термо- грамма, диаграмма фото- определителя, диаграм- ма Jv<s
Температура t, интенсивность Jy и гамма-излучения изотопов	Термограмма, диаграм- ма /7И
Время т прихода звуковых и упругих отраженных воли, пока- зания электрических уровнеме- ров	Эхограмма, запись определения	глубин  уровнемерами
Давление р0 в скважине	Запись кривых давле- ния по глубине и во времени

I

МЕ'ГОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ
Пуля 9 с припаянным запальным проводником 5 устанавливается в отверстие
ствола 8 перфоратора и герметизируется резиновой пробкой 14 и клиигорито-
вой 6, стальной 7 и резиновой 15 шайбами. Многокамерные перфораторы
с селективным устройствохМ дают возможность произвести прострел каждого
отверстия на различной, заранее заданной, глубине.

К числу новых, весьма эффективных типов перфораторов относятся
беспулевые (кумулятивные) перфораторы. В отличие от обычных пулевых
перфораторов, при кумулятивной перфорации колонны цементное кольцо

Рис. 42. Камеры огнестрельных олск-
трических перфорат орон.

а — штуцерного типа СП; б — бесштуцериого-
типа ЭСП; а — селективного типа СОИ; 1 —
камера; 2 — камора, заполненная порохом;
в — ствольное. отверстие; 1 — канал длн
ввода запального провода 5; в н 7 —сталь-
ные и кдншгерптовые прокладки; « — ствол,-
и — пуля; 10 — резиновые шайбы; 11 — шту-
цер; 12 — запальная проволочка; 13 — прес-
сованный пороховой заряд; 11 — резиновая
пробка; 75 — резппквнн шайба.

и порода пробиваются раскаленной металлической струей, образующейся
при взрыве кумулятивного заряда.

Кумулятивный перфоратор (рис. 43) представляет собой
стальную трубу 1 с установленными па концах герметизирующими голов-
ками 2 и 3. В трубе расположено 10—20 гнезд 4, против которых в обойме5
установлены кумулятивные заряды. Каждый кумулятивный заряд состоит
из пластмассового корпуса 6 с установленным в нем коническим прессованным
зарядом 7 из порошкообразного флегматизированного гексагена, внутрь
которого вмонтирована модная коническая кумулятивная воронка 8.

При детонации кумулятивного заряда газы взрыва, сжимая и расплавляя
медную воронку, образуют металлическую струю, выбрасываемую со ско-
ростью до 10 000 м!сек. Эта струя, встречая преграду, создает давление-
до 300 000 кг!см?, разрушающее встречающиеся на пути препятствия —гер-
метизирующие диски 9, обсадную колонну, цементное кольцо и породу, соз-
давая при этом глубокое вскрытие пласта (до 10—20 &и). Детонация кумуля-
тивных зарядов осуществляется при помощи взрывного патрона, сосди-
псиного с кумулятивными зарядами детонаторным шпуром 10, 11. Взрывной
патрон состоит из пластмассового корпуса 12, электрозапала 13, двух прессо-
ванных шашек 14, дымного ружейного пороха и детонаторной гексагеиовой

шашки 15 с присоединенным
к ной детонаторным шнуром 11.
Шашки дымного пороха уста-
новлены для предотвращения
взрыва при нарушении герме-
тичности корпуса и замыкании
перфораторов. Отсутствие тре-
щин в колонне при кумуля-
тивной перфорации является
ее большим преимуществом
перед пулевой перфорацией.

Для прострела колонны и
одновременного значительного
разрушения окружающих по-
род с целью повышения их про-
ницаемости и улучшения при-
тока жидкости в скважину
применяется торпедный перфо-
ратор 10. А. Колодяжного.

Основное отличие тор-
педного ’перфорато-
ра от обычных камерных
перфораторов заключается в
-том, что в этом перфораторе
вместо пули в ствол вставляется
снаряд, заполненный взрывча-
тым. веществом и снабженный
инерционным взрывателем. Раз-
рыв снаряда происходит после
выхода его из колопны, что
-обеспечивает значительное раз-
рушение пород.

Перфораторы на кабеле
опускаются на глубину зале-
гания перфорируемого участка
скважины. В процессе спуска
производится тщательный про-
мер длины кабеля рулеткой
или мерной лентой, исключаю-
щий возможность прострела
колонны не на заданной глу-
бине вследствие погрешностей
в определении последней. Ко-
личество перфорируемых отвер-
стий зависит от мощности
вскрываемых отложений, их
проницаемости и величины пла-
стового давления. На 1 м
участка перфорации в зависи-

Рис. 43. Кумулятивный перфоратор.

1 — стальная труба; 2 и 3 — верхняя и ниягаяп головки
перфоратора; р — -гнезда; S — обойма кумулятивных
зарядов; в — пластмассовый корпуо наряда; г — прес-
сованный заряд из флегматизврованпого гексагена; з —
медная кумулятивная норовка; 9 — гермотпзнруюиик'.
диски; 10 и 11 — детонаторный ишур; 12 — корпус,
запала; 13 — электрозапал; 14 — пороховые шаиши;
15 — детонаторная гегюагепоянн шашка; 1в — соедини-
тельный патрон; 17 — кабель.

мости от указанных выше условий и возможных неудачных результатов про-
-стрела (осечки, недостаток пробивной способности перфораторов) дается
1 —20 и даже более отверстий.
и — Попоной груптопос ГрС-2 (бакинский);
П — набора грунтоноса; <г— боновой грун-
тонос грозненский; 1 — камера; 2 — ка-
мора; я — стиольное отверстие; 4 — шту-
церный канал; s — прокладки; S — ствол;
7 — нитка; S — боек-грунтопос; 9 —
стальные тросики; ю—стожки; 11—
соединительные муфты; 12 — кабель.

Отбор грунтов ив стенок
скважины

Для взятия образцов гор-
ных пород на участках разреза
скваяшн, недостаточно изучен-
ных по геофизическим и. геоло-
гическим данным и данным бу-
рения, применяется боковой
понос с электрическим дистан-

ционным управлением, получивший название боко-
вого электрического грунтоноса 1.Боковой электри-
ческий грунтонос(рис. 44) имеет конструкцию, подоб-
ную конструкции однокамерного перфоратора: он
представляет собой стальной корпус, — камеру 1, в
которой выточена пороховая полость (камора) 2 объ-
емом 12—20 смъ, ствольное отверстие 3 с резьбой и
штуцерный 4 или бесштуцорный канал для ввода
провода, заканчивающегося запальной проволокой.
Полость каморы 2 заполняется порохом, и со сто-
роны ствольного отверстия герметизируется не-
сколькими железными и кпппгеритовыми проклад-
ками 5, которые уплотняются при помощи ствола 6‘,
ввинчиваемого в ствольное отверстии 3 каморы 1-
В ствол 6 на пятке 7 вставляется боек-грунтонос 8,
прикрепляемый к корпусу камеры стальными, троси-

ками 9. Камеры грунтоноса соединяются между собой втулками или стяжкам»
10 и 11. Боковой грунтонос опускается в скважину на кабеле 12 до глубины, па«.
которой должен быть произведен отбор пород. При включении тока запаль-

1 Для отбора образцов пород применяются т атаке боковые электрические грунто-
носы сверлящего действия. В СССР опыт пые образцы этих приборов выпущены Всесоюз-
ным научно-исследовательским институтом геофизики
пая проволочка воспламеняет порох. Давлением пороховых газов, образую-
щихся при сгорании пороха, боек грунтоноса выбрасывается и, ударяясь
о стопку скважины, врезается в породу, которая заполняет полость бойка.
При подъеме грунтоноса стальными тросиками 9 боек извлекается из породы.
В зависимости от конструкции грунтоноса за один спуск-подъем отбирается
3—18 образцов пород.

Торпедирование скважип

Торпедирование скважин производится с целью: а) разрушения пород,
окружающих скважину, для увеличения притока нефти и газа из пласта;
б) разрушения водозакрывающей колонны (при вскрытии продуктивного
горизонта); в) обрыва бурильных труб при прихвате инструмента и г) разру-
шения оставленных в скважине металлических предметов для облегчения их
удаления и дальнейшей проходки скважины.

Применяемые промыслово-геофизическими партиями торпеды пред-
ставляют собой железный или асбоцементный стакан с серьгой, при помощи
которой торпеда подвешивается к кабелю. Две жилы кабеля присоединяются
к электрическому детонатору и служат для подвода тока в момент взрыва.
Полость стакана заполняется взрывчатым веществом (толом, аммоналом,
динамитом или др.). В зависимости от задачи торпедирования и типа взрыв-
чатого вещества количество последнего варьирует от 3 до 20 кг.

При выполнении прострепочно-взрывных работ при. перфорации обсад-
ных колонн, отборе образцов пород и особенно при торпедировании скважины
необходимо п точности выполнять технические условия, изложенные в спе-
циальной инструкции, и соблюдать правила техники безопасности, исклю-
чающие возможность несчастных случаев при выполнении этих работ [49].
Перфорация колонн, отбор пород и торпедирование скважин могут пору-
чаться только лицам, прошедшим специальное обученно и получившим право
на производство взрывных работ.

§ 16.	КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ

И ПРОМЫШЛЕННОМ ЗНАЧЕНИИ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Промышленное значение геофизических методов исследования скважип-
определяется возможностью всестороннего познания особенностей геологи-
ческого строения и ресурсов разведываемых и разрабатываемых место рожде-
ний полезных ископаемых при минимальных затратах средств и времени.
Современный широкий комплекс геофизических методов позволяет, не при-
бегая к дорогостоящему отбору керна, выявлять в разрезах скважип руд-
ные и нерудные полезные ископаемые, причем нередко с большей степепыо-
точности, чем это можно сделать на основании анализа образцов пород,
извлеченных при бурении скважин.

В нефтяной промышленности, в которой разведка и разработка место-
рождений нефти и газа производятся преимущественно глубокими скважи-
нами, где приходится эксплуатировать весьма прихотливые залежи подвиж-
ных (жидкого и газообразного) ископаемых, в большинство случаев рас-
положенные на значительных глубинах, недоступных для визуального на-
блюдения, геофизические методы исследования скважип получили исключи-,
тельно широкое применение. В этой области горного дела эффективность,
геофизических методов исследования скпажин определяется следующими?
производственными показателями.
I,	При бурении скважин

а) Возможностью перехода на высокоэффективное бескерновое бурение
скважин. Впедрепие боскорнорого бурения позволило значительно умень-
шить сродства, расходуемые иа бурение скважин, и резко повысить его ско-
рость,

Бескерновое бурение скважин возможно лишь при широком использо-
вании геофизических методов для изучения геологических разрезов скважин,
так как в ипых случаях при неограниченной проходке неизбежны пропуски
продуктивных горизонтов и потеря стратиграфической ориентации разреза
скважины.

Уменьшение ограниченной проходки с введением промысловой геофизики
видно из следующих цифр. В 1931 г., до внедрения геофизических методов
исследования скважин, па старых месторождениях Апшеронского полу-
острова, разрезы которых были наиболее хорошо изучены, ограниченная
проходка составляла около 5% всего метража. На эту проходку тратилось
до 13,9% времени, расходуемого па бурение скважин х. В 1934 г., т. о. на
третий год внедрения геофизических методов исследования разрезов скважин,
ограниченная проходка снизилась до 0,2% от общего метража [47) и в настоя-
щее время исчисляется сотыми долями процента. Таким образом, благодаря
внедрению промысловой геофизики стало возможным сократить сродства и
затраты труда на бурение и тем самым ускорить и удешевить проходку сква-
жин. Значительное ускорение проходки скважин позволило освободить боль-
шое число станков и расширить разведочное и эксплуатационное бурение
на других площадях и месторождениях.

II.	При разведке нефтяных и газовых
месторождений

а)	Возможностью получения наиболее точных и детальных сведений
о геологическом разрезе скважин и наличии полезных ископаемых. Геофизи-
ческие методы позволяют выделять в разрезе скважин прослои пород мощ-
ностью до нескольких сантиметров, изучать коллекторские свойства пород
и присутствие в них нефти и газа в условиях естественного залегания. Для
нефтяной промышленности эти возможности геофизики имеют огромное зна-
чение, так как рыхлые породы, которыми обычно представлены высокопро-
дуктивные нефтеносные и газоносные горизонты, в большинстве случаев
но выносятся иа поверхность колонковыми долотами, а поднятые образцы
этих пород столь сильно промываются буровым раствором, что нс только
количественное, но часто и качественное суждение о нефтеносности, а том
более о газоносности вскрытых отложений полностью исключаются.

По данным промысловой геофизики было открыто большинство продук-
тивных горизонтов. Так, например, уже в первые годы промышленного при-
менения промысловой геофизики, когда комплекс применяемых методов и их
возможности были крайне ограниченными, по геофизическим даппым была
установлена промышленная нефтеносность таких крупных месторождений,
как Малгобек, где. скважина-первооткрывательница, испытанная по настоя-
нию промыслово-геофизичоской службы, дала фонтан с дебитом свыше 100 т
чистой нефти в сутки; высокодсбитиая залежь в подкирмакинской свите
восточного крыла промысла им. Орджоникидзе (Азнефть), месторождение
Ойсуигур и многие другие.

1 На других, менее изученных месторождениях ограниченная проходка доходила
до 20—40% всего метража и время, затрачиваемое на это бурение, намного превышало
время, используемое на остальную проходку.
В настоящее время промышленное опробование перспективных нефте-
и газоносных объектов производится в основном по даяным промысловой
геофизики.

б)	Значительным сокращением сроков открытия, новых месторождений
нефти и газа за счет бурения большинства разведочных скважин (за исклю-
чением первой, иногда первой и второй скважин месторождения) без отбора
керна.

III.	При разработке нефтяных и газовых
месторождений

а)	Возможностью наиболее обоснованного подсчета запасов нефти и
газа по месторождению.

В настоящее время при подсчете запасов нефти и газа по данным промыс-
ловой геофизики определяются основные параметры продуктивного гори-
зонта, как, например, его эффективная мощность, коэффициент пофтена-
сыщения порового пространства, а иногда и коэффициенты пористости,
проницаемости и нефтеотдачи, без точного знания которых не могут быть
подсчитаны запасы нефти и газа. Широко используются данные промысловой
геофизики и при подсчете запасов других полезных ископаемых, например
каменных углей.

б)	Использованием наиболее рациональных систем разработки нефтяных
и газовых месторождений на основании точных сведений о структуре и кол-
лекторских свойствах эксплуатационных горизонтов и их промышленных
ресурсах, а следовательно, и возможностью представления правильных ис-
ходных материалов для составления рентабельных проектов строительства
промыслов и подсобных предприятий. Данные промысловой геофизики в на-
стоящее время являются одной из основных частей геологического обосно-
вания проектов рациональной разработки нефтяных и газовых месторожде-
ний.

в)	Обеспечением прироста продукции и сохранности месторождения
благодаря правильной раздельной эксплуатации горизонтов. Данные геофи-
зических методов исследования скважин на многих месторождениях позво-
лили установить, что некоторые из эксплуатационных объектов, долго счи-
тавшиеся едиными горизонтами, па самом деле представляют совокупность
четко разделяемых пластов, нередко имеющих различный режим и условия
залегания нефти и газа. Совместная эксплуатация таких объектов приводит
к преждевременному их обводнению водами горизонтов с повышенными
гидростатическими давлениями и пролицаемостями и малыми контурами
нефтегазоносности. Так, папримср, по данным промысловой геофизики,
еще в первые годы се применения на нефтяных месторождениях Лпшероп-
ского полуострова были разделены иа самостоятельные объекты кирма-
кииская и подкирмакипская песчаные свиты (промысел им. Орджоникидзе),
XII и нижележащие пласты среднего отдела продуктивной толщи (Сталин-
ский нефтеносный район) и многие другие эксплуатационные объекты.

г)	Уменьшением числа проектируемых скважин при разработке, место-
рождений по системе «снизу вверх». Эта система разработки может быть с
успехом применена лишь при широком применении геофизических методов
исследования разрезов скважип, обеспечивающем получение максимально
полных сведений о количество продуктивных горизонтов и условиях их
залегания. Эти сведения кладутся в основу генерального плана разработки
всего месторождения в целом и плана разработки ярусов и эксплуатацион-
ных объектов.

д)	Увеличением, прироста продукции путем выявления в разрезах сква-
жин старых разрабатываемых месторождений промышленных горизонтов,

7 Заказ 714.
пропущенных до внедрения, геофизических методов исследования скважин»
В этом направлении в первые же годы применения промысловой геофизики
были получены замечательные результаты. По данным геофизических мето-
дов исследования разрезов скважин на хорошо изученном Новогрознепском
месторождении было установлено наличие промышленной нефтеносности
в Х11, XV п X V111 пластах, считавшихся ранее непродуктивными. Скважины,
проведенные па эти пласты, входили в эксплуатацию с суточным добитом
до 50 и более т чистой нефти. На промыслах Апшоропского полуострова
отдельные горизонты, считавшиеся истощенными, при вскрытии их, по гео-
физическим данным, давали до 200 т безводной пефти на скважину
в сутки. Исследование старого фонда закрепленных скважин радио-
активными методами позволило вернуть к жизни сотни бездействующих
CKB3JKHH.

е)	Сокращением средств, затрачиваемых на бурение малорентабельных
скважин, п связи с возможностью определения по данным промысловой гео-
физики не только наличия пефти в пласте, но и степени нефтенасыщепности
пласта, а следовательно, и ого промышленной ценности.

ж)	Экономней средств за счет, уменьшения числа неудачных операций
по вскрытию горизонтов. Промысловая геофизика даст возможность наиболее
точно установить местоположение газо-нефтяного и газо-нефте-водяиого кон-
тактов и границ переходных зон. Это обеспечивает правильное вскрытие
нефтеносных, и газоносных объектов. Ранее, до внедрения геофизических
методов исследования разрезов скважин, глубины, на которые опускались
сетки эксплуатационных колонн или производилась перфорация, часто
определялись неверно. В связи с этим скважины, только что пущенные
в эксплуатацию, быстро снижали дебит, переходили па газ или обвод-
нялись.

з)	Возмоясностью контроля процесса законтурного заводнения. В бла-
гоприятных условиях геофизические методы исследования скважип дают
возможность определять положение водо-пефтялого контакта в процессе раз-
работки заложи. Это позволяет при изучении характера продвижения водо-
нефтяного контакта устанавливать неравномерность стягивания контура’ и
регулированием процессов законтурного заводнения и отбора пефти и газа'
обеспечить наилучшое извлечение нефти из пласта и наиболее длительный
срок безводной эксплуатации скважин.

Кроме перечисленного круга вопросов нефтепромыслового дела, решспно
которых с применением геофизических методов исследования нефтяных и
газовых скважин стало возможным на более высоком техническом уровне,
обеспечивающем значительную экономию средств и времени, внедрение
промысловой геофизики позволило создать экономию средств и прирост
продукции за счет следующего:

1)	своевременного определения характера искривления скважин, особенно
наклонно направленного бурения, и последующего их исправления в тех
случаях, когда искривление скважин происходит не в заданных направле-
ниях;

2)	точного определения положения и сохранности цементного кольца,
за колонной-, в связи с этим стали реже случаи вскрытия пластов в незаце-
мент проватта ой части разреза и обводнения нефтяных пластов;

3)	точного определения положения водо-нефтяного контакта в скважинах
при капитальном ремонте-,

4)	своевременного и точного определения мест притока вод и выявления
обводняющих пластов-,

5)	определения оптимального режима эксплуатации скважин на основе
детального изучения положения динамического уровня жидкости в про-
цессо эксплуатации и уровней воды и нефти в скважинах, находявкихся
в статическом состоянии;

0) минимальные задержек скважин, при простреле колони и при тор-
педировании.

Все перечисленное является основным фундаментом- на базе, которого
промысловая геофизика в условиях плановой социалистической системы
народного хозяйства превратилась в могучее техническое средство, позво-
ляющее па основе точного познания условий залегания и промышленных
ресурсов месторождения полезных ископаемых и максимального повышения
скорости проходки скважин успешно осуществлять разведку и разработку
этих месторождений, особенно месторождений нефти и газа, в мннималык»
короткие сроки при наименьших затратах времени, труда, денежных средств
и материалов.
ГЛАВА II

ОСНОВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

§ 17.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Аппаратура, применяемая для измерения физических параметров горных
пород в скважинах п изучения их технического состояния, может быть под-
разделена на основную и специальную. К первой относятся приборы, являю-
щиеся общими для различных методов геофизического исследования разре-
зов и технического состояния скважин. Боз этих приборов невозможна орга-
низация геофизической службы па промыслах; их описание дается в настоя-
щей главе. К специальной измерительной аппаратуре относятся приборы,
применяемые только в отдельных методах исследования скважин и в методах,
близких по своей физической сущности, как, например, зонды для измерения
электрических параметров — при электрометрии скважин; устройства, вос-
принимающие гамма- п нейтронное излучение — при радиоактивных мето-
дах исследования; термометр — при термических измерениях, инклинометр —
при определении искривления скважин, пластовой наклономер —при изу-
чении направления падения пород, пройденных скважиной и т. п.

Комплект основной измерительном аппаратуры состоит из прибора для
измерения разностей потенциалов и силы тока — самопишущего потенцио-
метра, потенциометра с полуавтоматическим регистратором или фотороги-
стратора с комплектом вспомогательных устройств и панелей, облегчаю-
щих и ускоряющих производство измерений на скважинах, и преобразова-
теля токов—пульсатора.

В целях улучшения условий труда "обслуживающего персонала и облег-
чения управления измерительной аппаратурой последняя устанавливается
в закрытых удобных в работе автомашинах, так называемых измерительных
промыслово-геофизических лабораториях, или станциях, описанию
которых посвящена гл. III.

§ 18.	МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

В практике промысловой геофизики измерение разности потенциалов
и силы тока производится двумя методами:

а)	непосредственным отсчетом измеряемой величины по отклонению
подвижной системы гальванометра или другого измерительного прибора,
проградуированного по напряжению или току;

б)	компенсационным методом, в котором измеряемая разность потен-
циалов AU (в частности, разность потенциалов, созданная измеряемым
током на эталонном сопротивлении) сравнивается с заранее известной раз-
ностью потенциалов, установленной на потенциометре.

При определении разности потенциалов методом попосред-
с т в о пн о г о отсчета измерительный прибор Р (например, гальва-
номотр фоторегистратор»), проградуяроваппый по напряжению, присоеди-
няется к точкам цени М и 7V, между которыми измеряется разность потен-
циалов AU (рис. 45, а). Зная постоянную Си гальванометра по напряже-
нию, равную числу миллииольт (микровольт), отклоняющих указатель
(блик светового луча пли стрелку) гальванометра па 1 лм (1 см) или па одно
деление шкалы, и величину 1и мм {см) или число делений Ни, па которое сме-
стился указатель при измерении искомой разности потенциалов Ли, рас-
считывают ее. значение

AU = С и! и.

или

AU = СиПи.

а —- схем» кепосрецствеишич) пцмере.пия разцостп потенциалов; б — то >ш-,. сиды тона; в — с,хама ком-
пеш-лциопиого метода намерения равтювтн иотоипчалон; а — то >пс, силы тока.

аг/ и Г — измеряемые pnainvri. пиенциплов и сила тони; л?./,, — компе,но,ррующая разпооть потен-
циалов; Е., — напряжение «омишюацяовиогоэлемента; Ь’я — эталонноесоиротивиеппе; И—сопротивле-
ние потенциометра; ти —coirpimiiuieniie включенной числи потенциометра; 71( — ток а цени соиротивле-
иия гк. Р— ириПор, измеряющий разность потенциалов; мА —миллиамперметр; G—иузп.-ппдпка-
тор (гальванометр); К — ключ включения компенсационного элемента; U в И — диииши потенциометра.

При измерении силы тока гальванометр присоединяется к зталоппому
сопротивлению ,/?9 (рис. 45, б). Ток, проходящий по сопротивлению /?0,
создаст на его концах разность потенциалов

Лиз = /7?d.	(48)

Эта разность потенциалов отклоняет блик светового луча гальвано-
метра иа k мм, или его стрелку на ni долоний.

Следовательно,

гяв = ли3 = С,di
или

1ПЭ = Л(70 - Сит.

Так как Си и /?а известим, то, зная величины отклонений и щ,
можно определить силу тока простым расчетом:

f - <hlL
или
г ________________________________

Для контроля за постоянством силы тока и приближенного ого опреде-
ления применяются также миллиамперметры мА, нопосродствоппо вклю-
чаемые в питающую цепь (рис. 45, б).

П р и I? оипенс аци о и н ом методе, принципиальная схема
которого изображена на рис. 45, в, измеряемая разность потенциалов ЛИ
сравнивается с раз костью потенциалов AUK, созданной па пасти гк градуи-
рованного сопротивления (потенциометра) R, присоединенного к элементу
е известным напряжением Еп.

Если разность потенциалов AUK между двпжками U и D потенциометра
равна измеряемой разности потенциалов AU и противоположна ей по знаку,
в проводниках, соединяющих движки U hDc точками М и N, тока ио будет.
Отсутствие тока в момент компенсации отмечается по гальванометру G,
включенному в один из проводов М или Аг; блик светового луча или стрелка
гальванометра при включении измеряемой разности потенциалов остаются
в исходном положении.

Величина тока iK = Ev/R, проходящего при компенсации по сопроти-
влению гк, включенному между движками U a D, и величина сопротивления гк
известны. Значит, известно и

AUи = it = —(7 гIV

В момент компенсации

AU = AUK,

и, следовательно, искомая разность потенциалов

AU—-^-rK	(49)

находится элементарным расчетом.

При измерении компенсационным методом силы тока 7 определяется раз-
ность потенциалов AUS, созданная этим током па эталонном сопротивлении
7?э (рис. 45, г). Измерив AUa IR3 и зпая /?8, по формуле

7 = ^	'	(50)

рассчитывают искомую силу тока.

Компенсационный метод по сравнению с методом непосредственного
измерения обеспечивает большую точность измерения разности потенциалов
AU, что объясняется следующим.

1.	В момент измерения разности потенциалов компенсационным методом
в проводах, соединяющих клеммы потенциометра с электродами М и N,
между которыми определяется разность потенциалов AU, ток отсутствует.
Поэтому в момент‘изменения AU падение напряжения в соединительных
проводах и на электродах М и N равно нулю и, следовательно, разность
потенциалов AUK, установленная на потенциометре, равна измеряемой раз-
ности потенциалов AU.

При отсчете AU по гальванометру (вольтметру) его показания JZ7r будут
меньше AU на величину падения напряжения на электродах М и N и в про-
водах, соединяющих эти электроды с гальванометром. По расчету

лтт — ЛТТ 14	\

AUr AU (^1 Лг +	+ Rn +	) -

где 7?г, RM, Rn и Rmn — соотвэтствэнно сопротивления измерительного
прибора (гальванометра или вопьтмзтра), электродов М a N а проводни-
ков, соединяющих электроды М и N с измерительным прибором.

В тех случаях, когда сопротивление 7?г прибора незначительно отличается
от суммы сопротивлений 7?м RN 7?MW, и особенно в тех случаях, когда
7?г< RM + RN + RMN, разность потенциалов 4{7Г, указанная гальванометром
или вольтметром, может значительно отличаться от измеряемой разности
потенциалов ЛО, Так как величины Им и 11N не остаются постоянными, то
для определения zlZ7 с требуемой степенью точности методом непосредствен-
ного измерения необходимо, иметь прибор с высоким внутренним сопротивле-
нием Л.

Применение гальванометров с высоким внутренним сопротивлением огра-
ничивает их чувствительность по напряжению и по позволяет в некоторых
случаях измерять малые разности потенциалов с требуемой степенью точности.

2.	При компенсационном методе измерения токи педокомпопсацип,
протекающие в измерительной цепи, имеют малую величину, вследствие
чего:

а)	исключаются погрешности, созданные изменением потенциала
электрического поля в пространстве, окружающем электроды М и N, в связи
с ответвлением части тока в измерительную цепь;

б)	значительно уменьшается поляризация электродов, приводящая
I? погрешностям в измерениях кажущегося сопротивления, потенциалов
собственной поляризации пород, и, особенно, потенциалов вызванной поля-
ризации;

в)	значительно уменьшается величина э. д. с. самоиндукции, возникаю-
щей при разрывах пульсатором измерительной цепи, и тем самым повышается
точность измерений.

3.	При компенсационном методе в связи с применением пулевого способа
измерений практически исключаются погрешности в измерениях вследствие
потори чувствительности измерительного прибора, в результате которой
нарушается его градуировка в пределах шкалы.

4.	При компенсационном методе измерения производятся дифферен-
циальным способом, при котором наблюдаемые отклонения стрелки прибора
пуль-индикатора — создаются не измеряемой величиной AU, а лишь не-
скомпсисированной долой этой величины. Последнее дает возможность при
применении в качество нуль-индикатора гальванометра высокой чувстви-
тельности отсчитывать измеряемую величину со значительно большей точ-
ностью, чем по приборам с градуированной шкалой.

Таким образом, компенсационный метод измерений по сравнению
с методом непосредственных измерений разиостой потенциалов фотороги-
-стратором по схеме вольтметра обладает рядом неоспоримых преимуществ.
Если до настоящего времени при производстве измерений в скважине еще
широко используется осциллографический (вольтметровый) принцип реги-
страции разностей потенциалов, то это является лишь следствием отсутствия
удачно разработанных конструкций самопишущих потенциометров. К числу
наиболее подходящих конструкций этих приборов относятся электронный и
тиратроипый потенциометры, описание которых дается ниже (см. § 24, 25 и 26).

§ 19. ГАЛЬВАНОМЕТРЫ

В большинстве измерительных приборов, применяемых при геофизиче-
ских исследованиях скважин (за исключением электронного потенциометра),
индикация регистрируемых разностей потенциалов и силы тока произ-
водится зеркальным или стрелочными гальванометрами.

Так как гальванометр является главнейшей деталью наземной измери-
тельной аппаратуры, остановимся несколько более подробно на особенностях
его работы при измерении разностей потенциалов и силы тока.

При включении гальванометра в цепь магнитное поло тока I, проходя-
щего через рамку гальванометра, взаимодействуя с магнитным потоком
системы, создает вращающий момент

М = crnDsDHi = CrSpHi,
где .<?ь — общая площадь витков рамки гальванометра, равная произведе-
нию числа «в витков на среднюю площадь .чв одного витка; Н — напря-
женность магнитного поля; сг — коэффициент пропорциональности, опре-
деляемый выбором системы единиц, в которых измеряются М, $р, Н и I.
Если М выражено в г с..и, sp— в с.м, Н — в эрстедах и i — в амперах, коэф-
фициент с? — 101,93 X 1(Г~6.

Вращающему моменту М противодействуют:

1.	Момент ЛГп, созданный закручиванием противодействующей пружины
(растяжки) и пропорциональный углу ср поворота рамки гальванометра

Ма = Аср,

где А — коэффициент пропорциональности, зависящий от материала и линей-
ных размеров пружины.

2.	Момент Мй, вызванный неуравновешенностью подвижной системы
гальванометра и в первом приближении пропорциональный углу ср поворота
рамки гальванометра:

= А^Вср,

где В — коэффициент пропорциональности, зависящий от тщательности
балансировки подвижной системы.

Момент Ми обычно наблюдается в стрелочных гальванометрах при пло-
хой балансировке подвижной системы и иегоризонталыюм положении галь-
ванометра.

3.	Момент Ms электромагнитного торможения, возникающий в резуль-
тате взаимодействия магнитного поля магнитной системы гальванометра
с магнитным полем тока гп, индуцированного этим полем в рамке гальвано-
метра при ее движении;

CpSpjEZ’tfl.

Сила индуцированного в витках рамки тока

>

где Во— полное сопротивление цепи, на которое .замкнута рамка (включая
ее сопротивление), и еи — величина индуцированной э. д. с.:

еи = — Й? = — 2aprcBZp#-^ ,

где Ф — величина магнитного потока, сцепляющегося с рамкой (Ф = svH =
= 2aplpn.BH)-, Zp — длина витка рамки, секущего магнитное поле, и ctfj —
его расстояние до оси рамки.

Так как 2aPlT, = $в и 2nna.pZp = sp, то

„ _ гг„ d,P ; . ffspdtp
и, следовательно,

* = _.	(51)

-По at	ат	' f

г. С?зр)2

где D = сг ы--------постоянная величина.

4.	Момент Мй сопротивления окружающей среды (воздуха или жидкости
при масляном затухании) движению рамки, пропорциональный угловой

скорости ее движения:

Мп =

р&Р_

dr 
Коэффициент пропорциональности F возрастает с увеличением вязкости
среды., окружающей рамку, п поверхности последней, а в стрелочных при-
борах — с увеличением длины стрелки.

5.	Постоянный момент M'.t. — —в сил трения в корнах, поддерживающих
рамку. Момент Mt зависит от нагрузки на корн и сохранности рабочей по-
верхности керна. В гальванометрах па растяжках н подвесах момент М?
отсутствует.

При движении подвижной системы гальванометра сумма моментов сил,
действующих на систему, уравновешивается моментом сил инерции

= J

at1 ’

где J—момент инерции подвижной системы гальванометра.

Таким образом,

J УУ М -|- М? + Мл + Ми Ж + Жс

-~М-С-(А ±Ji)T-(J) + F)^ = Q-WiP-P^-, (52>
где

Q = м - С; W - Л ± В и Р = D Н- Р.

Решая дифференциальное уравнение (52), получим
/	--£_т	•> / , р . a й?

г ' i —_________________- IU+/(Л)-* 1Уы -

I/7 P 12	\

Г P t/Tp~\2 w] “ У \2J)	]

Полагая

/| = f.	=	=

получим

<p = УУ (1 _ ±УУУ [(а 4- у«2 _	е/5?=у2т _ (а __	е- ] j =

= W- f1 " [(а + г	e~VT'-1/ •	<53>

Из уравнения (53) следует, что при т = 0 </> = 0 и ^——0, что пол-
ностью соответствует начальным условиям.

Так как у всегда меньше а, то при. т —> оэ

_ Q _ М— С _crSpHi—C

Усо - ург - 71-jy-/7 - .	<54>

В гальванометрах на растяжках и с посадкой па кернах при условии
малых сил трения и хорошей балансировки подвижной системы прибора,
при которых С <^М и В А, при достаточно большом т

crsp^i о 
<?оз =	.- = Sil,
т. е. отклонение подвижной системы гальванометра пропорционально силе
тока I, проходящего в рамке гальванометра. При постоянном сопротивлении
/?(1 цепи, па которую замкнут гальванометр, отклонение будет также про-
порциональным разности AU потенциалов, приложенной к клеммам гальва-
нометра.

Отношение наибольшего углового <рет или линейного I отклонения ука-
зателя гальванометра (стрелки или блика светового луча) к сило проходящего
тока i [6’i в формуле (55)] называется чувствительностью гальванометра по
тону.

„ _ 'Гео	i crSpH Г ° угла I

— ~Г ~ а±Т? ' W~ L ~ J

пли

с I Vcj £р crspHLp Г мм

= ~—I------------w— L“r	(5b)

где Lp — расстояние в миллиметрах от оси рамки зеркального гальвано-
метра до его шкалы (длина оптического рычага) или длина в милли-
метрах стрелки стрелочного гальванометра.

Для сопоставления чувствитепьностей гальванометров различных кон-
струкции пользуются значением чувствительности, приведенной к опти-
ческому рычагу в 1 м:

ом__ CpSpH

~ W

х 10s —
ам

Отношение тех же величии (</> и Z) к приложенному напряжению Ли
называется чувствительностью гальванометра по напряжению:

„	°rSpff Г Si \ ° угла

~ B0W ~ Ra L 'в
:ипи

г. _ 1РсоА> __ C.rSpHLp _ Si Г ММ

Шо ~	~ ЯЛ в J-

Из формул (56) и (57) следует, что чувствительность гальванометра
пропорциональна суммарной площади »р витков рамки, напряжению Н маг-
нитного поля, длине рычага Lp и при В — 0 обратно пропорциональна
коэффициенту А, характеризующему упругие свойства противодействую-
щей пружины (подвеса).

Таким образом, увеличение чувствительности гальванометра может
быть осуществлено: а) повышением напряженности магнитного поля с приме-
нением в случае необходимости подмагничивания магнитной системы элек-
трическим током; б) изготовлением рамки с возможно большей площадью
s-р (с большим числом пв витков) и в) установкой противодействующих пру-
жин (подвесов) с возможно меньшим коэффициентом упругости Л. Так как
у большинства гальванометров противодействующая пружина одновременно
является и подвесом, на котором крепится подвижная система, то для обеспе-
чения прочности гальванометра его рамку делают возможно более легкой,
применяя бескаркасную систему и малые диаметры проволоки (0,02—0,05 мм),
из которой изготовляется рамка.

Коэффициент, на который должен быть умножен отсчет по гальвано-
метру для того, чтобы получить величину измеряемого тока и напряжения,
называется постоянной гальванометра по току и напряжению. В практике
геофизических исследований скважин сипа тока в цепи гальванометра
 измеряется в микроамперах и напряжение, приложенное к гальванометру,—
11 милливольтах. В связи с этим постоянные гальванометра по току и напря-
жению определяются по величине отклонения блика гальванометра фото-
регистратора в 1 см. пли по величине отклонении стрелки стрелочного
гальванометра па одно деление его шкалы соответственно при прохождении
тока 1 мка или при приложенном к гальванометру напряжении 1 мв

vine Г -":а	]

e^vff z' | 1 дел. шк. ’

тде р — ширина деления шкалы в угловых градусах или

ГУ

мка
см

с = Wli«p х 103 Г м

!J' CpSpH J 1 дел. шк.

шли

r ГУ7?„

U ’ МрШ-р

(58)

(59)

(60)

(61)

Из приведенных положений следует, что постоянные гальванометра
по току и по напряжению соответственно равны силе тока в микроамперах

in напряжению в милливольтах, откло-
няющих стрелку гальванометра па одно
.деление или блик гальванометра па 1 см
шкалы фоторогистратора. Из сопоставле-
ния формул (56) и (57) и (58). и (61) также
следует, что постоянная гальванометра
‘обратно пропорциональна его чувстви-
‘тслыгости.

Анализ формулы (53) показывает,
-что в зависимости от соотношения между
параметрами а и /3 характер движения
рамки гальванометра будот различ-
ным.

Если а > 8 (у вещественно), движе-
ние подвижной системы имеет апериодиче-
ский характер (рис. 46, кривая 7).

Выведенная из исходного положения,
шодвижпая система достигает положения
равновесия в течение тем большого вре-
мени, чем больше параметр:.

Ри-’. 4G. Характер дамецвпия дви-
жения |садпижпой системы гальвано-
метра в зависимости от соси потопил
а//5.

I — ч> = f (г) при о/Д — 1,5 (апериоди-
ческий режим); 2 — то те, при а/0 = 1
(критический режим); з — то ше, при
а/е — 0,8 (периодический режим); 4 — то
>ке, при а/Д= 0,6;	6 — то >ке, при

а//! = 0,4.

Л±2?

((больше неравенство D -|- F > 2 j/V (А ±В)), т. е. чем больше моменты
электромагнитного торможения и сопротивления среды, окружающей под-
вижную систему, и меньше моменты инерции подвижной системы гальвано-
метра и противодействующей пружины.

При у = 0, т. о. при

подвижная система гальванометра практически достигнет конечного пол су-
жения за минимальный промежуток времени (рис. 46, кривая 2). При этом
так называемом критическом режиме движение системы удовлетворяет
уравнению

=	-е-0Т(Ц-ат)'.	(62}

При /?>ау является мнимой величиной. Обозначая в этом случае-
у == и пользуясь преобразованном Эйлера

е,йт = сон <3т j sin dr,

<Г~1вт = cos <5т — / sin <5т,

получим

?’ = </>со[1 — (sill <5т + arc	.	(63)

Уравнению (63) отвечает так называемый периодический режим движе-
ния подвижной системы гальванометра, характеризующийся тем, что подвиж-
ная система приходит в конечное положение после ряда затухающих коле-
баний (рис. 46, кривые 3, 4 и 5) с периодом

гГ 2я	2л;	.....

1 =	......	(64),

с у _(Д+У?у

Этот период будет тем больше, чем меньше неравенство

2 VJ{A±B)>D + F,

т. о. чем меньше моменты инерции у подвижной системы гальванометра и-
противодействующей пружины и чем больше моменты электромагнитного»-
торможения и сил сопротивления среды, окружающей подвижную систему
гальванометра.

При равенстве нулю момента сил электромагнитного торможения и тор-
можения среды, окружающей подвижную систему гальванометра, Р =
= D + F = 0, период колебаний системы

(65)
называется периодом свободных колебаний и соответствующая этому периоду
частота

1 _ 1 i/w'
’'о т0 — 2л И J

собственной частотой колебаний подвижной системы гальванометра, круго-
вая частота которых

ю° = V 

Сопоставляя между собой формулы (64) и (65), получим

Го

1___(-D+J?

V (Л±Л)

/ _ / Р \2	У1— Z2

\ 2 /7Й7 /

(66>

ра

Так как %2 — положительно, то период Т колебаний подвижной
системы гальванометра больше периода ее собственных колебаний.

Параметр

2 |/ JW
называется коэффициентом или степенью успокоения подвижной системы
гальванометра. В зависимости от величины % изменяется время г установления
подвижной системы, в точение которого подвижная система достигает поло-
жения равновесия с заданной погрешностью Аг. В табл. 3 приведены зна-
чения т в долях периода собственных колебаний системы при Лт = 2%.

Т а б л и и а 3

Степень уыгокоепия X	0,2	0/1	0,6	0,8	0,9	1	1,5	2	5	10
т	4,3	2,8	1,35	0,05	0,8	0,73	1,65	2,5	6,1	12,1

При /? — а равенство (66) обращается в бесконечность и отвечает аперио-
дическому (критическому) движению, удовлетворяющему уравнению (62).

Из трех режимов движения системы гальванометров, определяемых
уравнениями (53) при и > (3, (62) при а = /? и (63) при а < /5, наиболее
удобным в работе является критический режим, при котором подвижная
система достигает положения равновесия за минимальный промежуток вре-
мени без колебаний, затрудняющих отсчет и искажающих запись.

При хорошо отбалансированной подвижной системе гальванометра
(В ~ 0) в условиях воздушного затухания (F <§( D) критический режим
(а = Р) удовлетворяется при

£> = 2]/ТЛ,
ч, о. при

= 2/Та = D = Р(при в_0).	(68)

При Sp, Н, J и А, заданных конструкцией гальванометра, критический
режим может быть достигнут подбором полного сопротивления Но цепы,
® которую включена рамка гальванометра. Сопротивление

7?п = ^ф=	(69)

Z у -/ /1

называется критическим сопротивлением гальиапомотра.

Критическое сопротивление пропорционально квадрату произведения
•суммарной площади sp витков рамки па напряженность Н магнитного поля
гальванометра и обратно пропорционально корню квадратному из произве-
дения момента инерции J подвижной системы гальванометра на коэффициент
А, определяющий упругие свойства противодействующей пружипы.

При полком сопротивлении цепи (в которую включена рамка гальвано-
метра) Во > Вкр гальванометр находится в периодическом режиме; при
Во = 7?кр — в критическом режиме и при Во < Л„р — в апериодическом.
Так как внутреннее сопротивление Лр рамки гальванометра сохраняется
постоянным, то удобно пользоваться величиной внешнего критического со-
противления

Вии. кр — Вцр — Вр,
ио отношению к которому величина внешнего сопротивления цепи, замыкаю-
щей рамку, определяет апериодический, критический или периодический
режим ее движения. При работе следует иметь впошиоо сопротивление Вва
цепи как можно более близким к критическому.

Некоторое увеличение Ввп по отношению к ВПП: кр обеспечивает большую
подвижность рамки и возможность регистрации диаграмм при повышенной
скорости, ио понижает чувствительность по напряжению, При уменьшении:
2?вы по отношению к 7?вн, кр увеличивается чувствительность гальванометра по
напряжению, но снижается ого подвижность и тем самым ограни пинается
спорость регистрации диаграмм.

В тех случаях, когда момент электромагнитного торможения мал и
гальванометр имеет небольшое критическое сопротивление, для увеличения
величины й1ф па рамку накладывают несколько короткозамкнутых витков
проволоки. Вследствие малого сопротивления этих витков в них возникают
достаточно большие токи индукции, обеспечивающие значительное увеличе-
ние электромагнитного торможения, а следовательно, и возможность работы
при большом внешнем критическом сопротивлении.

Сопоставляя между собой формулы. (67), (68) н (69), приходим к выводу,,
что степень успокоения подвижной системы гальванометра

= R^L

’>.]/J W 27?а р' JW Ro
пропорциональна критическому и обратно пропорциональна полному сопро-
тивлению се цени. Чем выше сопротивление последней, тем больше должно
быть критическое сопротивление гальванометра для обеспечения возмож-
ности работы системы при степени успокоения, близкой к единице (и наиболее*
выгодном режиме, близком к критическому).

Теоретические основы измерения токов и напряжений при помощи
гальванометра были приведены для случая измерения токов и напряжений,
постоянных во времени. Однако в промысловой геофизике при помощи галь-
ванометра измеряются напряжения и токи, нередко изменяющиеся во вре-
мени по весьма сложной зависимости. В этих условиях показания гальвано-
метра могут не соответствовать истинным значениям измеряемых величин
[15]. Возникающая при этом погрешность может быть определена, исходя
из следующих положений.

Зависимость силы тока f, протекающего через подвижную систему галь-
ванометра, от времени может быть разложена на сумму составляющих:

i — У, Ji sill (2тИ'!Г + уд),

гдо /, — амплитуда п уд — угол сдвига фазы составляющей тока с часто-
той

Подставляя в уравнение (52) вместо постоянного значения М — crS$Hi
t"o величину для каждой периодически изменяющейся составляющей тока
I — Л sin 2ллдт и решая таким образом уравнение относительно угла д?®1’
отклонения подвижной системы, созданного i-ой гармоникой, будем иметь:

где <рГт — угловое отклонение подвижной системы гальванометра при по-
стоянном токе силы Л; v0 и Z — соответственно собственная частота коле-
баний этой системы и степень ее успокоения [15].

Отношение

называется динамической восприимчивостью гальванометра. Величина •ffi
определяет долю отклонения подвижной системы гальванометра при перемен-
ном токе заданной частоты Vi по отношению к ее отклонению в том случае,,
если бы ток it, оставался постоянным во времени. Чем ближе отношение
к единице, тем точнее может быть записана величина тока, измеряемого галь-
ванометром.

Таи как кривая изменения тока по времени представляет сумму гармоник
различных частот, то в общем случае

Из формулы (70) следует,
что величина отклонения под-
вижной системы гальванометра
при токе, изменяющемся во
времени, будет тем более отли-
чаться от ее отклонения при
постоянном токе и, следова-
тельно, измерения будут вы-
полнены тем с большей погреш-
ностью, чем больше величина
отношения

Кроме того, при % <0,5
погрешности в измерениях

Рис. 47. Кривые зависимости динамической восприимчивости &; («) и фазовой погреш-
ности d<p (б.) от отношения частоты переменного тока к собс.тиенпой на тоге v, коле-
баний подвижной системы гальванометра при различных степенях % успокоения системы
(шифр кривых).

возрастают и при vi’va -> 1, т. е. при резонансе вынужденных и соб-

ственных колебаний.

Наряду с возникновением амплитудной погрешности при регистрации
тока, изменяющегося во времени, наблюдается отставание показаний гальва-
нометра от фазы измеряемого тока. Величина фазовой погрешности

2%

Дер — arc tg.....	„	(71)

1 ( ’’Ь Г

\ ’'° J
возрастает с приближением отношения vi]v0 к единице и достигает я/2 при
резонансе колебаний (vj — vQ). При vi < ’'б амплитудные и фазовые погреш-
ности резко уменьшаются с увеличением частоты г0 собственных колебаний
подвижной системы гальванометра.

На рис. 47 приведен график значений динамической восприимчивости
и величины фазовой погрешности для различных значений отношений Vi/v0
и степени % успокоения подвижной системы гальванометра.

При использовании гальванометра с высокой частотой собственных
колебаний, обеспечивающей высокую скорость фоторегистрации физических
параметров в скважинах, иногда наблюдается значительное влияние помех,
созданных переменными токами с частотой п, близкой к частоте г0. Эти токи
приводят к раскачке подвижной системы гальванометра, что затрудняет,
а иногда и вовсе исключает воможность точной записи кривых измеряемых
параметров.

В этих условиях запись кривых может быть получена более доброкаче-
ственной, если параллельно рамке гальванометра подключить емкость Со.

Как показывает теория [15], подключение емкости уменьшает собствен-
ный период колебания гальванометра и величину критического сопротивле-
ния до значений, соответственно равных (при F ~ 0)

v = 1 1/	=_______________.

°с 2л Г J+DXvCo	уКрС,,	/l + WWoCo ’

р __ ________JJjiy____ _______Дкр____ _ ______Дир____

::₽с	2 у ш+wd^c; у	У1+4лдкр;;а '

Уменьшение частоты собственных колебаний и величины критического
сопротивления гальванометра при подключенной емкости дает возможность
резко понизить чувствительность гальванометра к токам высокой частоты.
При этом для сохранения неизменной степени успокоения, величина которой
пропорциональна критическому сопротивлению, одновременно с подклю-
чением емкости величину сопротивления цепи гальванометра уменьшают
пропорционально измененной величине критического сопротивления.

Конструкции и параметры гальванометров, установленных в измери-
тельной промыслово-геофизической аппаратуре, будут рассмотрены при ее
описании.

§ 20.	ПОТЕНЦИОМЕТРЫ ЭП-1 и ЭП-1м

Полевые потенциометры ЭП-1 (прежняя марка П-3) и модернизированный
ЭП-1м ранее были основными измерительными приборами промыслово-
геофизических партий х. В настоящее время они используются только в пар-
тиях с небольшим объемом работ и в геофизических лабораториях. В крупных
промыслово-геофизических партиях эти приборы заменены более эффектив-
ными самопишущими потенциометрами и фоторегистраторами, описание
которых приводится ниже.

1 До потенциометров ЭП-1 (типа Шлуиберже) для измерения разностей потенциалов
и сипы тока при электрических методах'разводки отечественной промышданпостью вы-
пускались сложные компенсаторы. Сложные компенсаторы в настоящей времи не изго-
товляются я полностью амортизированы, в связи с чем описание прибора этой конструк-
ции в настоящем руководстве не приводится. С конструкцией и принципом действия слож-
ного компенсатора интересующиеся читатели могут познакомиться в panes вышедшей
л нт эр ату ро [5, 60],
Каждый из потенциометров ЭП-1 it ЭП-1м состоит из четырех соединен-
ных друг с другом приборов (рис. 48 , 49 и 50):

а)	основного потенциометра 1 с гальванометром, при
помощи которого измеряется разность потенциалов AU и сила I питаю-
щего тока;

б)	компенсатора поляризации 2, который предназна-
чается для исключения разности электродных потенциалов, а иногда и потен-'
циалои собственной поляризации горных пород;

в)	в ы к л ю ч а т е л я тока 3 для кратковременных включений
тока в питающую цепь, предохраняющих батареи питания от длительной

(Ш)

Рис. 48. Потенциометр ЭП-1 (общий вид).

I — основной потенциометр; 2 — иомпвнеатор поли риза пик; 3—выключатель тонне
эталонными сопротивлениями для измерении тока. 4 — компенсатор индукция; а — пру-
к шинная тяга выключатели (бодав).

разрядки; в коробке выключателя установлены эталонные сопротивления,
при помощи которых измеряют ток в питающей липни АВ\

г)	к о м п е н с а т о р а индукции 4, применяемого для исклю-
чения э. д. с. индукции, возникающих в измерительной цепи М при включе-
нии тока в питающей цепи АВ (на рис. 50 компенсатор индукции по по-
казан).

Из четырех перечисленных приборов потенциометры ЭП-1 и ЭП-1 и
отличаются только конструкцией основного потенциометра. Конструкции
компенсаторов поляризации и индукции и выключателя тока у этих прибо-
ров одинаковы.

Монтаж компенсаторов поляризации и индукции и выключателя тока
в отдельных коробках, легко присоединяемых к основному потенциометру,
дает возможность в зависимости от характера измерений, для которых при-
меняется потенциометр, использовать то или иное сочленение перечислен-
ных приборов.

8 заказ 714.
I

Рис, 49. Ч"ртож общего впда п-девдиометра ЭП-1.

1— основной потенциометр; 2 — компенсатор поляризации; i — выключатель тока с эталонными со-
противлениями для измерения тока; > — компенсатор индукции; S — пружинная тяга выключателя
(бодс.н); в — контакт соединения корпуса с линией питания при измерении силы тока; 7 — коромысло
ключа одновременного замыкания; 8 — контактный стержень; о —соединительный проводник.

Основной потенциометр прибора ЭП-1

Основной потенциометр прибора ЭП-1 состоит из двух декадных мага-
зинов Ry и RB и четырех постоянных сопротивлений гх, г2, г3 и г4, присоеди-
ненных к компенсационному элементу Ек по схеме, приведенной на рис. 51, л.

Декадные магазины Ry и RD изготовлены из девяти сопротивлений во
1 ом (Ry) и девяти сопротивлений по 10 ом (RD). Концы этих сопротивлений
подведены к контактам, закрепленным по окружностям на эбонитовой
Рис. 50. Потенциометр ЭГ1-1м.

Общий виц прибора (а) и основного потенциометра со снятыми верхней (б) и нижней (в) врьпиками;
1 — основной потенциометр; 2 компенсатор поляризации; з — выключатель тона; 4 — ключ одно-
временного замыкания; 5 — прушшгиая тяга; в — эбонитовая панель; 7 — катушки с намотанными
стувеинмп декадных магазинов; 8 — башмачки декадных переключателей; О — бронзовые пруияшки;
ю — фланцы; 11 — полуоси декад; 12 — эбонитовые втулки; 1з — бронзовая пружинка; и — изоли-
рующий сектор; is — головка декады единиц; 1к — головка декады десятков; 11 — головка переклю-
чателя П-t полярности; is — головка переключателя II •> пределов измерений; 10 — головка выключа-
теля компенсационного элемента; 20 — ограничители движения стрелки гальванометра; 21 — рамка
гальванометра; 22 — стрелка гальванометра; 2,3 — магнит; 24 — полюсные наконечники; 23 — вилка
корректора; 27 — головка корректора пуля; 28 — пружина. арретирующая рамку; зо — головка арре-
тира; 32 — эбонитовая колодка; 33 — компенсационный элемепт; М в N т- «леммы дин присоединения
потенциометра к цепи, в которой производятся намерения.
наполи 1 (рис. 52). По этим контактам передвигаются ползунки, соединенные
с осями, проходящими в центре окружностей. На осях декадных переключа-
телей насажены головки, у основания которых выгравированы цифры. На
головке единиц нанесены цифры по порядку от 0 до 9 включительно (0, 1,
2, 3 и т. д.), на головке десятков — от 0 до 90 включительно через каждые
10 единиц (0, 10, 20, и т. д.). Вращая головки магазинов, можно включить
между ползунками U и D (см. рис. 51) любое число ом от 0 до 99. Включен-
ное сопротивление определяется суммой чисел, обозначенных на лимбах
головок U и D, па которые указывают стрелки и и d (см. рис. 49).

Рис. 51. Схема потенциометра ЭП-1.
а — принципиальная; б — монтажная.

Сопротивление г2 при помощи ключа Ях (см. рис. 51, а) может быть зам-
кнуто накоротко (ключ П1 находится в положении 1) или введено в компен-
сационную цепь (ключ П1 находится в положении 2), состоящую из сопро-
тивлений Rjj, BD. Цепь из сопротивлений 7?^, /?D, гх и г2 в зависимости от
положения ключа Я2 может быть присоединена параллельно к сопротивле-
ниям гх и ri (ключ Я2 находится в положении 5) или только к сопротивле-
нию г3 (ключ П2 находится в положении 4). В последнем случае сопротив-
ление г4 присоединяется последовательно к параллельной цепи, состоящей
из сопротивлений r& a Rv Ro + rx + г2. В зависимости от положения
ключей П1 и 77 2 изменяется ток 1к, проходящий в компенсационной цепи.

Таким образом, при повороте ключей П1 а П2 изменяются цена единицы
деления декад потенциометра и предел измерений, т. е. максимальное число
милливольт, которое может быть подано в измерительную цепь при полном
включении декадных магазинов (99 ож). Цена единицы деления декад и
предел измерений для каждого из положений ключей указаны в табл. 4.

Компенсирующая разность потенциалов равна произведению сопроти-
вления, включенного между ползунками декадных магазинов, в омах (читается
SOD

ОСНОВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

Рис. 52. Потенциометр ЭП-1. Общий вид со снятой нижней декой и разрезы.

2___эбонитовая панель; 2 — катушки с сопротивлениями; 3 — башмачки декад; 4 — бронзовые пружинки; 5 — фланец; в и S — полуоси декад,

соединенные эбонитовой втулкой "; э —головки декад; 10— ключи; и—стержни ключей; 12—эбонитовые наконечники; 13— пружины;
22__втулка’ 13__переключатель тока; 16 — полуось с эбонитовой втулкой; 17 — токоведущая спираль; 1S — контактная колонка; 19 и' so —

пружины переключателя полярности; 21— рамка га.-и нанометра; 22 — стрелка гальванометра; 23— магнит; 24— полюсные наконечники;
23 _палец корректора; 26—втулка; 27— головка корректора; 28—пружина, поднимающая рамку гальванометра при арретировании; 29—

эбонитовый кулачок; 30—головка арретира; 31 — элемент I-C; 32— эбонитовая колодка; 33 — камера для элемента; 34— пружины, прижи-
мающие элемент; 33 — эбонитовая пластинка; 36 — крышка.
Таблица 4

Пределы измерений разностей потенциалов; силы компенсационных
токов и цены делений декады единиц потенциометров ЭП-1 и Э1Ым

Положение ключей 171 и 772 потенциометра ЭП-1 (см. схему, рис, 51, а)	Положение ключа Яа потенцио- метра  ЭП-1м, (см. схему, рис. 53, а)	Величина компенси- рующего тока гк, л-сд	Цепа деле- ния декады потенцио- метра, мв/ед, дел, дек	Предел# измерений разности потенциа- лов, мв
Я, —1;Я2—3		1	5	5	0—495,0
77,-2; Пг—3		2	1	1	0-99,0
Я,— 1; Яа —4		3	0,2	0,2	0—19,8
Пх—2j П2— 4 .....	4	0,05	0,05	0—4,95

на лимбах головок декадных магазинов) на силу компенсирующего тока
в миллиамперах. Величина последнего (в миллиамперах) равна одному из
четырех чисел: 0,05; 0,2; 1 и 5, выгравированных на лимбах ключей Пх
и Л2, па которое указывают стрелки на головках ключей и П2.

Ползунки U и соединены с клеммами М a N потенциометра через стре-
лочный гальванометр — нуль-индикатор, переключатель направления
тока «-]--» и однополюсный ключ Л. Переключатель тока <Н--» дает воз-

можность при любом направлении измеряемых электродвижущих сил
(М положительно по отношению к Аг или наоборот) включить на потенцио-
метре компенсирующую разность потенциалов навстречу измеряемой разности
потенциалов, без чего невозможно достигнуть компенсации. Ключ Л служит
для мгновенного включения измерительной цепи, когда включение разности
потенциалов угрожает сохранности гальванометра, и в тех случаях, когда
включение потенциометра в измерительную цепь в силу непостоянства ком-
пенсируемой -разности потенциалов должно быть кратковременным. Вклю-
чение компенсационного элемента потенциометра производится ключом Э.
Ключ А замыкает накоротко рамку гальванометра Г при ее арретировании.
Это предохраняет рамку от возможного пережога волоска в случае включе-
ния слишком большой разности потенциалов при зааретированном гальвано-
метре, когда.резкий отброс стрелки не будет замечен оператором.

Методика расчета и описание конструкции основного потенциометра
подробно изложены в ранее вышедших работах автора [5, 60]х.

Основной потенциометр прибора ЭП-1м

Основной потенциометр прибора ЭП-1м (см. рис. 50) отличается от потен-
циометра ЭП-1 незначительным изменением электрической схемы соединений
и объединением ключа Л и переключателя «-]—» потенциометра ЭП-1 в один
переключатель Пу и ключей Пг и П2 потенциометра ЭП-1 во второй переклю-
чатель П2 (рис. 53). Уменьшение числа ключей облегчает производство изме-
рений с потенциометром ЭП-1м и удешевляет стоимость прибора.

В потенциометре ЭП-1м два декадных магазина Ru и RD (15и.16 на рис. 50)
такой же конструкции, как и основного потенциометра ЭП-1, присоединены
через сопротивление гх = 198,7 ом к ключу П2. При помощи переключателя
П2 (18.на рис. 50) эти сопротивления могут быть подключены либо непосред-
ственно в цепь компенсационного элемента Э (ключ Пч находится в положении
7; пределы измерения прибора 0—495 лш; цена единицы деления декад 5 мв),
либо через сопротивление г2 = 1199 ом (ключ П2 находится в положении 2;
пределы измерения прибора 0—99 мв; цена единицы деления декад 1 мв).

1 См. также рис. 52 и подрисуночную подпись к пему.
При этих двух положениях переключателя 772 параллельно цепи последо-
вательно включенных сопротивлений Вц + Ro + гг или RTJ -j-	-)- rx +

г2, подключаются два последовательно включенных сопротивления
г3 = 107,6 ом и = 1910 ом. При положении 3 ключа П2 сопротивление
г4 вводится в цепь элемента и сопротивления Rv RD п приклю-
чаются параллельно сопротивлению г3 (пределы измерения потенциометра
О—19,8 мв\ цена единицы деления декад 0,2 мв). При положении 4
ключа П2 последовательно с цепью сопротивлений Rv RD гх вклю-
чается сопротивление гГ) = г2 — И99 ом. При таком включении пределы
измерения потенциометра равны 0—4,95 мв и цена единицы деления декад
0,05 мв. Таким образом, введение добавочного сопротивления г5 позволяет

Рис. 53. Схемы потенциометра ЭП-1м.
а — принципиальная; б — монтажная.

заменить два ключа и Па потенциометра ЭП-1 одним ключом в потен-
циометре ЭП-1м. Переключатель полярности 77, в потенциометре ЭП-1м
выполнен в виде двух бронзовых башмачков 8, укрепленных на изолирую-
щем секторе 14 (см. рис. 50). При повороте головки переключателя поляр-
ности на 90° башмачки переключают провода, соединяющие клеммы М
и N потенциометра с ползунками U и D декадных магазинов, и тем самым
изменяют знак измеряемой разности потенциалов, подведенной к мага-
зинам Rv и Rd потенциометра. При повороте сектора па 45°цепь, соединяю-
щая клеммы М a N потенциометра с декадами магазинов, разрывается.
Это положение переключателя Ih соответствует выключенному положению
ключа Л потенциометра ЭП-1.

Конструкция и назначение остальных узлов потенциометра ЭП-1м:
декадных магазинов, ключей Э и А п гальванометра (см. рис. 50 и подрису-
ночную подпись к нему), одинаковые с конструкциями и назначением этих
узлов в потенциометре ЭП-1.

Гальванометр

В потенциометре ЭП-1 и ЭП-1м установлен стрелочный гальванометр
МПГ-3 21 (см. рис. 50 и 52) со следующей характеристикой: внутреннее со-
противление рамки 250—300 ом- внешнее критическое сопротивление 800—
1000 ом-, период затухания подвижной системы при разомкнутой цепи 4,5—
5,5 сек.; чувствительность по току Si = 4 4- 5 делениям шкалы прибора
на 1 мка\ чувствительность по напряжению S^—12-1-20 делений шпалы
на 1 мв. Шкала гальванометра (см. рис. 49 и 50) имеет 40 делений с пулом
в середине шкалы. Ширина деления 1,4 мм. Для облегчения запоминания
положения стрелки между делениями шкалы напечатаны буквы в алфавит-
ном порядке.

На шкале гальванометра нанесено семь обозначений: Р, С, Ра, А°,
Т", йц и Sy. Цифры под этими буквами указывают:

1)	Р— номер потенциометра;

2)	С — номер рамки гальванометра;

3)	R°— внутреннее сопротивление рамки в омах при 20®; это сопротивле-
ние практически равно сопротивлению между клеммами М и Лг потенциометра
при нулевом положении ползунков U a D;

4)	Аа — впошвоое критическое сопротивление в омах;

5)	Т” — собственный период колебания рамки при разомкнутой цепи
в секундах;

6)	6'i дел/мка — чувствительность гальванометра по току — число деле-
ний шкалы, на которое отклоняется стрелка гальванометра при про-
хождении через рамку тока силой 1 мка\

7)	Sy — чувствительность гальванометра по напряжению — число
делений шкалы, на которое отклоняется стрелка гальванометра при при-
ложенном напряжении в клеммах гальванометра 1 мв.

Между числами R, St и Sy по закону Ома соблюдается соотношение

Гальванометр МПГ-3 имеет следующую конструкцию. К магниту 23 (см. рис 50
и 52) из никель-алюминиевой стали присоединены полюсные наконечники 24. Римка 1,
мостик 2 и сердечник 3 (рис. 54) закреплены па суппорте 4, который легко устанавли-
ваетсн а цилиндрическом гнезде менаду полюсными наконечниками. Это дает возможность
в случае порчи рамки заменить ее другой, не снимая магпитпой системы гальванометра.

На бескаркасной рамке гальванометра уложено 350—400 рабочих и пять коротко-
замкнутых витков красномедной проволоки Г1ЭШО диаметром 0,05 мм,. На верхней и
нижней плоскостях рамки закреплены полуоси. Нижняя полуось 5 закапчивается кор-
цом 6, который упирается в корундовый подпятник 7, установленный па торне винта 8,
проходящего через нижнюю часть суппорта. Верхняя полуось 9 заканчивается дужкой 10,
ва которой закреплено верхнее ке'рно 11, упирающееся па корундовый подпятник 12,
установленный па мостике 2 рамки.

В верхней части полуоси проточеп канал 13. В канале проходит бронзовая лен-
точка 14, крепящаяся под гайку, центрированную с верхним подпятником. Эта ленточка
сообщает рамке упругий противодействующий момент, подводит к обмотке рамки ток и
разгружает керны, что улучшает качество гальванометра. Второй конец обмотки выво-
дится через йезмоментный спребряный или золотой волосок, припаянный одной стороной
к маленькому рожку 75, закрепленному на рамке, а другой стороной — к пластинке,
крепящейся под вицт на металлической втулке 16. Втулка 16 установлена па колонке 11
мостика и изолирована от нее кольцом 18.

Стрелка 19 гальванометра прикреплена к верхней полуоси рамки. Противовес 20
служит для балансирования системы. Стрелку устанавливают в пулевое положение при
помощи вилки 21. В прорезь этой вилки входит палец 25 (ем. рис. 52), эксцентрично за-
крепленный ва втулке 26, установленной па оси корректора с головкой 21.

Рамка арретируется при помощи устройства, состоящего из пружины 28, поднимаю-
щей рамку, и эбонитового кулачка 29, эксцентрично сидящего па оси арретира 30,

Компенсационная цепь потенциометра питается сухим элементом 31 (см. рис, 51}
типа 1-С «Сатурн».

Элемент 1-С устанавливается на эбонитовую колодку 32 в камере 33 с окошком,
позволяющим легко производить смену элемента. К колодке элемент прижимается пру-
жинами 34, закрепленными на эбонитовой пластинке 35. Окошко закрывается крыш-
кой 36.

Сухой элемент 1-С дает устойчивую э, д. с. только в первое время ра-
боты. Затем при длительном употреблении в связи с поляризацией элемента
его э. д. с. уменьшается, что ведет к погрешностям в наблюдениях. Работая-
с элементом 1-С, следует время от времени проверять его напряжение по1
гальванометру потенциометра или при помощи второго потенциометра, в
котором установлен новый элемент с нормальным напряжением 1,5 в.

При проверке напряжения элемента по гальванометру замыкают накоротко
клеммы М и N потенциометра, ставит головку декады D в нулевое положение, головку
декады U на единицу ц ключи Пх и Л2 в положение, при котором сила компенсационного

Рис. 54. Подвижная система гальванометра МПГ-3.

I — рамка гальванометра; 2 — мостик; з — сердечник; 4 — суппорт; s — шпинпл полуось; 6 — ниж-
нее верно; z — корундовый подпятник; 8 — установочный впит; о —верхняя полуось; to — дудака;
11 — верхнее керпо; 12 — иорупдоиый подпятник; 13 — капал; 1-1 — бронзовая ленточка; 15 — токо-
нодводящий рожок; 1в—втулка; п—колонка; 18—кольцо; 10—стрелка; м— противовес;
21 — вилка.

тока равна 1 ма. Включают элемент и отсчитывают число делений п, на которое откло-
нилась стрелка гальванометра. Э. д. с. элемента определяется по формуле

Е = -~Ей,
Ou

где Е—существующее напряжение элемента; 2?0—номинальное напряжение элемента
в неразряженном состоянии (£0 = 1,5 в), .Su—чувствительность гальванометра по на-
пряжению.

При измерении напряжения элемента при помощи второго потенциометра включают
оба потенциометра, так, чтобы создаваемые ими разности потенциалов были направлены,
навстречу друг другу. Далее рол арретируют один из .гальванометров и, установив да'
эталонном приборе разность потенциалов в т0 милливольт (60—80 мв), компенсируют
эту разность потенциалов потенциометром, в котором находится испытуемый элемент.
Если для достижения компенсации на потенциометре с испытуемым элементом необхо-
димо установить т милливольт, то искомая э. д. с, исследуемого элемента

Е~^Еа.
т
Для исключения возможных погрешностей в измерениях в связи с разрядкой ком-
пенсационного элемента необходимо иметь в наличии запасные элементы; их следует
предохранять от сырости, мороза и высоких температур. Элемент считается непригодным
к работе, если его э д. с. Е < 1,2 в.

Входные клеммы М a N потенциометра имеют заданную полярность.
При правильном включении компенсационного элемента клемма М поло-
житольпа по отношению к клемме IV, если стрелка, выгравированная на
головке переключателя —>>, указывает на плюс, и отрицательна, если
стрелка указывает на минус. Это дает возможность по отклонению стрелки
гальванометра определить знак измеряемых разностей потенциалов.

Стрелка гальванометра отклоняется:

а)	влево при включении напряжения только от компенсационного
элемента потенциометра (если он правильно присоединен к потенциометру)
при любом положении переключателя <Н—» (клеммы М и N замкнуты на-
коротко);

б)	вправо, если к клемме М приложен положительный потенциал и
-стрелка, выгравированная па головке переключателя » указывает на
плюс, или если к клемме М приложен отрицательный потенциал и стрелка
перйключатоля «+—» указывает на минус;

в)	влево, если к клемме М приложен положительный потенциал по от-
ношению к клемме N и стрелка яа головке переключателя <<-|-—» указывает
на минус пли если к клемме М приложен отрицательный потенциал йо от-
ношению к клемме N и стрелка на головке переключателя «-)—» указы-
вает на плюс.	:

Случаи (<б» и «в» предполагают отсутствие компенсирующей разности
потенциалов в цепи MUDN потенциометра (головки декадных магазинов
U и D установлены па нуль).

Компенсатор полярпзацип

Компенсатор поляризации КПП состоит из потенциометра R (рис. 55, а
и 56) в 36 ом, включенного в цепь компенсационного элемента £ ;(типа 1-С)
и двух постоянных сопротивлений п = 164 ом и гч. = 594 ом. Потеицио-

Рис. 55, Внутренний вид компенсатора поляризации (а), компенсатора индукции (б)
и выключателя (в) потенциометра ЭИ-1.

метр R а сопротивления пл п соединены с элементом Е по схеме, приве-
денной на рис. 56, в.

Детали компенсатора поляризации смонтированы на эбонитовой панели
1 (рис. 56, б), являющийся крышкой алюминиевой коробки 2, крепящейся
к потенциометру с левой стороны. Потенциометр R служит для изменения не-
личины компенсирующих э. д. с., вводимых в цепь MN. При смещении
ползунка 3 потенциометра /? из нулевого положения элемент включается
в цепь. Компенсационная разность потенциалов будет тем больше, чем боль-
шее число витков включено ползунком потенциометра.

При включении в гнезда h и i короткозамкнутой вилки замыкается нако-
ротко сопротивление г2> в результате чего увеличивается сила тока в цепи
реостата и тем самым расширяется диапазон действия компенсатора поляри-
зации-

Ряс. 58. ’Компенсатор поляризации КПП.

а и б — чертеж прибора; в — схема электрических соединений; 1 — эбонитовая панель; 2—алюминие-
вая норобиа; 3 — ползунок потенциометра Л; Е — сухой гальванический элемент J-C; к, I, П, i —
гпвзда.

Компепсатор индукция

Компенсатор индукции (см рис. 55, б) состоит из двух катушек 1 и 2 (рис. 57),
закрепленных ил желсзцом ярме 3 Магнитная цепь ярма замыкается якорем 4. Винт 5
Даст возможность наменять величину зазора в и тел; самым увеличивать или уменьшать
величину коэффициент;! взаимной индукции между катушками 1 и S.

Катушка 1 вклк)чпо1Ся в измерительную цепь MN. а катушка 2—в питающую
цепь АВ При включении гона. вршцяп ro.'ioimoii 7 винта 5, подбирают зазор 6 между
якорем и ярмом, ,ч следовательно. и коэффициент индукции таким, при котором а. д. с.,
индуцированные в катушках комиеиаш ори. будут ранцы и прямо противоположны а. д, с,,
иплуцпров.-шпым в цени MN. Это рапопгтво э д. с. устанавливается но отсутствию ха-
раное.рно'-о броска стрелки гальванометра в момент включения тока, Для увеличения
диапазона комцансацип обмотки катушки 1 секционирована; ‘Д часть витков приключена
к гнездам гп н п, и все витки — к гпоэдач п и о, расположенным па панели компенсатора
индукции Между гнездами п и и и т и а выгрявировапы цифры 4 и 1, Компепсатор индук-
ции монтируется па эбонитовой панели 8, Коробка 9 с компенсатором прикрепляется
к задней, стейке корпуса основного потенциометра, как это показано па рис. 48 и 49.

Выключатель тока

Выключатель тока (см. рис. 55, в), помещается в алюминиевой коробке
1 (рис. .58), кропящейся с правой стороны потенциометра. На нижней сто-
роне эбонитовой пароли 2, которая служит крышкой коробки, смоптировапы
цружипный.ключ питающей цепи с серебряным контактом 4, магнитный
искрогаситель 5 и два эталонных сопротивления 6 и 7 в 0,1 и 0,01 ом. Эталон-
ные сопротивления служат для измерения силы тока.

При измерении тока клеммы М и N потенциометра при помощи провод-
ника 9 (см. рис, 49), оканчивающегося вилкой ab (см. рис. 58), приклю-
чаются к гнездам ab или Ьс на панели выключателя, к которым присоединены
концы эталонных сопротивлений Ra. Ток I, проходя по сопротивлению

Ло АВ

I______

Рис. 57. Компенсатор индукции. Чертей? прибора (а и б) и схема электрических соеди-
нений (б).

1 и 2 — катушки с первичной и вторичной обмотками; 3 — железное ярмо; 4 — якорь; 4 — впит для
изменения величины зазора в магнитной цепи компенсатора; в — зазор; 7 — головки; 8 — эбонитовая
панель; 9 — алюминиевая коробка; т, п, о, р, g, s, I —гнезда.

/?», создает на его концах разность потенциалов ALR = IR@. Зная величину
R» и измеряя потенциометром AUS по формуле, приведенной выше, рассчи-
тывают силу тока I. Из формулы (50), в частности, следует, что каждый мил-
ливольт, введенный в цепь потенциометра для компенсации разности потен-
циалов AIR, соответствует току в питающей цепи 1 са при измерении тока
при помощи эталонного сопротивления 0,1 ом и 1 да при измерении тока
с эталонным сопротивлением 0,01 ом.

Возле гпсзда b выключателя закреплен пружинный контакт 6 (см. рис. 49), соеди-
ненный с корпусом потенциометра. При измерении тока пружинный контакт 6 присоеди
няет один из штифтов вилки проводника 9 к корпусу прибора. При этом уравнивается
потенциал корпуса н рпмки, что исключает возможность появления статических откло-
нений стрелки 'гальванометра, которые вносят погрели пост и при измерении р па постой
потенциалов При сочленении потенциометра с полуавтоматическим регистратором пру-
жину 6 снимают

Для облегчения измерений zltZ и Г приточенных измерениях необходимо, чтобытоки
от внешнего источники и компенсационного элемента включились одновременно. Для
Этого служит ключ одновременного иамыканип следующего устропстпа Коромысло 1
4рис. 59) приводится в поступательное движение от руки оператора при помощи бодеца 2.

По CHEF

По

Рис. 58. Выключатель тока потенциометра ЭП-1.

Чертой прибора (а и б) ч схема электрических соедиивпиа (в).

Я — алюминиевая короОиа; 2 — эбонитовая капель; л — пружинный ключ; 4 — серебряный контакт!
.5 — магнитный искрогаситель; в и г — эталонные сопротивления.

При движении коромысла вниз плечо 3 нажимает па головку ключа Э потеппиометра,
а второе плечо 4 стержнем 5 замыкает выключатель тока С более подробным описанием
конструкции ключа одновременного замыкания можно познакомиться в ранее вышедших
работах [5, 13, 60, 62], а также по рис. 59 и подрисуночной подписи к нему.

§ 21. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГИСТРАТОР

Полуавтоматический регистратор (рис. 60) представляет собой уст-
ройство для непрерывной записи оператором показаний потенциометра на
.диаграммной бумаге (лепте).

Лентопротяжный механизм приводится в движение от мерного блока,
через который опускается кабель в скважину. Это обеспечивает пропорцио-
нальность движения бумажной ленты передвижению воспринимающего уст-
ройства (зонда, снаряда со счетчиками, термометра) по скважине и полу-
чению непрерывной кривой изхмопения измеряемого параметра вдоль сква-
жины.

Полуавтоматический регистратор представляет собой легкую ал том ин новую пли дюр-
алюминиевую плату 1 (рис. 60), па которой установлено три L-образцЫх кронштейна Й,
3 и 4 На кронштейнах 3 к 4 привинчена алгомидиевая коробка 5 механизма, преобра-
зующего вращательное движение декадных магазинов потенциометра TI в поступательное
движение пишущего приспособления. Над коробкой 5 на оси (> установлен диск'7, который
,приводится по вращательное движение ручкой 8 Ось б соединяется через карданное сие-
плецие с осью декады единиц потенциометра. Для этого на ось единиц потенциометра
надевается специальная головка 9 (рис. 01) с, металлическим кольцом 10. снабженным
пружинным замком 13. При помощи замка 11 головка 9 соединяется с, латунной муф-
той 12, закрепленной шарнирно штифтом 13 па буксе 14, края которой обточены по сфере.
Букса74 дает возможность муфте 12 занимать наклонное положение при вращении оси 6,
ключателя;

лопиа;

прореа;

16 — упорная го-

1в — направляющий

11 — прущппв; lx

патяишая гайка; is — контр-
гайка; 20 — стяжной винт;.
21 — головка стержня 6.

Рис. 59. Ключ одновремен-
ного замыкания цепей тока
и элемента потенциометра.

1 — коромысло ключа одновре-
менного замывания; 2 — воден;

3 и 1 — плечи коромысла; 6 —
стержень включения тона; в —
стальной трос; 7 — гибкий ва-
лик; 8 — резпнопая трубка;

S — цанга; 10 — шпилька;

11 — натяжная втулка; 12 —
латунная трубка; 13 — нип-
пель; 14 — контур коробки вы-

Рис. 60. Попу автоматический регистратор с установленным на нем потенциометром..

1 — плата; 2, з и 4— кронштейны; 5—коробка преобразующего механизма; 0 — ось диска 7;
8 — ручка для поворота диска; 12 —соединительная муфта; 23 — рейка; 25 — карандаш; 32 —зубча-
тый перебор; 41, 42 и 43 — барабаны лентопротяжного механизма; 46 — счетчик глубин; 46 — ампер-
метр; 41 — реостат для регулирования тока; 48 — коробка шунтов к амперметру; 40 и 60 — лампочки
для освещения шкалы потенциометра п счетчика глубин; П — потенциометр.
ОСНОВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА

Рио. 61, а—г.. Полуавтоматический регистратор.

а п б — чертежи общего вида регистратора; в — редуктор регистратора; г — редуктор блок-баланса; 1 — алюминиевая плата; 2, 3 и 4 — крон-
штейны;. Л — коробка преобразующего механизма; 6 — ось; 7 — дпск; 8 — ручка; я — головка декады единиц потенциометра; 10 — кольцо; 11 —
пружинный замок; 12—муфта; 13— штифт; 14—букса; 15—диск; 16 — накладка с зубьями; 17— паразитная шестерня; 18— шестерня;
Ю   ось; 20 — упорный штифт; 21 — планка; 22 — фасон; ый зуб; 23 — рейка; 24 — направят кшая дужка; 25 — карандаш; 26 — шестерня;
27  геликоидальные шестерни; 28 и го — осп редуктора блок-балансира;. 30 — гибкий вал; 31 и 32— оси редуктора регистратора; зз и 34 —
шестерни зубчатого перебора; 35 — червячный впит; 36 — червячная шестерня; 37 — ось; 38 — шестерня; ю, 40 и 44 — шестерни барабанов; 41,
4g и 43—барабаны лентопротяжного механизма; 45 — счетчик глубин; 46— амперметр; 47— регулпрутспшй реостат; 48—коробка шунтов к
амперметру; П — контуры потенциометра (осветительные лампы не показаны).
Рис. 616.

Подпись к рис. 616 см. на стр. 127.
Рис. 61в.	Рис. 61г.

Подпись к рис. 61, в и г см. на стр. 127.

9 зала» 714.
вследствие чего предотвращается искривление осей регистратора и потенциометра при
недостаточно точном взаимном их центрировании.

В коробке 5 на оси б жестко закреплен диск 15 с одпой впадпцой и двумя рядом стоя-
щими зубьями, выфрезерованными в узкой накладке 16, прикрепленной к диску снизу..
Диск 15 соединяется через паразитную шестерню 17 с шестерней 18, закрепленной на
оси 19. Это сцепление происходит один раз за полный оборот диска 7. За врмш сцепления
диска 15 с паразитной шестерней 17 шестерня 18 поворачивается па 1/1п оборота.

Штифтовка диска 15 и шестерни 18 выполнена так, что поворот оси 19 на х/10 окруж-
ности совершается в тот момент, когда головка единиц переходит из положения «9» в по-
ложение «0» (или из положения «0» в положение «9»). Таким образом, вращая ручку
диска 7, можно включить любое число едипиц декады потенциометра от 0 до 99, Полный
поворот диска 7 в угловых градусах от начального положения пропорционален сопро-
тивлению гк, включенному ползупками декад. В крайних положепиях диска (и = 0,
d — 0 и и = 9, d — 90) дальнейшее движение диска ограничивается штифтом 20, авто-
матически выдвигающимся из коробки 5 и при дальнейшем вращении диска упирающимся
в планку 21.

Вращательное движение диска в поступательное движение карандаша записываю-
щего механизма преобразуется следующим образом.

На илжией стороне диска 7 проточена по архимедовой спирали капавка с ша-
гом 8 мм. По капавке, имеющей десять оборотов, двигается фасонный зуб 22, закреплен-
ный в рейке 23, которая благодаря направляющим дужкам 24 может совершать только
поступательное движение по липин, соединяющей центры осей в и 19. При сцеплеппи зуба
с диском 7 и вращения диска зуб, скользя по капавке, перемещается совместно с линей-
кой вдоль прямой, соединяющей центры осей 6 и 19. Таким образом, вращательное дви-
жение диска преобразуется в поступательное движение линейки. Последнее дает воз
мощность при помощи карандаша 25, закрепленного па конпе линейки, записывать пока-
зания потенциометра па бумаге, передвигаемой лентопротяжным механизмом регистратора
пропорционально перемещению зонда в скважипе. При этом смешение карандаша реги-
стратора от нулевом линии бумаги будет пропорционально разностям потенциалов
введенным ползунками U и D потенциометра в цепь, в которой измеряется разность по-
тенциалов.

. Лентопротяжный механизм регистратора приводится в движение от блок-балапса
(см. § 42) На оси этого блока установлена шестерня, сцепляющаяся с шестерней 26
(см. рис. 61, в), жестко закрепленной ца оси редуктора блок-балапса. Редуктор прикре-
пляется в прорези щеки блока.

Редуктор блок-балапса состоит из двух геликоидальных шестерен 27 с передаточ-
ным числом 1:1, дающих возможность передать движение от оси 28 па перпендикуляр-
ную ей ось 29.

Наличие, двух взаимно-перпендикулярных осей 28 и 29, от которых приводится
лентопротяжный механизм регистратора, дает возможность свободно выбирать место для
установки регистраторов близ устья скважины. На одпой из осей редуктора, через кото-
рую передается движение от блока к лентопротяжному механизму регистратора, закре-
пляется шарнир Гука. К шарниру присоединяется гибкий вал 30 от блок-балапса к лето-
протяжному механизму.

Диаметр блока рассчитан так, что за один оборот блока кабель с измерительной,
установкой проходит 1,5 м. Так как передаточное число между шестерпей блока и ше-
стерней 26 равно 1 : 3, то за один оборот блока гибкий вал делает три оборота.

G оси 31 редуктора регистратора (рис, 61, г), с. которой соединен второй конец гиб-
кого вала, движение передаете)! на ось 32 через зубчатый, перебор, состоящий из ступен-
чатой шестерни 33 и сменной 34. Перебор дает возможность получить различные мас-
штабы глубин на диаграмме; шестерни 34 называются масштабными.

В корпусе редуктора па оси 32 установлен одноходовой червячный впит 35, соеди-
няющийся с червячной шестерпей 36, имеющей 48 зубьев. Шестерня 36 жестко сидит
па оси 37. На этой осп свободно посажена шестерня 38, входящая в зацепление с шестер-
нями 39 и 40 (рис. 61, б) барабанов 41 и 42 лентопротяжного механизма. Шестерня 38
(рис. 61, а) в рабочем состоянии сцепляется с валом 37 соединительной муфтой.

Таким образом, движение от оси редуктора регистратора 31 через детали 32—31?
передается на средний барабан, Этот барабан перемещает регистраториую бумагу и де-
лает за 1 м передвижения кабеля

2	1

“ 48x1,5 к~~ 36 Л обоРотов’

где к—передаточное число масштабных шестерен, соединяющих оси 31 и 32; 48—пере-
даточное число червячного механизма; 1,5 — передаточное число шестереп 38 и 39
и 2—число оборотов гибкого вала при перемещении зонда на 1 м.
Так как окружность ведущего барабана равна 180 мм, то 1 см исррдвшкепия бумаги
48x1,5 k „ ,
соответствует — — — = 2 к м продвижения кабеля.

Z X 1о

Набор сменных шестерен даст возможность вести регистрацию диаграмм в масшта-
бах глубин: 1 : 50; 1 : 200; 1 : 500 и 1 : 1000.

Барабаны 444 и 43 соединены с шестернями 3.9 и 44 через сцирплъиые пружины;
эти мружаны дают патяжку регистрцторпой бумаги и перед ее установкой на барабаны
заводятся. Глубина, па которую опущен зонд в скважяцу, определяется приближенно’
по счетчику 45.

L-1	....._J

S

Рис. 62. Распределительный щиток тока полутшотати-
ческого регистратора (а и б) и схема электрических сое-
динений щитка (е).

16 — амперметр; 47 — регулирующий реостат; 48 — коробка шун-
тов амперметра.

Для паблюдепия за постоянством тока па регистраторах, записывающих диа-
грамму би, установлен амперметр 4в типа 4МШ и реостат 47 для нзмепеция силы тока.
Амперметр снабжен четырехпредельпым шуптом 48 (рис. 02, б и в). Сопротивления шупта
рассчитаны та!;, что в зависимости от положения короткозамкнутой вилки, включенной
между гнездом а и гнездами b, с, d и е, шкала амперметра имеет пределы: 0—50 ма;
0—200 .««; 0—500 ма и 0—2000 ма или пределы 0—5 ма; 0—20 ма; 0—50 ма
и 0—200 ма.

Дия работы в ночное вромя на регистраторе установлены дне. электрические лам-
почки 49 и 50 (см. рис. 60), питаемые от аккумулятора напряжением 12 л. Одна лампочка
освещает бумагу и стрелку гальванометра, вторая — счетчик.

Потенциометр, сочлененный с полуавтоматическим регистратором, на
продолжении многих лет являлся основным измерительным прибором, при
помощи которого осуществлялась непрерывная регистрация кривых геофи-
зических параметров в скважипах’. В настоящее же время в связи с созданием
более совершенных измерительных устройств самопишущих (автоматических)
9*
потенциометров и фоторегистраторов (осциллографов) полуавтоматическая
аппаратура применяется только при геофизических исследованиях разре-
зов неглубоких скважин (в частности, угольных и рудных) и некоторых сква-
жин глубокого бурения, расположенных в удаленных и трудно доступных
районах. В этих условиях, особенно при наличии в производственных органи-
зациях не полностью амортизированной полуавтоматической аппаратуры,
ее использование является экономически целесообразным.

§ 22. РЕГИСТРАЦИЯ В ЛОГАРИФМИЧЕСКОМ МАСШТАБЕ.
ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

Для регистрации кажущегося сопротивления в условиях значительной дифферен-
циации электрического сопротивления исследуемых пород ранее применялся логарифми-
ческий потенциометр. При сочленении логарифмического потенциометра с полуавтомати-
ческим регистратором карандаш последнего смещается пропорционально логарифму
измеряемой разности потенциалов. Это дает возможность осуществить запись всей или
большей части диаграммы в одном масштабе при одинаковой степени дифференциации
разреза в областях малых и больших значений кажущегося сопротивления я одинаковой
относительной погрешности в измерениях, что является преимуществом логарифмиче-
ского масштаба Однако трудности чтения диаграмм §н, зарегистрированных в логарифми-
ческом масштабе, по сравнению с чтением диаграмм, записанных в обычном (арифмети-
ческом) масштабе, из-за смещения нулевой линии в бесконечность и неравномерности
масштаба затруднили применение логарифмического потенциометра. Тем не менее на
принципах действия логарифмического потенциометра следует остановиться, так как
измерение некоторых физических параметров (например, кажущегося сопротивления и
интенсивности нейронного гаммаизлучения) в логарифмическом масштабе может быть
целесообразным в отдельных случаях.

В основу расчета логарифмического потенциометра положено постоянство отноше-
ний любых разностей потенциалов при показаниях декад потенциометров, рознящихся
друг от друга па единицу:

~ГГг-------—	\ I

10d + u-l

где индекс 10 d и указывает иа сумму цифр, установленных- на декадах единиц
и десятков потенциометра, причем d и и будут порядковые номера включенных кон-
тактов десятков и единиц.

Условие (72) дает возможность написать ряд следующих- уравнений:

•^lOd + u-l	.

Чгг-------- = 1'

10d +u-2

J(7o ~V-

Решая уравнения (72) и (73) относительно AU и, получим

J^i0d+u=’'10d+“^o;
но так как

ЛУо = (к,о

где iKj0 —ток, проходящий через сопротивление гк 0, включенное при первом (пуле-
вом) положении единиц, то

^lOd+u-’’	*к,0 % 0 = !и, 10d-f-u'и, 10 d-|-u>	ЦЦ

«’Де iH( tоd+u—компенсирующий ток, проходящий по сопротивлению потенциометра
!0d+u’ включенному при заданном положении декадных переключателей.
Равенство (74) приведем к следующему виду:

JJZ10 d+u — ‘K.lOd+u гк, 10d+u==’'10 d(K,0 ’'“'‘к.О'	(75^

Полагая в формуле (75)

10 d+u =’,10d !'к,0	(7®)

гк, 10 d+u ~ rit,0’	(77^

приходим к заключению, что логарифмический потенциометр может быть сконструирован
по типу потенциометра ЭП-1 или ЭП-1м, если (рис. 63):

1)" сопротивления декады единиц рассчитать так, чтобы полное сопротивление,
включенное в компенсационную цепь ползунком U декады единиц, в зависимости от поло-
жения ползупка (м = 0; 1; 2. . ,) изменялось
по формуле (77);

2) декаду десятков использовать как
переключатель пределов, при различных
положениях которого (о! = 0; 1; 2. . .) токи,
проходящие по сопротивлениям, включенным
в цепь декады единиц, отвечали бы уравне-
нию (7С>).

Значения разностей потенциалов при
различных положениях ползунков декад
единиц и десятков логарифмического потен-
циометра завода «Геологоразведка», расчет
которых был выполнен по приведенным фор-
мулам, приведены в работах [5, 60].

При верхнем пределе измерений с по-
тенциометром дапяой конструкции (Юй = 80
и 90) компенсирующие разности потенциалов
при двух соседних положениях ползунков
декады единиц отличаются более, че^ па 10 мв.
При столь большой разности потенциалов
стрелка гальванометра может выходить за
пределы шкалы, что затрудняет отсчет’, Для
облегчения измерения больших разностей
потенциалов и измерений /1(7 прп высоких
сопротивлениях заземлений в логарифмиче-
ском потенциометре устанавливаются шуцты гг и г3 (рис. 63), понижающие чувстви-
тельность гальванометра в 2 и 5 раз, и сопротивление, г17 шунтирующее рамку, равное
ее критическому сопротивлению,

Шунты и критическое сопротивление включаются при помощи ключей ffj и П,
(см. рис. 63). Есин стрелки, выгравированные на головках кнопок Щ и 1Т2, указывают
наос — шупты включены; па А — гальванометр замкнут на критическое сопротивление;
па К — рамка гальванометра зшпуптироваяа на сопротивление, равное ее собственному
сопротивлению; чувствительность гальванометра понижена в 2 раза; па 1/4 R — рамка
гальванометра зашуцтирована на сопротивление, равное 1/4 ее собственного сопротивле-
ния, чувствительность гальванометра понижена в 5 раз,'

§ 23. САМОПИШУЩИЙ ПОТЕНЦИОМЕТР ПС-2

Самопишущий потенциометр ПС-2, разработанный в 1936 г. К. А. Вер-
патовым, С. Я. Литвиновым и Л. Ф. Куликовским, был первым прибором
для автоматической регистрации кривых геофизических параметров в сква-
жинах [67]. В связи с начавшейся Великой Отечественной войной наша
промышленность но смогла своевременно осуществить широкий выпуск
потенциометром ПС-2 и перевести промыслово-геофизические партии на
автоматическую регистрацию измеряемых кривых. В последующие годы
были созданы более простые и совершенные конструкции автоматических
потенциометров, поэтому производство ПС-2 было прекращено.

Однако, учитывая оригинальность принципа действия потенциометра
ПС-2, его историческое значение, как первого самопишущего прибора для
регистрации кривых физических параметров в скважинах, установившего
полную возможность и огромные преимущества автоматической записи
диаграмм, в настоящем руководстве целесообразно дать краткое описание
конструкции этого прибора Ч

Потенциометр ПС-2 (рис. 64) представляет собой два рядом установленных
однотипных самопишущих потенциометра 1, 2 и 3, 4, заключенных в общий
корпус 5. Один из приборов предназначается для записи кривой кажуще-

Рис. 64. Потенциометр I1C-2. Общий
вид прибора.

1 — регистрирующий миллиамперметр потен-
циометра 2; 3—тр же, потенциометра 4;
S — корпус; в — камера блока гальваномет-
ров; 7—счетчик глубин; 8—станина: S —
установочные винты; ю — ящик для инстру-
мента; 11—арретир блока гальванометров;

12 — муфта для присоединения кабеля.

гося сопротивления, второй — для за-
писи кривой потенциалов собственной
поляризации или других физических
параметров. Каждый потенциометр
имеет шесть пределов измерений: от
нуля до 5, 10, 20, 40, 100 и 500 мв. За-
пись производится чернилами на стан-
дартной диаграммной рулонной бумаге.
Движение лентопротяжному механизму
передастся от блок-балапса при помощи
автосипхрониой (автосинной) передачи.
Прибор снабжен автоматическим метко-
уловителем и меткоотбивателом. Для
питания прибора используется пере-
менный ток напряжением 220 в. При
включении промежуточного трансфор-
матора или умформера потенциометр
может быть присоединен к сети пере-
менного тока напряжением 110,' 380,
440 в или к сети постоянного тока на-
пряжением 110 в.

Принцип действия самопишущего по-
тенциометра заключается в следующем.

При ‘включении измеряемой раз-
ности потенциалов AU к клеммам М
и N прибора (рис. 65, а) отклоняется

стрелка гальванометра 1. Флажок,
закрепленный на конце стрелки, закры-
вает щель, через которую освещается
фотоэлемент' 2. При уменьшении осве-
щенности фотоэлемента его внутрен-
нее сопротивление увеличивается и,
следовательно, уменьшается ток if,
проходящий через фотоэлемент и со-
противление го. При этом уменьшается

падение напряжения па сопротивлений г0 и повышается потенциал Uc сетки
лампы 3. Возрастание Uc приводит к увеличению анодного тока /а, пропор-
ционального измеряемому напряжению Zl(7. Ток /а проходит через сопро-
тивление /?к, на котором создается компенсирующая разность потенциалов
AUK. Так как компенсирующая разность потенциалов ДЦК направлена
навстречу измеряемой разности потенциалов Ди, то стрелка гальванометра
будет отклоняться под действием разности <3 Ди между приложенным и ком-
пенсирующим напряжениями (6ДП — Ди — Ди^. Разность напряжений
&Ди должна быть достаточной для отклонения стрелки гальванометра;
следовательно, измеряемая разность потенциалов Д11 должна быть недо-
компенсирована, Чтобы исключить погрешность в измерениях AU, создан-
ную недокомпенсацией, в схему включено добавочное сопротивление
Разность потенциалов, созданная током /а на сопротивлении гк, вызывает

1 Более подробное описание потенциометра ПС-2 дано в работах [5, 13 и 68].
.добавочное отклонение стрелки гальванометра и тем самым обеспечивает
пропорциональность между регистрируемым током 1Л и измеряемой раз-
ностью потенциалов AU.

Для обеспечения пропорциональности отклонения стрелки миллиампер-
метра измеряемой разности потенциалов Zl U по всей шкале прибора ламда 3
работает на прямолинейном участке характеристики/а = f (?7С). Так как при

а — схема самопишущего потенциометра; б — регистрирующий миллиамперметр; в — схема метко-
отбивателя; з — панель управления прибором.

/ — гальванометр — нуль-индикатор; 2 — фотоэлемент; з — усилительная лампа; 4 — регистрирую-
щий миллиамперметр; 3 — стабилизатор напряжения; в — выпрямитель; 7 — рамка Миллиамперметра;
8—магнитный успокоитель; s—стрелка; 10— указатель; 11— диаграммная бумага; 12 — перо;
13 — мозт метцоуловителя; 14 — выпрямитель; IS — реле включении релейных механизмов 17 и 19,
включающих и выключающих обмотку высоковольтного трансформатора 18; 1в — метноуловитель;
20 —выпрямитель; 21 —трансформатор питания релейных устройств/? и 19; 22 —станина блок-ба-
ланс:;; 23—датчик глубин; 24— переключатели направления компенсируемых разностей потепцна-
лон; 2,5 — переключатели пределов потенциометров; 2в — переключатели направления разностей по-
тенциалов компенсаторов поляризации; 27 и 28 — реостаты регулирования разиости потенциалов ком-
пенсатор >в поляризации; 29 — гнездо оломепта; 30 — амперметр; 31 —’переключатель пределов ампер-
метра; 32 —вольтметр; выключатели: 33 — потенциометра СП, 34 — автосииной передачи, 36 — метко-
отбивателя, за — пульсатора, 37 — питания приборов, 38 — освещения фотоэлементов, 39 — освеще-
нии прибора, -10 — сигнальных звонков, 41 — потенциометра КС; 42 — уровень.

ЛИ == 0 ток через миллиамперметр должен быть равен нулю, то миллиампер-
метр 4 совместно с сопротивлениями ги и /?«включены в диагональ моста,
•составленного из лампы 3 сопротивления п и неонового стабилизатора 5.

Неоновый стабилизатор обеспечивает постоянство напряжения, пода-
ваемого на лампу 3. При повышении или понижении напряжения на входе
стабилизатора возрастает или уменьшается сила тока, проходящего через
•стабилизатор, и возрастает или уменьшается падение напряжения на сопро-
тивлении Гу. При этом разность потенциалов, подаваемая на анод лампы,
.автоматически стабилизируется и изменяется не более чем на 1—2% даже
при больших колебаниях напряжения в питающей цепи.

Вся усилительная схема и фотоэлемент питаются от группы трансфор-
маторов и выпрямительного устройства 6. Устройство регистрирующего
миллиамперметра, панели управления прибором и схема действия мстко-
отбнвателя видны из рис. 65 и подрисуночной подписи к нему. Более
.подробно см. в работах [5, 13, 68].
§ 24.	ТИРАТРОННЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР

В тиратронном потенциометре В. Ф. Печерпикова, В. Н. Дахнова и
А. В. Ушакова автоматическая компенсация и запись измеряемой разности
потенциалов осуществляются электродвигателем постоянного тока. Ревер-

сирование хода электродвигателя

Рис. 66. Принципиальная схема тиратропного
потенциометра.

1 — ползунок реохорда 2; 3 — зеркальный гальвано-
метр; 4 — лампочка; 5 и в — фотоэлементы; 7 и 8 —
тиратроны; S — электродвигатель; 10 — обмотка воз-
буждения двигателя; 11 — переписное приспособление;
12 — пятипредельный потенциометр; 13 — компенсаци-
онный элемент; 14 — переключатель пределов потенцио-
метра; 13 И 1в — конденсаторы; 17, 18, 20 и 22 — вто-
ричные обмотки трансформатора IS; 21—селеновый
выпрямитель; 23 — бумажная лента.

производится при помощи тират-
ронного устройства с фотоэлек-
трическим управлением, опти-
чески связанным с подвижной
системой гальванометра —
нуль-иидикатора. Основными
узлами тиратронного потенцио-
метра являются: 1) пятипре-
дельпый компенсатор постоян-
ного тока (основной потенцио-
метр); 2) зеркальный гальвано-
метр (нуль-индикатор); 3) ти-
ратрониая схема управления
электродвигателем; 4) электро-
двигатель постоянного тока;
5) регистрирующее приспособле-
ние и 6) лентопротяжный меха-
низм. Принцип действия при-
бора основан на следующем.
Измеряемая разность потен-
циалов AU подводится к вход-
ным клеммам М и N потен-
циометра (рис. 66) и компенси-
руется разностью потенциалов
включенной в измери-
тельную цепь ползунком 1 рео-
хорда 2. В зависимости от
соотношения между AU til AUa
рамка зеркального гальвано-
метра 3 постоянного тока,
включенного в один из прово-
дов, соединяющих клеммы
потенциометра М и N с реохор-

дом потенциометра, отклоняется
в ту или иную сторону. При
этом луч света, падающий от
лампочки 4 на зеркальце галь-
ванометра 3, освещает в боль-
шей степени один из фотоэле-
ментов 5 или 6, установленных
в цепи сеток двух противопо-

ложно включенных тиратронов1
7 и 8. Изменение степени освещенности фотоэлемента приводит к разбалан-
сировке тиратронной системы, вследствие чего в цепи ротора 9 электродви-
гателя появляется постоянный ток. Направление тока зависит от того, какой
из фотоэлементов 5 или 6 освещен в большей степени, т. е. от степени
недокомпенсации или перекомпенсации измеряемой разности потенциа-
лов ди.

Ток, проходящий в роторе 9 электродвигателя, взаимодействуя с маг-
нитным полем обмоток 10 возбуждения, создает момент, вращающий ротор
двигателя в ту или другую сторону. Вращение ротора передается ползунку
1 реохорда и перу 11-, тем самым осуществляется компенсация и запись изме-
ряемых разностей потенциалов.

Узлы тиратронного потенциометра имеют следующее устройство.

1.	Компенсатор постоянного тока. Компенсирующее устройство
представляет собой пятипредельный потенциометр 12 постоянного тока, питаемый сухим
элементом 13. В зависимости от положения перешпочателя пределов 14 на реохорд 2
подается разность потенциалов, равная 0,8; 4; 20; 100 и 500 же, соответственно которой
пределы шкалы прибора и масштабы записи кривых разностей потелциалов будут следую-
щими (табл. 5).

Масштабы регистрации могут переклю-
чаться оператором или автоматически при
достижении пером записывающего механизма
крайнего верхнего положения шкалы и ми-
нимального значения измеряемой разности
потенциалов, при котором рекомендуется
регистрация в более крупном масштабе.

2.	Зеркальный гальвано-
метр. Зеркальный гальванометр имеет сле-
дующие параметры: постоянную по току
Ci == 1,5 X Ю-8 а/м мм, внутреннее сопро-
тивление рамки 50 ом, собственный период
колебания 0,5 сек. и критическое сопротивле-
ние 1000 ом.

3.	Тиратрон пая схема у п-

Таблица 5

№ пределов измерения по порядку	Пределы измерений,  Мв	Масштабы записи разностей потенциа- лов, MejCM
1	0—0,8	0,1
2	0—4	0,5
3	0—20	2,5
4	0—100	12,5
5	0—500	62,5

равления. Тиратроиная схема управле-

ния состоит из двух противоположно включенных тиратронов 7 и 8 и двух фазовраща-
тельных систем (конденсаторов 15 и 16 и фотоэлементов 5 и 6), питаемых переменным то-
ком от вторичных обмоток 17 и 18 силового трансформатора 19. Аноды тиратронов пи-
таются от вторичной обмотки 20, в цепь которой последовательно включен ротор 9 балан-

сирного электродвигателя.

Принцип действия фазовращательной системы, при помощи которой осуществляется
плавная регулировка скорости вращения мотора и его реверсирование, заключается
в следующем.

Если приложить к сетке тиратрона напряжение U д, отстающее по фазе на от
фазы напряжения {7а в анодной цепи, то по мере увеличения угла сдвига фаз И <р между Uа.
и U0 промежуток времени горения тиратрона, а следовательно, и среднее значение тока
в анодной цепи будут уменьшаться (рис. 67, а, б, в и г).

Для.плавного изменения фазы сеточного напряжения относительно фазы анодного
напряжения сетка тиратрона 7 (8) (см. рис. 66) включается в диагональ моста переменного
тока, составленного из емкости 15 (16), двух индуктивных сопротивлений вторичной
обмотки трансформатора и переменного сопротивления 11$ фотоэлемента 5 (в).

При отсутствии тока в цепи сетки тиратрона напряжение £ЛГ па клеммах вторичной
обмотки 17 (18) трансформатора будет равно геометрической сумме падения напряже-
ния Uc — i/a>C на конденсаторе С и UR = iR$ на фотоэлементе. Так как вектор Uc
перпендикулярен вектору UR и сумма их равна вектору Z7T, то точка / конца вектора Ua
должна лежать на окружности, диаметром которой будет вектор Пт (см. рис. 67, д).
Разность потенциалов Ug, приложенная к сотке тиратрона, определяется на векторной
диаграмме величиной радиуса, проведенного из центра окружности к точке /. Из построе-
ния следует, что при уменьшении величины R$, т. е. при увеличении освещенности фото-
элемента, угол сдвига фаз между Ug и /7Т будет уменьшаться. Следовательно, будет умень-
шаться и угол сдвига фаз между Ug и Ua, так как фаза анодпого напряжения близка
к фазе напряжения Z7T во вторичной обмотке трансформатора- В простейшем случае,
если пренебречь зпачепием^емкостей фотоэлемента и сетки тиратрона, угол сдвига фаз

Л<р = arc tg

%R$a>C

I—RqWJ2

= 2arctg ЛфсаС,

что подтверждает’ указанную зависимость утла сдвига фаз от сопротивления фотоэле-
мента Лф.

Для обеспечения устойчивой работы электрической системы управления электро-
двигателем при нулевом положении рамки гальванометра, т. е. при отсутствии разности
потенциалов в цепи М и N потенциометра, фотоэлементы освещаются настолько, что оба
тиратрона находятся в зажженном состоянии При этом тиратроны в течение каждого
полупериода попеременно пропускают одну из полуволн переменного тока и в цепи ро-
тора балансирного электродвигателя протекает переменный ток. При таком режиме
Рис. 67, Изменение момента зажигания тира-
трона (а, б, в и г) при изменении угла сдвига
фаз между сеточным и анодным напряже-
ниями и круговая векторная диаграмма на-
пряжений (9) схемы фазового управления
тиратронами.

1 — напряжение источника питания анодной цепи
Па; 2 — ионизационный потенциал; з — напряжение
источника питания сеточной цепи Ug. 4 — критиче-
ское сеточное напряжение.

ротор находится в заторможенном со-
стоянии. При Ли Ф ДИК в зависи-
мости от знака разности Ли — Л17к
рамка и зеркальце гальванометра, от-
клоняясь в ту или другую сторону, соз-
дают различную степень освещенности
фотоэлементов. Прп этом вследствие
уменьшения утла сдвига фаз и увели-
чения сеточного напряжения продол-
жительность и сила анодного тока,
проходящего через тиратрон, к сотке
которого приключен более освещенный
фотоэлемент, будут увеличиваться, а
продолжительность и сила анодного
тока в другом тиратроне — умень-
шаться. В результата в цени ротора
электродвигателя возникает постоянная
составляющая тока того или иного
направления в зависимости от того,
какой мз фотоэлементов более освещен.
Наличие ' постоянной составляющей
создает вращающий момент, приводя-
щий в движение ротор электродвига-
теля п соединенные с ним ползунки
реохорда потенциометра и перо, запи-
сывающее измеряемую разность потен-
циалов.

4. Эле кт р од в иг ат е л ь.
Электродвигатель постоянного тока;
обмотка независимого возбуждения
мотора питается от селенового вы-
прямителя 21 и вторичной обмотки 22
трансформатора (см. рис. 66).

Простота схемы и высокая
чувствительность являются пре-
имуществами тиратронного потен-
циометра по сравнению с другими
устройствами для автоматической
регистрации диаграмм. К числу

недостатков -тиратронного потенциометра следует отнести наличие галь-
ванометра, значительно более чувствительпого к тряске и вибрациям авто-
мобиля, чем электронный нуль-индикатор, описание которого дается в § 25.

§ 25.	ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОТЕНЦИОМЕТРЫ ПАСК-5 и ПАСК-6

Самопишущий электронный потенциометр принципиально отличается
•от описанных выше автоматических потенциометров ПС-2 и тиратронного
тем, что в нем вместо гальванометра имеется электронный нуль-индикатор,
при помощи которого осуществляется управление электродвигателем, пере-
двигающим ползунок потенциометра и пишущий механизм.

Первая модель электронного потенциометра для геофизических иссле-
дований скважин была создана в 1947 г. в тресте Геофизуглеразведка
Г. Я. Маликом, Г. Я. Черняком и В. С. Барковым. В 1950 г. электронный
потенциометр под маркой ПАСК был разработан конструкторским бюро нефтя-
ного приборостроения И. Я. Ривкиным, В. X. Шульгиным, Т. Б. Щорба-
ненко и др. Одпой из первых серийных конструкций электронных потенцио-
метров был потенциометр ПАСК-5.

Потенциометр ПАСК-51 включает в себя два однотипных потенциометра,
каждый из которых состоит из следующих основных узлов: компенсирую-

1 Аналогичную конструкцию имеет самопишущий ' 'электронный потенциометр
ПАСК-6, устанавливаемый в измерительных лабораториях станции с одножильным кабе-
лем. Различия этих приборов будут отмечены в тексте.
щего устройства — основного трехпродельного потенциометра; потенцио-
метра установки нуля; потенциометра нормализации режима; электронного
нуль-индикатора с индукционным однофазным балансирующим электродви-
гателем и регистрирующего устройства с лентопротяжным механизмом.
Перечисленные узлы смонтированы в двух металлических корпусах — бло-
ках: кинематики и электронного (пуль-ипдикатора).

Измеряемая разность потенциалов zlZZ подводится к входным клеммам
М и N потенциометра (рис. 68) и далее через контакты переключателя нор-
мализации режима ПНР, дроссель Д1 входного фильтра, контактные пру-
жины ключа нормализации КН, делитель напряжения ДН па входе вибро-
преобразователя ВП и потенциометра ПУН установки нуля подводится
к реохорду R потенциометра П.

Ток Цю (ток небаланса), возникающий в цепи потенциометра, при от-
сутствии равенства измеряемой разности потенциалов AU и разности потен-
циалов Zlt7K, установленной на потенциометре, создает па делителе напряже-
ния падение напряжения SUK, называемое напряжением небаланса. Паде-
ние напряжения <HJK преобразуется вибропрообразойатолем ВП в пульси-
рующее переменное напряжение, которое, пройдя трансформатор ТВ, уси-
.ливается электронным блоком ЭБ нуль-индикатор а и подается в управляю-
щую обмотку Ф1 двухфазного риверсивиого индукционного электродвига-
теля РЭ. Вторая обмотка Фг этого двигателя подключена через конденсатор
Сф к сети переменного тока. Конденсатор Сф обеспечивает смещение тока,
питающего обмотку во времени, по отношению к току в питающей цепи па
угол я/2. В зависимости от знака разности потенциалов т. е. в зависи-
мости от того, недокомпеИсировано или порокомпенсировано измеряемое
напряжение AU, ток, проходящий в управляющей обмотке Фх двигателя, будет
по фазе опережать ток или отставать от тока, питающего другую обмотку Фг
двигателя. Это обеспечит возникновение момента, вращающего ротор
в одну или другую (противоположную) сторону. Вращение ротора двига-
теля, соединенного с ползуном А реохорда R и перописпым устройством,
обеспечивает компенсацию и запись измеряемой разности потенциалов.

Основной потенциометр '

В каждом из приборов комплекта ПАСК-5 установлен многопредельный
потенциометр постоянного тока. Запись показаний потенциометра произво-
дится на разграфленной на ширине 144 мм бумажной ленте в масштабах
глубин 1 : 200, 1 : 500 и 1 : 1000. Запись измеряемой разности потенциалов
Может быть выполнена в одном линейном масштабе по всей шкале или в двух
масштабах. В последнем случае иа первых 80 мм диаграммы ведется запись
кривой в установленном масштабе, а на остальных 64 мм — в пять раз
более мелком.

При регистрации кривой разности потенциалов в одном линейном мас-
штабе по всей шкале многоплатный переключатель Яг «Шкалы» (Яга—Ягк)
устанавливается в положении Л (рис. 68). При этом в зависимости от поло-
жения переключателя Пг «Пределы» напряжение, подаваемое на реохорд,
пределы измерений прибора и цена делений сетки бумаги будут следующими
,(табл. 6).

При переводе переключателя Пч. «Шкалы» в положение М параллельно
левой части реохорда общей длиной 84 мм (80 мм рабочей длины и 4 мм
для регулирования нуля) подключается шунтирующее сопротивление и
па реохорд подается в пять раз больший ток (контакты плат переключателя
Яга — Пчк находятся в положении М). При этом на первых 84 мм длины рео-
хорда сохраняется основной масштаб регистрации, а на следующих 64 мм
диаграмма регистрируется в пять раз более мелком масштабе. При таком
ПНР

Hf 27/

Щи®
ЮОцр'Др',

Дг

о

А
о

+ 24-4—

ШМР\ LF
/?Н

кв

ЭБ

I

rh.

10*350^

I

ДН

5Н9

о

о

Hs

П1а\

а

-24

Л

Ряс. 68. Электричес

кая схема электронного потенциометра.

— основной потенциометр; nja, П^^, ^1r- -^1г- ^1д»	—платы переключателя преде-

лов потенциометра (1, 2, з, 4,5 — последовательные положения переключателя); Г/2а > ^26
^2в» -^2г* -^2д»	-^2ж’ -^23» -^2и» -^2к — платы переключателя масштабов; Л — по-

ложение переключателя при линейной шкале; М — положение переключателя при двух мас-
штабах регистрации: R — реохорд; Э — элемент основного потенциометра: Вэ —реостат регули-

ПУН

п
"Ztr

П?ел
р»
kZ-T

5

т

УМ5О



0,05*

ЁН9

г±- 0,015

ровкинапряжения, подаваемого па реохорд; Вк —выключатель цепи элемента основного потен-
циометра; ШМР.— шины масштабного реле; КМР —контактор маспггабного реле; ПУН —

потенциометр установки нуля; ПНР —переключатель нормализации режима; Сь Ду, С% — фильтр входа потенциометра; НЭ— нормальный
элемег)Т; ЙИЪ йИэ—делитель напряжения нормального элемента; КН —ключ нормализации; С8 —конденсатор фильтра входа вибро-
преобразователя; ДН—делитель^ напряжения; ЛГР;—масштабное реле; ВП— вибропреобразователь; ОВ— обмотка ввбропреобра-
зователя; К — вибрирующий контакт преобразователя; ЭБ — электронный блок; УН — усилитель напряжения; УМ — усилитель мощ-
ности; ТС —сПхЧОвой трансформатор; РЭ — реверсивный электродвигатель; Фу — первая фазовая обмотка (управляющая обмотва); Фг—

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ, аппаратура и оборудование

рторая фазовая обмотка; Ль А%, Л8—ндемтны анодных цепей электронного блока второго потенциометра; Ь’в— катод электронного блока
рторого потенциометра: аб — цепь накала ламр.
Таблица 8

Порядко- вый помер положения переключа- теля пределов	Положение переключа- теля пределов	Напряже- ние, подаваемое на реохорд, Мв	Пределы измерений, мв		Масштаб записи, мв/см	Цена одного малого деления диаграмм- ной бумаги, мв-
			па 80-лш 1ПКЗЛ0	па 144-ли* шкале		
1	4	7,2	0-4	0-7,2	0,5	0,1
2	20	36	0—20	0—36	2,5	0,5
3	100	180	0—100	0—180	12,5	2,5
4	500	900	0—500	0—900 '	62,5	12,5
5	40	72	0—40	0—72	0,5	1.0

включении в зависимости от положения переключателя пределы измерений
прибора и цена делений диаграммной бумаги будут следующими (табл. 7).

Таблица 7

Положение переклю- . чателя. пределов	Пределы измерения, мв		Масштаб регистрации, мв/см		Цена одного малого деления диаграммной бумаги, мв	
	на основ- ной 80-Л1Л€ шкало	на допол- нительной  64—мм шкале	па основ- ной 80-лш шкале	на допол- нительной №-мм шкале	па основ- ной 80-и-и шкале	на допол- нительной  64-лш  шкале
4	0—4	4-20	0,5	2,5	0,1	0,5
20	(1—20	20—100	2,5	12,5	0,5	2,5
100	0—100	100—500	•12 5	62,5	2,5	12,5

В последующем часть диаграммы, зарегистрированной вторым, более
мелким масштабом, переносится на полосу основной записи вторым масшта-
бом.

На вход потенциометра подается напряжение 1,1 в от сухого элемента
Э типа 1-КС. Избыток напряжения при установке нового элемента и в про-
цессе его работы гасится сопротивлением нормализации (см. ниже).

При переключении пределов измерения потенциометра платами 77id
и П1г переключателя пределов Пх одновременно переключаются секции
делителя напряжения ДН (платы Пи и Пю). При этом обеспечивается сох-
ранение на всех пределах измерений потенциометра одинаковой разности
потенциалов, подаваемой на вход электронного нуль-индикатора, и, сле-
довательно, одинаковые чувствительность и степень успокоения прибора.
Плата 771д уравнивает сопротивление внешней цепи дедителя напряжения,
что обеспечивает требуемую точность измерений.

При переводе многоплатпого переключателя 77„ из положения Л в по-
ложение М переход ползуна А реохорда R с основной шкалы на дополни-
тельную сопровождается автоматическим переключением прибора на сле-
дующий по порядку высший предел измерения.

Одновременно с этим включается контакт КМР масштабного реле МР,
которое переключает вход к преобразователю на следующую, более низшую
ступень делителя напряжения (переключатель Лю), что необходимо для
нормальной работы потенциометра.
Потенциометр установки нуля

Потенциометр установки нуля (компенсатор поляризации) ПУП предназ-
начается для установки перьев и ползунка реохорда основного потенцио-
метра в различимо положения шкалы. Так, папримор, при измерениях ка-
жущегося сопротивления и потенциалов собственной поляризации пород
перо потенциометра, регистрирующего диаграмму gl(, устанавливается
в крайпос левое положение, соответствующее пулю диаграммной бумаги,
а перо потенциометра, заппсыпаговщго диаграмму UGVi — по сородппо шкалы
(на 80 мм от ее левого края), Напрялюнно потенциометра ПУП включено
согласно с измеряемым напряжением и рассчитано такте образом, что при
сродном, пулевом положении ползунка потенциометра ползун реохорда ста-
новится иа пулевую линию прибора. При регистрации диаграммы (7СГГ
в крупном масштабе потенциометр ПУН используется также для переноса
кризой при выходе пера за шкалу.

Потенциометр нормализации режима

Для точного измерения разности потенциалов с сухим элементом, пита-
ющим основной потенциометр и дающим, как известно, э. д. с., изменяющуюся
во времени для эталониропки показаний прибора, в потенциометре ПАСК-5-
установлен нормальный элемент НЭ Вестона г. К элементу Бостона (рис. 68)
подключены последовательно сопротивления RHX и RIK- Цепь элемента
включается кнопкой нормализации КН. При эталонировании показаний
прибора переключателем нормализации режима (в положении «Настройка»)
вход основного потенциометра подключается к сопротивлению RH и потен-
циометром установки нуля перо потенциометра приводится в пулепоо поло-
жение. При включении кнопки нормализации на сопротивление RI1 от эле-
мента Вестона подается напряженно 9 мв.

При компенсации этого напряжения основным потенциометром иа пре-
деле измерения 0—20 мв перо должно сместиться -иа 18 малых клеток it за-
нять положение против красной черты, нанесенной на шкале для удобства
отсчета. Если перо прибора не приходит в это положенно, вращая ручку
реостата Ro п изменяя том самым величину напряжения, подаваемого па
реохорд, доводят его до указанного положения, обеспечивая том самым
эталонировку показаний потенциометра. После этого кнопка КП выклю-
чается и переключатель нормализации режима ставится в положение «изме-
рение», при котором регистрируют измерение разности потенциалов.

Электронный блок нуль-индикатора

Нескомпенсмрованная доля измеряемого напряжения $НК = д {Л'П—
ДИД, где ц — коэффициент делителя напряжения ДН (рис. 68), подается
на вход электронного блока пуль-ипдикатора, основными узлами которого
являются: вибропреобразователь ВП, входной трансформатор ТВ, электрон-
ный усилитель напряжения УН и выходной каскад — усилитель мощности
УМ.

Вибропреобразователь. Вибропреобразователь служит
для преобразования нескомпенсировэнной доли измеряемого напряжения,
dUa пз постоянного в переменное. Он имеет следующее устройство.

Поляризованный контакт К, к которому подведен один из проводов
входа делителя напряжения (второй провод присоединен к средней точке-
входного трансформатора), вибрирует в магнитном поле, созданном обмоткой

1 В потенциометрах ПАСК-6 нормализация производится от любого источника;
стандартного напряжения, подключаемого на вход потенциометра.
возбуждения ОВ вибропреобразователя, питаемой техническим переменным
током напряжения 6,3 в. При вибрации с частотой 50 гц контакт преобра-
зователя подключает попеременно провод от делителя напряжения то к од-
ному, то I? другому концу первичной обмотки трансформатора ТВ. В первич-
ной обмотке трансформатора возникает переменный ток, фаза которого от-
носительно фазы переменного тока, питающего обмотку возбуждения вибро-
преобразователя, будет зависеть от знака напряжения небаланса т, е,
от тоге, педокомпеисировапо или перекомпопсировано измеряемое напряже-
ние AU.

Входной трансформатор. Входной трансформатор имеет
коэффициент трансформации 1 : 10—1 : 12, Вторичная обмотка трансформа-
тора подключена иа вход усилителя напряжения.

У с и л и т о л ь п а п р я ж е и и я. Трехкаскадный, узкополосный
усилитель напряжения низкой частоты с полным коэффициентом усиления
около 4- 10s собран па двух сдвоенных лампах Лг и Л.> типа 6Н9. Разность
потенциалов небаланса, преобразованная вибропреобразователом в перемен-
ную частоты 50 гц, после трансформации подается на левую сетку первой
усилительной лампы Лх. Эта разность потенциалов создает в анодной цепи
первой лампы усиленный переменный ток il[. Возникновение тока v\ приводит
к изменению потенциала правой сетки лампы и к усилению тока ii* в пра-
вом аноде лампы (второй каскад усиления). Между вторым и третьим каска-
дами усилителя включоп Т-образный фильтр Ф. Фильтр отсеивает высшие
гармоники и, в частности, помехи, созданные индустриальными токами,
частота которых после вибропрообразопатоля равна 100 гц.

После усиления первыми двумя каскадами усилителя и фильтрации
разность потенциалов небаланса подается на регулятор усиления — потен-
циометр Пу, включенный в левую сотку лампыД, (третий каскад усиления).
Потенциометр Пу служит для изменения коэффициента усиления схемы.
Вновь усиленное напряжение подается па сетки выходного каскада (лампы
Л3 и Л^). Правая половина лампы Лъ служит выпрямителем для питания
анодов ламп усилителя напряжения.

В ы х о д и о й к а с к а д. Выходной каскад (усилитель мощности)
собран па двух лампах Лй и Л4 типа 6116, управляющих двухфазным ревер-
сивным индукционным двигателем. Аноды лампы Л3 и Л^ питаются перемен-
ным током от крайних, точек вторичной обмотки трансформатора ТС. Сред-
няя точка этой обмотки череп управляющую обмотку индукционного дви-
гателя соединяется с общим катодом. Таким образом, напряжения на анодах
ламп Л3 и Hi в течение каждого полупериода питающего переменного тока
находятся в противофазе. В момент компенсации, когда разность потенци-
алов dUK небаланса равна пулю, обе лампы Л$ и Zf4 работают симметрично.
При этом в управляющей обмотке Ф± протекает выпрямленный ток с. основ-
ной гармоникой частотой 100 гц.

При подаче иа сетки ламп Лй и Л± усиленной разности потенциалов не-
баланса в зависимости от ее фазы будет наблюдаться увеличение или умень-
шение анодного тока в лампо Ла и соответственно уменьшение или увели-
чение анодного тока в лампо Л4, В результате сложения этих токов в цени
управляющей обмотки Ф1 индукционного двигателя возникает переменный
ток h с основной 50-пориодпой гармоникой. В зависимости от того, педо-
компесировапа или порокомпопсировапа измеряемая разность потенциалов
Z127, т. е. в зависимости от знака разности потенциалов 6UK небаланса,
ток. будет находиться в фазе или противофазе с напряжением сети. Этот ток
с током /2, питающим вторую обмотку Фг индукционного двигателя (распо-
ложенную перпендикулярно обмотке Ф3) и сдвинутым емкостью Сф па 90*
во времени, создает бегущее магнитное поло, увлекающее ротор двигателя
в одну или другую стороны. Соединенные с двигателем ползун А реохорда
R и пишущее приспособление осуществляют компенсацию измеряемой разно-
сти потенциалов и ее регистрацию.

Для ослабления помех, созданных налимом переменных токов, каждый 
из каналов электронного потенциометра защищен фильтром, состоящим из
конденсаторов Ci и С'з и дросселя Д1 и каждый нуль-индикатор — фильтром
из сопротивления /?3 и конденсатора С3. Фильтры ослабляют помехи и спо-
собствуют успокоению подвижной системы потенциометра.

Регистрирующий механизм

Регистрирующий механизм, реохорды и лентопротяжный механизм потенциомет-
ров ПАСК-5 и ПАСК-6 смонтированы на шасси Z, подвешенном на петлях в корпусе II
прибора (рис. 69).

В верхней части 111 шасси, откидывающейся при необходимости кверху, устано-
влены: реохорды 1 и 2 (рве. 70) потенциометров, регистрирующих кажущееся сопроти-
вление (КС) и потенциалы UGa собственной поляризации (СП), шины 3 включения мас-
штабного реле, ходовые винты 4 с головками 5, винт для совмещения пуля реохордов
с нулем шкалы прибора и подгоночные сопротивления 6 к реохордам.

В сродней части IV (рис. 69, б) шасси закреплены реверсивные индукционные дви-
гатели 7 и 8 (рис. 70), с которыми при помощи тросика 9 соединены каретки 10 и 11 по-
тенциометров КС и СП На каждой каретке, двигающейся по цилиндрическим хромиро-
ванным направляющим 12, установлены ползунки 13 и 14 для снятия напряжения с рео-
хордов и замыкания шин масштабных реле, шариковые перья 15 и 16 и указывающие
стрелки 17 и 18. Стрелин движутся перед шкалой 19; стрелка 17 прибора КС передви-
гается над шкалой, стрелка 18 прибора СП — под шкалой. Шариковое перо 15 потенцио-
метра кажущегося сопротивления заполнено краской черного, фиолетового или синего
цвета, а перо 16 потенциометра потенциалов собственной поляризации — красного цвета.
Шариковое перо потенциометра СП закреплено на шарпире 20 и может быть установлено
на различном расстоянии от пера потенциометра КС, что дает возможность приводить
регистрацию кривых кажущегося сопротивления и потенциалов собственной поляриза-
ции к одной глубине. На правой стороне средней части шасси находится электромагнит 21
меткоотбивателя с шариковым пером 22, фиксирующим отметки времени и глубин. Шари-
ковое перо 23 служит для иапесеция контрольной пулевой’линин.

В нижпей части V (рис. 69, б) шасси установлен лентопротяжный механизм, основ-
ными деталями которого являются: приемник 24 (рис. 70) автосинной передачи, редук-
тор 25 с масштабами регистрации 1 : 200, 1 : 500 и 1 : 1000, рулопный 26 и промежуточ-
ный 27 ролики, вращающийся 28 и плоский 29 столики, ведущий валик 30 с двумя при-
жимными резиновыми роликами 31 и бумагоприемный ролик 32. В ролике 26 закрепляется
рулоп чистой диаграммной бумаги 33. На вращающемся столике ведется запись кривых.
Для наблюдения за качеством регистрации кривых служит плоский столик. Ведущий
валик протягивает бумагу. Для исключения возможности проскальзывания бумаги па •
этом валике сделала острая накатка, к которой бумага прижимается прижимными роли-
ками. Диаграммная бумага с зарегистрированными кривыми наматывается на бумаго-
приемный ролик, который приводится во вращение пружинной передачей 34. Переклю-
чение масштабов производится при помощи диска 35, связанного с редуктором. Для пере-
ключения масштаба регистрации оттягивают пружинку 36 и поворачивают диск 35 с на-
каткой до совмещения риски 37, панесеппой под цифрой, соответствующей масштабу
с риской 38 барабана.

Ведущий валик 30 соединен с редуктором 25 храповым механизмом 39. Храповой
механизм выключает ведущий валик при вращении автосипа в обратную сторону и позво-
ляет произвести протяжку бумаги ог руки при помощи ручки 40. Нож 41 дает возмож-
ность отрезать часть ленты с записью, находящейся на бумагоприемном ролике. При ре-
гистрации диаграмм нож 41 приподнят пружинами 42. Шкала освещается лампочкой 43
(см. рис. 69). Переключатель 44 «Подъем-спуск» служит для сохранения направления
движения лепты (сверху вниз) при спуске и подъеме скважинных приборов.

У электронного потенциометра ПАСК-5 механизмы управления по-
тенциометрами и электронный нуль-индикатор расположены в электрон-
ном блоке. Этот блок состоит из двух выдвижных шасси, установленных
в одном корпусе (см. рис. 108). На нижнем шасси смонтированы детали
управления потенциометром; на верхнем — детали электронного нуль-ии-
дикатора.
На передней, так называемой измерительной, панели II нижнего шасси
расположены ручки переключателей пределов намерения и переключателей
масштабов шкал (линейного Л и двухмасштабного М), а также головки по-

Рис. 69. Электронный автоматический потенциометр ПАСК-5.

а — вид прибора с открытой дверцей; б — то же, с повернутым шасси;

I — шасси; 77 — корпус прибора; 777 — в'ерхняп часть шасси; IV — то тс, средняя часть; V — то же;
нижняя часть; VI — дверца; 17 —указатель потенциометра КС; 18 — указатель потенциометра СП,
IS — шкала прибора; 23 — перо нулевой линии; 2в — рулонный ролик; 27 — промежуточный ролик;
29 — плоский столик; 31 — прижимной ролик; 32 — буиагопрпомный ролик; 33 — диаграммная бу-
мага; 36 — диск перевода масштаба глубин; 40 — ручка ведущего валика; 41 — но>к; 43 — лампочка
{освещения шкалы; 44 — переключатель направления движении приемника синхронной передачи.

тенциометров установки нуля и реостатов нормализации режима потенцио-
метра и выключателей компенсационных элементов.

На передней панели III блока электронного нуль-ипдикатора устапог
влены: выключатель блока, потенциометры изменения коэффициентов уси-
ления электронного нуль-индикатора и сигнальная лампа.

10 Заказ 714.
Управление потенциометром ПАСК-6 сосредоточено па измерительной
панели, описание которой дано ниже (см. § 35). Электронные блоки потен-
циометров установлены в отдельном корпусе (рис. 71). На панелях блока
выведены: ручки 1 н 2 потенциометров изменения коэффициента усиления

Рис. 70. Кинематическая схема электронного потенциометра ПАСК-5
(по И. Я. Ривкину).

1 — реохорд потенциометра КС; 2 —реохорд потенциометра СП.; а — питы переключения масштабов
4 — винт смещения реохордов; S — Головин с накаткой винта смещении реохордов; и — подгоночные
сопротивления реохордов-. 7 и « — двухфазные индукционные реверсивные двигатели; s — тросик;
10—каретка потенциометра КС; 11 — каретка потенциометра СП; 12— иаправлшопше кареток;
13— ползунки реохордов; 1-1 — ползунки пни; переключения масштабов; 15 — шариковое перо по-
тенциометра КС; 16—то же, иотенцпометра СП; 17 — указывающая стрелка потенциометра КС;
18 —тоже, потенциометра СП; 19 — шкала прибора; SO — шарнир вера потенциометра СП; 21 — элек-
тромагнит моткоотбпвателя; 22 — шариковое перо меткоотбцвателя; 23 — перо для i-инесения контроль-
ной нулевой линии; Si — приемник «втосивпой передачи; SS — редуктор; 26 — рулонный ролик;
27 — промежуточный ролик; 28 — вращающийся столик; 29 — плоский столик; 30 — ведущий валик;
31 — пршкпмные роликп; ,52 — бумагоприемный ролик,- 33 — диаграммная бумага; 34— пружгигиая
передача; 30 — диск перевода масштабов глубин; 36 — црущпмньтй замок; 37 — риска масштабов глу-
бин; 38 — установочная риска; 39 — храповой механизм; 40 — ручка ведущего валика; 4,1 — нож для
обрезании бумаги; 42 — ирумшпы ножа.

электронного нуль-иидикатора, выключатели 3 и 4 и сигнальные лампы 5
и 6. На шасси электронных блоков закреплены: силовой трансформатор 7,
входной трансформатор <$', вибропреобразователь 9, лампы 10 и 11 типа
6Н9 усилителя напряжения, лампы 12 и 13 типа 6П6 усилителя мощности
и электролитические конденсаторы 14.
Рис. 71. Электронный блок потенциометра II АС,К-6.

1 и 2 — ручки потенциометров изменения коэффициента уеилпоги электрон-
ной схемы; 3 н 4—выключатели электронных схем; & и а—сигшин.пые
лампы; 7 — силовой трансформатор; х — входной трансформатор; я — икСри-
преобразователь; 10 и 11 — лампы GH9; 12 и 13 — лампы СПб; 11 — оцтатро-
лптпчеокно конденсаторы.

§ 26. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР ПАСК-8

Электронный автоматический потенциометр ПЛСК-8 (рис, 72) собран
по электрической схеме, принципиально подобной схемам потенциометров
ПАСК-5 и ПАСК-6. Основное отличие прибора ПАСК-8 от приборов ПАСК-5
и ПАСК-6 заключается в конструкциях перописца, дающего возможность
одновременно регистрировать измеряемые параметры в двух масштабах
глубин, панели управления и в потенциометрической схеме, позволяющей
регистрировать кривые в различных, непрерывно изменяющихся масштабах
от 0,5 до 12,5 мв!см.

Перописец 1 потенциометра ПАСК-8 имеет два лентопротяжных меха-
низма, которые подключаются к приемнику автосишгой передачи через,
редукторы, позволяющие включить протяжку бумаги в 1 : 20, 1 : 50, 1 : 100,
1 : 200 и 1 : 500 масштаба глубин.

Каждый потенциометр имеет по два пера 2. 3 и 4, 5, установленных па каретках (!,
7 и 8, 9, передвигающихся по направляющим в пределах лент 10 и 11 диаграммной бумаги,
иа которой производится запись. Для визуального отсчета измеряемых величин служат
шкалы 12 и 13\ па конце шкал находятся головки 14 и 15 механизма установки пуля.

На общей напели слева и справа установлены приборы управления I и II каналами.
Здесь, следуя сверху вниз, расположены: миллиамперметры 16 и 17 и головки 18- и 7.9
реостатов цени нормализации измеряемых величин; переключатели 20 и 21 пределов изме-
рения; головки 22 и 23 реостатов скользящего изменения масштаба записи; панели 24
и 25 электронных блоков с установленными на них потенциометрами 2в и 27 управления
коэффициентами усилении электронных пуль-индикаторов, выключателями 28 и 2.9 и
предохранителями 30 и 31', выключатели 32 и 33 потенциометров; головки 34 и 35 упра-
вления схемой демпфирования; делители 36 и 37 измеряемого напряжения. В правом
нижпем углу панели находятся: гнезда 38 и 39 для подключения обоих потенциометров
к внешней цепи, гнездо 40 приборного заземления и ключ 41.

Под потенциометром, на отдельной панели 42, сосредоточено управление градуиро-
ванным компенсатором поляризации. На этой панели слева направо расположены:
ручка 43 включения градуированного компенсатора поляризация в I или во II канал и
изменения его полярности, миллиамперметр 44- головка реостата 45 для регулировки
тока в цепи градуированного компенсатора поляризации; трехдекадпый магазин 46,
47 и А? (9 X 0,54-9 X 5 -|-9 х 50 о.и) градуированного компенсатора поляризации,
головка 49 неградуированпого компенсатора поляризации.
Рис. 72. Чертеж общего вида
автоматического электронного
потенциометра ПАСК-8.

1 — пероппсец; 2,3, 4 п 5 — шарико-
вые перья; 6, 7, 8 и 9 — каретки; 10 и
11 — диаграммная бумага; 12 и 13 —
шкалы; 14 и 10 — механизмы уста-
новки нуля; 16 ц 17 — миллиампер-
метры цепи нормализации; 18 и 19 -—
головки реостатов цепи нормализации;
20 и 21 — переключатели пределов
измерения и шкал; 22 и 23 — головки
реостатов скользящего изменения мас-
штабов записи; 24 и 25 — панели элек-
тронных блоков; 26 и 27 —потендио-
метры изменения усиления электрон-
ных ыулъ-пндпкаторов: 28 и 29 — вы-
ключатели электронных блоков; 30 и
31 — предохранители; 32 и «зз—вы-
ключатели потенциометров; 34 и 35 —
головки управления демпфированием
приборов; 36 и 37 — делители измеряе-
мого напряжения; 38 и 39 — гнезда
для подключения потендиомегров;
40 — гнездо приборного заземления;
41 — ключ; 42 — панель градуирован-
ного компенсатора поляризации; 43 —
ручка включения п переключения ком-
пенсатора поляризации; 44 — милли-
амперметр; 45 — головка реостата для
регулировки тока в цепи компенса-
тора; 46, 47 и 48 — трехдекадный
магазин компенсатора поляризации;
49 — головка неградуированного ком-
пенс ат о ра п о л ярпз а ци и.

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ, АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ
Автоматический электронный потенциометр ПАСК-8 спроектирован
для легкой автоматической электронной станции АЭКС-900 на одной авто-
машине для исследования скважин глубиной до 1000 м (см. § 33).

§ 27. ШЕСТИКАНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР
ПАКШ-3

Шестиканальный автоматический электронный потенциометр ПАКШ-3
выпущен по проекту Конструкторского бюро нефтяного приборостроения
для комплексной автоматической станции с семижильным кабелем. Особен-
ность потенциометра ПАКШ-3 по сравнению с другими электронными по-

Рис. 73. Чертеж общего вида потенциометра IJAIIJK-3.

1, 2, з, 4, s и в — электронные потенциометры; z —корпус шестикппаиьиого потенциометра; s — ша-
риковые перья; 0 — шкалы потенциометров; It) — голоики установки пуля; 11 — папеип измеритель-
ных бионов; 12 — ручки переключения масштабов регистрации кривых; 13 — головки скользящего из-
менения .масштабов регистрации кривых; 14 — головки реостатов нормализации режима; 1Я—штепсели
для включения измерительного прибора; 1в — панели блоков электронных цуль-ницп'каторов; 1? — го-
ловки потенциометров изменения коэффициента усиления электронной схемы; is — выключатели;

is — предохранители,

тенциометрами (ПАСК-5, ПАСК-6 и ПАСК-8) заключается в наличии шести
электронных потенциометров 2, 2, 3, 4, 5 и 6 (рис. 73), регистрирующих из-
меряемые параметры в линейной и двухмасштабной шкалах на общей диа-
граммной ленте шириной 305 мм.
Потенциометры смонтированы ла одном шасси, установленном в корпусе 7. Шарико-
вые перья 8 электронных потенциометров 1 2 позволяют записать шесть кривых, смещен-
ных но осям глубин и измеряемых параметров на 40 ш одна относительно другой. Кри-
вые записываются пастой различного цвета.

На панели каждой из шкал 9 электронных потенциометров расположены головки 10
установки нуля шкалы. Справа от самопишущего потенциометра закреплены шесть иден-
тичных измерительных блоков. Па панелях 71 этих блоков расположены: ручки 12
изменения масштабов регистрации о выключения потенциометров для линейной и двух-
масщгабцой шкал; головки 73 скользящего изменения масштабов и 74 нормализации ре-
жима; штепсель 15 для включения измерительного прибора нормализации.

В нижней часта потенциометра закреплено шесть электронных блоков, иа пане-
лях 16 которых выведены головки 17 потенциометров изменения коэффициента усиления
и выключателей 18 электронных блоков и предохранители 19.

Переключатели полярности управления демпфирования потенциометра и делитель
подведенного напряжения (см. § 26), а также компенсаторы поляризации Св том числе
два градуированных) смонтированы на центральной панели управления (см. рис. 122).
Переключатели масштабов глубин установлены внутри потенциометра,

В табл. 8 приведены сводные данные по автоматическим электронным
потенциометрам, пзготопляемым промышленностью для геофизических ис-
следований скважин.

§ 28. ФОТОРЕГИСТРАТОР

Для непрерывной записи кривых различных параметров при геофизи-
ческих исследованиях скважин в настоящее время широко применяются фо-
.торегистраторы типа ФР-3 п ФР-4, разработанпыо под руководством С. Г. Ко-
марова Всесоюзным научпо-исслодовательскрм институтом геофизики. На
рис. 74 и 75 изображен общий вид фоторегпетраторов ФР-3 и ФР-4, а на рис. 76
приведены схемы их электрических соединений.

Фоторегистраторы ФР-3 и ФР-4 имеют близкую конструкцию и разли-
чаются количеством гальванометров, схемой корректировки нуля и распо-
ложением приборов управления, установленных иа передней стенке (дверце,
у фоторогистратора ФР-3, рис. 74) и частично выиос.ешгых иа отдельную
панель вспомогательного привода (у фоторогистратора типа ФР-4, рис. 75
и 90).

Основные узлы фоторегистраторов: блок гальванометров, оптическая
система и лентопротяжный механизм, см оптированные в общем корпусе,
имеют следующее устройство й.

Блок гальванометров

Блок гальванометров (рис. 77, а) состоит из пяти (или семи у ФР-3)
зеркальных гальванометров (шлейфов) 1, (рис. 77, б), общего магнитопро-
вода 2 и катушек подмагничивания 3.

Гальванометр представляет собой прямоугольную рамку 4 из G01/, витков красцо-
медкой проволоки ПЭЛ диаметром 0,02 леи. Рамка при помощи ленточек оз бериллиевой
бронзы — растяжек 5 п в — установлена в зазоре между полюсными пакоиечпиками 7
и 8 в корпусе 9 со съемной боковой крышкой. Растяжки а и 6' служат для создания мо-
мента, противодействующего моменту, возникающему при взаимодействии магнитного
ноля тока, проходящего в рамкес магнитным потоком мягцитпой системы гальванометра
и отклоняющего рамку, и для подвода к ней тока. Растяжки закреплены в верхней 10
и пижпей 11 головках зажимами 12 и 13, изолированными от корпуса. Зажим 12 при по-

1 На рис. 73 вследствие идентичности деталей потенциометров и для облегчения
чтения чертежа цифрами обозначены детали только одного из потенциометров.

2 В дальнейшем в основном дается описание последней модели фоторегистра-
тора ФР-4, О первой модели фоторогистратора ФР-3 приведено лишь краткое описание
тех деталей прибора, которые отличаются от соответствующих им деталей фоторегистра-
тора ФР-4.
Таблица 8

Сводные, данные, по автоматическим электронные потенциометрам, изготовляемым для геофизических исследований скважин

Наименова- ние потенцио- метра	Назначение прибора	Тип	Число каналов |	Пределы измерений		Масштабы глубин					 Шнрннадаа- грамшюй лепты	Время пробега пером шкалы длиной ЗОлл, сек.	Габариты, мм		
				,	линейная	масштабная  ~	шкала Л	шкала Л/		I	II	III	IV	V			о о  я	ширила	длина
				vg я Jiff/8 C4I с s j	Мв/14,4	> ct	Мв/14,4  ' ’ мв 8 см 1 „ см । ‘	см										
Потенцио- метр авто- матический  каротаж- ный двух- каналъный	Для лаборато- рии АЭКС-52 с трехжильпым ка- оелеы  Для лаборато- рии ОКС-52 с одножильным кабелем	ПАСК-бм  ПАСК-бм	2	4	4  20	20  40	40  100	100  500	500	7,2	4	20  36	20	100  72	—	—  180	100	500  900	—	—	Ч 200	1 /зоо	1 /1000	—	—	170	0,35	850	650	370
	Для автомати- ческой газометри- ческой станции АГКС-56	ПАСК-7 с им- пульс- ным про- водом	2	20 I 4—20 100| 20—100  Делитель увеличить п	7.2—361 4—20 120—100 36—1801 20—100| 100—500  напряжения позволяет эеделы измерения в 25 раз	1/аоо	1 /о00	71000	—	—	170	0,4	920	650	
	Для лаборато- рии	станции  АЭКС-900 с трех- жииъным кабелем	ПАСК-8	2	201 4—20 100] 20—100 Делитель увеличить п	7,2—36 1 4—20 I 20—100 36—180] 20—1001 100—500 напряжения позволяет ределы измеревия в 25 раз	1 / 200 м  7 20	1 / 500 асштаб  7-»о	*71000 1  ы втор  Ч100	7 2000 ой лев  Ч 200	1/а000  ТЫ  7зоо	2x170	0,75	495	770	335
	Для лаборато- рии ОКС-56 с одножильным кабелем	ПАСК-9	2	201 4—20 100 1 20—100	7,2—36	4—20 1 20—100  36—180 20—100-100—500	7200 Мг  720	Vsoo | 1/ 2ооо сштабы втор		Ч 2000 ой лен  7200	7б000 ты  1/зоо	2X170	0,5	4О.я'77Л		335
															
				делитель напряжения позволяет увеличить пределы измерения в 25 раз.			7зо	7100							
Пот енцио- метр авто- матический каротаж- ный шестп- канальный	Для лаборато- рии комплексной станции на семи- жильном кабеле АЭКС-55	ПАКШ-3	6	20 | 4—20 1001 20—1С0  Делитель увеличить 25 раз	7,2—36 1 4—20 I 20—100 36—1801 20—1001100—500 напряжения позволяет пределы измерения в	1! 20	7оо	7 юо	7 200	Ч 500	305	0,75	1020	650	325

ОСНОВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА
Рис. 74. Фоторст-исгратор ФР-3, Общий вид с закрытыми (а) и открытыми (.6) дверцами.

1, г, з и 4 — контрольные лампы; 5 — ручка реостата в цепи подмагничивания; в — амперметр для
измерения тока подмагничивании; 7 — включатель вспомогательного привода и датчика глубин;
8 —кнопка отбивки меток; 0, 10 и 11 —включатели цепей подсвета шкалы, света и автосиииой пере-
дачи; 12 и 13 — реостаты регулировки силы света ламп вертикальной разграфки п освещения веркаЛ'
гальванометров; 14 — шкала визуального наблюдения; 13 — переключатель масштабов записи;

16 —счетчик глубин,• 17 — ручка перевода показаний счетчика; 18 — панель с гнездами; 19 — вклю-
чатель цепи подмагничивания; 20 — шлейф гальванометра; 21 — осветители вер;,ал гальваномет-
ров; 82 — реле горизонтальной разграфки; 23 — магазинная кассета; 24 — ириеинан кассета (крышка
снята); 2S к 2S — ручки отвода прижимного валика; 27 — головка ручной протяжки бумаги; 28 — нож
для отрезания бумаги 29.

мощи втулки 14 может быть повернут вокруг своей оси, чем достигается корректировка
нуля (устанавливается начальное положение блика гальванометра в горизонтальной
плоскости), и винтом 15 смещен по вертикали для создапия необходимого натяжения растя-
жек 5 и 6. На верхней растяжке 5, несколько выше рамки, против окошечка 16 закре-
плено зеркальце 17. В окошечке 16 вставлена сферическая линза, фокусирующая на фото-
бумаге изображение нити лампочки осветителя Подвод тока осуществляется через кон-
такты 18 и 19. В магпптопроводе 2 (см. рис. 77, а) гальванометры закрепляются при по-
мощи клика 20, устанавливаемого и закрепляемого виятом 21. Блок гальванометров
снабжен подогревателем 22, включаемым ключом 23. Катушки подмагничивания под-
соединены параллельно и питаются постоянным током силы 2,5—3 а при напряжении
10—12 в. Обмотка катушек выполнена медной эмалированной проволокой диаметра 1 мм
Рис. 75. Фоторегистратор ФР-4, Общий вид прибора с закрытыми (а) я открытыми (б)‘
дверцами.

1, г и з — контрольные лампы вертикальных, горизонтальных линий и метки; 4 — амперметр в цепи1
подмагничивания гальванометра; 5 — шкала визуального наблюдения; s — ручка переключения мас-
штаба глубин; z — счетчик глубин; 8 — ручка установки показаний счетчика и протпяпш; 9 — ручка
установки счетчика иа пуль; 10 — контрольная шкала; и — катушки подмагничивания гальванометра;
12 — шлейфы гальванометра; 13 — осветитель зеркал гальванометра; 11 — панель о сопротивлениями,
регулирующими сопротивление гальванометров; и — держатель корпуса лампочек вертикальной
разграфки; 16 — магазинная кассета; п — указатель расхода бумаги; 18 — приемная кассета; 19 —
щель для заправки фотобумаги; 20 — нож для отрезания заснятой фотобумаги; 21 и 22 — ручки для
отвода в холостое положение контактного 23 и прижимного 24 валиков; S3 — головиа передвижению
фотобумаги вручную; 26 — пружины, прижимающие, кассеты в рабочим состоянии.
Рис. 76 а (подпись см. на стр. 156)
Рис. 76 б п е (подпись см. на стр. 156)
Рис 76 а—в. Схемы электрических соединений фоторегистраторов (по С. Г. Комарову
и др. [15]!.

а—схема электрических соединений фоторегистратора ФР-3; б — то же, фоторегистратора ФР-4;
в—то же, панели управления фоторегистратороч ФР-4.

а)	Фоторегистратор ФР-3

Выключатели: BI—вспомогательного гальванометра цепи СП; В2—сельсина («Сельсин»)1; ВЗ— ос-
ветителей («Свет»); В4—цепи подмагничивания («Подмагничивание»); Вб—подсвета шкапы визуального,
наблюдения («Подсвет шкалы»); Вб — подсвета контрольной шкалы; В7 — обогрева блока гальвано-
метров.

Переключатели: III—контактов распределительного механизма «Масштабы записи»; J72 — синхрон-
ной передачи с датчика глубин на вспомогательный привод (1 — протяжка, 2 — выключено, 3 — дат-
чик глубин.)

Ки1 — кнопка для отметки метки при градуировании («Метка»).

Реостаты проволочные: R1 —500 ом, («КС 1 : 1, Ry»); R2 — 500 ом («КС 1 ; 1, Нг»); R3 —
800 ом («КС 1 : 1, Rx»); R6 —800 ом («КС 1 : 5,Ну»); R6 — 300 ом («КС 1 : 5, Rx»), R7 — 800 ол»
(«КС 1 : 25, Ry»); RS—100 ом («КС 1 : 25, Rx»); R9 — 500 ом («ПС t : 1, Ry»); RIO — 500 ом
(«ПС 1 : 1, Rz»); Rll — 800 ом («ПС 1 : 1, Rx»); R13 — 500 ом («ПС 1 : 5, Ry»); R14 — 500 ом
(«ПС 1 : 5, Rz»); R16 — 800 ом («ПС 1 ; 5, Rx»): R1S —20 ом («ОБ, Rx»); R1S — 1,5 ом («ПодмаГИИ-
чивапие»); R20 — 1,5 ом («Гальванометры»); R2I — 130 ом («Верт, линии»), .

Сопротивления проволочные: R4 — 1000 ом; RI2 — 1000 ом; RI6 — 1000 ом; R22 — полутгере-
менное, 50 ом («Верт, линии»); R23 — полупеременное, 20 ом («Метка»); R24 — полупеременное,
20 ом («Подсвет шкалы, виз. набл.»); RS5 — полупеременное, 20 ом («Подсвет контр, шкалы»);.
R2e — полупеременное, 10 ом («Гор. линии, тонкие»); R27 — полупеременное, 10 ом («Гор. лнипн,
жирные»); R28 — нагревательное; R2S — 4 ом.

Сопротивления непроволочные: RI7 —типа ВС^.1,1 маом (подбирается).

Гальванометры: Г1 — основной 1 : 1 цепи КС-Г2—вспомогательный 1 : 5 цепи КС; Гз—вспо-
могательный 1 -.25 цепи КС; Г4—основной цепи СИ; Гб—вспомогательный цепи СП; Гб—запасно-
го канала; Г? — отметчика марок времени.

Амперметр: ИП1 — постоянного тока М-61 на 10 а.

Лампы: Л1 а Л2 — с прямой нитью СЦ-48; 8 в, 30 ат; Лз — Л17 — миниатюрные Мн-13, 3,5 в,.
0,28 а. Тт>1—силовой трансформатор; CCI — сельсин типа СС-501 ;Д1—синхронный электродвига-
тель СД-2;ВС1 и ВС2—селеновые выпрямители ВС-45-13; OII1— обмотка подмагничивания блока,
гальванометра; PI и Р2 — электромагнитные реле замедленного действия; KJ — КЗ — ножевые вось-
миковтактные колодки.

Контакты: К4 — отметчика марок времени; Кб — на валу счетчика глубин, замыггагощиеси при
целом числе метров; Кв — распределительного механизма, замыкающиеся при показаниях счетчика
глубин, нратпых двум; К7 — распределительного механизма, аамыкагощпеоя при показаниях счетчи-
ка глубин, кратных пяти; KS — распределительного механизма, замыкающиеся при показаниях
счетчика глубин, кратных десяти; Кб —распределительного механизма, замыкающиеся при показа-
ниях счетчика глубин, кратных ста; К10 —сигнализации перемещения лепты.

б)	Фоторегистратор ФР-4

Выключатели; BI — электрических корректоров нуля; В2 — подсвета контрольной шкалы
ВЗ — обогрева блока гальванометров; В4 — подсвета шкалы визуального наблюдения.

Реостаты проволочные: R1 — R3 — 500 cjw; R16 — R20—500 ом; R2I — R23—300 олт, R24 —
500 о.м; R23 — 200 ом; R26 — 40 о»:; R27 11 R28 — 500 ом.

Сопротивления непроволочнме ВС-1; R4 — RS — 500 ом; R10—RI3 — 5 ком; RI3 — 220 коль;.
R14 и RI6 — 75 кол.

Сопротивления проволочные: R29 — R33 — 200 ом; R34 — 4 ом; R36 — 6 ом; R36 — нагрева-
тельное; R37 — шунт прибора ИП.1.

01 — Сб—конденсаторы электрические _КЭ-1а, 20 в, 20 мк(В.

Гальванометры: Г1 — основной, 1:1,1 капала; Г2 — вспомогательный, 1 : 5, I канала; Гз —
вспомогательный, 1 : 25, I канала; Г4 — II isanana; Гб — Ш канала.

11П1 — амперметр постоянного тока М-61 на 5 а.

Лампы-. Л1 и Л2 — с прямой нитью СЦ-48,8 а, 30 от; ЛЗ — Л16 — миниатюрные типа МН-13,
3,5 в, 2,8 а.

SI — БЗ — элементы сухие типа 1-нс-У-З на 1,5 в; CCI—сельсин типа СС-501; ОШ —обмотка
подмагничивания блока гальванометра; KI — КЗ — ножевые восьмикоптактные колодки.

Контакты: К4 — распределительного механизма, замыкающиеся при показаниях счетчика глу-
бин, кратных пяти; Кб — распределительного механизма, замыкающиеся при показаниях счетчики
глубин, кратных 50; Кб —сигнализации перемещения ленты.

в)	Панель управления фоторегистратора ФР-4

Выключатели: В/ — питания фоторегистратора («Свет»); В2 — вспомогательного привода («Про-
тяжка»), Переключатель: П1—синхронной передачи с датчика глубин иа вспомогательный привод,
(«1-ДГ; 2 — выкл.; 3 — ПР»),

KHI — кнопка для отметки метки («Метка»).

Сопротивления проволочные: RI—полупеременное, 20 о.ч, («Шкала визуальная»); R2—полупере-
менное, 20 ом («Шкала контрольная»); R3 — полупеременное, 20 ом («Гор. линии»); R4 — полупере-
менное, 20 ол («Метка»); R7 — полупеременное, 100 ом («Верт, линии»); RS — сопротивление прово-
лочное 82 ом.

Реостаты проволочные’.1 R6 — 20 ом («Скорость мотора»)-, R6 — 3(0 ом («Общий свет»).

Трансформаторы-. ТР1 —силовой для питания осветительных цепей; ТР2—питания осветителей,
горизонтальных линий и метки. СС1—сельсин СС-501; Д1—электродвигатель универсальный МУ-50-,.
Д2 —синхронный электродвигатель СД-2; BCI и ВС2 — селеновые выпрямители ВС-45-18; Р1 и Р2 —
электромагнитное реле замедленного действии; К1 — КЗ — ножевые восьмиконтактпые колодки;,
Кб — контакты отметчика марок времени.

Примечание. В скобках и кавычках указана маркировка деталей в местах их установок.
с 1060 витками па каждой катушке1 2 * *. Сила тока в обмотке катушек указывается ампер-
метром (см. рис. 74 и 75), установленным на передней папели фоторегистратора, и регу-
лируется реостатом. Для уменьшения расхода энергии на подмагничивание системы галь-
ванометров ток в катушках подмагничивания включается лишь при работе прибора вы-
ключателем, спаренным с выключателем, стоящим в цепи освещения гальванометра.

Гальванометры, установленные в фоторогистраторе ФР-4, имеют посто-
янную по току Ct — 0,28 4- 0,38 мкаСсм шкалы записи, внутреннее сопро-
тивление 160—170 ом, внешнее критическое сопротивление 4500—5000 ол
и собственную частоту колебаний 20—30 гц\ Емкость 10—20 мкф, подклю-

Рис. 77. Блок гальванометров фоторегистратора.

а — блок гальванометров; б — вставка (шлейф); 1 — шлейф гальванометра; $2 — магпптопровод;
3 — катушки подмагничивания: 1 — рамка гальванометра; S н в — растяжки; 7 и 3 — полюсные нако-
печиики; 9 — корпус вставив; 10 и 11 — верхняя и пнжняя головки; 12 и 13 — зажимы .крепления рпс-
стнжек; 11— втулка; 15—пиит натяжения растяжек; 16— окошечко с цилиндрической линзой;
17 — зеркальце; 1S и 19 — токоподводящие контакты; 20 — клип; 21 — установочный винт; 22 — подо-
греватель; 23 — ключ подогрева.

ченяая к выводам гальванометра, дает возможность снизить собственную
частоту колебаний до 4—7 гц.

Первые три гальванометра (считая от передней к задней стенке фоторе-
гистратора) установлены в цепи первого канала (КС) — см. схемы на рис. 76.
При стандартных электрических измерениях они регистрируют кривые ка-
жущегося сопротивления. Первый (Г?5) и второй (Г\) гальванометры ведут
записи кривых в масштабах соответственно в 25 и 5 раз более мелких, чем
масштабы записи кривой основного, третьего гальванометра (Pj). Четвертый
Гп гальванометр (в фоторегистраторе ФР-4) и четвертый Гщ и пятый Гщ

1 В фоторегистраторе ФР-3 па катушках подмагничивания уложено 700 витков
проволоки ПЭ диаметром 1,3 мм\ ток питания 7 а.

2 В фоторегистраторе ФР-3 устанавливались гальванометры двух типов: высоко-

чувствительные, так называемые основные гальванометры (марки ГО) с постоянной

по току 1,25 мка/см и вспомогательные гальванометры марки ГВ низкой чувствитель-

ности с постоянной по гоку 6,25 мка)см при длине оптического рычага 450 мм. Собствен-
ная частота гальванометров 7—1.0 ец. Сопротивление рамки гальванометров 50 ом.
гальванометры (в фоторогистраторе ФР-3) установлены во втором канале-
(СП, ПС), При стандартных электрических измерениях эти гальванометры
ведут запись кривых потенциалов собственной поляризации пород. Гальва-
нометр Гп (фоторегистратор ФР-3) регистрирует кривую Z7on в пять раз бо-
лее мелком масштабе, чем гальванометр 7'и. В фоторогистраторе ФР-4 пятый
гальванометр Гт установлен в 111 канале записи (используется при записи
кривых трехточечпого наклономера), В фоторегистраторе ФР-3 шестой галь-
ванометр Г п — Ш канала — запасный; седьмой Гмв — служит для отмо-
ток марок времени.

В день рамохс гальванометра включены сопротивления Rx — парал-
лельно рамке и Ry и J?z — последовательно рамке (см. рис. 76), обеспечиваю-
щие требуемые значения постоянной (ф, р гальванометра х, принятой при рас-
чете масштабов регистрации кривых, а также степень успокоения % рамки
и постоянство сопротивления /?0 измерительной цепи. Эти три условия могут
быть записаны так:

__ р ____ ix+’r __ ФН-У/+У-

Ф ip	Jlx ’

Ф;р ___	___ ________ффр______

й 7?)ц,-рЛг	Йг4~ йж-|- йу

где q — коэффициент шунтирования, показывающий, во сколько раз умень-
шена чувствительность гальванометра по току при заданном масштабе-
регистрации; ,/?г и /?цр — сопротивление рамки гальванометра и ее крити-
ческое сопротивление; Ci— постоянная гальванометра по току; /?вй — внеш-
нее сопротивление цепи (в связи с большой величиной сопротивления, под-
ключенного параллельно JR, Лвп = Rx + /?у). Решая три последних
уравнения относительно Rx, Rv и /?г, получим следующие зависимости:

Ru = Rx (q - 1) - Rv =	~ ^г,

D _ р	Икр (v~ 1)

Для основного гальванометра первого канала и гальванометров второго
и третьего каналов G, р= 0,625 мка/см; для гальванометров 1:5 и 1:25
соответственно 3,125 и 15,625 мка/см. Степень успокоения % берется равной
1,2 и реже в пределах от 0,8 до 2 (% — 0,8 при значительной дифференциации-
разреза высокой скорости регистрации и малых помехах переменного тока и
% = 2 при большом уровне помех переменного тока). Сопротивление Rn
измерительной цепи принимают равным 300 ом.

Установка на нуль бликов гальванометров первого капала осуществ-
ляется электрическими корректорами нуля (см. рис. 76). В фоторегистра-
торе ФР-4 корректор нуля представляет собой мост постоянного тока, в одну
из диагоналей которого включен элемент, в другую — гальванометр с бал-
ластным сопротивлением. Реостаты и сопротивления корректоров закре-
плены на специальной панели.

’ Cis определяется масштабом записи кривых.
Оптическая система

Оптическая осветительная система (рис. 78) обеспечивает: 1) получение
световых бликов, отраженных зеркальцами гальванометров па фотолепте,
и наблюдение за их положением; 2) вертикальную разграфку фотолеиты
(пленки, фотобумаги); 3) ее горизонтальную разграфку; 4) отметку марок
времени и меток глубин, С этой целью в фоторегистраторо установлены два ос-
ветителя зеркал гальванометров и группа осветителей вертикальной и гори-
зонтальной разграфки фотолонты, снабженных системой линз и зеркал.
Первый осветитель 1 (рис. 78) зеркал гальванометров, ближайший к передней

Рис, 78; Оптичес-кая схема фоторегистратора ФР-4.

1 н 2 — осветители гальванометров; ,3 — щель; Л а г> — сферические линзы; 0 — зеркальца гальвано-
метров; 7 — цилшщричсыщп линза; 8 — фотобумага; 0 — зерцало-, 10 — шкала визуального наблюде-
ния; 11— г!(.инч10ЛЫ11Ш шпала; 12— зеркало; 13— коткух осветителей вертикальной разграфки;:
14 — то же, горня витальной разграфки! 1S — то те, меток; Л1 п Л2 — лампы осветителей гальвано-
метров; ЛЗ — то же, горизонтальной разграфки; Л4 — -го же, метки; ЛЗ — ЛО — лампы осветители
вертикальной разграфки; ЛЮ — Л13 — то же, подсвета шкал. Г$, Г$6, Гц и Гщ —гальвано-

метры.

стенке фоторегистратора, служит для освещения зеркал гальванометров
Г25, Гр Г’ и Гп, регистрирующих кривые кажущегося сопротивления и
кривую потенциалов собственной поляризации. Осветитель 2 предназначается
для освещения зер!?ал гальванометров и Гтп третьего канала в фоторе-
гистраторе ФР-4 и для освещения гальванометров Гр, Гр, Гш и Гмв в фо-
торегистраторе ФР-3. Осветители гальванометров установлены, так, что от
гальванометра Гр, записывающего кривую потенциалов собственной поля-
ризации, возможно получить два блика на расстоянии 8—10 см друг от
друга, что обеспечивает запись кривых 7/сп без их переноса при регистрации
в крупном масштабе.

В осветителях гальванометров установлены лампы Л1 и Л2 (8-в пакала
с вертикальной питью, питаемые от вторичной обмотки трансформатора-
фоторегистратора.

Луч света от лампы, пройдя щель 3 и сферические линзы 4 и 5, падает на зеркальце Ь“
подвижных систем гальванометров. Отразившийся от зеркальца енотовой луч проходит'
вторично через сферическую линзу 5, и изображение нити лампы фокусируется в виде
вертикальной световой полоски. Нижняя часть этой полоски попадает на цилиндри-
ческую линзу 7 и вновь фокусируется в виде точки на фотоленте 8 регистратора. Верхняя
•часть полоски отражается от зеркала г? и поступает на шкалу визуального наблюдения 10,
установленную на передней стопке фоторегистратора. Экран служит для визуального
наблюдения за положением бликов гальванометров во время работы. Для этих нее целей
используется контрольная шкала 11, расположенная сзади лецты S, на которой можно
видеть через смотровое окно в крышке регистратора блики, отраженные зеркалом 12.
Для удобства наблюдения визуальная и контрольная шкалы подсвечиваются в торец
лампочками Л11, Л12, Л13 ъЛ14, Яркость бликов гальванометров регулируется реоста-
том, установленным в цепи лампочек осветителя.

Нанесение вертикальных линий масштаба разностей потенциалов про-
изводится осветителем вертикальной разграфки, который представляет
собой металлический кожух 13 с установленными в нем пятью лампочками
1Л5, Л6, Л7, Л8 и Л9) 3,5-<? накала. Лампочки соединены последовательно
между собой и с контрольной лампочкой ЛЮ «Вертикальные линии», уста-
новленной на правой дверце фоторегистратора (см. рис. 74 и 75). В кожухе
со стороны фотоленты просверлены маленькие отверстия, через' которые
производится засветка бумаги. Толщина масштабных линий (основных и
дополнительных) определяется величиной диаметра отверстия. Яркость го-
рения лампочек и толщина линии в ФР-4 регулируются реостатом «Общий
свет» (см, рис. 102), а в ФР-3 — реостатом «вертикальные линии», ручка
которого расположена па правой дверце прибора (см. рис. 74).

В фоторогистраторе ФР-4 сетка вертикальных линий используется также
для нанесения марок времепи. Для этого цепь лампочек осветителя присое-
динена к трансформатору через контакты, которые периодически (через
каждые 30 сок.) разрываются кулачком, закрепленным на валу синхронного
моторчика типа СД-2. Длина I отрезков вертикальных линий между двумя
•соседними моментами выключения цепи лампочек дает возможность опре-
делить скорость v передвижения измерительного устройства в скважине:

V== 1,217 ["адг]’

где М~ масштаб глубин регистрации кривых.

Горизонтальная разграфка шкалы — нанесение масштабных линий
глубин — осуществляется при помощи контакторов 45 и 48 (рис. 79), управляе-
мых приводом к лентопротяжному механизму. В фоторегистраторе ФР-4
при показании счетчика, кратном пяти контактор 45 включает реж? х, ко-
торое, срабатывая, замыкает цепь электрической лампочки ЛЗ (см. рис. 78)
горизонтальной разграфки и цепь второго реле с выдержкой времени. Это
реле, срабатывая, размыкает цепь лампы ЛЗ. Таким образом, лампочка
горизонтальной разграфки оказывается включенной на малый промежуток
времени, необходимый для засветки бумаги. При показаниях счетчика,
кратных 50 в фоторегистраторе ФР-4 и кратных 100 в фоторогистраторе ФР-3,
одновременно с включением реле контактором 48 (рис. 79) закорачивается
сопротивление в цепи лампочки, вследствие чего лампочка вспыхивает ярче
и наносит жирную линию горизонтальной разграфки. Лампочка ЛЗ (см.
рис. 78) горизонтальной разграфки соединена последовательно с лампочкой
Л15 «Горизонтальные линии», установленной на правой дворце фотореги-
стратора. Вспышка этой лампочки указывает на работу лампочки ЛЗ.

Отмотка меток производится при помощи лампочки Л4, управляемой
от кнопки «Метка». При включении кнопки лампочка зажигается и, освещая

1 В фоторегистраторя ФР-3 реле включается контакторами 46 и 41 при показаниях
счетчика, кратных двум (при масштабах глубин г/м и пяти (при масштабах глу-
бин 1/5о и 1/5о„) и десяти (при масштабе глубин х/100 и {/мв).
1 1 Заказ 714.

47

42

39

33

О

-36

фоторегистратора.

79. Кинематическая схема

Рис.

лентопротяжного механизма

фоторегистратора ФР-4; б — то же [ФР-З;

а — кинематическая схема

ламп

горизонтальных линий;

чения фрикциона; 37 — коническая шестерня передачи движения на механизм управления
горизонтальной разграфкой; 38 — валпк; 39, 40, 41, 4г, 40 л 63 — зубчатый перебор; 43,
67, 58 и 59 — оси кулачков; 44, 47, 64, 55 и 56 — кулачки; 45, 48, 60, 61 л 62 — контакторы включения
46 — передача «мальтийский крест»; so — счетчик глубин; 51 — передача от ручки; 52— протяжки и корректировки счетчика; 53 — ручка

47

ОСНОВНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ' АППАРАТУРА

1 — приемник автоспнной передачи; г — 4 — конические шестерни; 5 — валик редуктора мас-
штабов; 6 и 7 — храповые механизмы; 8—13 — шестерни редуктора масштаба глубин; 14 н
15 — втулки; 16 — валик; 17 — зубчатая рейка механизма переключения масштаба глубин;
1g — ручка переключения масштаба глубин; 19 — ведущий валик; го—26 — шестеренный пе-
ребор от валика 16 в ведущему валику 19; 27 и 28 — шестерни десятикратного увеличения мас-
штаба глубин; 29 — храповой механизм; go — ручка протяжки бумаги; 31 — валик; .32 и зз —
шестерни передачи на ось 35 приемной кассеты; 34 — фрикционная передача; 36 — ручка вклю-

установки счетчика на нуль.
фотолеиту, наносит у ее левого крця черту. Работа этой лампочки отмечается
последовательно включенной контрольной лампочкой Л16 «Метка», находя-
щейся на правой дверце фоторегистратора. Контроль за движением ленто-
протяжного механизма в фоторегистраторе ФР-4 осуществляется периодиче-
ским шунтированием лампочки Л16 «Вертикальные линии», по миганию-
света которой устанавливается нормальная работа лентопротяжного меха-
низма. В фоторегистраторе ФР-3 движение ленты контролируется лампоч-
кой «Запись», находящейся на передней панели фоторегистратора. В цепи
этой лампочки установлен контакт, приводящийся в действие от валика,
вращаемого передвигающейся фотолентой.

Лентопротяжный механизм

Лентопротяжный механизм фоторегистратора приводится в движение,-
от приемника автосипхропной (автосинпой, сельсинной) передачи СС-501.
Датчик передачи (датчик глубин) установлен на блок-балапсе. Его ротор
через зубчатую передачу соединен со втулкой мерного блока, через который
кабель опускается в скважину. Передача от блока к ротору датчика глубин
и диаметр блока по центру кабеля рассчитаны так, что при каждом метро
прохождения кабеля через блок ротора датчика, а следовательно, и ротор
приемника автосинпой передачи делают четыре полных оборота.

Передача вращения от ротора приемника ведущему валику лентопротяж-
ного механизма осуществляется че-рез механический выпрямитель, переклю-
чатель скоростей (масштабов регистрации) и включатель основных и допол-
нительных масштабов регистрации.

Ротор приемника 1 (рис. 79) при помощи конической шестерпи 2 соединяется с ко-
ническими шестернями 3 и 4 механического выпрямителя. Механический выпрямитель
служит для передачи ведущему валику лентопротяжного механизма одностороннего
вращения при различных направлениях движения кабеля при подъеме и спуске. Кони-
ческие шестерни 3 и 4 механического выпрямителя соединяются с валиком 5.
В зависимости от направления вращения ротора приемника автосина с валиком 5 храпо-
вым механизмом в или 7 сцепляется одна из конических шестерен 3 или 4, в связи с. чем
валик 5 прн любых движениях кабеля снизу вверх и в обратном направлении вращается
в одну иту же сторону. Передача вращения от валика 5 к ведомому валику переключателя
скоростей производится при помощи зубчатого перебора, состоящего из шестерен 3 — 13,
из которых шестерни 8—10 закреплены па втулке 14, жестко сидящей па валике 5,
а шестерни 11—13 — на втулке 15. Эта втулка сидит свободно на валике 16 и может пере-
двигаться вдоль его оси при помощи зубчатой передачи 17, управляемой ручкой 18
«Масштаб записи». Ручка «Масштаб записи» установлена на нижней передней пццелн
фоторегистратора. В зависимости от того, какая из пар шестерен (S и 11, 9 и 12 или 10
и 13) находится в зацеплении, изменяется передаточное число от ротора приемника к ве-
дущему валику лентопротяжного механизма, а следовательно, и изменяются масштабы
глубин записи кривых, соответственно равные 1 : 1000 (для шестерен 8 и 11), 1 : 500
(для шестерен .9 и 12) и 1 : 200 (для шестерен 10 и 13). От валика 16 к ведущему валику 19
лентопротяжного механизма движение передастся через вспомогательный зубчатый
перебор, состоящий из шестереп 20—26. При помощи переключающего устройства дви-
жение от шестерпи 20 к шестерне 26 может быть передано либо шестернями 20—21, 22—
23, 24—25 и 25—26 или шестернями 27—28, 28—23, 24—25 и 25—26. При последнем
включении передаточное число от приемника автосинпой передачи к лентопротяжному
механизму уменьшается в десять раз, в соответствии с чем во столько же раз увеличи-
ваются масштабы регистрации кривых, т. е. становятся соответственно равными 1 : !()(>.
1 : 50 и 1 : 20. Шестерня 23 соединена храповым механизмом 29 с валом, па котором опа
насажена. Этот механизм позволяет при необходимости протягивать фотобумагу вручную,
вращая ручку 30.

От валика 31, на котором закреплена шестерня 25, через шестерни 32 и 33 и фрик-
ционное сцепление 34 движение передается ось 35 приемной кассеты. Фрикционная пере-
дача 34 обеспечивает необходимую патяжку бумаги при сматывании ее в приемную кас-
сету. Включение фрикционного сцепления производится при помощи ручки 36, закре-
пленной па конце оси 35.

С коническими шестернями 3 и 4 механического выпрямителя соединена конический
шестерня 37 реле горизонтальной разграфки. Шестерня 37 жестко сидит па валике 38
п через зубчатый перебор 39—42 приводит во вращение ось 43, па которой посажен пула-
чок 44, замыкающий контактор 45 через каждые 5 м, и далее через передачу 46 приводит
кулачок 47, включающий контактор 48 (через каждые 50 м).

Второй конец вала ротора приемника автосжнной передачи через зубчатый пере-
бор 49 соединен со счетчиком 50 Механизм 51 с. ручкой 52 служит для корректировки
показаний счетчика. При помощи ручки 53 производится сбрасывание показаний счет-
чика на нуль.

Фотобумага закладывается в магазинную кассету 16 (см. рис. 75),. пред-
ставляющую светонепроницаемый цилиндрический кожух с прорезью для
вывода ленты. Кожух открывается с торца. На оси закрепляется барабан
со съемной щекой, на который насаживается рулон фотоленты длиной до-
40 м. Количество неизрасходованной ленты в рулоне отмечается указателем
расхода 17, расположенным на крышке кассеты. Приемная кассета 18 отли-
чается от магазинной конструкцией барабана, позволяющего легко закре-
пить конец фотоленты в прорезь двух коаксиальных металлических цилин-
дров. У входа в приемную кассету в конце щели 19 установлен нож 20 для
отрезания бумаги. Ручки 21 и 22 па панели камеры с кассетами служат для
отвода контактного 23 и прижимного 24 валиков в холостое положение для
свободного передвижения фотоленты и выключения лампочек записи.
Головка 25 предназначается для передвижения фотолепты вручную. Пру-
жины 26, установленные на дверце, прижимают кассеты в процессе работы.

Блок гальванометров, осветители и лентопротяжный механизм осцил-
лографа и счетчик глубин с переключателем масштабов смонтированы
в металлическом корпусе (см. рис. 75), передняя стенка которого имеет
две дверцы: левую в отделение с кассетами и правую в отделение блока
гальванометров, осветителя и коробки скоростей и нижнюю, привинченную
металлическую деку.

В фоторегистраторе ФР-3 (см. рис. 74) слева направо установлены сле-
дующие детали.

1)	На лицевой стороне правой дверцы:

а)	в верхнем ряду — контрольные лампы 1, 2, 3 и 4 работы осветителей,
разграфки вертикальных линий, горизонтальных линий, метки и записи;
ручка 5 реостата регулирования тока «Подмагничивание»; амперметр 6 в цепи
этого тока и ручка 7 «Протяжка, вык. дат. глуб.» для переключения работы
лентопротяжного механизма от датчика глубин или от специального датчика,
соединенного со вспомогательным коллекторным электродвигателем для
протяжки лепты независимо от спуска измерительных установок;

б)	в среднем ряду — кнопка 8 «Мотка» и включатели 9 «Подсветшкалы»;
10 «Свет» и 11 «Сельсин»;

в)	в нижнем ряду — шкала 14 визуальных наблюдений, ручка 12
«Верт, линии» реостата регулирования силой света лампочек вертикальной
разграфки; включатель 19 «Подмагничивание» и ручка 13 «Гальванометры»
реостата, регулирующего освещенность зеркал гальванометров,

2. На нижней доке — переключатель 15 масштабов глубин, контроль-
ные гнезда 18 гальванометров в последовательности +(ЯС), —(ПС), +(ЯС),
-(1ЯС), -(1/5ЯС)-(l/25ffC)-|-(зап. кан.) и —(зап. кап,), счетчик 16 глубин
и ручка 17 «Протяжка» для изменения показаний счетчика.

В фоторогистраторо ФР-4 (рис. 75) в той же последовательности распо-
ложены следующие детали.

1.	На лицевой стороне правой дверки — контрольные лампы 1, 2 п 3
работы осветителей вертикальных и горизонтальных линий и метки, ампор-

1 В фоторегистраторе ФР-3 валик 38 через зубчатый перебор 63 приводит по враще-
ние кулачки 54, 55 и 56, жестко сидящие на распределительных валиках 57, 58 и 59. Эти
кулички замыкают контакты 60. 61 и 62 реле при показаниях счетчика, кратных 2, 5,
10 и 100 м. Три первых контакта соединяются с цепью роле переключателем, связанным
с рукояткой переключения масштабов записи, и включаются в зааисямости от принятых
масштабов регистрации кривых.
метр 4 в цепи подмагничивания гальванометров и шкала 5 визуального на-
блюдения.

2.	На нижней деке — ручка 6 переключения масштабов глубин, ручка
9 сброса показаний счетчика глубин, счетчик глубин 7 и ручка 8 «Протяжка»
для изменений показаний счетчика.

Остальные приборы установлены па отдельной панели управления
(см. рис. 102), на которой находятся: реостат 20 «Свет», регулирующий силу
•света осветителя гальванометров; выключатель 21 «Спот» цепи освещения и
обмоток подмагничивания; ручка 22 реостата «Привод» для регулирования
•скорости протяжки фотобумаги; включатель 23 «Протяжка» обмотки возбу-
ждения вспомогательного автосина протяжки; переключатель 24 «ДГ—Бык.—
Пр.» для переключения работы лентопротяжного механизма фоторегистра-
тора от датчика глубин к датчику электродвигателя протяжки; кнопка 25
«Метка» для нанесения меток.

Переключатели пределов измерений гальванометров установлены на
специальных панелях, подключаемых к фоторегистратору при том или ином
методе исследования скважип. Описание этих панелей дается в гл. HI.

Фоторегистраторы по сравнению с автоматическими потенциометрами
обладают следующими преимуществами: а) простой схемой одновременной
записи кривых измеряемых параметров в различных масштабах; это дает
возможность уменьшить время, затрачиваемое на исследование скважин,
в связи с необходимостью перезаписи отдельных участков кривых в более
мелких или более крупных масштабах; б) возможностью повышения скорости
записи кривых примерно в 1,5—2 раза относительно скоростей регистраций
с автоматическими потенциометрами; в) несложностью конструкции фото-
регистратора для записи большого числа кривых различных пара-
метров.

Однако наряду е указанными преимуществами фоторегистрация имеет
ряд существенных недостатков, которые ставят этот способ па более
низкий технический уровень по сравнению с компенсационным способом из 
моронпп. Основные недостатки фотозаписи следующие.

1.	Применение в фоторегистраторах токового (не нулевого) метода из-
мерения (см. § 18).

2.	Применение фильтр-схемы для разделения знакопеременных и зна-
копостоянных разностей потенциалов. Эта схема требует использования
при регистрации кривых кажущегося сопротивления и потенциалов собствен-
ной поляризации питающего тока повышенной частоты, что значительно уве-
личивает искажающее влияние индукции и емкости и понижает точность
излюрений,

3.	Необходимость проявления фотобумаги, что осложняет производство
измерений, не дает возможности своевременно заметить неточности в реги-
страции кривых и установить наличие искажений. Это может привести к не-
обходимости перезаписи кривых, к задержке скважины, а при термических
измерениях и вовсе исключить возможность получения достоверных термо-
грамм в исследуемой скважине без последующего проведения работ через
некоторый промежуток времени.

§ 29.	САМОПИШУЩИЙ ГАЛЬВАНОМЕТР ЗАВОДА
« ГЕОЛОГОРАЗВЕДКА »

Самопишущий гальванометр завода «Геологоразведка» (рис. 80) представляет собой
магнитоэлектрический гальванометр 1 с магнитом, расположенным внутри рамки, имею-
щей сопротивление около 3000 ом. Чувствительность гальванометра обеспечивает откло-
нение стрелкища всю шкалу при токе 5 ма  На конец оси рамки надевается чернильница 2
с капиллярной пишущей и указывающей стрелками 3. Чернильница закрывается колпач-
ком. Перо стрелки гальванометра скользит по регистраторной бумаге 4, передвигаемой
лентопротяжным механизмом. Бумага
закладывается в магазинную кассету,
далее пропускается через направляю-
щий ролик 5, полукруглый СТОЛИК' 6,
направляющий ролик 7 и после веду-
щего барабана 8 наматывается на
бумагоприемиый ролик 9. На реги-
страторе установлен указатель (счет-
чик) глубин 10. Привод лентопротяж-
ного механизма осуществляется через
коробку переключения масштабов 11.
Счетчик может быть отключен выклю-
чателем 12.

Коробка переключении масштабов
дает возможность регистрировать диа-
граммы в масштабах глубин 1 : 50,
1 : 200, 1 : 500 и 1 : 1000. Переключение
масштабов регистрации осуществляется
при помощи головки 13 с накаткой.
При вращении головки передвигается
скользящая шпонка, при помощи ко-
торой осуществляется соединение одной
из шестерен зубчатого перебора с веду-
щей осью. На лентопротяжном меха-
низме закреплен меткоотбиватель, пред-
ставляющий собой пуансон, удар кото-
рого по бумаге производится при по-
мощи электромагнитного устройства.
Это устройство включается меткоуло-
вителем, работающим по принципу маг-
нитного моста, разбалапсирующегосл
при прохождении метки.

Самопишущий гальванометр этой
конструкции устанавливается заводом
«Геологоразведка») на станциях для маг-
нитометрии скважин типа М-10 и для
радиометрии скважип типа «Рица».

Рис. 80. Самопишущий гальванометр завода
«Геологоразведка» для геофизических иссле-
дований в скважинах.

1 — гальванометр; 2 — чернильница; 3 — стрелка;
-1 г- регистраторная бумага; й и 7 — направляющие
ролики; а — полукруглый столик; 8 — ведущий ба-
рабан; о — бумагоприемный ролик; 10 — указатель
глубин; 11 — коробка переключений масштабов;
12 — выключатель счетчика; 13 — головка — пере-
ключатель масштабов; 11 — корпус самопишущего
гальванометра.

§ 30.	ПУЛЬСАТОР

Пульсатор служит для преобразования постоянного тока, питающего
зонды, в'пульсирующий ток переменного направления и синхронного выпря-
мления переменных разностей потенциалов, возникающих между электро-
дами М и N в пульсирующие разности потенциалов постоянного направле-
ния. Применение пульсатора дает возможность производить одновременно
непрерывную регистрацию кажущегося сопротивления и потенциалов
собственной поляризации (см. § 1). Пульсатор также применяется
в методе потенциалов вызванной поляризации для создания кратко-
временных импульсов тока . постоянного направления и включения
измерительных приборов в .моменты, когда ток в питающей цепи отсут-
ствует.

Основным рабочим элементом пульсатора является сдвоенный коллектор
(рис. 81, 82, 83, 84 и 85), состоящий из питающего (токового) коллектора и
измерительного или коллектора напряжения. Оба коллектора закреплены
на одном валу и приводятся во вращение от электродвигателя или вручную
(у пульсаторов старых конструкций).

Одной из первых конструкций пульсаторов был вертикальный пульса-
тор типа ПУ, широко применявшийся ранее при геофизических исследованиях
скважин и сохранившийся по настоящее время в партиях с небольшим объ-
емом работ.
Вертикальный пульсатор ПУ

В вертикальном пульсаторе ПУ (рис. 81, 82, а) коллектор тока состоит
из двух латунных фасонных колец 3 и 4, изолированных друг от друга.
По периферии колец скользят четыре медпые щетки: А и В, «+» и <t—•». Щетки
<(-|~)> й «_)> соединяются с одноименными полюсами питания постоянного тока
и всегда соприкасаются с кольцами 3 и. 4. Щетки А и В, расположенные
диаметрально противоположно друг другу, при каждом полуобороте коллек-
тора попеременно контактируют то с кольцом то с кольцом 4, т. е. приклю-
чаются то к плюсу, то к минусу батареи и том самым подают в цепь АВ ток
переменного направления.

Коллектор напряжения состоит из двух дисков 5 и 6, изолированных
друг от друга воздушным зазором. По торцовой поверхности этих дисков
скользят щетки «+» и «—», всегда соприкасающиеся с дисками 5 и 6, и щет-
ки М и N, контактирующие при каждом полуобороте коллектора попе-
ременно то с диском 5, то с диском 6. Переменные разности потенциалов,
подведенные к щеткам М и N, выпрямляются тетками «-|-)> и «—», к которым
присоединяется измерительный прибор,

В вертикальном пульсаторе ПУ коллектор тока и коллектор напряжения жестко
закреплены на вертикальной оси 7, упирающейся на шариковые подшипники 8 и 9. Для
избежания утечек от коллектора тока к коллектору напряжения между коллекторами
установлен экранирующий диск 10. Диск соединяется с корпусом прибора, который при
измерениях должен заземляться.

Ось коллектора заключена в кожух, поддерживающий верхнюю металлическую
плату 12 и верхний подшипник 8. Электродвигатель 13 мощностью 25 ст, приводящий
во вращепие коллектор пульсатора, закреплен на нижней плате 14. На этой же плате рас-
положены папели 15—18 и гнезда 19 для заземления корпуса пульсатора. На панелях
установлены гнезда 20 для подключения к пульсатору линий АВ, MN и цепи цитация
мотора и гнезда от эталонного сопротивления для измерения силы тока. Для облегчения
соединений и предотвращения возможных при этом ошибок вокруг гнезд выточены ка-
навки, заполненные цветной мастикой.

Передаточный механизм от мотора к коллектору состоит из двух пар сменных
шестерен 21 и 22 с передаточным отношением 1 : 10 и 1 : 3. Шестерни закрепляются на
торцах вила двигателя и оси 7 коллектора. В зависимости от установленных шестерен
нормальное число оборотов оси коллектора равно 300 и 1000 в минуту.

Щетки питания 23 закрепляются в щеткодержателе 24 на эбонитовых опорах 25.
Щетки измерительной цепи устанавливаются в гнездах 26 на эбонитовой планке 27,
привинчиваемой к колонкам 28.

В цепи АВ пульсатора установлено эталонное сопротивление R3 в 1 ом,
неправильно называемое шуптом. Сопротивление R3 служит для измерения
силы тока в цели АВ. При измерении тока гнезда с надписью <гШупт'> соеди-
няются двужильным проводником с гнездами MN; коллектор напряжения
выпрямляет разность потенциалов, созданную током питания на сопротивле-
нии Rs, которая затем измеряется потенциометром.

Во время работы пульсатор закрывается круглым металлическим ко-
жухом 30, защищающим коллектор от пыли и влаги.

Для вращения коллектора пульсатора ПУ при отсутствии источников питания или
мри повреждении мотора используется специальный ручной привод, который состоит иа
ручки 31 с храповым механизмом 32 и коробкой передач 33 с общим передаточным чис-
лом 9 : 1. В этой коробке на оси ручки установлена коническая шестерня, передающая
вращение ручки через другую коническую шестерню и пару цилиндрических шестерен
на вертикальную ось, соединенную шпоякой с осью 7 пульсатора.

В последние годы заводы геофизического приборостроения перешли на производство
пульсаторов с горизонтально расположенным коллектором. На рис. 82, б изображена
одна из первых конструкций горизонтального пульсатора и на рис. 82, в — малогаба-
ритный горизонтальный пульсатор завода «Геологоразведка» Министерства геологии и
охраны недр СССР.
ОСНОВНАЯ ИЗМЯРИТВЛЬПАЯ АППАРАТУРА

Рис. 81. Пульсатор ПУ.

1__коллектор тока (пптающий коллектор); 2 — коллектор напряжения (измерительный коллектор); 3 и 4 - - кольца

питающего коллектора; 5 и 6 — диски измерительного коллектора; 7 — ось коллектора; 8 и 9 — подшипники; 10 —
экранирующий Диск; II — стойка.; 12 и 14 — верхняя и нижняя платы; 13 — электродвигатель; 15, 16, 17 и IS*—панели с
гнездами 20 для подключения питающей и измерительных линий, эталонного сопротивления (шунта) и питания электро-
двигателя- IP— гнезда заземления; 21 и 22— шестерни; 23 — щетки питания; 24— щеткодержатели; 25—эбо-
нитовые опоры; 26 -- гнезда щеток измерительной цепи; 27 — планка; 2S — колонки; 29 — гайка; 30 — кожух пуль-
сатора; 31 — ручка привода; 32 — храповой механизм; зз — коробка передач; 34 — основание пульсатора.

и»

•й
Рис. 82. Общий вид пульсаторов различных типов первых конструкций.

а —вертикальный пульсатор ПУ: б — горизонтальный пульсатор; в — малогабаритный горизонталь-
ный пульсатор;

1	— питающий Стоковый) коллектор; 2 — измерительный коллектор; з л 4 — кольца питающего коллек-
тора; 6 и е — диски измерительного коллектора; j — ось коллектора; 10— окра пирующий диск;
12 и 14 — верхняя и нпжияя платы; 13 — электродвигатель; 16 — панель с гнездами цени питания;

16	— то же, измерительной цепи; 17 — панель с гнездами этзлоииого сопротивления; IS — то же, пита-
ния мотора; 19 — гнезда заземления; 23 — щетки питания; 26 — эбонитовая колонка; 27 — планка
крепления щеткодержателей измерительной цепи; 2S — колонки, поддерживающие плату 12; 34 — осщ>
ванне пульсатора; 36 — червячная передача; 36 — центробежный регулятор.

ПУЛЬСАТОРЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Недостатки пульсатора ПУ и первых конструкций горизонтальных
пульсаторов, заключающиеся в небольшой разрывной мощности, малом
диапазоне изменения числа оборотов и несовершестве контактов, в значитель-
ной степени исключены в новых конструкциях горизонтальных пульсаторов
автоматических станций.

Улучшение эксплуатационных качеств новых конструкций пульсаторов
достигнуто установкой:
а)	горизонтально расположенного коллектора значительно меньшего
диаметра, чем диаметр коллектора пульсатора ПУ; уменьшение диаметра
снижает окружную скорость коллектора, уменьшает износ щеток и улучшает
их контакт с кольцами; горизонтальное расположение коллектора уменьшает-
загрязнение изолирующих вкладышей;

б)	электродвигателя значительно большей мощности, позволяющей
усилить контактные пружины щеток и улучшить тем самым процесс комму-
тации;

в)	редуктора, позволяющего плавно изменять число оборотов коллек-
тора пульсатора от 5 до 25 в секунду;

г)	питающего коллектора со ступенчатым разрывом тока и искрогасящим-
блоком, состоящим из набора сопротивлений и конденсаторов и увеличиваю-
щим разрывную мощность пульсатора.

На рис. 83 и 84 приведены общие виды пульсатора лаборатории
АКС/Л-51 (рис. 83) и АНС/Л-50 (рис. 84).

В пульсаторе лаборатории АКС/Л-51 однофазный синхронный электродвигатель 7
СОД-220 с асинхронным запуском соединен с валом 2 коллектора пульсатора через две
эластичные муфты 3 и 4 п редуктор скоростей 5. Редуктор (рис. 85) состоит из дпух ко-
нусов 6 и 7, посаженных на шпонках па валах 3 и s\ закрепленных па шариковых под-
шипниках 10 в корпусе 5 редуктора. Конусы 6 и 7 соединяются между собой фрикцион-
ным роликом 77, закрепленным в каретке 12. В зависимости от величины смещения ро-
лика по образующим конусов изменяется передаточное число от двигателя к валу коллек-
тора пульсатора. Смещение фрикционного ролика и каретки по образующим конусов
производится при помощи гайки 13, сидящей на ходовом вицто 14. Вращение ходовому
винту сообщается при помощи головки 75, установленной на панели пульсатора. При
вращении головки 15 ходового винта 14 гайка 13, удерживаемая от вращения вилкой
(по показана на чертеже), передвигаясь по нарезке ходового винта, смещает каретку 12
с фрикционным роликом 11 и тем самым изменяет передаточное число от электродвига-
теля к пульсат ору. Для обеспечения надежной фрикции конусы 6 и 7 нажимаются в двух,
взаимно противоположных направлениях пружинами 16. Регулировка натяжения пру-
жин осуществляется гайками 77. Фиксаэ ор 18 предотвращает самопроизвольное вращение
винта 14- и изменение числа оборотов пульсатора.

На валу 2 коллектора, закрепленном на шариковых подшипниках 19 на опорах 20,
установлены измерительный 21 и питающий 22 коллекторы (см. рис, 85, б), схема элек-
трических соединений которых приведена па рис. 86. Измерительный коллектор имеет
стандартную конструкцию для всех пульсаторов данного типа. Его деталями являются
три кольца 23, 24 и 25 (см. рис. 85, 6 и 83). Крайние кольца 23 и 25 сплошные. Среднее
кольцо составлено из четырех изолированных друг от друга цилиндрических секторов.
Секторы 26 и 27 являются рабочими ламелями коллектора; они соединены винтами 28'
и 29 соответственно с кольцами. 23 и 25. Два других сектора 30 п 3.7 изолированы. В пуль-
саторах станции АКС/Л-51 эти секторы замкнуты па сопротивление, сохраняющею вели-
чину сопротивления на входе гальванометров при отключении фоторегистратора от изме-
рительной линип М, что обеспечивает более стабильную работу гальванометров. Сек-
торы 26, 27, 30 и 31 и кольца 23 и 25 отделены друг от друга изолирующими проклад-
ками 32 и посажены на вал 2 коллектора на втулке 33 из изоляционного материала,

С кольцами коллектора 23, 25 и секторами кольца 24 контактируют щетки 34 (наи-
менование щеток показано индексами), Щетки установлены в обоймах, закрепленных
в щеткодержателях па траверсе 37, Пружинки 38 обеспечивают щеткам необходимое
прижимное усилие к коллектору, Один из щеткодержателей 39 может передвигаться
вдоль прорез'и 40, что дает возможность изменить длину рабочей ламели и изолирующего-
промежутка,

Питающий коллектор имеет различную конструкцию. В пульсаторе станции,
АКС/Л-51 питающий коллектор, однотипный измерительному, состоит из пяти колод:
41, 42, 43, 44' и 45 (рис. 85, б). Кольцо 42 разрезано па шесть секторов, из которых сек-
торы 46 и 47 с большими углами при вершинах являются рабочими ламелями коллек-
тора, секторы 48 — изолирующими промежутками и секторы 49 и 50 — искрогасящими'
ламелями, При помощи этих ламелей сопротивление липии АВ до разрыва сперва увели-
чивается до 200 ол1 и затем до 500 ом, Секторы 46, 47, 48 и 49 соответственно соединены
с кольцами 41, 43, 44 и 45 и далее через щетки и балластные сопротивления с линией АВ.

Между кольцами питающего коллектора 22 и измерительного коллектора 21 уста-
новлено экранное кольцо 51.

На лицевой стороне панели пульсатора (см. рис. 83 и 84), кроме головки
15, установлены выключатель 65 электродвигателя, ключи 66, 67, 68 и 69

Ряс. 83. Пульсатор лаборатории АКС/Л-51.

1— синхронный плекгродвигатель; я — вал коллектора пульсатора; з и 4— эластичные муфты;
и _ головка изменении передаточного числа редуктора; М — корпус редуктора; И: — шариковые
подшипники; 20 — опоры подшипников; 21 — измерительный коллектор; 22 — питающий коллектор;
23, 24 и 25 — кольца измерительного коллектора-, 32 — изолирующие прокладки; 34 — щетки (наиме-
нование показано индексами); 37 — трпосре крепления щеткодержателей; 41, 42 и 43 — рабочие кольца
питающего коллектора; 44 и 45 — искрогасгнцио кольца питающего коллектора; 51 — экранное кольцо
коллектора; 05 — выключатель электродвигателя; во и в; — ключи включения колец питающей пгип
пульсатора; 68 и во — то ;ке, измерительной цепи пульсатора; 70 — выключатель разделительных кон-
денсаторов; 71 — разделительные конденсаторы; 72 — конденсаторы пспрогашеиия (рагдюложопы под
конденсаторами ?;); тз — конденсатор пусковой обмотки электродвигателя; 74 ti 75 — кошеные полодии
муфт для присоединения пульсатора к внешним линиям; то — ручки для выдвигания панели из ячейки
стенда; 77 — впиты крепления напели па столпе.

включения колец пульсатора линий Л, В, М и N и выключатель 70 включения
разделительных конденсаторов.

На шасси пульсаторной панели закреплены разделительные конденса-
торы 77, конденсаторы искрогашопия 72, конденсатор 73 пусковой обмотки
электродвигателя и восьмпкоитактпые ножевые колодки 74 и 75 для под-
соединения пульсатора к внешним линиям. Ручки 76 служат для выдвига-
ния панели из ячейки стенда лаборатории, к которому панель прикрепляется
винтами 77.

В пульсаторе лаборатории ЛКС/Л-50 (см. рис, 84) питающий 22 и измериголь-
иый 21 коллекторы имеют конструкцию, однотипную конструкции измерительного кол-
лектора пульсатора лаборатории АКС/Л-51.

Привод коллектора осуществляется от синхронного однофазного электродвига-
теля СОД-220, который соедипеп с валом коллектора через эластичную муфту 2 и редук-
тор 5, обеспечивающий две скорости вращения коллектора (8,35 и'22,4 об/мин).

Пульсатор ПФП-7

Пульсатор ПФП-7 предназначается для одновременной регистрации пяти
кривых кажущегося сопротивления со станцией АЭКС-7. В отличие от пуль-
саторов станции АКС/Л, пульсатор ПФП-7 имеет два питающих коллектора
1 и 2 (рис. 87) и пять измерительных коллекторов 3, 4, 5, 6 и 7.’
Рис. 84. Пульсатор лаборатории ARC/JI-5O.

1 — синхронный электродвигатель; 2 — вал коллектора пульсатора; i — эластичная муфта; S — редук-
тор; 20 — опоры подшипников коллектора; 21 — измерительный коллектор; 22 — питающий коллек-
тор; 2з и 26 — кольца измерительного коллектора; за — изолирующие кольца; 31 — щетки (наимено-
вание щеток показано индексами); 37 —траверса крепления щеткодержателей; 11 и 13 — кольца пи-
тающего коллектора; 31 — экранное кольцо; во ц в? — ключи отключения колец питающей цепи пуль-
сатора; 6S и «S—то ше, измерительной цепи; 70 — выключатель разделительных конденсаторов;
72 — конденсаторы пси рога шеппя; 73 — конденсатор пусковой обмотки электродвигателя; 71 и 76 — но-
жевые колодки муфт для присоединения пульсатора к внешним линиям; 7в — ручки для выдвигания и,
установки панели в ячейке стенда; 77 — винты крепления панели на стенде.

Питающие и измерительные коллекторы имеют конструкцию, аналогичную кон-
струкции коллекторов пульсатор'ов лаборатории АКС/Л-5'1. Опи закреплены на общей
оси, на торце которой установлен фрикционный диск S. Этот диск под нажимом сопри-
касается с ведущим фрикционным диском, закрепленным на валу сипхропяого электро-
двигателя 9. Электродвигатель может перемещаться по направляющим салазкам, чт»
приводит к изменению действующего диаметра диска 8, а следовательно, и скорости вра-
щения коллектора пульсатора. Электродвигатель перемещается при помощи механизма,
управляемого рукояткой, выведенной на пульсаторную панель. На папели находится
шкала с указателем частоты тока, преобразованного пульсатором (10—25 гц). Питающие
щетки закреплены в щеткодержателях 10 на траверсе 11, имеющем конструкцию, анало-
Рис. 85. Редуктор (а) и коллектор (б, в, а и д) пульсатора станции АКС/Л-51.

2 — вал коллектора пульсатора; з и 4 — соединительные муфты-, 5 — корпус редуктора; в и 7 — фрик-
ционные конусы; 8 и 9 — валы крепления конусов; 10 — подшипники; II — фрикционный ролик;
12 — каретка фрикционного ролика; 13 — гайка; 14 — ходовой виггг; 13 — головка управления фрик-
ционом; 16 — пружины натяжения конусов; 17 — гайки; 18 — фиксатор,- 10 — шариковые подшнпшши
вала коллектора; 20 — опоры подшипников; 21 — измерительный коллектор; 22 —питающий коллек-
тор; 23, 24 и 23 — кольца измерительного коллектора; 26 и 27 — рабочие секторы (ламели) кольца 24;
28 и 29 — контактные винты; зо и 31 — изолированные секторы кольца 24; 32 — изолирующие про-
кладки; 33 —втулка из изоляционного материала; 41—45 — кольца питающего коллектора; 46 и 47 —
рабочие секторы-(ламели) коллектора; 48 — изолирующие промежутки; 49 и 50 —пскрогасищие ламели;

61 — экранное кольцо.
Гальван.	батарея

Рис. 86. Схема электрических соединений пул1»саторной панели,

В1 —выключатель электродвигателя («Мотор»); В2 — то же, разделительной емкости («Конденсатор»);
И1 к П2— переключатели измерительных щоток пульсатора («Измерительная цепь, М, N,'); Пз—Иб —
то иго, токовых щеток пульсатора («Токовая цепь, А, В»); R1 я R2 — сопротивления проволочные по
500 ом, R3 — 200 сш, R4 и RS по 30 ом; конденсаторы'. С/ — КВГ-МН, 450 «, 4 миф; 02 — КМВГ,
1Ц0 в, 90 (8 х 12) миф; Сз — электролитический КЭ-1а, 12 «, 100 мкф; 04, CS и СИ — МКВ, 260 в,
4 (2 х 2) мкр; Св п С7 — 200 е, 2 мкг/),-Д1 — синхронный электродвигатель СОД-221); ТШ1 — измери-
тельный коллектор пульсатора; ПГ12 — питающий коллектор пульсатора; Я.) и 1(2 — ножевые восьми-
коитактпме колодпи-

Рис. 87. Пульсатор ПФП-7.

1 и 2 — питающие коллекторы пульсатора; 3—7 — измерительные,
коллекторы пульсатора; 4' — фрикционный диск: 9 — синхронный
мотор СОД-220; Ю — шеткодерщатели питающей цени; 11 —траверс-
щеткодержателей nn'wnieti пепн; 12 —то же, измерительной цени.
гичную конструкции траверса пульсатора станции АКС/Л. Измерительиыс^щетки за-
креплены в общем щеткодержателе 12.

На панели пульсатора ПФП-7 слева направо расположены: в верхнем ряду — вклю-
чатель «Мотор» электродвигателя пульсатора, амперметр в цепи питания электродвига-
теля, переключатель «Набор тока» для подключения прибора, измеряющего ток в цепях А
и А', к контрольным шунтам, переключатель «77» для отключения цепи тока при изме-
рении разностей потенциалов, в среднем ряду — регулятор числа оборотов пульсатора
«Обороты пульсатора», частотомер тока, преобразованного пульсатором, и переключатель
«Источник питания» для подключения токовой цепи к питанию от выпрямителя или от
батарей. В ншкпем ряду установлено пять одинаковых переключателей с положе-
ниями V~, V”, 1~, 7”, позволяющих подключить потенциометры 1, II III, IV и
V каналов для измерения разности потенциалов в цени переменного или постоянного тока
я измерения этого тока и переключатель VI канала с положениями V=, 7= для измере-
ния разности потенциалов и силы тока постоянного направления. Электрическая схема,
соединения пульсатора и подключения его к цепям тока и измеряемых разностей потен-
циалов приведена на рис. 123.
ГЛАВА ПТ

ПРОМЫСЛ ОВО-ГЕ ОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕ РИТЕ ЛЬ НЫ Е
ЛАБОРАТОРИИ

Как указывалось в § 17, для повышения производительности и облег-
•чения труда персонала геофизических партий и улучшения качества иссле-
дований скважип стандартная измерительная аппаратура устанавливается
в специализированных закрытых автомашинах — самоходных измерительных
лабораториях. В этих лабораториях, кроме регистрирующих приборов,
находятся пульты управления измерительными схемами и связью, облегчаю-
щие и ускоряющие процесс геофизического исследования скважин.

Отечественной промышленностью выпускались и выпускаются в настоя-
щее время следующие измерительные лаборатории.

1.	Л а б о р а т о р и и типа ПКС (полуавтоматическая каротажная
станция) с полуавтоматической регистрирующей аппаратурой.

2.	Лаборатории типа АЭКС (автоматическая электронная
каротажная станция) с электронным самопишущим потенциометром.

3.	Лаборатории типа АКС/Л (автоматическая каротажная
станция — лаборатория) с фоторегистратором.

4.	Лаборатории типа ОКС (одножильная каротажная стан-
ция) с фоторегистратором или электронным потенциометром.

Кроме того, разрабатываются и изготовляются первые многоканальные
установки для одновременной регистрации большого числа параметров с од-
ножильным и многожильным (семижильным) кабеля*ми.

Краткое описание перечисленных промыслово-геофизических измери-
тельных лабораторий излагается в настоящей главе Ч

§ 31. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ |ЛАБОРАТОРИЯ
ПКС-2000

В измерительной лаборатории полуавтоматической станции ПКС-20001 2
на столе 1 (рис. 88) установлено два регистратора 2 и 3, с которыми сочле-
няются потенциометры ЭП-1 или ЭП-1м. Левый регистратор 2 предназна-
чается для регистрации кривой потенциалов собственной поляризации по-*
род; правый 3 — для записи кривой кажущегося сопротивления. Рядом
 с регистратором 3 закреплен пульсатор 4. Между регистраторами установлена
центральная панель 5 управления, на которой сосредоточены механизмы
управления питающими и измерительными цепями и установлены измери-
тельные приборы. На задней стороне панели управления расположен монтаж

1 За исключением специальной лаборатории для радиометрии скважин (недоста-
точно удачной конструкции) и многоканальной станции на одножильном кабеле, не вы-
шедшей пока еще из стадии лабораторного экспериментирования.

2 Лаборатория смонтирована в- закрытом кузове автомашины ГАЗ-51.
соединительных проводов. Под панелью управления установлен блок выпря-
мителя. Принципиальная измерительная схема лаборатории ПКС-2000
приведена Па рис. 89.

На наружной стороне центральной наполи управления (см. рис. 88) расположены
следующие летали схемы управления.

1.	Ручки б, 7 и 3 декадных магазинов сопротивлений «9 х 500 ел», «9 х 50 о и.» и
реостата.«/ унеличнпиетси» па 80 ом дли регулировании тока питания Магазины сопро-
тивлений и реостат соединены последовательно и служат соответственно для грубой,
более точной и окончательной установки силы тока питания. Сопротивление цени умснь-

Рис. 88. Стенд полуавтоматической измерительной лаборатории ПКС-2000.

1 — рабочий сгол; 2 — регистратор для записи кривой вотеннналов собственной поляризации пород;
г — то же, для записи кривой кажущегося сопротонлспия; / — иульса-юр типа ПУ; s — паи"Л1 упра-
вления; в, 1 и 8 — ручки девашшх магазинов 9 х 990 <>.«, 9 х 50 ол и реостата ли Я0 9 — мплли-
ампормитр; 10 — персипючятел;, шунтов и миллиамперметру; II — переключатель напряжений выпря-
мителя; 12 — ручка ггереилючятеля яталонпых с.оиротиилгагий длп памерскни силы тона в пеки питания;
13 — переключатель иамере.япп разности потенциалов п силы тока потенциометром регистратора 3;
14 — ручка реостата в пени мотора пульсатора; 15 — ключ включении цепи тока; 10 — переключатель
направления тока (для намерении угла и азимута искривления сиваишнм); 17 — переключатель коллек-
торов пульсатора; II — ключ пынрпмнтелн; III — то же, мотора пульсатора; 20 — гдаоикя сигнала;
21 — гцезда Для подключения батарей; 22 — ппнель с гнездами подключения линий и измерительных
приборов; 23 — сигнальная лампа; 24 — счетчик глубии

шаетсн и сила тока увеличивается при вращении головок реостатов и магазинов по часо-
вой стрелке,

2.	Миллиамперметр 9 М-45 с набором шуцтов, подключаемых к амперметру пере-
ключагелом 10 «15, 75, 300 и 1500 ли». В зависимости от положения переключателя шкала
прибора имеет ччТЬГрР предела измерения: 15, 75, 300 и 1500 ляг.

3.	Ручка 11 переключателя секций выпрямит ели «2—200 в», позволяющего получить
напряжение иитания в 2, 4. 8, 12, 30, 60, 80, 100, 150 и 200 в.

4	Ручка 12 переключателя эталонных сопротивлений «Контрольные шунты» в 0,1;
0,17 х; 1 и’ 10 о.м дли точного измерения силы тока. Эталонные сопротивления поставлены
'в линки АВ. Поэтому разности потенциалов, возникшие на эталонных сопротивлениях и
пропорциональные измеряемым токам, предварительно, до подачи па потенциометр,
выпрямляются измерительным коллектором пульсатора, В зависимости от положения
переключателя каждый милливольт установленный на потенциометре, будет соответ-
ствовать силе тока и нитлкнцей цепи, равной 10; 5,88; 1 и 0,1 мп.

5	Ручка 13 переключателя «7» для перевода потенциометра 3 от измерений разности
потенциалов в цепи MN па измерение сила тока в цепи АВ (на измерение разности потен-
циалов A 11g па эталонных сопротивлениях,.

' Сопротивление 0,17 ом служит для измерения тока при работе с инклиномет-
ром И1П-2.

12 Заказ 714.
б.	Ручка 14 «Реостат мотора пульсатора» реостата для регулирования числа оборо-
тов коллектора пульсатора.

7 Ключ 75 «Цепь тока» для включения тока; переключатель 16 «Азимут <р, уголь <5я>

направления тока для измерения

Г С8

ншыш
пч

Ъ Пот СП

ми

угла и азимута искривления скважины инклиномет-
ром ИШ-2; переключатель 17 «Пульсатор» вклю-
чения в цепь АВ и 1V1N питающего и измеритель-
ного коллекторов пульсатора. При установке-
переключателя на «Вкл» токовая и измеритель-
ная цепи подключаются к жилам кабеля н к
заземлению, установленному пп поперхности,
через токовый и измерительный коллекторы
пульсатора. В этом положении переключателя в
цепь /127 подается пульсирующий переменный
ток и измерительный коллектор может быть,
использован для синхронного выпрямления раз-
ности потенциалов. В таком положении пере-
ключатель устанавливается при одновременных
замерах кажущегося сопротивления и потен-
циалов собственной поляризации При положе-
нии переключателя па вВынл» источники пи га-
нии и потенциометр присоединяются к жилам
кабели и к заземлению, установленному на по-
верхности, помимо коллектора пульсатора, В
этом положении переключатель устанавливается
при замерах температур электр'нче; ним термо-
мет ром и при замерах кривизны и диаметра
скважип; ключ 18 «Выпр» включения выпрями-

1216

В2

СВП

Тр

Пот .КС

8'НИ)

П5

ВЗ

Пи

Рис. 89. Принципиальная схема
электрических соединений лабора-
тории полуавтоматической станции
ПКС-2000.

Дот. КС — потенциометр с полуавтомати-
ческим регистратором для записи кажу-
щегося сопротивления; Пот. СП — то же,
потенциалов собственной поляризации:
IC11 — компенсатор поляризация; ЭД —
алеитродпигатель пулт>сатора СТ; СВ —
селеновый выпрямитель цепи питания;
С В11 — то же, пульсатора: лА — мил-
лиамперметр питающей чепн; Тр — транс-
форматор; Ф — фильтр выпрямителя СИ;
В1 — сопротивление для регулирования
Числа оборотов пульсатора; Л2, Из И
В4 — реостат п декадные магазкпы для
регулирования силы тока питания; 7?э —
эталонные сопротивления; переключатели:
Л; —намерения разности потенциалов и
Оилы тока; П2 — эталонных сопротивле-
ний; Из — шунта миллиамперметра;
П-1 — секций выпрямителя; П5 — поляр-
ности ливни АВ; П6 и П? — сопротивле-
ний декадных магазинов; выключатели:

В1 — пульсатора;

Вз — линии

АВ;

В2 — выпрямителя,
В 4 — пульсатора из

схемы.

теля; ключ 19 «Мотор» включения мотора пуль-
ептора. Кнопка 20 «Сигнал» для подачи сигналь»
лебедчику об остановке или продолжений спуска
кабеля и гнезда 21 «Батарея» для подключения
батарей (при батарейном питании).

8.	Панель 22 с гнездами А, В, 3, М, N
(РО) и М, N (ПС) для подключения проводов
А, В, М и N заземления и потенциометров,

9,	Лампа 23 для ответного сигнала, управ-
ляемая с контрольной панели подъемника. За-
жигание лампочки указывает на выполнение
распоряжения оператора. Для уточнения распо-
ряжения служит также громкоговорящее уст-
ройство, связывающее лабораторию с подъем-
ником.

Набоковой стороне Пульта укреплен ука-
затель глубин 24 (счетчик У ГН-1), У канат ель глу-
бин приводится в действие от приемника апто-
сияпои передачи, датчик которой устанавли-
вается у ролика блок-балапса.

В блоке выпрямителя установлен силовой
трансформатор. Трансформатор имеет первичную
обмотку для питания от сети ПО а и десять
вторичных обмоток, Коппы вторичных обмоток
подключены к селеновому мнпгосекппонпому
двухнолупериодпому выпрямителю по прицни-
пиалыюИ схеме, приведенной па рис, 126, Эта
схема дает возможность при помощи переклю-
чателя 11 секций (рис. 88) получить па выходе
выпрямителя постоянный ток до 2 а при ука-
занных выше напряжениях. Фильтр установлен-
ный на выходе выпрямителя, состоящий из
дросселя и батарей электролитических конден-
саторов общей емкостью 400 мкф, сглаживает
пульсации тока.

Первичпая
с отводами

В блоке выпрямителя установлен также
трансформатор питания моторчика пульсатора,
обмотка этого трансформатора рассчитана на 110 в, вторичная —па 220 t
на 12 и 24 в. Отводы присоединяются к селеновому двухполупериод-
ному выпрямителю. В зависимости от расчетного напряжения и рода тока двигателя,

вращающего коллектор пульсатора, его подключают через выпрямитель к клеммам 12-
или 24-е вторичных обмоток трансформатора (электродвигатель постоянного тока на 12
или 24 в) или к клеммам 220-в переменного тока (электродвигатель перемеппого тока
на 220 в).

Лаборатория присоединяется к подъемнику двумя кабелями—две-
паднатижильиым силовым и трохжильпым коллекторным. По двум жилам
силового кабеля подается энергия к выпрямителю, пять служат для присое-
динения приемника автосипхронпой передачи, три — для переговорного
устройства и две —для сигнальных ламп. При помощи коллекторного ка-
беля присоединяются питающая АВ и измерительная MN цепи лаборатории
к коллектору лебедки. Для присоединения к приборам поверхностного элект-
рода и заземления корпусов приборов служат специальные одножильные
кабели, па концах которых смонтированы заземления. Соединительные ка-
бели при перевозках хранятся намотанными па катушки и присоединяются
к входной панели лаборатории при помощи штепсельных вилок.

§ 32. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ТИПА АКС/Л

Измерительные лаборатории с фоторогисграциой — станции типа АКС,
разработанные под руководством С. Г. Комарова (А. А. Дацкевич,
Л. М. Есельсон, Л. И. Померанц и С. Н. Щукин), предназначаются для
производства измерений геофизических параметров в скважинах с трохжиль-
пым кабелем. Эти лаборатории выпущены двух типов: АКС/Л-50 и АКС/Л-51,
которые незначительно различаются между собой. Как в лаборатории
АКС/Л-50, так и в лаборатории АКС/Л-51 измерительная аппаратура
смонтирована па стенде, установленном в закрытом кузове грузового авто-
мобиля ГАЗ-51 или ГАЗ-63.

ЛАБОРАТОРИЯ АКС/Л-50

В комплект измерительной аппаратуры и аппаратуры управления лабо-
раторией АКС/Л-50 входит фоторегистратор I (рис. 90), установленный по
середине стенда. Непосредственно под фоторегистратором I находится .изме-
рительная панель III и ппже ее —панель XII с электропечью для подогрева
приборов. Справа от фоторегистратора в последовательности сверху вниз
расположены: панель переключений IX, токовая панель IV, пульсаторная
панель V и выпрямительный блок VI. Слева от фоторогистратора в том же
порядке (сверху вниз) находятся: пероговорпо-сигиальная панель X, рас-
шивочный щиток XI, силовая панель VIII и силовой блок VII и в крайнем
ловом углу стенда — вспомогательный привод II.

Перед стендом установлен стул для оператора. В заднем левом углу ав-
томашины находится фотолаборатория для проявления экспонированных
лепт. С правой стороны — диван с мягким сиденьем. Внутри дивана уложены
катушки с соединительными проводниками. Для инструментов п материалов
имеется трубочка с ящиками. Подвод тока осуществляется при помощи мно-
гожильных кабелей через входную коробку, закрепленную с правой боковой
стороны кузова. Кузов имеет заднюю дверь и наружное освещение через
окна, которые могут быть задрапированы. Окно в фотолабораторию закры-
вается красным стеклом. Общий вид лаборатории изображен па рис. 91.
На рве. 92 и 93 приведены принципиальная и общая схемы электрических
соедппопий измерительной части лаборатории АКС/Л-50.

Так как лаборатории АКС/Л-50 выпущены в люпьшем числе, чем лабора-
тории АКС/Л-51, и некоторая их часть уже амортизирована, то дальнейшее
описание конструкций деталей лаборатории АКС/Л-50 дается петитом,
так как представляет интерес для более узкого круга читателей.
Рис. 91. Общий вид лаборатории стапцйп типа АКО.

Рис. 92. Принципи-
альная схема лабо-
ратории ста пи ии типа
АКС/Л.

Г — гснератоо постоян-
ного тока; Я — пульса-
тор; Ш7 — помпспеатор
полярнлацни; ICC —
гальванометры I напала,
регистрирующие кажу-
пспяея сопротивления;
СЯ — гальванометр И
капала, регистрирую-
щего потенциалы собст-
пе.яиой полирнвячни; С
И D — разделительный

конденсатор и дроссель;

Cj — сглаживающие конденсаторы; л.4 — миллиам-
перметр; И — реостат, регулирующий силу тока
питании; Г?8 — эталонное сопротивление для изме-

рении тока; R' — подгоночные сопротивления;
Д" — магазины измекенип чувствительности галь-

ванометров, А, В и .V, N и N; — питающие п изме-
рительные электроды.

Фоторегпетратор

В лаборатории АКС/Л-50 уста-
новлен фоторегпетратор ФР-3, подроб-
ное опнспинс которого дано в § 28
(см. также под рис у ночную подпись к
рис. 90, обозначения 1—18}.

Всиомосптельный привод состоит
из электроцвигнтелп, соединенного с
вспомогательным датчиком 19 (см.
рис.. 90). Скорость вращения электро-
двигателя и датчика регулируется рео-
статом 20. Включение и реверсирова-
ние электродвигателя производятся
ключами 21 и 22; включение датчика
автосиниой передачи — выключате-
лем 23.

На липовой стороне измеритель-
ной панели (рис. 90 и 94) установлены
приборы управления гальванометрами
фоторегпетратора.

1. Переключатели 24 и
25 ^Предел измерения» для изменения
пределов измерения кажущегося сопро-
тивления и Потенциалов собственной
поляризации. В зависимости от пози-
ции переключателя пределов измере-
ния кажущегося сопротивлении реги-
страция кривых разностей потенциа-
лов производится в масштабах, ука-
занных в табл. 9.

Второй и третий вспомогательные
гальванометры регистрируют кривые
КС соответственно в 5 и 25 раз более
мелком масштабе.

2, Переключатели 26 и
27 полярности гальвано-
мет ров каналов КС (рп) и СП (ПС,
4/сп). Каждый переключатель имеет
три положения («-]—», аВыкл-е и «—ь),
при которых входные клеммы М и N
фнгорегистратора соответственно соеди-
нены с клеммами «-]-» и «—» гальвано-
метра, разомкнуты и соединены с клем-
мами е—» и «-f-» гальванометра.
Таблица 9

Масштабы регистрации разностей потенциалов фоторегистратором ФР-3
лаоораторпи АКС/.И-50 и величины сопротивлений измерительной цени
при различных положениях переключателей продолов

	Номиналь- ное значение постоянной гальвано- метра по току, мка/см	Положенно переключателей пределов						
		1	2	3	4	5	6	7
Масштаб регистрации разности потенциалов основным гальваномет- ром, мв/ем 		0,625	50	25	12,5	5	2,5	. 1,25	0,5
Т о же		1,25	100	50	25	10	5	2.5	1
То же канала 1:5 . .	1,25	500	250	125	50	25	12,5	5
»	»	1 :25 .	1,25	2500	1 250	625	250	125	62,5	25
Общее сопротпилепио измерительной цепи, ом	—	80 000	40 000	20000	8000	4000	2000	800

3.	Град у и ров апп ы-й компепсатор поляризации в цепи
капала СП. Цепь компенсатора поляризации состоит из трех последовательно вкпючеп-
пых декадных магазинов 28, 29 й 30 «Компенсатор поляризации ПС», составленных из
сопротивлений Я у 10, 9 х I и 9 х 0,1 ом. При силе компенсационного тока 10 мл эти
магазины дают возможность включить в измерительную цещ> разность потенциалов
от 1 до 991) м.в со ступенями в 1 ми. Сила компенсационного тока устанавливается [•поста-’
том 31 «I ’ссуд и ровна» в измеряется миллиамперметром 32. Магазин 9 х 10 компенсатора
поляризации сдвоен с магазином, уменьшающим общее сопротивление измерительной
пеня да величину сопротивления, введенного компе,,гатором поляризации. Переклю-
чатель 33 полирпос!и компеисдтора поляризации с положениями «-]-», «Выкл» я «—»
обеспечивает изменение знака компццсирующеи з. д. с. по отношению к компенсируемой
и выключение компенсационного элемента 34.

4.	К о м п е „сатори поля р и з а ц и и (корректоры пуля) 35. 36 п 37 галь-
ванометров I капала Компенсаторы подключены к компенсационным элементам 3», 39
и 40 по мостовой схеме. Включение элементов осуществляется ключами 41, 42 и 43 «Ком-
пенсатор поляризации КС» Элементы компенсаторов поляризации типа «Сатурн» уста-
новлены в левой части шасси измерительной панели (рис. 94)

5,	К л ю ч 44 для уменьшения чувствительности основного
гальванометра в 125 раз при необходимости регистрации кривых gK в наиболее мел-
ком масштабе.

0. Переключатель 45 для подключения гальванометров цепи кажущегося
сопротивления в линяю М п И или к эталонным сопротивлениям при измерении силы тока
Переключатель 45 имеет три положения: «,». с/1['»и «/{» В положении «211'» гальиапо-
метры подключаются к цепи М и N в которой измеряется нижущееся сопротивление.
При положении и» гпльвнцометры подключаются к контрольным шунтам, причем общее
сопротивление цепи, па которой замкнуты гальванометры, равно расчетному (800 ом').
При положении «/?» гальванометры присоединяются к контрольным шунтам и к измери-
тельной цепи, что дает возможность отрегулировать сопротивление цепи М и N и масштаб
записи кривых. При переводе- переключателя 45 в положение ,</?» необходимо вынуть
штепселе 46 пп токовой напели и вставить его в гнездо 47 измерительной панели, что
исключает возможность одновременного заземления токовой и измерительной цепей,
небезопасного для рамки гальванометров. Для градуировки гальванометра потенциалов
собственной поляризации служит колодка 48, при помощи которой гальвацоме! ры цепи
потепниплов собственной поляризации включаются па место гальванометров цепи кажу-
щегося сопротивлении.

7 Реостаты 49 и 50 «Сопротивление цепи» для изменения злейшего сопро-
тивления пепси, в которых измеряются кажущееся сопротивление и потенциалы собствен-
ной поляризации.

На [насей измерительной панели установлены: дроссель 51 фильтра, отделяющего
знакопеременные разности потенциалов от разностей потенциалов Псп постоянного на-
правления, восьмикоптактные ножовые колодки 52, 53 и 54 дли подключении панели
к внешним линиям и блоки конденсаторов 55 и 56, шунтирующих вход гальванометров
Рис. 94. Измерительная нацель лаборатории АКС/Л-50

И— пегеипочатрм, «Предел измерения» канала ЯС; 25 —то ;ке, канала ПС; 2в— переключатель
полярности 1 ада.папоме'гру канала J7C; 27 — то же, канала ПС; 28, 23 и 80 — декадные магазины «Ком-
пенсатор поляризации |1(’« градуированного компенсатора поляризации и канале НС; 81 — подгоноч-
ный реостат «Регулирпвна»; за — миллиамперметр; 88 — переключатель полярности ггомнилсатора
поляризации; 34 — элемент компенсатора полнрннацпн; 3.5, зв и 87 — компенсаторы полярпиакпи
(коргеито) ы нуля) верного, второго н треть его гальнанометров навала КС; 88, 89 и 40 — иомпенсаппоц-
иые элементы компенсаторов 3.5, 80 и 87; 11, 42 it 48 — ключи внлючеиип элементов 88, 89 и 40; 44 —
ключ уменыпеин» чувствительности основного галыщоо.метра о 1ДЬ раз; 45 — переключатель перевода
гальванометров в цепь иаморснин силы тока; 47 — гнездо вплючеипя штепсели токоиой ипнели; 48 —по-
лолка перец, почеппн гальванометров; 49 и 80 — ренегаты (.СоиригпИлопне. цепи» для изменении сопро-
тивлений цепей Л‘С и ПС; 31 — дроссель фильтра; 52, S3 п 54 — ношеные |«)лоД1;и для Присоединен пн
папелп к внешним лпнпн.м; .55 п .53 — б.|Ои<| конденсаторов, шуптпруюших вход гальванометров;
17 и 58 —навели нереключения конденсатороп; 78 — ручьи для выдвигания панели из ячейки стенда
лаборатории; 77 — винты крепления панели в ячейке стенда.

е панелями переключений 57 и 58. Конденсаторы сглаживают вибрации бликов гальвано-
метров, возникающие от переменных токов.

На лицевой стороне токовой панели (рис. 90 и 95) смонтированы следующие при-
боры.

,	1. В о’л ьтметр 59 постоянного тока М-45 для измерения напряжения в цепи

питания с переключателем 00 ((Предел измерения» шкалы прибора В зависимости от по-
ложения указателя на головке переключателя максимальные значения измеряемого на-
пряжения соответственно равны 75 150 и 300 в,

2 Миллиамперметр 61 постоянного тока М-45 для предварительного изме-
рения силы тока и наблюдения за его постоянством. Миллиамперметр снабжен набором
шунтов, к которым миллиамперметр подключается переключателем 62 «Предел измере-
Рис. 95. Токовая панель лаборатории АКС/Л-50.

id _ штепсель 1и!лючмг1га липни АВ; 50 — вольтметр постоянного топа; во — переключатель пределов
волгтж'гпр в/ — Mii.i.iniiMiii-ii'ieTP посгптшого тока; 62 — переключатель нгуитов миллиамперметра;
л; — ючи'к no'ioTrJii. адыиил сопроншлеиий; 07, 7 1 п 72 — рсоетпт длп точной и декадные магазины
плч со'-оп'й и rpvOolt П1тул1||нжк1г силы тока п цепи nimniiiii; 7,7 — катушки е сопротивлениями;
ji _ выключатель цени питании; 7,5 — uepeitJiioMiiTeab полярности; 76 — ручки Дли выдвигания панели
	"	на ячейки стенда; л — винты крепления панели.

иия» В зависимости от величины сопротивления шунта максимальная сила тока, изме-
ряемого миллиамперметром, соответственно равна 15, 75, 300 и 1500 ма-

г 3. М а га з и и э тало я пых с о п р о т и в л о и и й (шунтов) в 0.02; 0,01;
О 2- 0,5; 1: 2; 5 и 10 о.и для точного измерения силы тока. Магазин подключается в тогео-
вую цепь переключателем 63 «Контрольный шунт». По величине падении напряжения па
эталонном сопротивлении определяется сила тока в и,оии АН.

4 реостат 64 «Точная» (0—50 о.и) и декадные магазины сопротивлений 71
«Средняя» (9 X 50 оз») и 7t «Грубая» (9 х 500 о.и) для регулировки силы тока в цепи пи-
тания' сопротивлении декадных магазинов закреплены на катушках 73,^установленных
аа шасси панели
5	Двухполюсный выключатель 74 «Включено — выключено» в цепи тока.

6.	Переключатель 75 сПолярпость». За положительное, направление тока принимают
направление, при котором при выключенном Пульсаторе зпиемлеппо А присоединяется
к положительному полюсу источника тока (выпрямителя или батареи питания).

7.	Штепсель 46 г./?» для отключения токовой панели от злектродов А и 13,

На шасси пульсаторной панели установлен горизонтальный пульсатор (ем. рис. 84),
устройство которого было описано выше (см. также нолриеуночпую подпись к рис, 90,
обозначения (15—70 п 7<Я.

Блок выпрямителей (рис 90 и 96) состоит из трансформатора 79 г селенового
столба 80, работающего по двухполупериодпой схеме (см рис. 126), Первичная обмотка
трансформатора рассчитана на напряжение ПО о. Восемь вторичных обмоток подклю-

Рис. 96. Блок выпрямителя.

16 — ручки для выдвигания блока на ячейки стенда лабораторки; 79 — трансформатор выпрямителя;
SO — селеновые выпрямители (столбы); «/ — переключатель выпрямленного напряжении; «2 — дрос-
сель фильтра; 83 — конденсаторы фильтра; S« — панель й гнездами для присоединения батарей;

SS — переключатель питании линии АН от батарей пли от выпрямители.

чены к секциям селенового столба. Б зависимости от положения переключателя 81 от
выпрямителя можно получить постоянное напряжение 3, 8, 12, 18, 40, 70. 90, 120,
200 и 250 в. Рабочие контакты переключателя чередуются с холостыми, что исключает
возможность короткого замыкания секций выпрямителя

Основная гармоника выпрямленного тока (1()0 гц.) отфильтровывается фильтром,
состоящим из дросселя и батареи конденсаторов 8.3, устаповдоппых па выходе выпрями-
теля. На блоке выпрямителя закреплена панель 81, на которой находится гнезда для
переключения питания от выпрямителя (обычная схема включения) к баз арены и подклю-
чения различного числа батарей.

В блоке силового трансформатора (рис. 90 и 97) установлен трансформатор 86
с первичной секционированной обмоткой, рассчитанной на напряжение 11(1, 220, 350 и
550 в . Секции обмотки включаются вилкой 87. Вторичные обмотки трансформатора позво-
ляют получить на выходе напряжение 6, 24, 40 и 120 и

При переключении вилки 87 выключатель 92 «Промысловая сеть» па силовой па-
нели должен быть выключен-

Переключатель 88 служит для изменения числа витков в первичной обмотке транс-
форматора для наиболее точной регулировки номинального рабочего напряжения 120 в
сети лаборатории В цепи первичной обмотки трансформатора включены предохрани-
теля SO.

На лицевой стороне силовой панели (рис. 90 и 98) установлены:

1)	вольтметр 90 переменного токи ЭК-120 в цепи вторичной обмотки силового
трансформатора, указывающий величину напряжения в рабочей сети лаборатории;

2)	амперметр 91 постоянного тока ПМ-70 со шкалой 15—О—15а АмпсрмотрР/
находится в пени аккумуляторов, питающих катушки подмагничивания гальванометров
и лампочки освещении кузова;

3)	выключите.'!и — РУ. «Промысловая цепь» — в первичной обмотке силового транс-
форматора; 93 «Выпрямитель» — цепи АВ в лицин, подводящей напряжение к первиж
нои обмотке трансформатора блока выпрямителя, 94 «Зарядка» — в цепи выпрямителя,

Рис.. 97. Блок силового трансформатора.

86 — силовой трансформатор; 87 —вилка переключения напряже-
нии силовой сети; 88 — переключатель числа пятков первичкой об-
мотки трансформатора; 80 — плавкие предохранители.

заряжающего аккумуляторы; 95 и 96 «Обогрев I» и «Обогрев ТТа — в цепи электрический
печей 97 (панель XII), обогревающих приборы; 98 «Пульсатор» (или в некоторых пане-
лях «Переговорное устройство») — включающий пульсатор пли переговорное устрой-
ство; 99 «Вентилятор»—для включении и выключения вентилятора; 100 «Передний
свет» и 101 «Задний свет» — в цели ламп, освещающих переднюю и заднюю часть кузова
автомашины. Выключатели 92—98 блокированы электрическими сигнальными лам-
пами Л)г, Л„, Лщ, Л06, /7а0 и Лю, загорающимися при включенных положениях вы-
ключателей.

Соединение панели осуществляется при помощи ножовых колодок 102. Амперметр 91
спабжец щуцтом 103.

Папель переключений (см. рис. 90) служит для подключения жил кабеля и зазе-
млений к питающей цепи и фоторегистратору лаборатории при измерениях различных
параметров: регистрации pIt и t/сп с зондами прямого и взаимного питания, замерах
температуры, угла и азимута искрянлепия и диаметра скважины. На панели переклю-
чения установлено семь пар гнезд. Верхние гнезда /, II, III соединены с жиламп кабеля,
гнезда За—с общим заземлением приборов и гнезда N, N' и N" — с поверхностными элек-
тродами измерительной и токовой цепей. Нижние гнезда А, В, 7ИКС, Л/пс, 7VKC, 7Vnc
и 3 приключены к соответствующим по паимеповппиго клеммам, питающих и измеритель-
ных цепей лаборатории Для соединении гцезд между собой служит специальные пронод-
ники, на копиях которых закреплены однополюсные вилки.

На пероговорпо-енгпальпей панели X (см. рис. 90) закреплена усилительпо-вьтпря-
мительцля схема н громкоговоритель 104 переговорного устройства. Громкоговоритель
Одновременно явлиетси и микрофоном. Для перехода от приема разговора па передачу

Рис. 98. Силовая панель лаборатории станции АКС/Л-50.

70 — ручки для выдвигания панели; 77 — впиты крепления панели в ячейке стенда; 90 — вольтметр;
01 — амиорметр в цени акиумулигоров; 92 — выключатель сети; Оз — выключатель выпрямителя;
94 — то же, зарядного агрегата; 93 и до — то же, обогрева лпОорвторкп; 93 — то же., пульсатора;

99 — то же. веиго.тигор.!; ino и 101 — тоже, оеиепкпин; Лв2, Л^. Ли. Лоа. Лее " Ляд — коптролшгыо
лампы, блокирующие выключатели 92, оз, 94, оз, до и и; юг — ножевые соединительные колодки;

Юз — шунт амперметра.

служит кнопка 105 «Разговор». Сигнальная кнопка 106 «Сигнал» предназначается для
передачи условиях сигналов лебедчику. Ответный сигнал лебедчика воспринимается
сигнальной лампочкой 107, параллельно которой подключен электрический звонок.

Расшивочный щиток XI закреплен под переговорио-епгнальпой панелью
(см. рис 9(1). На панели щитка находятся клеммы подключения электрических цепей
лаборатории к силовой сети.

На наполи XII подогрева установлены электропечи 97, выключатели 95 и 96 кото-
рых находятся на силовой панели.
Сухие батареи для питания измерительной схемы (при батарейном пнтаиип) уста-
навливаю! си в диух пщинах с наружными дверцами, расположенными с левой и праной
•сторон кузова автомагнииы. Подвод тока от батарей производятся при помощи закреплен-
ных cocjiHiiiiTivibilux проводников, закапчивающихся размеченными вилками,

Лаборатория с автомашиной подъемника п блок-балл псом соединят я многожиль-
ными е оедппптольнымн проводниками. Проводники пр не лед ими кие и муфтами к выход-
ным колодкам, установленным на панели входной коробки станции. '11а этой панели
(рис. 99) смонтированы:

I’m-. 99, Входная нацель лаборатории AhC/J[ ЬО.

КУ —двеппацлтпкоптэктнлн прпепелпп ительнап муфта «Ич.тъслпнш ИКС»: № — то яте., шестик оцта кт-
ная «Дцгпчн глуПин». /i.s — го <и«, iiiiTTinjiiHT.’iirrmiii .СшПил»; 1Н — то же. дпухкнптпктпая «Сеть»;
ICS и /iff — гцез,-(,1 ihiiii'jhi проверки ii:iM<‘ptiT<‘.’ii-iiих цып-й. !>'? — гнезда для iHW'oe/HHieiiин коллектор-
ного нронода; К* — то же. ял(ч<1-родоо, установленных па поверхности; ICO — тоже, для подключения
пробника; К/я — гнезд» заземлении л.пТприторпп; КП—гнезда иереи не о oft ла.мпы: /С 12 — гнезда
цепи метки; К11 — гнездо приборного заземли»ни; J11 — лампочки, включаемая ключом SJ; Ml —
измерительный прибор в цени пробнпка.

1)	д в е и а д п а т и к о в т а к т п а а : муфта К1 «Подъемник ПКС» — для
двенадпатижп.тьиого кабеля, соединяющего лабораторию с подъемником;

2)	ш с с т и к о п т а к т ц ы о м у ф т ы К2 «Датчик глубин» и КЗ «Сигнал»
для кабелей, сосдивпющих ивтосиппую передачу станции с датчиком глубин и nejicronop-
ное устройство с переносным динамиком;

3)	д в у к к о н т а к т и а я м у ф т а К4 «Сеть» — для присоединения к лабора-
тории кабеля, поддющего папряжение от промысловой сети;

4)	г нов да К7 (/, Л и 1//)—для подключения трехжильного коллекторного
кабели п К8 (IV, N' и N") — для подключении соединительных проводов от заземлений N,
N' и IV"; К10 (3) и К13 (За) — для подключения проводов, заземляющих куши» станции
Л измерительные приборы; гнезда К9 подключения пробника — для проверки испрап-
ностп электрических целей (пробник питается от сухого элемента типа «Сатурн», уста-
навливаемого я обойму, закрепленную на панели); гнезда K1J («Переноска 12 я») — для
И0Д1«1К1чепия препода от переносной лямкы; гнезда К12 («Метки») — для присоединения
жил кабели от кнопки индикации меток на кабеле или от меткоуловитоля:

5)	и з м е р нт е л )> и ы й приборов цепи пробники; для подключения
испытуемых цепей служит колодка К5 с двенадцатью парами гнезд;

6)	л а м п о ч к а Л1 с выключателем S1 для освещения панели в ночное время.
ЛАБОРАТОРИЯ АКС/Л-51

В комплект измерительной аппаратуры п аппаратуры управления лабо
раторией АКС/Л-51 входят (рис. 100): фоторегпетратор I ФР-4 с папелыс
вспомогательного привода II п измерительной панелью III, токовая папсл'
IV, пульсаторная панель V, блок выпрямителей VI, силовой блок VII,
силовая панель VIII, зарядная панель IX, панель дополнительных прибо-
ров X, панель переключении XI, входная панель XII, контрольная паполь
XIII, переговорно-сигнальная панель XIV с приемником «Москвич» и
панель подогрева XV.

Все перечисленные приборы закреплены па стенде, установленном в пе-
редней части кузова автомашины. В левом заднем углу автомашины, так
Ясе как и у лаборатории АКС/Л-50, расположена фотолаборатория; справа,
вдоль боковой стенки кузопа, находится диван. Перед стендом установлен
стул для оператора.

Панели, установленные па стенде лаборатории АКС/Л-51, имеют то же
пазпачешш, что и панели стенда станции АКС/Л-50. Опи несколько отли-
чаются лишь числом, конструкцией и расположением отдельных приборов.
На рис. 101 приведена схема электрических соедипепнй измерительной част
лаборатории АКС/Л-51,

Фо торегпе тра тс р

Фоторегпетратор ФР-4, установленный па стенде лаборатории АКС/Л-51,
был подробно описан выше (см. § 28 и подрнсуночпую подпись к рис. 100,
обозначения 1—9).

Панель управления фото регистратором и вспомогательного приводя

На шасси панели управления фоторегпетратором и вспомогательного
привода (рис. 102) усга коплены: коллекторный электродвигатель 10 МУ-50,
соединенный сдатчиком 11 автоенпной передачи СС-501; силовой трансформа-
тор 12 питания ламп фоторсгпстратора; синхронный электродвигатель 13
СД-2 для отметки марок времени, управляющий контактором 14, разрываю-
щим через каждые 30 сек. цепь лампы вертикальной разграфки; реле 15
включения и выключения лампы горизонтальной разграфки, питаемое от
селенового выпрямителя 16‘, реле 17 осветителя марок времени; трансформа-
тор 18 питания ламп горизонтальней разграфки и отметки меток н блох? 19
добавочных сопротивлений. На лицевой стороне этой панели выведены:
ручка 20 «Общий спет» реостата в первичной цепи силового трансформатора
12, которым регулируется накал освещения ламп фоторегистратора; выклю-
чатель 21 «Свет» одновременного включения освещения фоторсгпстратора
синхронного электродвигателя 13 и цепи подмагничивания гальванометров;
ручка 22 реостата «Скорость мотора», регулирующего скорость электродви-
гателя МУ-50 (скорость вспомогательного датчика автосипноп передачи);
выключатель 23 «Протяжка» п цепи электродвигателя и датчика вспомо-
гательного привода; переключатель 24 приемника автосиппой передачи фото-
рсгпстратора от датчика глубин к датчику вспомогательного привода и
кнопка 25 «Мотка» для нанесения меток.

Измерительная панель

На лицевой стороне измерительной панели (рис. 100 и 103) расположены
следующие приборы.

1)	Переключатели 26, 27 и 28 «Продел измерения» пределов
измерения I, II и III каналов фоторегистратора. В отличие от лаборатории
Рис. 102. Папель вспомогательного привода к фоторегистратору ФР-4.

80 — коллекторный электродвигатель; И — датчик «imieiiiHiOft передачи; 12 — снлоной трансформатор;
jfj — сппх ронн ый :'Л('К’Г})ОЛ11Ш’атель; // — копта «тор; /5 — реле горизонтальной разграфки. К> —село-
®опый Н1.ш рпм и гпдь; 17 — реле оспетнтолн марон иремерн; IX — трансформа гор; 10 — блок цепочных
-сопротнв лщнй; 20 — ручка ргоетити регулировании освещении; 21 — ныключателг освещения;
Я2— ручка pe-’CTiiTii. регулирующего скорость вращения коллекторного олеитронвпгагели• *<? — иьг
«лючатояъ векторного злектродиигателя; 2t — переключатель приемника аьтоеннпой н^ргпачи
к датчику глубин к датчику яротнжкщ 25 — кнопка мини; 76 — ручки цли вышин ян ни панели из
ячейки стенда лаборатории; 77 — впиты нреилеппя напели в ячейке стенда лаборатории.

АКС/Л-50, в лаборатории АКС/Л-51 при переключении пределов измерения
чувстнитольстоить гальванометров уменьшается с увеличением индекса пози-
ций переключателя.

Масштабы записи разностей потенциалов и величины сопротивления,
дополнительно введенного переключателем пределов, и расчетного сопроти-
вления цепи при восьми позициях переключателей пределов соответственно
«будут следующими (табл. 10).

Таблица 10

Порндковый  «помер ПОЗИЦИИ переключателя пределов	1	2	3	4	5	6	7	8
Масштаб реги- страции, мв/см	0,5	1,25	2,5	5	12,5	25	50		
Сопротивление, дополпптсльпо введенное пере- ключателем пре- делов измерений, ОЛ1				1200	3200	7200	19 200	39 200	79 200	
Расчетное значе- ние сопротивле- ния внешней цепи гальванометра, ол«	800	2000	4000	8000	20 000	40 000	80 000	

2)	Реостаты 29 «Сопр. I капала», 30 «Сопр. II канала», 31 «Сопр.
III канала» 0—500 ом для регулировки сопротивления внешней цепи кана-
лов.
//

Рис 103. Измерительная панель лаборатории АКС/Л-51.

а — передняя сторона панели; б — вид сверху.

26, 27 и 28 — переключатели пределов I, И п 111 капало»; 29, НО li at — реостаты регулировки сопро-
тивления внешней цепи I, II и III каналов; за, J.1 и 34 — переключатели емкостей, inynnipnoi;;;®
вход I, 11 п и; каналов; 35 — переключигедь измерения разности потапшалов п силы тона галинаио-
ыетрами I канала; зн — выключатель основного гальванометра 1 напала; 37 — голопиа реостата негра-
ДУпрованнпго компенсатор;; пплярпаицпп /<; 38 — выключатель элемента компенсатора полирниашш R;
за, 4н и 41 — декадные магазины rpanynpoiiainioro компенсатора полпрпзаппп; 42 — миллиамперметр
в цепи iiHTiHinii градуированного компенсатора поляризации; 43 — реостат регулнррвапнн силы тока;

44 — выключатель элемента градуированного комнопсвторя нолярнзацпв п памепеппп полярности-
компенсирующих а. д, с.; 43 — реостат иеградучрованиого компенсатора поли риза пп и 1<П, 40 — вы-
ключатель элемента компенсатора /ГП; 4? — панель с гнездами для иодключепип напилив измеритель-
ной панели к iальванометрам фоторе.1 пстратора; 48, 4и н 50 — емкооти, шуптнруклипс вход 1, 11 и
111 навалив; 51 — дркх-вль с выключателем 52; 5з, 54 и .55 — ячейки дли элемеитоо; 5в, 57 к 54 — кон-
тактные кошевые колодки; 59 — 1 иезда для подключения эталонных сопротивлений; 70 —ручки для-
выдвигания панели из ячейки стенда; 77 — впиты для крепления панели в нчеСно стенда.

3)	П е р е к л ю ч а т е л и 32, 33 и 34 «Шунт» для включения на вход
каналов шунтирующих емкостей. В зависимости от положения переключа-
теля величины шунтирующих емкостей соответственно равны 50, 100, 200,
300 и 500 мкф. Емкостный шунт обеспечивает сглаживание пульсаций тока*
в цепи гальванометра и тем самым уменьшает колебания их бликов.

4)	Переключатель г?5 «7, AUi>, при помощи которого I капа®
переключается от измерения разности потенциалов на измерение силы тока
на эталонных сопротивлениях /?э (контрольном шунте) питающей цепи.

5)	Выключатель 36 для отключения основного гальванометра
I канала при выходе его блика за пределы шкалы.
6)	Головка 37 «Регулировка» реостата иеградуйроваппого компен-
сатора поляризации <(/?» с выключателем 38 элемента компенсатора поляриза-
ции.

7)	Градуированный компенсатор поляризации
в цепи второго капала, аналогичный компенсатору поляризации лаборатории
AKC/J1-50. Градуированный компенсатор состоит из трех декадных мага-
зинов 39, 40 и 41 «Градуированный компенсатор поляризации ГКП» с сопро-
тивлениями 9 X 0,1, 9 X 1 и 9 X 10 (ш. Компенсатор питается от сухого
элемента током 5 ма. При этом токе компенсатор поляризации дает возмож-
ность включить в цепь электродов М и N разности потенциалов от 0 до-
499,5 л,в со ступенями в 0,5 мв. Сила компенсирующего тока измеряется
миллиамперметром 42 п регулируется реостатом 43 «Ток ГКП». Включение
элемента и измерение знака компенсирующей разности потенциалов осуще-
ствляются переключателем 44 «ГКП».

8)	Неградуировапный компенсатор поляри-
зации КП III капала с регулирующим реостатом 45 «Регулировка» и
выключателем 46 «КП» элемента компенсатора.

9)	II а н е л ь 47 с гнездами для подключения цепи каждого пз трех
каналов к гальванометрам фоторегистратора других каналов, изменения
полярности подключаемой цепи и при необходимости введения компенсато-
ров поляризации «/?», <<ГКПч> и «71'77» в любой из каналов.

' На шасси измерительной панели установлены: емкости 48, 49 и 50'
в 50—500 мкф, шунтирующие вход I, II и 111 каналов; дроссель 51 в цепи
второго капала с выключателем 521; ячейки 53, 54 и 55 для компенсационных
элементов; восьми контактные ножевые колодки 56, 57 и 58 для присоедине-
ния измерительной панели к внешним цепям и гнездо 59 для подключения I
капала к эталонным сопротивлениям (контрольному шунту) токовой панели.

Токовая панель

На токовой панели сосредоточены приборы управления силой тока пита-
ния. На лицевой стороне панели (рис. 100 и 104) установлены следующие-
приборы.

1)	М и л л иампермстр 60 М-45 с переключателем 61 «Продел
измерений». При четырех положениях переключателя 61 величины наиболь-
ших сил токов, измеряемых миллиамперметром, соответственно равны 15,
75, 300 и 1500 ма:,

2)	Переключатель 62 «Контрольный шунт». При помощи этого-
переключателя изменяется величина эталонных сопротивлений (контроль-
ного шунта), при помощи кот'орых измеряется сила тока; при девяти
положениях переключателя величины эталонных сопротивлений соот-
ветственно равны: 0; 0,02; 0,1, 0,2; 0,5; 1; 2; 5 и 10 ом. Эталонные
сопротивления установлены на специальной панели 63, закрепленной на
шасси.

3)	Переключат ель 64 «Полярность» для изменения направления
тока в цепи АВ (при выключенном пульсаторе).

4)	Реостат 65 «Точная» в 50 ом и м а г а з и и ы с о п р о т и в л е-
н и и 71 «Средняя» (9 X 50 о.и) и 72 «Грубая» (9 X 500 ом) для регулировки.
силы тока питания; сопротивления декадных магазинов закреплены на ка-
тушках 73, установленных на шасси прибора.

1 В лабораториях АКС/Л-51 выпуска 1954 г. установлено два дросселя: первый
дроссель с индуктивностью около 100 ?н и второй с индуктивностью около 500 гм. Вто-
рой дроссель включается при регистрации кривых и 6"СТ1 в скважинах, разрез которых::
сложен породами высокого сопротивления.
Рис. 104. Токовая панель лаборатории стапции АКС/Л-51»
а — передняя сторона панели; б — впд сверху.

So —‘мпллпамперметр типа М-45: 01 — переключатель пределов миллиамперметра; Иг _переключав

тель эталонных сопротивлений; вз — панель с установленными эталонными сопротивлениями:
S3 — перекиси; ель Н'1ЛН|;цости 5.5 — реостат «точная» и 7/ и 72 — декадные магазин;.; «средняя»
и «груП.тя» регулировки силы тоня; 73 — панель с установленными сопротивлениями магазинов; 74 _

выключатель; 75 — гцелда для включения липни АВ; 76 — ручки дли выдвигания панели; 77 —вивты
крепления панели на стенде; 35 — переключатель источника питания.

5)	Выключатель 74 «Цепь тока» для выключения тока питания
и переключатель 85 «Источник тока» для переключения цепи питания от
выпрямителя к батареям.

6)	Г н е з д а 75 ввода тока А и В для подключения токовой цепи в схему
лаборатории.

Пульсаторная панель

На шасси пульсаторной папели закреплен горизонтальный пульсатор
(см. рис. 83) с редуктором скоростей и батареей разделительных кондепса-»
торов. На лицевой стороне панели расположены: выключатель 65 «Мотор»
цопи питания электродвигателя пульсатора; ключи 66 а 67 «Токовая цепь»
для выключения колец токового коллектора пульсатора; ключи 68 и 69
«Измерительная цепь» для выключения колец измерительного коллектора;
выключатель 70 «Конденсатор» для включения в цепь MN разделительного
конденсатора и ручка 78 редуктора скоростей.

, Блок выпрямителя

В блоке VI выпрямителя (см. рис. 100) установлен двухполупериод-
ный селеновый выпрямитель, однотипный выпрямителю лаборатории
АКС/Л-50 (см. рис. 96). Переключатель 81, в отличие от переключателя
выпрямителя лаборатории АКС/Л-50, служит для изменения числа шайб,
подключаемых на выход выпрямителя и числа секций батарей (при батарей-
ном питании). В зависимости от положения переключателя (следуя по ча-
совой стрелке) величины выпрямленного напряжения соответственно равны:
3; 8; 12; 18; 40; 70; 90; 120; 200; 250 в и напряжения от батарей, подключае-
мых переключателем 85 (токовая панель), — 15; 30; 45; 60; 75; 90; 105; 120;
135; 150 и 180 в.

Силовой блок

В силовом блоке (см. рис. 97 и 100) установлен силовой трансформатор
86, однотипный силовому трансформатору лаборатории АКС/Л-50. Первич-
ная обмотка трансформатора имеет выводы, рассчитанные на подключение
лаборатории к сети переменного тока с напряжением 110, 220, 380 и 550 в.
Переключение первичных обмоток производится переключателем 87. Плав-
ная регулировка напряжения осуществляется переключателем 88, изменяю-
щим число включенных витков первичной обмотки трансформатора. На щитке
блока установлены предохранители 89. Вторичные обмотки трансформатора
рассчитаны на напряжение 6, 18, 24, 110 и 220 в.

Силовая панель

На силовой панели (рис. 100 и 105) установлены: вольтметр 90 перемен-
ного тока, подключенный к 110-е вторичной обмотке силового трансформа-
тора; выключатель 91 «Сеть» силовой сети лаборатории; выключатель 92
«Выпрямитель цопи АК» выпрямителя и гнезда 93 «110» и «220» для подклю-
чения вспомогательных приборов, работающих от напряжения 110 и 220 в.
В цепь силового блока включен электромагнитный стабилизатор напряже-
ния 94 (см. рис. 100), поддерживающий напряжение сети станции в пределах
-t-i /о-

Зарядная папель

На панели зарядного выпрямителя (рис. 100 и 106) установлены: ам-
перметр 95, выключатель 96 «Зарядка» выпрямителя и гнезда 97 для
подключения вспомогательных приборов на 12 в постоянного напряжения.
Зарядный выпрямитель представляет собой селеновый выпрямитель 98,
рассчитанный на выпрямленное напряжение 12 в. Выпрямитель питается
от силового трансформатора и служит для зарядки аккумуляторной бата-
реи подмагничивания магнитной системы гальванометров фоторегистратора.
Аккумуляторные батареи ЗСТ-70-ВД, на 6 в каждая, соединены последова-
тельно и устанавливаются под кабиной водителя.

Панель дополнительных приборов

В ячейке X (см. рис. 100) устанавливаются панели, применяемые при
радиоактивных и других специальных методах измерения (пластовый накло-
номер, метод сопротивления экранированного заземления и др.).

13 Заказ 714.
Рис, 105. Силовая нацель лаборатории АКС'Л-51.

а — вид с передней стороны; б — то н:е, с подпей,

9'1 — вольтметр ilepcMciuiol’O T(m,;i ; III - !1 ! i...11<>чате_!ь «Сеть» сплоной сети
лдбораторип; S2 — пыключотель нын|ш\цпejoi пени ЛИ; 9S — штепсель-
ные гнезда для iKi/ib.iioiieiinn iipooo|u»i 1111 i> 220 в па пряжений.

Рис. 106. Панель зарядного выпрямителя лаборатории АКС/Л-51.

77 — винты яакреплеппя панели па стенде; 9S — амперметр; 0S — выключатель;

97 —гнезда дли включения приборов 12 а напряжения; os —селеновый выпря-
митель.

Панель переключений

На панели XI (см. рис. 100) переключений установлен щиток 99 с двумя
рядами гпезд. В нижнем ряду расположены гнезда, соединенные с выводами
трех измерительных каналов, и гнезда от заземлений. В верхнем ряду —
гнезда от коллекторного провода и основных цепей АВ и MN лаборатории.
На этой же панели находятся: кнопка 100 «Автомашина» сигнала автома-
шины; кнопка 101 «Подъемник» сигнала, подаваемого персонал}- подъем-
ника, и лампочка 102 для приема сигнала.

Входная панель

На входной панели XII (см. рис. 100) расположены двеыадцатикон-
тактные муфты 103 «Подъемник» и 101 «Датчик глубин» для подключения ла-
боратории к подъемнику и к приборам блок-баланса; двухконтактная муфта
105 «Сеть» для подключения к лаборатории силового кабеля; гнезда 106
«Земля» заземления стенда.

Контрольная панель

На контрольной панели (рис, 100, 107)находятся: вольтметр 107 «Ско-
росит кабеля», подключенный через соленовый выпрямитель к тахогенера-
тору 108 2АСМ-50, соединенному с приемником 109 автосинпой передачи
(шкала вольтметра 107 проградуирована в м/час скорости подъема кабеля);
миллиамперметр 110 «Натяжение кабеля», подключенный в цепь электри-
ческого динамометра; переключатель 111 «Натяжение», обеспечивающий
возможность измерения натяжения от датчика подъемника; выключатель
112 «Подъемник» для отключения контрольных приборов подъемника; ручка
113 реостата «Установка тока» для эталонирования динамометра; выклю-
чатель 114 «Метка» магнитного меткоуловителя; выключатель 115 «Сеть»
сети; указатель глубин 116 с ручкой 117 для сброса показаний счетчика на
нуль; лампа 118 работы магнитного меткоуловителя. На шасси панели
установлен чотырохкаскадный усилитель 119 магнитного меткоуловителя.

ПерегоЕорпо-сигвальпая панель

Сигнально-переговорное устройство лаборатории (см. рис. 100) состоит
из радиоприемника XlVa «Москвич» и усилителя XIV6. Микрофоном и те-
лефоном служит репродуктор радиоприемника. Переключение с приема на
передачу осуществляется ножным переключателем 120. На добавочной панели
121 приемника установлен ключ 122 для перевода радиоприемника па прием
радиовещательных станций, ключ 123 для перевода приемника па работу
от постоянного тока и гнезда 124 для его подключения.

Панель подогрева

На шасси панели XV (см. рис. 100) подогрева закреплены электропечи,,
включаемые выключателями 125 и 126.

На стенде лаборатории установлены часы 127 и вентилятор 128.

§ 33. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ
С ЭЛЕКТРОННЫМИ ПОТЕНЦИОМЕТРАМИ

Первые автоматические измерительные лаборатории с электронными
потенциометрами АЭКС (автоматическая электронная каротажная стапция)
были выпущены по типу полуавтоматических лабораторий ПАКС, но потен-
циометры ЭП-1 (ЭП1-м) с регистраторами были заменены электронными
автоматическими потенциометрами ПАСК. В ближайшее время отече-
ственные заводы приступают к выпуску новой автоматической стаиции
АЭКС-900.
Рис. 107. Контрольная нацель лаборатории АКС/Л-51.

7в — ручки для вдвигании п иыдвигаиия напели в ячейке, стсида; 77—винты крепления панели
к стенд); >«1 — указатель (вольтметр) скорости подъема кабеля; 1М — тахогенератор; 100 — присм-
пнк автчеипной передач,!; 110 — указатель патяжеиип набели; 111— переключатель датчиков на-
тяжения; 112— выключатель контрольных приборов подъемника; из — ручка реостата эталонирова-
ния' динамометра; 114 — выключатель магнитного мвткоуловотеля; 115 — то же, сети; 116 — ука-
затель глубин; 117 — ручка сброса показаний счетчика глубин; 118 — контрольная пампа мстио-
уповителп; по — четырехкасиадиый усилитель миги пп, ого меткоуловитспя.

ЛАБОРАТОРИЯ СТАНЦИИ АЭКС

В лаборатории станции АЭКС в закрытом кузове автомашины ГАЗ-51
установлены: сдвоопиый.самопишущийэлоктроппый потенциометр I (рис. 108)
с измерительной панелью II и блоком III электронного нуль-иидикатора;
центральная панель IV управления; тахоблок У; пульсатор VI с редуктором
Vil1. Приборы установлены на рабочем столе VIII у передней стенки ку-,
зова автомашины.

1 В первых автоматических лабораториях с электронными потенциометрами был
установлен пульсатор со специальной схемой разделения,зпакопоремеппых и постоянных
разностей потенциалов. Эта схема оказалась неудачной и в последующих лабораториях
не применялась.
ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ

Рис. 108 Пульт управления станции АЭКС с электронным потенциометром ПАСК-5.

Г — электронный потенциометр ПАСК-5; II — измерительная панель; III — электронный блок; IV — панель управления-, V — тахо-
блок; VI — пульсаторе фрикционным редуктором VII; VIII — рабочий стол; IX — фильтр выпрямителя.
Элек трон и ый д в у х к а п а л ь н ы й потенциометр /
ПАСК-5 с измерительной панелью II и блоком.
111 электронного пул ь-и и д и к а т о р а были подробно опи-
саны в §25. Центральная па и-ель управления однотип-
ная с центральной панелью управления станции ПКС, рассмотрена на
стр. 176—178. Поэтому на описании этих узлов станции АЭКС останавли-
ваться не будем.

На панели V тахоблока (рис. 108) установлены счетчик
глубин и указатель скорости движения кабеля. Указатель скорости работает
от тахогенератора и имеет два предела измерения: 0—1000 и 0—5000 м/час.
Пределы переключаются релейным механизмом, одновременно включающим
сигнальные лампы.

Пульсатор VI снабжен редуктором VII, позволяющим из-
менить частоту тока, преобразованного пульсатором в пределах 5—25 гц.

Силовой блок станции АЭКС собран по схеме, однотипной схеме
силового блока станции ПКС. В силовом блоке установлены трансформатор,
питаемый переменным током напряжения 110 в, и двухполупериодный де-
сятисекциоиный селеновый выпрямитель.

В качестве переговорного устройства в лаборатории АЭКС применен ра-
диоприемник «Москвич» со схемой, позволяющей использовать приемник
для двухсторонней громкоговорящей связи.

Соединение лаборатории АЭКС с подъемником производится при помощи
многожильных шланговых проводов, снабженных многокоптактными соедини-
тельными муфтами. Ввод производится при помощи входной панели, установ-
ленной в специальной коробке на правой боковой стенке кузова автомашины.

В лаборатории установлены стул и два дивана с мягкими сиденьями.
В диванах уложены скважинные приборы и соединительные провода для со-
единения лаборатории с подъемником и заземлением.

ЛАБОРАТОРИЯ СТАНЦИИ АЭКС-900

Измерительная часть станции АЭКС-900, спроектированной для прове-
дения геофизических исследований скважин на одной автомашине ГАЗ-63-Е,
сосредоточена на стенде станции (рис. 109), установленном у правой боковой
стенки автомашины (см. рис. 164).

На стенде находятся: двухканальный (двуглубинно-масштабный) по-
тенциометр I ПАСК-8, пульсаторная и токовая панель II, силовой блок III,
силовой щиток IV, блок выпрямителя F, контрольная панель VI, приборный
щиток VII и панель VIII радиометрии скважин.

Так как электронный потенциометр ПАСК-8, блоки трансформатора и
выпрямителя были описаны ранее (см. § 26, 31 и 32), в дальнейшем остано-
вимся лишь на пульсаторной, токовой и контрольной панелях, силовом и
приборном щитках, имеющих несколько отличные конструкции от анало-
гичных узлов ранее рассмотренных станций.

На объединенной пульсаторной и токовой панели сосредоточено упра-
вление пульсатором и током в цепи питания. На этой панели расположены:
амперметр 1 в цепи электродвигателя пульсатора; переключатель 2 измере-
ния тока I и разности потенциалов ЛЦ\ переключатели 3 и 4 для измерения
AU и 7 в цепях постоянного и пульсирующего тока; включатели 5 электро-
двигателя пульсатора и 6 питающей линии; головка 7 фрикциона, регулиру-
ющего число оборотов пульсатора, с частотомером 8, указывающим частоту
тока, преобразованного пульсатором; гнезда 9, 10 и 11 для подключения про-
водив к заземлениям А, В, М, N, приборному заземлению Зп и заземлению
станции; переключатель 12 эталонных сопротивлений для измерения
силы тока; амперметр 13 для наблюдения за постоянством тока в цепи пи-
тания с переключателем шунтов 14\ ручки 15, 16 и 17 декадных магазинов
и реостата для изменения силы тока; переключатель 18 устройства для уста-'
новки меток.

На контрольной панели VI расположены: счетчик 19 с головкой 20
сброса на нуль показаний счетчика; указатель 21 натяжения и скорости

Рис. 109. Стенд лаборатории станнин АЭКС-900.

I — электронный потенциометр ЛАСК-8; II — пульсаторная и токовая панель; III — силовой Слои;
IV —силовой щиток; V — блок выпрямителя; V7 — контрольная панель; VII— приборный щиток;
VIII — панель радиометрии.

1 — амперметр в цепи питания пульсатора; г — переключатель намерения разности потенциалов и силы
тока; 3 и I — переключатели измерения разности потенциалов и силы постоянного п пул!спрующего
тока; 5 — включатель электродвигателя пульсатора; в — включатель тока питания; 7 — головка ре-
гулятора числа оборотов пульсатора; 8 — частотомер; ». 10 и и — гнезда измерительной и питающей
цепей и заземлений; /2 — переключатель эталонных сопротивлений; 13 — амперметр с набором шун-
тов 14 дли ивме.реиия силы тока в цепи питания; 15, 16 п 17 — ручки декадных магазинов и скользя-
щего реосго-а для изменения силы тока питания; is — переключатель цепи тока; 10 — счетчик глубин;
М — голопка сброса показаний счетчика; HI — указатель натяжения и скорости движения кабеля;
22 — корректор; 23. 24 и 25 — ручки управления магнитной и ручной метками и включатели сети;
2в — выключатель; 27— сигнальная лампа; 28 и 20 — ручки включателей сети я подогрева; 30 и
31 — штепсельные гнезда для подключения приборов на 110 и 12 е; 32 — вольтметр и 33 — частотомер,
питающей цепи переменного тона; 34 — часы.

движения кабеля; корректор 22\ ручки 23. 24 и 25 управления магнитной и
ручной метками и включателя сети: выключатель 26 и сигнальная лампа
27. На силовом щитке IV находятся: ручки 28 а 29 для включения тока
и зарядного выпрямителя и гнезда 30 и 31 подключения приборов. На при-
борном щитке VII находятся: вольтметр 32, частотометр 33 питающего тока
и часы 34.
§ 34. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ ОКС

Лаборатория одножильной станции ОКС, разработанной Всесоюзным
научно-исследовательским институтом геофизических методов разведки
(В. М. Запорожец и др.) и Ленинградским электротехническим институтом
связи (Г. В. Войшвило, 3. В. Фсйгольс и др.), предназначена для измерений
в скважинах физических параметров по схемам с одножильным кабелем.

Иривципиальпая схема станции ОКС

В силу несколько большей сложности схемы станции ОКС по сравне-

нию со схемами других измерительных

Рис. 110, Принципиальная схема лаборатории
станции ОКС.

Г — генератор; Вп — выпрямитель; П — измеритель-
ный прибор; ЯП — компенсатор поляризации: Ф —
фильтр; ДЖЯ — центральная жила кабеля; А, М п
N—электроды зонда; В — заземление — бродя ка-
беля; Tj — Т, — трансформаторы; и ЭД2 — алск-
тродвигатели; Л, — Л3 — радиолампы; Д; и Да— Дрос-
сели; Cj — Ct — конденсаторы разделительные п
фильтра; Р — реле; г н Л — сопротивления; J7; —
nt,— переключатели; Ам — амперметр; Вк — выклю-
чатель.

установок остановимся несколько
более подробно, чем это- было
сделано в § 1, па принципиаль-
ной схеме станции.

В станции ОКС исполь-
зуется переменный ток частоты
300 гц от лампового стабили-
зированного генератора Г
(рис. ПО). Питание генератора
осуществляется от сети пере-
менного тока через выпрями-
тель Вп. Ток от генератора,
пройдя разделительный конден-
сатор Ci по центральной жиле
ЦЖК одножильного брониро-
ванного кабеля, поступает в си-
ловой трансформатор Ту. сква-
жинного снаряда и далее через
второй разделительный конден-
сатор Сз и секцию А переклю-
чателя Th в одно из питающих
заземлений А . Разность потен-
циалов, позпикагощая между
электродами М и N, пройдя
клеммы секции М и N пере-
ключателя. MN, автотрансфор-
матор Тг а трансформатор Тз
с переключателем Да чувстви-
тельности, подается на сетку
усилительной лампы ЛТ. Уси-
ленное напряжение выпрям-
ляется лампой Л% а подается

по жиле кабеля на поверхность, где, пройдя фильтр, компенсатор поляриза-
ции BIT и магазин В изменения чувствительности регистрирующего прибора,
поступает на клеммы последнего. Анодное напряжение на лампы Л\ и Лъ
берется от выпрямителя (лампа Л3) с фильтром из дросселя Д-i и конденса-
тора Сз. Выпрямитель питается от вторичной обмотки силового трансформа-
тора Ту.. Управление переключателем Пу зондов и переключателем Пч. чув-
ствительностей производится при помощи электродвигателей ЭДх и ЭДъ,
питаемых переменным током промышленной частоты. Включение электро-
двигателей осуществляется при помощи реле постоянного тока (схема под-
водки постоянного тока к реле на рис. 110 не показана). Для эталонирования
схемы измерения и исключения влияния индукции кабеля и «нулевого»
тока в цепи электронных ламп используются стандартный и пуль-сигналы.
При стандартном сигнале изменением силы тока устанавливается определен-
ная разность потенциалов на эталонном сопротивлении, находящемся внутри
скважинного снаряда. При нуль-сигнале компенсируют сторонние разности
потенциалов при накоротко замкнутых клеммах переключателя MN. Стан-
дартный и нуль-сигналы позволяют измерять разности потенциалов AU
с достаточной .степенью точности.

ОПИСАНИЕ СТАНЦИИ ОКС-52

Измерительные приборы и панели управления станции ОКС-52 закре-
плены па стенде (рис. 111), установленном близ породней стенки кузова.
Вдоль правой стенки кузова расположен диван, внутри которого смонти-
ровано устройство для смотки соединительных проводов. В левом-
заднем углу кузова находится фотолаборатория.

Рис. 111. Стенд лаборатории станции типа ОКС.

I — блок выпрямители; II — генератор переменного тона; III — цеотральпая панель уогетиетпш;.
IV — измерительная панель: V — фоторсгиетротор; VI — панель всиомогательиого привода; VII — па-
нель коллекторного ввода; VIII — силовой блок; IX —силовая панель; X —контрольная панель;
XI— сигпалыю-переговорная панель; XII— радиоприемник; XIV— зарядный выпрямитель;

XV — входная панель; XVI — выдвижной столик.

fl а стенде лаборатории установлены; блок выпрямителя I, генератор-
переменного тока II, центральная панель управления III, измерительная
панель IV к фоторегистратору или измерительная панель к электронному
потенциометру фоторогистратор V или электронный потенциометр, панель-
вспомогательного привода VI, панель коллекторного ввода VII, силовой
блок VIII, силовая панель IX, контрольная панель X, переговорно-сигналь-
ная панель XI, радиоприемник XII, зарядный выпрямитель XIV, входная
панель XV, выдвижной столик XVI. На рис. 112 приведена схема электри-
ческих соединений лаборатории станции ОКС.

Панели и приборы, закрепленные па стенде, имеют следующие назна-
чения и устройства.

Блок выпрямителя I

Ламповый двухполупериодпый выпрямитель (рис. 111 и ИЗ) В-250/100
(500, 270 в; 250/100 втп) служит для питания лампового генератора Г-100
(см. рис. 111, 112 и 114) и вспомогательных цепей станции постоянным
током. Выпрямитель имеет следующие основные детали: силовой трансфор-
матор 1 с чотырехламповым кенотронным выпрямителем, сглаживающий
фильтр, электронный стабилизатор напряжения и механизм блокировки
от короткого замыкания. Витание силового трансформатора осуществляется
переменным током напряжения 127 е при частоте 50 гц. Двухполупериодпый
выпрямитель (см. рис. 112 и ИЗ) собран па четырех лампах 2 типа 5ЦЗС
(см. рис. 113). На выходе выпрямителя установлен П-образный фильтр
из дросселя 3 и двух блоков бумажных конденсаторов 4, по 32 мкф
каждый.

Электронный стабилизатор напряжения представляет собой обычный
•стабилизатор последовательного типа с управлением со стороны гзыхода
и состоит из шести параллельно включенных ламп 5 типа 6ПЗС, лампы
6 типа 6Ж4 и газового стабилизатора 7 типа СГ4С. Лампы 6ПЗС включены
последовательно в цепь выхода выпрямителя и выполняют роль перем сивого
сопротивления, величина которого изменяется управляющей лампой 67К4,
представляющей собой усилитель постоянного тока, воздействующий на
управляющие сотки ламп (ШЗС. Величина Напряжения па аноде лампы
'6Ж4, а следовательно, и па управляющих сетках ламп 6ПЗС зависит от се-
точного смещения управляющей лампы 6Ж4. Последнее определяется раз-
ностью между частью выходного напряжения и опорным напряжением ста-
билизатора СГ4С. Изменение выходного напряжения приводит к изменению
напряжения па управляющей сетке лампы 6Ж4, что в свою очередь изменяет
напряжение па аноде лампы 6Ж4 и управляющих сетках ламп 6ПЗС, и связи
с чем изменяется величина сопротивления, включенного в цепь выхода.
Режимы работы радиоламп подобраны так, что изменение напряжения па
выходе компенсируется падением напряжения на лампах 6ПЗС. Стабилиза-
тор дает возможность поддерживать постоянство выходного напряжения
270 в в продолах 1%.

Выходное стабилизированное напряжение при помощи потенциометра 8
«Регулировка выходного напряжения» регулируется в пределах 260—275 в.
Пред охранители 9, установленные па выходе выпрямителя в цепи выпрям-
ленного стабилизированного напряжения, и роле 10, переключающее при
коротком замыкании во внешней цепи цепь стабилизированного напряжения
на гасящее сопротивление, защищают выпрямитель от перегрузок. На па-
нели выпрямителя (см. рис. 111 и ИЗ) установлены микроамперметр 11
М-49 со шкалой 0—500 мка для измерения анодного тока ламп и переклю-
чатель 12, подключающий амперметр в анодную цепь любой из ламп стаби-
лизатора.

Генератор II

Ламповый генератор Г-100 (рис. 111, 112 и 114) мощностью 100 вт,
стабилизированной частоты 300 ец служит для питания скважинного при-
бора и зондов. Основными узлами генератора являются: задающий каскад,
четырехкаскадный усилитель и автоматический регулятор усиления.
Задающий самоиоа-
бугкдающинся каскад ге-
нератора (рис. 114)собран
на лампе 13 типа 6Ж8.
Выходное переменное си-
нусоидальное напряжение
снимается с емкости п ре-
гулирующего потенцио-
метра и подается па упра-
вляющие сотки смеситель-
ной лампы 14 типа 6Л7
опорного каскада усиле-
ния. Эта лампа работает
в режиме автоматического
регулирования усиления

Автоматическое регу-
лирование усиления дости-
гается следующим обра-
.зом. На вторую управляю-
щую сотку лампы мерного
каскада усиления через
•сопротивления подается
•стабилизированное напря-
жение 270 в от выпрями-
теля и в противофазе со
знаком минус напряже-
ние от специал1>и«го вы-
прямителя, собранного па
лампе 15 типа 6X5. Транс-
форматор 16 итого выпря-
мителя подключен к по-
тенциометру 17 «Длина ка-
беля», установленному на
выходе лампового генера-
тора. При изменении силы
выходного тока вследствие,
изменения сопротивления
внешней цени или папря-
жения па выходе выпря-
мителя В-250/100 изме-
няется напряжение па
клеммах трансформатора
выпрямителя автоматиче-
ского регулятора напря-
жения, а следовательно,
и величина отрицатоль-
иого смещения па сетке
лампы первого каскада,
в связи с чем увеличи-
вается коэффициент уси-
ления каскада и ток на

Рию 113. Выпрямитель.

а — ппд ппцели; б — пил снизу; в — rnciixy. 1 ciiJWlU'h
тркисформит0)1; 2 —	ламам MJ3C; s — дрос-

сель; i — блоки К1>и)11'исат(>)юи; о —лишил 61130; fl — лцмпа
()Ж«; - — гаэопып стабилизатор; я — шлсшшометр регулп-
роокп походного нипрпкп'нпн; 0 — ujupioxраигггслп; Hi — pwie;
и — микроамперметр M-fl'.i; is — нерсюточиталь измерения
ciuiij аиидиого токи п лампах 3.

выходе генератора.

Второй каскад, усиления собран па лампе 18 6П6С с фильтрацией вы-
соких гармоник усиливаемого напряжения.

Третий каскад усиления связан со вторым каскадом трансформатором
19. Этот каскад работает по двухтактной схеме па двух лампах 20 6П6С и
служит для усиления мощности. Мощность еще более усиливается в четвер-
том каскаде. Четвертый каскад связан трансформатором 21 с выходом треть-
его каскада и состоит на шести ламп Г-411, работающих также по двухтакт-
ной схеме. На выходе генератора установлен понижающий трансформатор
22. Параллельно первичной обмотке трансформатора подключена емкость,
отфильтровывающая гармоники высокой частоты.

Питание задающего каскада и первых трех каскадов генератора осуще-
ствляется от выпрямителя 13-250/100 стабилизированным напряжением

Рис. 114. Генератор.

13— генераторная лампа 6Ж8; 11—- омссптвльпап лампа 6Л7; 15— лампа 6X5 специального выпря-
мителя; 1а—трансформатор; п— потенциометр; 1s—лампы 6ПВС второго каскада усилении;

15 — трансформатор; й» — лампы 01.160 третьего каскада; 21— трансформатор; 22 — лампы Г-411
четвертого каскада; S3 — потопающий выходной трансформатор; 24—трансформатор цепи накала;

2.5 — потенциометр регулировки напряжении; 20 — включатель автоматического регулятора иаиртке-
иин; гт — ручка потенциометра 1т, 28 — микроамперметр; 2D — переключатель измерений силы анод-
ного тока п Лампах.	К

270 в. Выходной каскад питается от ностабилизироваииого напряжения
500 в. Накал ламп осуществляется от понижающего трансформатора 24.

На лицевой стороне напели генератора (см. рис. 111, 114) находятся.

ось со шлицом потенциометра 25 «Предварительная установка» регулировки
напряжения; включатель 26 автоматического регулятора усиления (вклю-
чается в положении «Работа»); ручка 27 потопцнометра 17 «Длина кабеля»,
регулирующего величину смещения па сотке усилительной лампы первого
каскада (силу тока в жиле кабеля); микроамперметр 28 с двухплатпым пере-
ключателем 29 для проверки анодных токов в лампах генератора.

Центральная панель управления

На центральной панели управления (рис. 111 и 115) сосредоточены
измерительные приборы и переключатели для управления: переменным
током частоты 50 гц, постоянным током, коммутацией и индикацией поло-
жения переключателя в основном скважинном снаряде, процессами изме-
рения кажущегося сопротивления и потенциалов собственной поляризации
пород.

Управление переменным током

Управление переменным током обеспечивается включателем 30 «Сеть,
127 а> (см. рис. 111 и 115), при помощи которого напряжение 127 в от сети
переменного тока подключается к выпрямителю, к генератору и неоновой
лампе 31, сигнализирующей включение сети переменного тока. Включатель
32 «Мотор» подает напряжение переменного тока па трансформатор, питающий
электродвигатели переключателей в скважинном снаряде.

Управ Jr о и и слое т о я и и ы м т о к о м

Для управления цепью постоянного тока па панели установлен переклю-
чатель «КС, Коммут., ПС», позволяющий подать стабилизированное посто-
янное напряжение к генератору контрольной напели и компенсирующей цепи
сопротивления (переключатель 33 установлен в положение «КС») или к мо-
стовой схеме коммутации постоянного тока (переключатель 33 находится
в положении «Коммут.») При крайнем правом положении «ПС» переключа-
теля 33 центральная жила кабеля подключается на вход канала ПС.

Для измерения напряясоция постоянного тока на напели установлен
вольтметр 34 «Выпр. напряж.».

У п р а в л онио ко м м у т а ц п о й и и лд и к а ц и о й
п о л о ж ен им переключателей в снаряде

Управление коммутацией и индикацией положений переключателей
и снаряде производится переключателем 35 «Чувств, зонды». Этот переклю-
чатель дает возможность подать в скважинный снаряд напряжение любой
полярности, при которой срабатывает одно из реле, замыкающих цепь элек-
тродвигателя переключателя зондов или цепь электродвигателя переключа-
теля чувствительности.

При включении переключателя 35 жила и броня кабеля подводятся
к мостовой схеме коммутации, одним плечом которого служит сопротивле-
ние, вводимое коммутатором в скважинном снаряде. В диагональ моста
включен прибор 36 «Прибор положений», указывающий положение комму-
татора в скважинном снаряде. Прибор защищен фильтром от переменного
тока, которым питаются электродвигатели, переключающие контакторы
в скважинном снаряде. Прибор 36 имеет шкалу, на которой указаны 12 по-
ложений переключателя в скважинном снаряде. Для установки прибора
па пуль служит реостат 37 «Установка пуля».

Управление измерением кажущегося
сопротивления

Для управления измерением кажущегося сопротивления па панели уста-
новлены: миллиамперметр 38 «Ток кабеля» со шкалой 0—100 ма для изме-
рения тока в кабеле; неоновая лампа 39, указывающая наличие напряжения
Рис. 115. Центральная панель управлении и шмернтолыгы нацель к фоторегистршгору.

10 — включатель ctmi; 31 — itnirr(шлышя лампа; 33 — пключатсль пятавия плсктрсдппгатслей.
в скважипппм cnapnjK'; из — i к.рскян .ч ад i-я i. коммутации; Л-l — aiMii.TMCTp постояппогс тана; л,5 — пере-
ключатель управлении ч > нет о нтали огтеи и ииидии; ,?» — указатель лолошеини коммутатора n ckboikhu-
пом снаряде; .57 — реое/гат устапшши нули; w — миллиамперметр; 30 — контрольная лампа;
10—переключатель геш1 ритора; -11 — миллиамперметр иостошшого тока; «2— переключатель пре-
делов миллиамперметра 1Г, 13 — реостат корреюгпровпи чувстппте.ш.шк'тн; >/,/— переменное сопро-
тивление; 46 — выключатель шунта; зн и 41 -- ;ц пейсли; 43 - taut конденсаторов; 40 п за — ношеные
муфты и колодки; 61 и OS — иорпикочатвлп ярсделоп п.чмерепий гальванометр™; S3 я 34 — переклю-
чдтели емкостей S3 it .5if; .57, ss п ,5У—декады epunynpoiiamiobo компенсатора нопириаацпи; во — обойма
элемента; ei—няллипмиерметр; в» — реостат регулировки тока компенсатора нолнривации;

ел — включатель номиспсдтора долпрпаацпп; (id — выключатель гальванометра.

иа выходе генератора, и переключатель 40 «Измерение — Разблок» для {за-
мыкания генератора накоротко (положение «Разблок») и ступенчатого повы-
шения напряжения во внешней цепи (положение «Измерение»). Переключа-
тель 40 блокирует переключатель 33 и дает возможность включить его только
при замкнутом накоротко генераторе (переключатель 40 находится в поло-
жении «Разблок»).

При питании зонда ток от генератора частотой 300 гц через переклю-
чатель 33 а контакты колодок поступает в центральную жилу кабеля, про-
ходит через скважинный снаряд и электрод питания в исследуемые породы и
далее через броню кабеля, соединительные провода, переключатель
33, вторичную обмотку выходного трансформатора генератора, милли-
амперметр 38, дроссель, миллиамперметр 41 «Выходной ток» подается на
входное сопротивление фоторегистратора или электронного нуль-пидика-
тора.

Миллиамперметр 41 имеет два предела измерений: 0—1 ма. и 0—50 ма.
Изменение: предела измерений достигается подключением к миллиамперметру
шупта и дополнительного сопротивления, для чего служит ключ 42. При дпух
положениях этого ключа продолы измерения миллиамперметра соответственно
равны указанным выше значениям. Миллиамперметр 41 снабжен также
дополнительным переменным шунтом, величина сопротивления которого
может быть изменена при помощи шунтового реостата 43 «Установка чув-
ствительности». Изменение сопротивления шупта миллиамперметра дает воз-
можность установить при стандартном сигнале расчетный выходной ток
5 ма. Включенное в цепи переменное сопротивление 44 «Установка нуля»
дает возможность принести к нулю показания прибора при нуль-сигнал о.
Выключатель 45 «Измерение КС, проверка пит.» подключает шунт it компен-
сацию начального тока для установки прибора па нуль при калибровке
схемы КС.

Отдельные блоки схемы — дроссели 46 капала КС, дроссель 47, сило-
вой трансформатор и конденсаторы 48 схемы коммутации — установлены
на кронштейнах, закрепленных на внутренней стороне панели. В левом
нижнем углу центральной панели управления вставляется измерительная
панель фоторогпетратора (см. рис. 111 и 115) при фоторогистрации кривых
или измерительная панель /Fa (см. рис. 111 и 116) электронного потенцио-
метра при потенциометрической регистрации. Соединение панелей осущест-
вляется ожовыми муфтами 49, соединенными с колодками 50.

Измерительная панель

На измерительной паполи фоторегистратора (см. рис. 111 и 115) уста-
новлены механизмы управления каналами регистрации кривых рк и (7СП,
Переключатели 51 и 52 «Цепь КС, предел измерений» и «Цепь ПС, предел
измерений» каналов КС п ПС (^сп) служат для изменения пределов измере-
ния регистрирующего прибора. При замере кажущегося сопротивления изме-
нение пределов измерений осуществляется непосредственно в скважинном
снаряде. При этом переключатель 51 пределов обычно устанавливается
в порвоо положение.

Переключатель 52 пределов измерений капала потенциалов собственной
поляризации при установке гальванометра с постоянной по току 0,625 мка/см
обеспечивает регистрацию кривой UGa в следующих масштабах (табл. 11).

Переключатели 53 и 54 «Шунт» дают возможность подключать па вход
каналов регистратора шунтирующие емкости 55 и 56 в 50, 100, 200, 300'
и 500 мкф.
Емкости, шунтирующие вход канала, отсеивают переменные токи и
том самым уменьшают амплитуду пульсации гальванометров. В цепи ка-
нале! СП установлен градуированный компенсатор поляризации, соста-
вленный из трех декадных потенциометров 57, 58 п 59 (сопротивления де-
кад 9 X 0,1 + 9 X 1 -|- 9 X 10 сш), «Градуированный компенсатор поля-
ризации». Компенсатор поляризации питается от сухого элемента
1-КС-У-З с напряжением 1,5 в, устанавливаемого в обойму 60. Сила Компеп-
.сациошгого тока 5 ма устанавливается по миллиамперметру 61 при помощи
роостата 62 «Регулировка тока». При токе 5 ма па декадных магазинах
градуированного компенсатора

поляризации возможно полу-
чить в цепы канала компенси-
рующее напряжение от 0 до
0,5 X 9 + 5 X 9 + 50 X 9 мв
со ступенями в 0,5 мв. Градуи-
рованный компенсатор поляри-
зации служит для проверки
масштаба записи кривой ак и
подгонки сопротивления канала
СП, величина которого па
первом продоле при чувстви-
тельности напели 2,5 м!см
должна равняться 4000 ом.
В ключение градуированного
компенсатора поляризации и
измерение полярности компен-
сирующей разности потенциа-
лов производятся переключате-
лем 63. Выключатель 64 «Галь-
ванометр 1:1, выкл.» служит
для выключения основного
гальванометра при выходе
блика светового луча за
шкалу.

Рие. 116. Измерительная панель
электронного потенциометра ПАСК-6.

<57, м и 59 — ручки «Градуированный
компенсатор поляризации» управления
компенсатором полнризации; 62 — реостат
установки тона в цепи градуированного
компенсатора нолприаацпи; 63 — переклю-
чатель ПОЛВрПОСТИ; 65 И вв — ручки
«Пределы» переключателей а? и 68 преде-
лов нвмершия первого и второго потен-
циометров; в» и id — ручки «Шкалы» пе-
[«.клгочателгй 71 и 72 типа регистрации
кривых; 7.J и 74 — выключатели номпен-
сврувнцих влемептов; 76 и 76—переклю-
чатели «Нормализация» для эталониро-
вания парного и второго, потенциометров;

77 и 73 — ручки «установка нуля» первого
и второго потенциометров; 79 —• ручка
переключателя каналов; so — компенса-
ционные элементы; 81 —элемент компен-
сатора поляривации; зг — блоки конден-
саторов; 33 — дроссели фильтра; 84—
катушки с сопротивлениями градуирован-
ного компенсатора поляризации; 86—
масштабное реле; Зв — колодки восьми-
коптактиых муфт; 87—гнезда для при-
соединения потенциометров к .градуиро-
ванному компенсатору поляризации.
При записи кривых с электронным потенциометром устанавливается
измерительная панель (рис. 116), па наружной стороне которой находятся
ручки 65 и 66 ((Пределы» переключателей 67 и 68 пределов первого и второго
потенциометров, ручки 69 и 70 «Шкалы» переключателей 71 и 72 типа реги-
страции кривых (двухмасштабной и линейной), выключатели 73 и 74 компен-
сирующих элементов, переключатели 75 и 76 «Нормализация» для зталоии-
ронапия прибора, ручки 77 и 78 «Установка пуля» потенциометров установки
пуля. В верхней части панели находится ручка переключателя каналов 79
«КС, ПС+~, ПС~+», а в нижней части — ручки декад трехдекадного
градуированного компенсатора поляризации 57, 58 и 59 «Градуированный
компенсатор поляризации», ручка 62 реостата «Установка тока ГКП» уста-
новки тока в цепи компенсатора и выключатель с переключателем поляр-
ности 63. Устройство компенсатора аналогично устройству градуированного
компенсатора поляризации измерительной панели фоторегистратора. На
шасси капели закреплены: компенсационные элементы 80, элемент 81 ком-
пенсатора поляризации, блоки конденсаторов .82, дроссели 83 фильтра,
катушки 84 с сопротивлениями градуированного компенсатора поляриза-
ции, масштабное реле 85, колодки 86 восьмиконтактных муфт; гнезда 87 для
присоединения потенциометров.

Регистратор

В лаборатории станции ОКС устанавливаются фоторегистратор ФР-4
или электронный потенциометр ПАСК-6, описание которых было приве-
дено выше.

Фоторогистратор станции ОКС отличается от фоторегистратора станции
АКС параметрами гальванометров капала КС, собственная частота которых
равна 130 гц и постоянная по току 60 мка/см.

Панель вспомогательного привода

На шасси панели вспомогательного привода (рис. 111 и 117) устано-
влены: электродвигатель 88, соединенный с датчиком 89 автосиниой пере-
дачи; синхронный мотор 90 марок времени; реле 91, питаемое от селенового
выпрямителя 92; трансформатор 93 и колодки 94 восьмиконтактных муфт.
Иа лицевой стороне панели выведены ручки: реостата 95 «Скорость увели-
чивается, привод», регулирующего скорость протяжки фотобумаги, переклю-
чателя 96 «ДГ, Вых. ПР» датчика глубин и датчика вспомогательного при-
вода, выключателя 97 «Протяжка» вспомогательного привода, выключателя
98 «Самописец» питания потенциометра, и кнопка 99 «Метка» для нанесения
меток.

Цапель коллекторного ввода

И а панели коллекторного ввода установлены гнезда «ЦЖК» «ОК» «3»
для включения вилок, которыми заканчиваются провода от центральной
жилы кабеля, оплетки кабеля, измерительного заземления и заземления
приборов станции.

Силовой блок

Силовой блок станции ОКС имеет конструкцию, аналогичную конструк-
ции силового блока лаборатории АКС/Л, и состоит из трансформатора мощ-
ностью 2,5 кеа. Первичная обмотка трансформатора секционирована для
подключения в промысловую сеть переменного тока с напряжением 127,
220, 380 и 500 в.

14 Заказ 714.
%

Рис. 117. Панель вспомогательного привода лаборатории станции OHG.

«s — алсптродвигатепь вспомогательного привода; 89 — датчик автосшшой передачи; оо —^синхронный
мотор марок примени; 91 ~ реле; РЯ — селеновый выпрямитель, питающий рейс; 93 —трансформатор;

94 — колодки пощ.мпкоитактдых муфт; 05 — реостат регулировки скорости вращения олектродпига-
телп (скорости протяжки бумаги); 9 в — переключатель датчика глубин н датчика вспомогательного
привода; 97— выключатель вспомогательного прдпода; 98 ~ выключатель литания потенциометра;

09 — киопка отметки мотки.

Вторичная, также секционированная, обмотка имеет отводы с напряже-
нием 18,25 и от 117 до 162 в (через каждые 5 в) и 220 в. На панели, прикре-
пленной к силовому трансформатору, находятся предохранители и вилоч-
ный переключатель секций первичной обмотки.

Силовая панель

На силовой панели (рис. 111 и 118) установлены: вольтметр 100 и ампер-
метр 101 для измерения напряжения и силы тока во вторичной обмотке
трансформатора; лампа 102, указывающая наличие напряжения; мпого-
позициониый переключатель 103 для установки стандартного напряжения
127 в с точностью до ±2,5 в и предохранители 104.

Контрольная панель

Контрольная панель лаборатории ОКС однотипна контрольной панели
лаборатории АКС (см. § 32, рис. 107). На лицевой стороне панели устано-
влены: приборы, указывающие скорость передвижения кабеля 107 и его на-
Рис. 118. Силовая и входная панели станнин ОКС-52.

юо—иот.тмстр; 101—амперметр; 102 — контрольная пампа; юз — пере-
ключатель напряжения; им—плавкие предохранители; los — ооедипптель-
ппя муфта для кабеля к подъемнику; 106 —то же, к блок-баиапсу; 120 —то
же, к сети.

тядаепие 110', переключатель 111 датчиков натяжения; выключатель 112
контрольных приборов и ручка реостата 113 эталонирования датчика патя-
жспий; выключатель магнитного уловителя 114 и сети .215; счетчик глубин
116 с ручкой сброса 117.

Сш'иальпо-переговорпое устройство

Сигпалыю-пороговориое устройство (рис. 111 и 119), установленное-
в лаборатории станции ОКС, состоит из сигиальпо-пороговорпой панели
XI и радиоприемника 116 типа «Нева» или «Москвич». На панели XI распо-
ложены: микрофон 117; ключ 118', «Антенна, микрофон» для переключения
приемника от приема радиовещания па переговорное устройство; кнопка
1.19 для подачи сигнала лебедчику и сигнальная лампа 120 «Сигнал к лебед-
чику» для получения светового сигнала от блок-баланса подъемника или
лаборатории в случае аварии переговорного устройства. Переход от «При-
ема» па «Передачу» осуществляется поясным переключателем 124 (см.
рис. 111).

Зарядный выпрямитель в лаборатории ОКС однотипен выпрямителю
лаборатории АКС/Л (§ 32, рис. 106).	,
Рис. 119. Сигпально-пороговорноо устройство.

11а — радиоприемник; 117 — микрофон; 118 — ключ переключения
приемника от радиоприема на переговорное устройство; по — кнопка
подачи сигнала лебедчику; 120 — онгкальпап лампа для получения
ответного сигнала от лебедчика; 122 — усилитель переговорного уст-
ройства.

Входная панель

На входной панели XV (см. рис. 111 и 118) установлены соединительные
муфты: двухкоитактпая 120 «Сеть» для подключения лаборатории к промы-
словой сети при помощи двухжильного кабеля; двепадцатикоптактная 106
«К блок-балансу» для подключения к лаборатории электрических приборов,
расположенных у блок-баланса; двояадцатикоптактпая 105 «К подъем-
нику» для соединения электрических схем лаборатории и подъемника и гнездо
«3» «Заземление стенда».

Под выдвижным столиком XVI установлены лампы для подсветки сто-
лика копирования диаграмм и ящики для мелкого инструмента.

Смотка и размотка соединительных приводов, намотанных на пять ка-
тушек, установленных под диваном, производятся при помощи элоктродви-
гателяГ-21. Каждая из катушек при помощи пружинного замка'подключается
к валу, вращаемому электродвигателем (при смотке проводов), вращается
свободно (при размотке проводов) или фиксирована в заданном положении
(например, при переездах).
ЛАБОРАТОРИЯ ОКС-56

Разработанная заводом «Нефтеприбор» (Л. И. Померанц, Л. М. Есоль-
сон, А. И. Каплунов и К. В. Тарасов) лаборатория ОКС-56 отличается от
лаборатории ОКС-52 возможностью измерения большого числа геофизических
параметров, а именно:

1)	кажущегося сопротивления (в частности, с микрозондами) и потен-
циален собственной поляризации с основным я малогабаритным скважин-
ными снарядами;

2)	температуры одножильным скважинным термометром;

Рис. 120. Стенд лаборатории станции ОКС-56.

I — пдиель выпрямителя; II — генераторная панель; Ш — па-
нель электрометрии; IV — панель термометрии и каверномера;
V — автоматический двухкаиальпый электронный потенциометр
ПАСК-0; VI— панель радиометрия; VII— оииоиая панель; VIZ/—
силовой блок; IX — панель переговорного устройства; X — конт-
рольная паиель.

3)	интенсивности естественного и нейтронного гамма-излучений и дру-
гих радиоактивных излучений по схемам с одножильным кабелем;

.4) диаметра скважины;

5) угла и азимута искривления скважины инклинометром ИШ-4.

С этой целью станция комплектуется дополнительными панелями ра-
диометрии и термометра-каверномера.

Регистрация измеряемых параметров производится электронным по-
тенциометром ПАСК-9, конструкция которого, за исключением измеритель-
ной панели, аналогична конструкции потенциометра ПАСК-8 (см. § 26).
Выпрямитель и генератор имеют несколько отличную схему,- чем в станции
ОКС-52, и иное расположение измерительных приборов. На рис. 120 изобра-
жен стенд лаборатории ОКС-56; назначение панелей указано в подрисупоч-
ной подписи.

§ 35.	КОМПЛЕКСНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ

Необходимость применения широкого комплекса геофизических методой
исследования скважин для наиболее полного и обоснованного бескерпового
изучения горных пород и минимальной задержки скважин при этих исследо-
ваниях потребовала создания устройств для одновременных замеров в сква-
жинах наибольшего числа изучаемых параметров.

К числу одного из первых таких устройств относится схема комплекс-
ных измерений в скважинах па семижильном кабеле В. Н. Дахиона,
В. Ф. Почерпикова и Г. С. Морозова.

В отличие от ранее предложенных схем одновременной регистрации
нескольких параметров, как, например, замера кажущегося сопротивления
и потенциалов собственной поляризации пород. (К. Шлумборжо), кажуще-
гося сопротивления, потенциалов собственной поляризации пород и искри-
вления скважин при остановках (В. И. Пигров), схемы одновременного за-
мера кажущегося сопротивления, сопротивления заземления и потенциалов
собственной поляризации пород (фирмы Лайн Веллс) и других, схема
с семижильным кабелем дает возможность за одну спуско-подъемную опера-
цию производить регистрацию до шести различных параметров.

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ С СЕМИЖИЛЬНЫМ
КАБЕЛЕМ

Комплект измерительных приборов опускается в скважину па семи-
жильном бронированном кабеле (рис. 121).

Регистрация кривых производится шестью автоматическими потенцио-
метрами Ih—Пй.

Из большого числа различных вариантов схем для одновременной регистрации кри-
вых измеряемых параметров, которые могут быть выполнены с этой установкой, можно
указать, например, па четыре следующие схемы.

Схема комплексного исследования скважин
методом бокового электрического зондирования

При использовании схемы комплексного исследования скважин методом бокового
электрического зондирования в скважине может быть использован девятиэлектродпый
зопд (рис. 121, а). Электроды 5Х—зонда при помощи муфты О с установленным в цеп
переключителсм 10, управляемым поляризованным электромагнитным реле 11, и пере-
ключателем 12, присоединяются к жилам 1—7 семижильного кабеля с бронированной
стальной оплеткой S. Пятаиио зонда осуществляете,!! от источника тока 73, Питающий
коллектор пульсатора Ко преобразует постоянный ток источника в пульсирующий ток
переменного направления.

При.спуске зонда в скважину (левые положения переключателей 10 п 74) ток по
жилам кабеля 2 и 3 подводится к электродам Зх и Эо четырехэлентродпога восьмимстро-
вого зонда /17,97140,27V7,07b Разность потенциалов между электродами Эа и 5, подается
на поверхность ио жилам кабеля 4 и 5, где регистрируете, я самопишущими потенциомет-
рами Г1\ (кривая градиента потенциала собственной поляризации пород) и Яа (кривая
кажущегося сопротивления qk).

Самопишущим потенциометром П3, соединенным жилой 1 кабеля с электродом Э8,
расположенным внутри полости резне,тивиметра в непосредственной близости от элек-
трода Эо, производится запись кривой сопротивления g0 глинистого раствора.

Потенциалы собственной поляризации пород измеряются самопишущим потенцио-
метром Пв, присоединенным к электроду N, установленному па поверхности, и через
жилу 6 кабеля к электроду 3., зонда. Самопишущий потенциометр Яс компенсирует по-
тенциалы искусственного электрического поля.

При подъеме переключатель 74 и переключатель 10 с релейным механизмом 77
переводятся в крайнее правое положение, при котором одновременно измеряются кажу-
щиеся сопротивления пятью следующими зондами:
1)	3°нд°м МО,4/40,20 — электроды
метр Пл;

2)	зондом МО, 9Л0.2О — электроды
метр Я5;

3)	зондом Ml,9/10,20 — электроды
метр Ht;

4)	зондом МЗ,9Л0,2О — электроды
метр Па;

5)	зондом Ml,9Л0,2.Z? — электроды
метр Я2 и потенциалы собственной пот

Э&, Эв и 5,, жилы кабеля	7,	2	и 3,	потепцио-

dit Эв и Эт, жилы кабеля	6,	2	и 3,	потеццио-

Эа, 0О и Э7, жилы «кабеля	5,	2	и 3,	потенцио-

52, .90 и Э7, жилы кабеля	4,	2	и 3,	потенцио-

5Х, Эв и 9-,, жилы кабеля	1,	2	и 3,	потенцио-

эизацин пород потенциометром Ях.

Рис. 121, Принципиальные схемы измерений с комплексной семижильной станцией,

а — схема бокового электрического зондирования; б —то же, стандартных методов; в — то же, науче-
ния технического состоянии сгаадгапц s — то же, микроисследовалий скважин,

П1 — Яо — потенциометры; К» — Кв — коллекторы пульсатора; А, В, Э, М и N — электроды и
заземлении зондов; I—т — жилы кабеля; 8 — броня каболя; 9 — муфта скважинного переключателя;
10, 12, 11, 20, 21, 22 и 23 — переключатели; II — реле; 13 и 13' —генераторы; 25 — прибор гамма-
и нейтронного гамма-методов; ю — разделительное устройство; 17 — термометр или каверномер;
18 —инклинометр; ю —нули’ управлении инклинометром; 24— регулятор экранного тока.

Схема для комплексного исследования скважин стандартными методами

При комплексном исследовании скважин стандартными методами (рис. 121, б)
в скважину опускается потенциал-илиградионт-зонд ВАМ, Питание зонда производится
от источника тока 13 по жилам кабеля 2 и 3. Падение .напряжения, созданного сопротивле-
нием горных пород, и разность потенциалов собственной поляризации измеряются само-
пишущими потенциометрами Язи Яъ подключенными к жило кабеля 1. Зопд соеди-
няется со сважигшым снарядом 15 гамма- и нейтронного гамма-методов. Питание сна-
ряда 15 и прием сигналов производятся по жило кабеля 4, сигналы иа поверхности уси-
ливаются, разделяются устройством 16 и регистрируются потенциометрами Я3 и II4, Жилы
кабеля 5,6 и 7 используются для термометра или каверномера 17. Температура или диа-
метр скважины измеряются потенциометром 77с. Вариантом схемы (рис. 121, б) является
схема о фотоипклипометром 13 и 19 (пунктир), подключенным к одному из проводов
каверномера или термометра.

Схема для изучения технического состояния скважины и измерения угла
падения пород

В схеме изучения технического состояния скважин (рис. 121, в) жилы кабеля 1,
2 и 3 присоединяются к трем электродам Mlt Ms и М, пластового наклономера, запись
показания которого производится при помощи потенциометров Пх, II., и Пв. В жилу 4
включен фотоипклияометр 18, отметки экспозиции которого отмечаются прибором Я4.
Управление инклинометра сосредоточено в пульте 19. Жилы кабеля 5, 6 и 7 используются
для каверномера 17. Регистрация диаметра скважин производится потенциометром Лг>.

Схема для микроисследований разрезов скважип

При микроисслодовапиях скважип (рис. 121, е) при спуске зонда потенциомет-
рами Hj и //„ (с использованием жил кабеля 1, 2 и 3) производится замер потенциалов
вызванной поляризации и кажущегося сопротивления микроиотоядиал-зопдом. Зонд
питается от источника тока 13. При помощи потенциометров Л3, Лг, и Пв, соединенных
с жилами кабеля 4, в и 7, измеряются кажущиеся сопротивления двух микрозондов
ВАМгМ2 и ВАМ3 (приборы Я3 и Я5) и потенциала собственной поляризации пород
(прибор По). При этом переключатели 20, 21 и 22 находятся в левом положении. При
подъеме зонда поляризованное реле 11, находящееся в коробке 9 и управляемое клю-
чом 23 и переключателем полярпости 12, переводит контакты переключателя 21 по схеме
в правое положение. Жилы кабеля отключаются от микрозондов и приключаются к экра-
нированному зонду	с управляемым током, В атом случае схема комплекс-

ных измерений будет следующей (переключатели 20 и 22 установлены в правом и пере-
ключатель 23 — в левом положении). Приборы П, иП2 измеряют потенциалы вызванной
поляризации с током противоположного направления или другой силы.. Прибор Щ
измеряет потенциал собственной поляризации пород, прибор П5 — сопротивления экра-
нированного заземления и прибор П4.— соотношение токов в цепях экранирующих в
экранированного заземлений, необходимое соотношение между которыми поддерживается
при помощи регулятора 24.

Приведенные схемы но исчерпывают всех возможных вариантов одновременной ре-
гистрации изучаемых параметров. Используя семижильный кабель и измерительную
лабораторию с шестью автоматическими потенциометрами, можно составить большое
число других схем измерений. Применение каждой из этих схем определяется рациональ-
ным комплексом методов, используемых в данном районе для бесксриопой геологической
документации разрезов скважин й изучения их технического состояния.

Для проведения комплексных исследований Конструкторским бюро
нефтяного приборостроения вылущена автоматическая станция АЭКС-7.

КОМПЛЕКСНАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ АЭКС-7

На стенде станции (рис. 122), установленном близ передней стенки
закрытого кузова автомашины ГАЗ-63, расположены: шестиканальпый
электронный самопишущий потенциометр I, центральная измерительная
панель II, панель вспомогательного привода III, токовая панель IV, пуль-
саторная панель V, панель переключения VI (распределительная панель),
силовой блок VII, силовая панель VIII, блок выпрямителя IX, зарядная
панель X, контрольная панель XI, приемник XII, входная панель XIII,
гнездо XIV панели дополнительных приборов, блок подогрева XV, вентиля- <
тор XVI и часы XVII. .

Конструкции силового блока, силовой панели, блока выпрямителя,
зарядной, входной и контрольной панелей и блока подогрева Лаборатории
станции АЭКС-7 аналогичны конструкциям перечисленных блоков и панелей
лаборатории станции АКС/Л-51 (см. § 32); панель вспомогательного привода!
однотипна панели в станциях ОКС, укомплектованных самопишущим потен-
циометром. ПАСК-6 (см. § 34). Поэтому описание перечисленных узлов,
шестиканального электронного потенциометра (см. § 27) к пятикаиальпого
пульсатора (см. § 30), разобранных выше, опускается. Центральная измери-
тельная и токовая папели и панель переключений, конструктивно отличаю-
щиеся от аналогичных панелей одножильной и трехжилыюй станций, имеют
следующее устройство.

Центральная измерительная панель

Центральная измерительная панель разделена на восемь секций, на
которых расположены вспомогательные узлы управления шестью потенцио-
метрами и два градуированных компенсатора поляризации. На каждой из
четырех секций, находящихся в верхней части панели: «I 1?анал», «II канал»,
«III канал» и «IV капал», установлены слова направо; переключатель поляр-
ности «Полярность» потенциометра, ручка «Делитель» переключателя дели-
теля измеряемого напряжения, ручка «Демпфирование» управления демпфи-
рования потенциометра, ручка потенциометра и выключатель «Компенсатор 
поляризации» ноградуированпого компенсатора поляризации. На каждой
из следующих двух секций «V канал» и «VI канал» установлены слева на-
право; переключатель «Полярность» изменения полярности потенциалов V
и VI каналов, ручка «Делитель» (только у V канала) переключателя делителя
измеряемого напряжения, ручка «Демпфирование» управления демпфирова-
нием. < потенциометра, ручка реостата «Регулирование тока» управления,
силой тока в цепи градуированного компенсатора поляризации, располо-
женного ниже. Управление каждого из градуированных компенсаторов
поляризации ГКП-I и ГКП-11 включает ручку выключателя и переключателя
полярности и ручки «9 X 0,5»; «9 X 5» и «9 X 50» декадных магазинов градуи-
рованного комлопсатора поляризации.

Токовая панель

На токовой панели установлены два измерительных прибора для измере-
ния тока в цепях питания А а А' «Ток цепи А» и «Ток цепи А'», контрольные
шунты «Контрольный шунт цепи А» и «Контрольный шунт цепи А'» в этих
цепях, переключатели « —, для включения приборов в цепи постоянного
и переменного токов и декадные магазины «Регулировка тока цепи А» с со-
противлением 9 X 50 и 9 X 500 ом в канале цепи А, декадные магазины
«Регулировка тока цепи А'» 9 X 50, 9x500 и 4 X 5000 в цепи А' и головки.
«Плавно» реостатов для плавного регулирования силы тока.

Распределительная панель

Распределительная панель представляет собой систему двух взаимно-
перпендикулярных шин; к одной — горизонтальной системе —подведены
клеммы от измерительных приборов, приборного заземления и выходов цепи
питания. Сверху вниз шины имеют следующие названия: В, Зп, Мв, Ne, М5,
N6, Ni, Ma, Na, Mz, Nz, Mlt Nlt В', А' и А.

Первые пять шип вертикальной системы (слева направо) ПС\—ПСЪ,
служат для последовательного соединения приборов при одновременных
измерениях сопротивления и потенциалов собственной поляризации. К еле- 
дующим шинам присоединены семь жил кабеля 1 —7 и броня (шина Бр)..
Последние шесть шин 3, Nt, Nz, Ns, и N5 соединяются с поверхностными;
заземлениями.

На рис. 123 приведена электрическая схема подключения потенциомет-
ров I и VI каналов к пульсатору и включения токовой и распределительной
панелей. Включение потенциометров II, HI, IV и V каналов, аналогичное
включению потенциометра I канала, на схеме не приводится.

Комплексная измерительная лаборатория на одножильном кабеле

Комплексная измерительная лаборатория на одножильном: кабеле, разра-
ботанная Институтом машиноведения и автоматики АН УССР под руковод-
ством В. Н. Михайловского, предусматривает возможность одновременной
регистрации восьми кривых кажущегося сопротивления и кривой потенциа-
лов собственной поляризации.

Измерительное устройство представляет собой десятиканальную частот-
ную телеизмерительную систему. Питание зонда осуществляется от лампо-
вого генератора переменного тока частоты 400 гц.
Разности потенциалов, возникающие на электродах М и N, при помощи
.входных трансформаторов приводятся к значениям одного порядка и далее
подаются, па электронный коммутатор. Последний подключает циклически
на время, равное 1/200 сек., каждое из измеряемых напряжений на вход ча-
стотного мультивибратора. Таким образом, частота следования импульсов
по каждому из каналов равна 20 гц.

Измеряемые напряжения преобразуются частотным мультивибратором
в напряжение частоты 30—70 кгц и после усиления по мощности подаются
на центральную жилу кабеля. На поверхности поступающие сигналы отфиль-
тровываются от низких частот, усиливаются и детектируются частотным
дискриминатором. Далее вновь усиливаются и подаются па электронный
коммутатор, который распределяет импульсы по входам каждого из каналов.
Измеряемые параметры записываются многоканальным фоторегистратором.
Синхронизация электронного коммутатора на поверхности с коммутатором
в скважинном снаряде, производится по пикам напряжений переходных
процессов, возникающих в мультивибраторе при его опрокидывании. Эти
напряжения отфильтровываются полосовым фильтром на входе измеритель-
ного устройства и управляют селекторными импульсами напряжений ком-
мутатора .

Измерительная установка•снабжена устройством для автоматического
«регулирования тока питания зонда.
Г Л А В A IV

ОБОРУДОВАНИЕ

Для геофизических исследований скважин производственные партии,
кроме измерительной аппаратуры, должны иметь специальное оборудование,
к которому относятся: 1) источники электрического тока для питания изме-
рительных установок; 2) кабель для опускания этих установок в скважину,
подвода к ним тока и присоединения наземной измерительной аппаратуры;
3) подъемники, при помощи которых производится спуск и подъем кабеля;
4) блок-балансы для направления кабеля в скважину с устройствами для
измерения глубин спуска и натяжений кабеля; 5) грузы, облегчающие спуск
кабеля в скважнпу; 6) ремонтный инструмент; 7) транспортные средства.

Для производства отдельных методов требуются, кроме того, дополпи-
тольные устройства: зонды и переключатели зондов при электрических ме-
тодах исследования скважин, снаряжение газометрических лабораторий,
.контейнеры для транспортировки источников нейтронов и др. [14].

§ 36.	ИСТОЧНИКИ ТОКА

Питание измерительных устройств, применяемых при геофизических
исследованиях скважип, производится от батареи сухих элементов, аккуму-
ляторов, генераторов постоянного и переменного тока и от переменного
тока промышленной сети. Для преобразования переменного тока в постоян-
ный используются ламповые и полупроводниковые выпрямители.

Батареи сухих элементов

При геофизических исследованиях скважин применяются батареи из
сухих гальванических элементов 29-ГРМЦ-13, что означает геолого-разве-
дочная марганцопо-цинковая батарея, начальное напряжение 29 в, емкость
13 а-ч (старая марка Б-30) и 69-ГРМЦ-6 (старая марка Б-72).

Положительный электрод элемента представляет собой угольный стержень, иа коште
которого закреплен когггактцый колпачок. Угольный стержень помещен в полотняный
мешочек, заполненный смесью перекиси марганца и порошка графита. В элементах вол-
душцой деполяризации угольный стержень окружен деполяризующей массой из смеси
графита, перекиси марганца и активированного угля, поглощающего кислород из воз-
духа.

Положительный электрод помещается в ципковыи сосуд квадратной пли круглой
формы, который одновременно является отрицательным электродом элемента. Электроли-
том служит коллоидный (па аграр-агаро или мучном клейстере) раствор хлористого аммо-
ния (NH4C1) и хлористого кальция (СаС12). Хлористый кальций предотвращает быстрое
высыхапие раствора. Цинковый сосуд заключается в картоппую парафинированную ко-
робку и сверху заливается изоляционной массой, в которую вставляется трубка для при-
тока кислорода воздуха и отвода в атмосферу газов, образующихся при работе элемента.

Батарея 29-ГРМЦ-13 составлена из 20 сухих элементов. Элементы
соединены в две секции (по 10 элементов в каждой), концы которых подво-
дены к распределительной панели (рис. 124, 7). Секции батарей по желанию
могут быть соодинопы последовательно или параллельно. При последова-

тельном соединении секций (схема а) э. д. с. батарей 29 в и максимально
допустимый ток (в условиях длительного разряда) 0,5 а. При параллельном
соединении (схема б) э. д. с. батарои равна 14,5 в-и максимально допустимая
сила тока при длительном разряде 1 а. Батсроя 29-ГРМЦ-13 имеет емкость

Рис. 124. Общий вид и схемы внут-
ренних соединений батарей.

I — батарея 20-ГРМЦ-13 (В-30); II —
батарея 09-1’РМЦ-б (Б-72).

13 а-ч, начальный ток короткого замы-
кания 15 а, габариты 342 Х287 Х200 мм,
вес 20 кг.

Кроме указанных батарей 29-ГРМЦ-13,
заводы выпускали также более тяжелые бата-
реи Б-30 со следующей характеристикой: цаиря-
же-цие 30/15 в, максимальный разрядный ток
на секцию 0.5 а, емкость 20 а-ч, габаритные
размеры 411 X 336 X 244 мм, вое 28 и?.

Батарея 69-ГРМЦ-6 состоит из.
48 элементов. Элементы соединены
в две секции по 24 элемента п каждой
(рис. 124, П). Секции батарей по жела-
нию могут быть соодинопы последова-
тельно (схема а) или параллельно (схема
б). При последовательном соедипопин
начальная э. д. с. батарои раппа 69 в и
максимально допустимая сила длитель-
ного разрядного тока 0,2 а. При парал-
лельном соединении начальная э. д. с.,
батареи равна 34,5 в. При этом соедине-
нии максимальная сила длительного,
разрядного тока допускается до 0,4 а„
Батарея 69-ГРМЦ-6 имеет емкость 6 а-ч,
габариты 450 X 360 X 160 мм, вес 26 кг.
Батарея 69-ГРМЦ-6 применяется при
геофизических исследованиях скважип
лишь в тех случаях, когда для питания
измерительных устройств требуются
небольшие токи высокого напряжения.

При эксплуатации батарей, собранных и»,
сухих элементов, необходимо соблюдать следую-

щие правила.

1.	Батареи должны работать при возможно малом токе и но всяком случае при то-
ках, не превышающих указанные выше значения максимальной силы длительного раз-

рядного тока.

2.	Не допускать короткого замыкания батарей.

3.	Параллельное соединение батарей и секции разрешается лишь в тех случаях,
когда напряжение Z? и рабочий ток 7р различайте.!! по болео чем на 5%. 13 противном
случае батарои с белое высокими значениями Е и Гр будут разряжаться па батарею с
наиболее низкими величинами Е и Тр и в короткий промежуток времени снизят свою ха-
рактеристику до характеристики наихудшен секции.

4.	При работе в сырую погоду батареи необходимо защищать от влаги и тщательно
смазывать их панели вазелином. Хранить батареи следует в сухом помещении,

5.	Предохранять батареи от ударов, под действием которых 'ломпютси угольцые
стержни элементов и батарея приходит в негодность.

Аккумуляторы

Аккумуляторы по сравнению с батереями сухих элементов обладают'
рядом преимуществ; они дают значительно более устойчивые разрядные токи
и их работоспособность может быть многократно восстановлена зарядкой.
R недостаткам аккумуляторов следует отнести их большой вес, дороговизну
и необходимость хорошей изоляции. При геофизических исследованиях
скважин применяются свинцовые и щелочные кадмиово-иикелевыо аккуму-
ляторы. Щелочные аккумуляторы лучше переносят перевозку и менее чув-
ствительны к перегрузке разрядными токами большой силы. Аккумуляторы
применяются для питания мотора пульсатора, подмагничивания магнитных
систем гальванометров фоторегистратора и иногда для питания ипклппо-

метров и других измерительных приборов.

Электроды щелочного аккумулятора состоят из нескольких
между собой железных никелированных рамок с вставленными
перфорированными никелированными
обоймами. Обоймы заполнены актив-

соединенных'
в них тонко-

ной массой. Активная масса апода раз-
ряженного элемента состоит из гидрата
закиси никеля с. примесью графита.
Активной массой катода является смесь
гидратов закиси кадмия и закиси же-
лоза. Электролитом служит 30%-ный
раствор едкого калия. Электроды и
электролит помещены в железный сосуд
прямоугольной формы. Среднее напря-
жение щелочного кадмиово-пикодового
аккумулятора при разряде 1,23 в на
элемент. Минимально допустимое на-
пряжение для щелочных аккумулято-
ров принимается при разряде равным
1 в и в редких случаях 0,9—-0,8 в на
элемент. При заряде напряжение на
каждый аккумулятор доводят до 1,85 в.
В свинцовых аккумуляторах катодом
служит губчатый свинец, анодом —
свинцовые решетки, заполненные
окисью свинца; электролитом — серная
кислота удельного веса 1,15—1,20.

Зарядка аккумуляторов произво-
дится по схемам, изображенным на

б

да

Рис. 125 Схема зарядки аккумуля-
торов.

а — от зарядного генератора; б — от выпря-
мителя лаборатории AKC/JI,

AJ5 — аккумуляторная Оатярсп; V — генера-
тор постоянного тона; BC’i — выпрямитель
селеновый; А и Ai — амперметры; V —
вольтметр; В и 13) — выключатели; Л — рео-
стат регулировки зарядного тока; RI1I — то
же, шунтовой в цепи позбуидажия генера-
тора; Л[ — шунт амперметра; Ш1> — штеп-
сельная розетка на .напряжении 12 в посто-
янного тока; Пр, Пру и Лра — плавкие пре-
дохранители; Ki — восьмпкоитактпаи соеди-
нительная муфта.

рис. 125.

Электролит должен быть приготовлен на дистиллированной воде. При
приготовлении электролита и заливке аккумуляторов нужно соблюдать
меры предосторожности, так х?ак растворы едкого калия и серной кислоты
при попадании па ткани'разрушают их и оставляют ожоги, на тело.

Ламповые Выпрямители

Ламповые электронные (кенотронные) и ионные (газотронпыо) выпрями-
тели или вентили одно время широко применялись для питания инклиномет-
ров и в некоторых случаях для зондов, с которыми производится измерение
кажущегося сопротивления в скважинах.

Так как ламповые выпрямители в настоящее время почти повсеместно
вытеснены более удобными полупроводниковыми выпрямителями, то описа-
ние ламповых выпрямителей в настоящей работе не приводится; ииторо-
•сующиеся читатели могут ознакомиться с ними в ранее вышедших руко-
водствах [5, 13, 79].
Полупроводниковые выпрямители

Из полупроводниковых выпрямителей в практике промысловой геофи-
зики широкое примонопне получили двухполупориодные мпогосокциоппыо
селеновые выпрямители с питанием от серии вторичных обмоток w2 силового
трансформатора Т по схеме, приведенной на рис. 126. Такой выпрямитель
дает возможность получать па выходе! различные напряжения от 2 до 250 в
в зависимости от числа последовательно включенных групп селеновых вен-
тилей Вг —В10 при силе тока до 2 а. •

Каждый олемепт селенового выпрямителя представляет собой две метал-
лические пластины —электроды, между которыми помещен селеновый полу»

Рис. 126. Схема сшгопового выпрямителя измерительных промы-
слово-геофизических л абор ат ор ий

Тр — трансформатор; toj — первичная обмотка трансформатора; wa — вто-
ричные обмотки; Bi — Вю —секции селеновых столбов (вентили); П — пе-
реключатель выпрямленного напрнжелип; Cj н Щ — конденсаторы фильтра;.

Т) — дроссель фильтра.

проводник. На поверхности полупроподпика в результате специальной' об-
работки создаются два слоя: тонкий, запирающий слой толщиной Юг*4 —
10—5 мм высокого сопротивления и более толстый слой нормальной электро-
проводности.

Если к электроду, соприкасающемуся со слоем селена нормальной,
электропроводности, приложить положительный потенциал, а к электроду,
прилегающему к запирающему слою, — отрицательный потенциал, то элокт-
троны будут двигаться от слоя малой проводимости в слой высокой проводи-
мости. При этом в запирающем слое создастся ряд дополнительных вакант-
ных энергетических уровней, повышающих электропроводность полупровод-
ника. При изменении полярности напряжения, приложенного к электродам’
выпрямителя, электроны будут передвигаться от слоя с нормальной проводи-
мостью в запирающий слой пониженной проводимости. При таком включении
электроны, заполняя вакантные энергетические уровни, увеличивают сопро-
тивление и ограничивают возможность дальнейшего точения тока.

Для получения двухполупериодпого выпрямления селеновые вентили
соединяются по схеме со средней точкой а, питающей обмотки трансформа--
тора (вентили Бг—В,х на рис. 126), или по схеме моста cdef (вентили В5—В1а.
па рис. 12G). Из этих схем видно, что в течение каждого полупериода пере-
менного тока селеновые вентили будут пропускать ток и во внешней цепи1
возникнет ток постоянного направления.

Для сглаживания пульсации выпрямленного тока па выходе выпрями-
теля устанавливается фильтр, состоящий из дросселя D и двух конденсаторов
и С'а.

Генераторы переменною и постоянного тока

Генераторы переменного тока применяются для питания сети измери-
тельных лабораторий и самоходных подъемников промыслово-геофизических
стапцни. Для этих целой используются передвижные электростанции
УСЛ-3/2, п которых бензиновый двига-
тель Л-3 иля Л-3/2 спарен с однофаз-

ным генератором переменного тока с
самовозбуждением АПН-10. В более
мощных генераторных группах уста-
навливается бензиновый двигатель Л-6,
спаренный с однофазным генератором,
переменного тока АПН-28,5 или
АНН-45. Основные данные о генера-
торах АПН-10, АПН-28,5 и АПН-45
приведены в табл. 12. Электрическая

Рис. 127. Схема электрических соодк-
ноиий синхронного генератора тина
АПП,

ен» — обмотка возбуя.депин генератора; Г —
генератор; П — вхоннап панель; 1UP —
шуптоаой реостат.

схема соединений генератора показана
пи рис. 127.

Четырехтактный одноцилиндро-
вый бензиновый двигатель Л-3 (Л-3/2 и
Л-6), с которым спарен генератор, имеет водяное охлаждение и зажигание
от магнето высокого напряжения. Двигатели Л-3 и. Л-6 снабжены центро-
бежным регулятором, управляющим дроссельной заслонкой. Регулятор
поддерживает число оборотов двигателя постоянным (1500 об/мин), при,
котором обеспечивается частота переменного тока 50 гц и (при нормальном,
возбуждении) напряжение па клеммах, генератора 120 в.

Генераторы постоянного тока применяются иногда для питания никли--
иометра и. зондов. Для этого обычно попользуются генераторы ПН-2,5 или
U.11-5 напряжения 230 в с шунтовым возбуждением и мощностью 0,15 —
1 кв/n (табл. 12). Генераторы обычно приводятся, в движение от асинхрон-
ного двигателя, двигателя автомашины, через трансмиссионный вал лободки.
или (при генераторах малой мощности) непосредственно от вентиляторного
шкива автомобильного двигателя. В настоящее время генераторы постоян-
ного тока заменены более удобными в эксплуатации селеновыми выпрями-
телями, питаемыми от. сети переменного тока. Такая замена дает возмож-

ПОСТЫ

1)	применить переменный ток для питания вспомогательных устройств
измерительной лаборатории и самоходного подъемника (автосипная пере-
дача, радиосвязь и др.);

2)	использовать при наличии энергию промысловой сети;

3)	получить от секционного выпрямителя широкий диапазон напряже-
ний постоянного тока, необходимых для питания измерительных установок,,
применяемых при геофизических исследованиях скважин.

1 В цепи между сродней точкой трансформатора а (рис, 12G) и точкой в, в которой
соединены два навстречу включенных селеповых вентиля (при схеме включения со сред
пой точкой), или иа диагонали e.d моста, составленного из селеновых элементов (при мо-
стовой схеме включения),
Таблица 12

Генераторы, применяемые при геофизических исследованиях скважип

Параметры	Марка генератора				
	AD1I-10	АПН-28,5	АПН-45	ПН-2,5	ПИ-5
Характеристика тока , , ,	Переменный, 5С		ВЦ	Постоянный	
Число фаз		Однофазный				
Возбуждение 		Шунтовое				
Напряжение, в 	  Мощность, ква .......  Максимальная сила тока, а  Номинальное число оборотов  .в минуту	  Общая длина, мм	  Ширина, мм	  Расстояние между центрами .крепежных отверстий, мм: по длине 	  » ширине	  Высота оси, мм	  Вее, ке 		120 0,85  7  1500 494 270  240  210  140  60	120  1.7  14  1500  90	120  2,25  19,6  1500 565 320  275  245  170  117	230 0,25—0,7 0,65—3  2870  310  184  130  145  100  18,5	230 0,5—1 2,1—4,3  2870  419  230  210  180  118  42
Область использования . .	Для питания силовой сети измерительных лабораторий и  сам входных п одъемпиков			Для питания инкли- нометров, зоцдов и за- рядки аккумуляторов (лрименлЮ'ГСЯ в уста- новках старых конструк- ций)	

§ 37. КАБЕЛИ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВОДА

При геофизических исследованиях скважип для спуска и подъема
«скважинных приборов, подвода к ним тока и присоединения измерительной
.аппаратуры, установленной на поверхности, применяются специальные
электрические кабели х.

По условиям эксплуатации кабель для геофизических исследований
.скважин должен иметь:

1)	высокое механическое сопротивление разрывным усилиям, возникающим
при подъеме из скважины измерительных приборов, вследствие большого их
веса и веса кабеля и в особенности вследствие возможных прихватов прибо-
ров обвалившимися породами;

2)	низкое электрическое сопротивление жил;

3)	высокое электрическое сопротивление изоляции, мало изменяющееся
при повышении давления, температуры и содержания в среде, окружающей
кабель, солей и нефти;

4)	достаточно высокую эластичность, позволяющую наматывать кабель
на лебедку и пропускать ого через блок-баланс без боязни повредить его
жилы, и изоляцию.

Кабели, выпускаемые отечественными заводами для геофизических
исследований скважин, основные данные о конструкции которых и области
использования приведены в табл. 13, разделяются на три группы: кабели,
с хлопчатобумажной оплеткой; кабели, запрессованные в резиновый шланг,

1 Называются также каротажными кабелями.
Кабели для промыслоьо-геофизпческпх работ

Таблица 13

45 Заказ 714.

Конструкция жилы

Наименование и область применения кабеля

Марка кабеля	медные проволо- ки (количество, диаметр, .«.и;	стальные прово- локи (количест- во, диаметр, мм).

Кабель трехжильный в пропитанной льняной
или джутовой оплетке. Разрывное усплпе до 1 т.
Применяется для исследования скважин глубиной
до 700 .« (прп растворах небольшого удельного
веса) п для наращивания нижнего конца кабеля
с- большим разрывным усилием при исследовании
более глубоких скважпн ..........

Кабель трехжильный в пропитанной льняной
пли джутовой оплетке. Разрывное усилие до 2 т.
Применяется для исследования скважин глуби-
ной до 1500 м (при растворах небольшого и сред-
него удельного веса) и для наращивания ниж-
него конца кабеля с большим разрывным усилием
прп исследовании более глубоких скважин

Кабель трехжильный в пропитанной льняной
оплетке. Разрывное усилие до 4 т. Применяет-
ся для исследования глубоких скважин ....

Кабель семижильный в пропитанной льняной
оплетке. Разрывное усилие до 3 т. Применяется
ири одновременном опускании в скважину на
глубину д-о 2000 м нескольких измерительных
установок и при экспериментальных работах КСО-3

Кабель семижильный в иропитанной льняной
оплетке. Разрывное усилие до 8 т. Применяется
при экспериментальных работах в глубоких
скважинах с тяжелыми глинистыми растворами КСО-8

КТО-1

КТО-2

КТО-4

1X0,41	18x0,4	2,0
1X0,52	18X0,5	2,5
1X0,52	48x0,5	4,5
-1X0,4	18X0,4	2,0
1X0,5	48x0,5 1	4,5

1,4	4,8	16	290	1000	62	1,6
1,8	6,1	18,8	420	1800	42	1,75
2,0	8,5	22,8.	730	3600	22	1,85
1,4	4,8	19,4	484	2800	60	—
2,0	8,5	30,5	1376	8000	20 1	—-

ОБОРУДОВАНИЕ
Наименование и область применения кабеля	Марка кабеля	
		ie проволо- эличество, гр, мм}
		3 S о  5^ с§
		О s S
		5 К Й
Кабель трехжильный в резиновой шланговой оболочке. Разрывное усилие до 0,3 т. Приме- няется при исследовании скважин глубиной до 400 м 		_		КТШ-0,3	7X0,25
Кабель трехжильный в резиновой шланговой оболочке. Разрывное усилие до 2т. Применяется для исследования скважин глубиной до 1500 м, для наращивания нижнего конца кабеля с боль- шим разрывным усилием при исследовании более глуооких скважин и для изготовления зон- дов					КТШ-2	1X0,52
Кабель трехжильный в шланговой оболочке из нефтеупорной резины. Применяется, как и кабель КТШ-2, для исследования скважин с растворами, содержащими нефть и газ и при перфорации обсадных колонн 		КТШН- 2	1X0,52
Кабель трехжильный в резиновой шланговой оболочке. Разрывное усилие до 4 т. Применяется для исследования скважин глубиной свыше 1500 .и и для изготовления зондов 		КТШ-4	1X0,52
Кабель трехжильный в шланговой оболочке из нефтеупорной резины. Применяется при ис- следовании скважин с растворами, содержа- щими нефть и газ и при перфорации обсадных колонн			КТШН-4	1X0,52
Продолжение табл. 13

Конструкция жилы					1  Наружный диаметр кабеля, мм	Расчетный вес, кГ/км	Временное сопро- тивление на раз- рыв, кГ			Омическое сопро- тивление жилы, ом{км	Удельный вес, г/сль’
1  стальные прово- локи (количест- во, диаметр, мм)  i	диаметр голой жилы, мм	типа ревиио- изоляции,		1  1 диаметр жилы  । по резиис, мм					
		тол	о 3  Д						
12x0,25	1,25		1,0	3,25	12,4	150	300	50	1,3
18X0,5	2,5		1,8	6,1	19,4	480	1800	42	1,65
18X0,5	2,5		1,8	6,1	19,4	560	1800	42	1,9
48Х 0,5	4,5		2,0	8,5	25,6	905	3600	22	1,78
48x0,5	4,5		2,0	8,5	25,6	990	3600	22	1,92

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ геофизики, аппаратура и оборудование
Продолжение табл. 13

Наименование и область применения кабеля

Кабель трехжильнып в резиновой шланговой
оболочке, морской. Применяется для соединений
наземной аппаратуры и для подвода промышлен-
ного тока ...............................

Кабель одножильный в двойной стальной оп-
летке (броне). Разрывное усилие до 4 т. При-
меняется для измерений по схеме с одножильным
кабелем (станция ОКС) и прп перфорации

Кабеяь одножильный в двойной стальной оп-
летке (броне). Разрывное усилие до 8 тп, Приме-
няется как и кабель КОБД-4, но для исследо-
вания скважин большой глубины ...........

Кабель трехжильный в двойной стальной оп-
летке (броне). Разрывное усилие до 8 т- Приме-
няется для измерений в глубоких скважинах
с, тяжелыми растворами и при перфорации

Кабель семижильный в двойной стальной
оплетке (броне). Разрывное усилие до 8 т-
Применяется для измерений с комплексной стан-
цией на семижильном кабеле...............

Марка
кабеля

КТШ-М

КОБД-4

К ОБ Д-8

КТБ-8

КСБ-8

Конструкция жилы					Наружный диаметр кабели, мм	Расчетный вое, кГ/км	Временное сопро- тивление на раз- рыв. кГ	(>АЛ1ческос сопро- тивление жилы, ом/км	Удельный вес, г]см3
МОДНЫ!) Прово- I локи (количсст- ! во, диаметр, At.w)l	етальцые прово- локи (количест- во, диаметр, мм)	диаметр голой жилы, мм	толщина резино- вой изоляции,  •tU	диаметр жилы I до разила, мм					
10x0,5	7X0,4	2,2	1,4	5,0	16,0	350	600	. 10	—
19X0,32	1) 20x0.8:  2) 21X1,1	2.1	0,94- 0,4	4,7	8,4	270	3600	12	5.2
7X0,52	1) 23X1.1;  2) 25X1,3	3,5	0,9+  0,4	7.5	13,2	590	—	15	5,0
12x0,3	1) 29X1.1;  2) 29X1,3	1,6	0,9	3.4	14,6	680		20	4,5
12x0,5	1) 31x1,1;  2) 33X1,3	1.6	0,9	3,4  1 ।	17,0	850  1  i	1	20.	4,25

диаметр проволок внутреннего и внешнего повивов.

ОБОРУДОВАНИЕ

Примечание. Цифры 1 и 2 в колонке 4 обозначают число
Рис. 128. Кабели для геофизических исследований
скважип.

а — одножильный бронированный; б — трохжият.яый п
оплетке,

Д — жилы кабеля; 2 — резиновая изоляция; з и « — изо-
ляционная лента; б — льняцап или джутовая онлитки; и —
стальная прополочная броня,

и кабели с металлической (стальной) оплеткой (броней) —так называемые
бронированные кабели. Кабели маркируются условным сочетанием букв и
цифр, указывающих основные параметры кабеля: первая буква «К», общая
для всех кабелей, указывает тип провода — «кабель» (ранее каротажный
кабель); вторая буква обозначает число жил (О — одножильный, Т — трох-
жпльный, С — семижильный); третья — характер верхней оболочки
(О — оплетка из хлопчатобумажной, льняной или джутовой пряжи, Ш — ре-
зиновый шланг, Б — металлическая стальная броня); четвертая — дополни-
тельные данные, указывающие на специфичность конструкции кабеля
(У — утяжеленный — увеличенного удельного веса; в кабеле вместе с изо-
лированными жилами скручены свинцовые провода; Н — пофтоупррпый —
изоляция кабеля из пефто-
упорной резины; М — мор-
ской — с малым электриче-
ским сопротивлением жил,
используемый для подводки
тока к электрическим уста-
новкам; Д — кабель с двой-
ной металлической оплет-
кой —стальной броней).

До последнего времени в
практике геофизических ис-
следований скважин наибо-
лее широко использовался
трохжильиый кабель следую-
щей конструкции (рис. 128, б):
жилы кабеля скручены из
большого числа лужепых
или оцинкованных проволок
из высококачественной стали

с разрывным усилием от 170 кг/мм2 (проволоки диаметром 0,5 лш) до
240 кг/мм2 (проволоки диаметром 0,25 мм). В центре жилы для пониже-
ния электрического сопротивления пропускается одна или несколько
луженых медных проволок. Жила кабеля после скручивания покрывается
резиновой изоляцией толщиной 1—2 мм (н зависимости от типа
кабеля).

У кабелей с оплеткой типа КОЮ каждая из жил после изоляции покры-
вается слоем прорезиненного полотна, окрашенного и черный, белый, крас-
ный или синий, белый и красный цвета. Три разноцветные жилы скручи-
ваются с шагом 35—45 см и покрываются сперва двумя слоями миткалевой
ленты и затем двумя слоями оплетки из крученой льняной пряжи, дважды
пропитанной противогнилостным составом с температурами плавления 50
'„и 90° С. Прорезиненная лента и оплетка предназначаются для защиты рези-
новой изоляции жил кабеля от механических повреждений. Между жилами
'иногда помещается заполнитель — пеньковый или резиновый шнур.

В шланговых кабелях типа КТШ жилы кабеля опрессовываются в рези-
новый шланг без предварительного покрытия их слоем прорезиненного по-
лотна. При этом расцвечивается резиновая изоляция жил, В иофтоупорпых
кабелях шланг сверху покрывается тканью и оболочкой из пефтеупориой
.резины.

Бронированные кабели, получающие с каждым годом все более и более
широкое1 применение при геофизических исследованиях скважин, имеют
следующую-конструкцию (рис. 128, а).

Жилы кабеля скручены из медных лужепых проволок, покрытых
снаружи двойной резиновой изоляцией толщиной 0,9 и 0,4 мм. Полученный
таким образом провод покрывается тканью и оплетается снаружи двумя
(или реже одним) слоями стальных проволок диаметром 0,8—i ,1 мм
с разрывным усилием до 150 кг!мм.

Каждая жила скнажшпюго кабеля перед выпуском проходит испытание
техническим переменным током под напряжением 3000 в в течение 5 мпп.
после погружения па 12 час. в воду при температуре 50° С. При испытании
сопротивление изоляции яшлы не должно быть ниже 50 Мом па 1 км при
температуре 20° С. Это сопротивление должно сохраниться и после скручи-
вания жил п повторного испытания кабеля под напряжением 3000 в точо-
пио 5 мип. при температуре 20° С.

Срок службы кабеля при правильной его эксплуатации довольно длите-
лен и приблизительно определяется 100—600 тыс. л протяжки, считая
спуски и подъемы.

Для продления сроки службы кабеля при ого эксплуатации необходимо выполнять
следующие предосторожности.

1.	По подвергать кабель механическим повреждениям — ударам, порозам вслед-
ствие которых может быть нарушала изоляция жил.

2.	Ле опускать ивлигппого кабеля в скважину; при «том кабель образует петли,
которые трутся о стенку скважины, что приводит к преждевременному износу изоляции
кабеля.

3.	При намотке кабеля па барабан лебедки укладывать кабель виток к витку с рав-
номерной шггпжкой, ио допускал образования перекатов кабеля. При перекатах отдельные
нитки кабеля могут оказаться под другими витками, что может привести к повреждению
изоляции жил кабеля при последующей его размотке. При намотке кабеля на скважине
с его поверхности предварительно должны быть смыты осадок глинистого Раствора и
нефть.

4.	Осторожно работать в крсчиюпых скважинах, где оболочка кабеля легко может
быть повреждена заусепцами в муфтовых соединениях обсадных труб.

5.	Изолировать споепремеппо места повреждений и по допускать работы в скважи-
нах кабеля с нарушенной оболочкой.

G. Ие работать с кабелями, имеющими изоляцию жил из обычной розипы, в скважи-
нах с газированным глинистым раствором и содержащих пефть. Для исследования таких
скважин необходимо использовать кабель, изоляции жил и оболочка которого изгото-
влены ив пофтостойкой ровицы

При работе киболей с изоляцией из обычной резины нефть, разъедая резину резко
ухудшает изоляцию кабеля. Газ при высоких давлениях в скважине поглощается оболоч-
кой ив обычпой розипы и при быстром извлечении кабели и уменьшении внешнего давления
прорывается наружу, нарушая прочность резиновой изоляции.

7.	По прикладывать к жилам кабеля высоких напряжений, опасных для изоляции
жил. Ие рекомендуется также разрывать токи большой силы; при эрой возникают зна-
чительные э. д. с. Самоиндукция, иногда достаточные для пробоя изоляции жил кабеля,
находящегося в скважине в условиях высоких температур.

8.	Но допускать промерзания кабеля и работы с кабелем с промерзшей и неоттаяв-
щой оплеткой.

9.	По оставлять длительное, время сырой кабель неиросушоппым и, особенно, не
допускать храпения влажного кабеля, у которого оплот на нагнивает и быстро разрушается.

Ремонт жил кабеля

Жилы небронированного кабеля ремонтируют и следующем порядке:

1)	натягивают между двумя тисками поврежденный отрезок жилы;

2)	снимают полотняную лепту 1 (рис, 120, а', на участке жилы, на 10 ем большем
длины места повреждения жилы;

3)	удаляют резиновую изоляцию 2 в месте повреждений; обрезают розипу па конус,
как это показано на рис. 129, й, в тщательно зачищают ее поверхность;

4)	покрывают проволоки жилы 3 и зачищенную резиновую оболочку жилы 2
слоем резинового клея и дают ему несколько просохнуть:

5)	наматывают по спирали в 2—3 след с растяжкой резиновую лепту 4 (рис. 129, в),
покрывая при каждом последующем обороте ленты предыдущий оборот па половину ее
ширины;

6)	наматывают туго в дня слоя ленту из пр о рев ине иного полотна 5 (рис. 129. г).

Для улучшения изоляции целесообразно вулканизировать место изоляции. Если
в партии отсутствует лента из сырой резины, изоляцию производят резиновой лептой
«парой» [2, 5].
ZZZZZ2==^=EZZZZZ а

)< " /К

izzzzzzi^^i^^zEzzzzza /

Рис. 129. Изоляция поврежденной жилы ка-
беля.

а, е и г — последовательные, операции изоляции
япшы; 1 — ирорезнпеяиаи нолотиииан лента; 2 — рс-
зииовап оболочка; з — проволоки жилы кабели; < —
лента ив сырой резины или лепта «пара»; s — педля-
циоппаи лепта.

Поело ремонта жилу уклады-
вают на се место в кабеле. Повре-
жденное место обматывают несколь-
кими слоями изоляционной лепты
и перевязывают шпагатом в 2—3 мо-
стах.

Соединение жил
небронированного кабеля

При геофизических иссле-
дованиях скважин часто при-
ходится соединять отрезки ка-
беля для присоединения зондов
и аппаратов, опускаемых в
скважину, получения необхо-
димой длины кабеля, соедине-
ния отрезков кабеля с различ-
ным разрывным усилием (для
уменьшения веса кабеля) и
удаления отрезков сильно из-
ношенного кабеля, ремонт ко-

торых нецелесообразен.

В зависимости от того, потребуется или нет в дальнейшем разъединять

кабель в местах соединения, соединения отрезков кабеля делаются разъем-

ными или неразъемными.

Н с р а 31 с м п ы е со е д и п е п и я (с. р а щ и в а и и я) кабеля

Рис. 1.30, Сращивание жилы кабели,
а, б, лиг — последовательные операции сращи-
вания жилы; 1 — прорезиненная лента: а — ре-
зиновая оболочка >кмлы кабели; а — бандаж ио
тонкой медпой проволоки: 4 — провплопн жилы;
й, в и 7 — бандажи иа топкой медной прово-
локи, пропаянные после их установки.

При неразъемном соединении жилы кабеля спаивают следующим образом.

1.	Снимают у каждого конца сращиваемого кабеля оплетку и наружную прорези-
пенную лоцту на участке в 60 зд от концов жил. Оплетку и рениновую лепту обреяшот,
выпуская каждый последующий слон изоляции но отношению к предыдущему пп 5—10 с.н.

2.	Обрезают жилы набели в следую-
щем (от лебедки к зонду) порядке — си-
пяя (короткая), белая (средняя) я красшш
(длинная) с расстояниями между срезами
20 ци. Для этого удобно пользоваться
двумя мерными трубками — 20- и 40-едг,.
Обрезав предварительно вровень псе жилы
присоединяемых отрезков кабеля, у от-
резка кабеля со стороны лебедки протяги-
вают белую жилу через трубку длиной
20 см и сицюю — через трубку длиной
40 см. Доведя концы жил до выходных
отверстий трубок, отрезают жилы у вход-
ных, Раздолка жил кабеля со стороны
зоцда производится тик же, по трубка
длиной 40 см надевается на красную
жилу.

3,	С каждой жилы кабаля снимают
прорезицсппую лещу 1 (рис, 130, а) ля
10 см от конца жилы и резиновую изоля-
цию 2 на 8 см. Накладывают несколько
витков медной проволоки 3, чтобы избе-
жать раскручивания проволок жилы под
изоляцией,

4.	Поверхность резиновой изоляции между оголенным проводом и лентой из проре-
зиненного полотна зачищают.

5.	Раскручивают стальные проволоки жилы 4, распрямляют их и зачищают наж-
дачной бумагой.

0. Раскрученные жилы соединяемых проводников с одноцветной изоляцией вводят
друг в друга, как показано па рис. 130, б.
7.	Стягивают луженой медной. проволокой проподпики жили и центра оголенного
участка и накладывают па них баггдаж 5 из нескольких витков этой проволоки; той же
проволокой стягивают проводники жил у концов и накладывают на пах бандажи 6’ и
7 (рис. 130, и). Длина каждого бандажа по должна превышать 10 мм.

8.	После соед1ПЮ)П1|1 всех трех жил сращиваемого каболя его натягивают и выравни-
вают длину жил.

!b IIри помощи паяльника пропаивают жилы кабоип в мостах 5, 6 и 7 (рис. 136, а).
Припой должен проникнуть топким слоем между проволоками кабеля па участке длиной
около 15 мм-

10.	Подравнивают места спая напильником.

11.	После окончания спайки моста сращивания изолируют в том жо порядке. как это
делается при исправлении повреждений изоляции кабеля.'

Разъемные соединения кабеля

Разъемные соединения жил кабеля выполняются: 1) при помощи соеди-
нительных патронов, состоящих из ниппелей 1 и 2 (рис. 131), имеющих

внутри коническую вытечку и
снаружи нарезку, па которую
навинчивается соединительная
муфточка 3: 2) при помощи со-
единительных муфт Парфенова —
Пигрова (рис. 132). Последние
применяются для присоединения
к кабелю скважинных приборов.

Соединительные патроны вы-
пускаются для соединения жил
двухтонного с двухтонным (см.
рис. 131, а), двухтонного с четы-
рохтонным (рис. 131,5) и чотырех-
тоипого с чотырохтонным кабелем
(рис. 131, в).

Соединение каболя при помощи
патронов производится в следующем
порядке.

1)	Па одиц из концов присоединяе-
мых отрезков кабеля надевают брезсп-
товый шипиг длиной 1 м, диаметр

Рис. 132. Соединительная муфп'П Парфено-
ва — Пигрова.

j—токоведущий стержень с коническим расшире-
нием й; з — гнездо; 4 — резьбовое соединение; И —
изолирующая втулка; в — патрон; 7 — волнообраз-
ные выточки- 8 — ШЛИЦ; 9 И 11 — СОСДПИВТОЛЫГЫО
головки; 10 — гплиц; 12 — шпоночные пыотупы;
13 — шайба из изоляционного материала; М —
букса с вареиаггиым хвостовым соединением 15-, А и
jj _ полумуфты; В — соединительная гайка.

Рис. 131. Соединительные патроны
для кабеля.

а — циух-двухтонпый; б — дпух-четырех-
ТОШ1ЫЙ,- а — четырех-чстырехтопиый; I и
2— ниппели; з — соединительная муф-
точка.

которого несколько больше, чем диаметр кабеля; этот шланг протягивают да 1—2 м
от конца.

2)	На расстоянии 60 см от начала жил снимают оплетку и прорезиненную лепту.

3)	Разрезают жилы в порядке, указанном в п. 2 правил неразъемного соединения
кабелей, используя для этого мерные трубки.
4)	С конца каждой и; илы па участий длиной 100—120 мм снимают прореаицепиую
ленту 1 (рис, 133, а),

5)	Смазывают вазелином розииовую оболочку 2 и надевают па нее резиновую трубку
3 длиной 100 мм (рис. 133, б); внутренний диаметр трубки 3 должен биТг> несколько
меньше наружного диаметра резиновой изоляции жилы, трубку вадеппют так, чтобы ее
конец не доходил до конца жилы на 50 мм-

61	Резиновую трубку перевязывают суровой ниткой н трех местях, в ее середине 4
и по краям 5 на'расстояиии 5 лл от шщцов трубки; трехкратная обвязка предотврпщпет
проникновение влаги внутрь трубки.

7)	Удаляют изоляцию жилы па участке длиной 30—40 лм«от края роз «повой трубки,
раскручивают проволоки 6' н очищают их от окислен и грязи наждачной бумагой
(рис, 133, в).

8)	Вводят проволоки жилы кабеля в ниппель 7 соединительного патроня, доводят
его до изоляции жилы, ставят бандаж из тонком медной проволоки и затем загибают

Рис. 133. Соединение жил кабеля сое-
динительными патронами.

а, б, в, г, д, е, ж, а и и — последователь-
ные операции соединения; 1 — мроровипеи-
ная лента; 2 — резиновая оболочка,- 3 —
резиновая трубка; 4 а б — бандажи из суро-
вых ниток; в — проволоки жилы кабеля; 7 —
ниппель; з — заклинивающий конуса й —
конец ниппеля 7; 10 — резиновая трубка;
II — соединительная муфточка; 12 — медиан
прополола; 13 — бандажи из суровых питон.

копны проводников тцк, как что показано
па рис. 133, в; затем втягивают загнутые
концы пронолоки в коническое отверстие
патрона.

Вместо загиба концов проволок можно
применить заклинивающий конус; в этом
случае резиновая трубка устанавливается па
расстоянии 30 мм от конца жилы; этот от-
резок жилы очищают от ouifC.-ioB и грязи, затем
надевают соодипнтелыши патрон так, как
это показано ца рис. 133, 0, и вводят заклини-
вающий медный конус. 8 и коническое отвер-
стие патропа.

9)	Заматывают шпагатом коцец нип-
пеля в место !), что пред отвращает вытека-
пие припоя иа ниппели ври пайке.

10)	Тщательно припаивают проводники в
конусе щшпеля (рис. 133, а). Прогрева»
ниппель паяльной лампой, остерегаются пере-
грева жил кабезгя и порчи резиновой изоля-
ции. К торцу одного иа ниппелей припаи-
вают модную проволоку диаметром 0,5—1 мм.

И) Очищают пиинель напильником от
заусоицев и привод и в случае необходимости
прогоняют его резьбу через плашку.

12)	Надевают ни один конец присоеди-
няемых жил репипоиую трубку 10, диаметр
которой несколько больше, чем внешний
диаметр ранее надетой трубки 3 (рис. 133,ше).
С этой целью сперва падовают через трубку
припаянную медцую проволоку, конец кото-
рой закрепляют в тисках, и затем под
пятяжкой жилы падовпют трубку, предвари-
тельно заполнив ее вазелином. Трубку протя-
гивают несколько далее края соедивиголь-

ного патропа (рис, 133, мс).

13)	Закончив операции, указанные и п. 4—12, со всеми тромп жилами кабеля, свин-
чивают соединительными муфточками 11 ниппели, установленные иа проводниках,
имеющих одинаковую расцветку. При свинчивании необходимо сводить, чтобы псе три
жилы кабеля имели равномерную натяжку. Для обеспечении надежности электрического

соединения припаивают медные проволоки 12, замыкающие накоротко ниппели патропа
(рис, 133, з) ‘,

14)	Патроны покрывают вазелином и иа месте соединения натягивают резиновые
трубки 10 (рис. 133, и). На концах трубки накладывают бандажи 13 из шпагата пли су-
ровых ниток. Под бандаж рекомендуется подложить кусок прорезицеплой ленты, чтобы,
избежать повреждения резиновой трубки при обвязке,

15)	Место сращивания покрывают тавотом и натягивают па пего отрезок брезенто-
вого шланга, на который накладывают с концов бандажи из толстого шпагата.

В тех случаях, когда изоляция соединительных патрончиков производится без рези-
новых трубок, после соединения патрончиков муфточкой место соединения изолируется
по правилам изоляции мест сращивания жил кабеля, приведенных выше.

1	Обычно это делают при соедипОпил отрезков кабеля.
Соединение кабели муфтами Парфенова—Пигрова

Соединительные муфты Парфенона — Пигрова состоят из двух полу-
муфт Л п В (см, рис, 132), свипчипаемых между собой гайкой В. По оси
полумуфт Л и Л проходят стальные токоведущио стержни 7. Один конец
каждого стержня имеет коническое расширение' 2, в котором проточено
цилиндрическое гнездо <?, На другом конце стержня нарезана резьба 4.
Стержень запрессован в эбонитовую втулку 5, которая вставлена в стальную
втулку —патрон 6*.

Патрон 6 полумуфты Л имеет на поверхности две волнообразные вы-
точки 7, шлиц для гаечного ключа 8 и соединительную головку 9, иа поверх-
ности которой парезапа резьба и выфрезеровапы два продольных шлица 10.
Патрон полумуфты В имеет также две волнообразные выточки и соедини-

Рис. 434. Соединение жил кабеля муфтой Парфенова—Пигрова,

1 — токоисдущы! стержни; В — конические расширение; s — гпгодо; 4 — резьбовое соединение;
s — ииолнруюищн втулка; О — патрон; 7 — полкоооравкые выточки; S — шлиц под гаечный ключ;
а и Л — соединительная головка; 1(1 — шлиц; 12 — ннгопочиыс выступы; is — шайба; 11 — буксы
с кареепымн хвостовыми соединениями 1И\ 1«— контактный штифт; П — резиновая прокладка;
is и ia -  резиновые трубки; 20 — ниппели соединительных патронов; 21 — соединителыпяс муфточки;

22 и 20 - бандажи ria суровых ниток; А и В — нолумуфты; В — соединительна и гайка.

тельную головку 11. На этой головке имеются два выступа 13, которые при
свинчивании входят в шлицы 10 полумуфты А.

На концы 4 тоководущих стержней надевается эбонитовая шайба 13
и навинчивается букса 14, оканчивающаяся хвостом с нарезанной иа ном
резьбой 13, соответствующей резьбе муфточек обычных соединительных
патронов.

Соединенно отрезков кабеля при помощи соединитель пых муфт производится в сле-
дующем порядке.

1)	Надевают па один конец кабеля брезентовый шланг, внутренний диаметр которого-
несколько больше .наружного диаметра кабеля, и снимают па расстоянии 1 м от копца
кабеля оплетку и пророзипоппую ленту.

2)	Разрезают жилы кабеля и порядке, указанном в п, 2 правил сращивания про-
водов.

3)	Снимают па жилах кабеля прорезиненную лепту па участке длиной 12 с.м.

4)	Надевают па каждую жилу резиновую трубку 18 длиной 200 мм диаметром
14 X 17 -р 18 мм (рис. 134).

5)	Натпгипапуг с вазелином резиновую трубку ,79 длиной 175 мм. Внутренний
диаметр трубки должен быть несколько меньше наружного диаметра жилы или равен
ому. Обычно применяются резиновые трубки диаметром 7X9 мм.

(!) Раздел;,пшют концы жил и припаивают к ним ниппели с. о одинит ел иных патронов.
20 (см, пп 7, 8, 9, и 10 правил соединения кабеля патронами),

7)	Навинчивают на пиппели муфточки 21 и па свободный копец муфточки, находя-
щейся иа конце кабеля со стороны барабана лебедки, навинчивают полумуфту Б, предвари-
тельно надев на пос гайку В.

8)	К свободному концу муфточки, закрепленной па конце кабеля, идущего со сто-
роны зопда или другого скважинного снаряда, привинчивают полумуфту А.

9)	Тщательно очищают торцовые части полумуфты от влаги, протирая их в случае-
необходимости чистым вазелином, бензином или спиртом. Затем вставляют в гнездо 3
контактный штифт 16 и смазывают вазелином торцовые части присоединяемых полумуфт,

10)	Надевают па соединительный штифт резиновую прокладку 17 и стягивают обе-
полумуфты гайкой В. При свинчивании патрон детали А удерживается за шлиц 8 гаеч-
ным ключом, в то время как другим ключом отвинчивается гайка В. Соединение гайки В.-
c. винтовой резьбой полумуфты А должно быть сделало с большой затяжкой,
11)	Соединив все три жилы кабеля гайками, зажимают копны кабеля в тисках и
далее, поворачивая соединительные муфточки 22, выравнивают длину соединенных жил
кабеля. Для надежности -.мнжтрплоского соединения припаивают краспомодпые прово-
лочки между ниппелями и хностовыми частями соединительных иолумуфт.

12)	11ц патроны натягивают с вазелином резиновые трубки 19 (до торца буксы 14).
На концах трубки со стороны кабеля накладывают два бандажа 22 из шпагата, подложив
под них слой резинового полотна

'13) Патнгшппот с вазелином резиновые трубки 18 до положения, указанного па
рис. 134, п накладывают на них бандажи па суровых ниток или шпагата в местах прогиба
волнистой поверхности 7 буке, 14 и патронов' 6 и на концах трубок 18.

14)^ Покрывают моста соединения всех трех жил кабели тавотом и натягивают бре-
зентовый шлапг. предварительно надетый, как об этом указывалось выше, иа один из
концов кабеля. Концы шланга обвязывают толстым шпагатом.

Сращивание бронированных кабелей

Дия срагциванпн бронированных кабелей А. В. Тучиным и Г. М. Гусевым [87]
рекомендуется следующий способ,

1)	Отмеряют от конца кабеля 270 см и ставят баадяж Z (рис, 135, а) из медной про-
волоки или пволяциОшюй ленты, намотанной в несколько слоев,

МО

Рис. 135. Сращивание ’ жилы одножиль-
ного бронированного кабеля,

а и б — разделка одного конца наОсля; «иг —
тоже, двурого конца; 0 — соединение концов;
г и з — Оапдпжи верхней брони 2; 5 на — бан-
даж» шишей брони 4; 7 — проволоки жилы;
3 — резиновая оболочка жилы, сточенная па конус
№; 10 — обпяаиа питиями; 11 — отрезок удаляе-
мой резиновой оболочки; is — участок оболочки,
обмотанной нитками 13; 14 — резиновая оболочка
жилы кабели, конец обрезан на конус 15; 1в —
кэпляцнн резиновой лентой «пара»; 17 — обвязка
нитками.

2)	Раскручивают проволоки 2 верхней брони и обрезают так, чтобы каждая после-
дующая проволока (в направлении против часовой стрелки) была па 15 см короче преды-
дущей.

3)	Второй конец присоединяемого кабеля разделывают также, но бандаж 3
(рис. 135, в) ставят па расстоянии 275 см от конца кабеля.

4)	После раскручивания проволок верхней брони 2 первого конца отгибают их
в сторону и ставят на нижней броне 4 второй бандаж 5 на расстоянии 25 см от первого
бандажа.

5)	Раскручивают одпу из проволок нижней брони 4 и обрезают ее у бандажа.

6)	Раскручивают остальные проволоки,' из которых первые восемь (по ходу часовой
«грелки) обрезают так, чтобы каждая последующая была па 10 ель длиннее предыдущей-
Отмеряют от конца девятой проволоки 50 см и остальные восемь обрезают также через
каждые 10 см.	„

7)	Иа втором конце соединительного кабеля разделку делают так же, но втором:
бандаж в ставят иа расстоянии 40 см от первого бандажа;”

8)	На первом конце присоединяемого кабеля отмеряют 138 см от бапдажа 1 и обре-
зают медную жилу 7; затачивают изоляцию 8 жилы на конус 9 (рис. 135, а); вершинУ
конуса перевязывают суровой ниткой 10 и снимают с участка длиной 7 см изоляцию И.;

9)	Раскручивают медные проволоки и обрезают через 1 см одну от другом:
‘(рис. 135, б).
10)	Отрезают UTopoi'i конец присоединяемого кабеля иа расстоянии 143 см от первого
бандажа 3,

11)	Обматывают суровой ниткой 12 (рис, 135, «) участок 13 изоляции длиной 12 см,
отступая на 12 см от конца Hout,

12)	Очищают поверхность ризины от матерчатой оплетки 12 так, чтобы по повредить
иполнцто.

13)	Смазывают поверхность резины 14 вазелином и закатывают с конца резиновую
изоляцию на отрезок ииоляцян, обмотанной ниткой. Конец закатываемой резины па рас
стгипши 4 должен бы 1’ь и.почсц па коцус 1,5.

14)	Обрезают на 5 см проволоки модной жилы, а па оставшихся 7 см раскручивают
проволоки. Затем в последовательности скрутки обрезают каждую иа проволок па 1 см
короче другой.

15)	Скручивают медные проволоки 7 сращиваемых концов кабеля, укладывая при
атом их в стык и слегка пропаивая (в отдельных точках).

1(>	) Покрывают соедши'шгыо концы тремя слоями возможно более тонко растянутой
ленты «нарп>» 16 и обвязывают ее топкой ниткой 17.

17)	Смазывают резиновым клеем конусные, заточки 9 и 15 и до высыхапия клея ска-
тывают резину так, чтобы заточки 9 и 2.5'легли друг па Друга.

18)	Покрывают место сращивания одним слоем изоляционной лепты;

19)	Соединяют проволоки пижпой брони; сперва берут у второго присоединяемого
конца кабеля самую длинную проволоку и накручивают ее- па жилу кабеля до стыка с, са-
мой короткой проволокой первого конца. Далее продолжают навив других проволок,
следуя ио часовой стрелке. Концы проволок второго конца тщательно обрезают в стык
с проволоками нервого конца; наблюдают за плотной укладкой проволок.

20)	Снимают бандажи нижней брони и укладывают самую длинную проволоку верх-
ней брони второго кояда до стыка с самой короткой проволокой перхпой броди первого
конца.

21)	Укладывают псе остальные проволоки верхней брони, следуя в направлении,
обратном часовой стрелке, итщатольцо обрезают их в стык с копнами проволоки первого
i!pitco(7Uni(Hiново отрезка кабеля.

22)	Место соедини пил покрывают несколькими слоями изоляционной лепты и в даль-
нейшем следит иа сохранностью того покрытии, чтобы избежать раскручивания проволок.

Таким же способом ('•[•'ицплают и многожильные бронированные кабели с тем лишь
отличием, что места сращаинпия каждой из жил должны располагаться на расстоянии
2d см друг от друга.

Другой способ сращивания одножильных бронированных кабелей,
предложенный JJ. II, Хубатуллиным, заключается в применении специаль-
ных колец.

При атом способе сращипации концы кабеля разделываются так, как показано на
рис, 13(1, а. На участке длиной L = 1)00 .««раскручиваются проволоки внешнего повила
л ini участках длиной I .= 300 ««(у ясного куска) и I = 500 мм (у правого куска) иро-
шмпжи внутреннего попит) Последние обрезаются па длине 200 мм, После сращивания
модных проволок жилы (без припоя) иа участке длиной 30 вмь место сращивания тща-
тельно изолируется резиновой и изоляционной лептами. Затем накладывают проволоки
внутреннего повппа ш< место соединения, передвигают ранее надетое кольцо 1 с выфрезе-
роваипыми ни его пооорхноетпкапавкамп и, загнув проволоки внутреннего иовива па 180°
(рис. 13(1,6), пропускают их леров кашииси. Уложив далее эти проволоки с сохранением
папривлотш иовива, устанавливают бандажи 4 из стальной проволоки (рис. 136, в).
Аналогично производятся е.рщципание прополок впекшего иовива, которые пропускаются
в кацапки кольца внутрщщего иовива и затем закрепляются бандажами 4.

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ПРОВОДА

Соодипнтольпыо провода применяются для сборки схем электрических
соединений, в частности для соединения измерительной лаборатории и подъ-
емника.

В практике геофизических методов исследования скважин используются
гибкие одножильные и многожильные (двух-, трех-, шести- и двепадцати-
жильпыс) соединительные провода. Токоведущио жилы соединительных
проводив скручиваются из большого числа модных проволочек диаметром
0,2— 0,4 мм (в зависимости от марки провода) с общим сечением жилы
0,75 —2,5 лша. Каящая из жил опрессовывается в вулканизированную резино-
вую оболочку. Жилы многожильных соединительных проводов различаются
по цвету оплетки (провода ПРШМ) пли верхнего слоя резины (шнуры ШРПС).
Соединение проводов между собой и присоединение проводов к изм‘'1н’
тельным панелям и приборам производятся при помощи соединитель111*1/
вилок и муфт. Однополюсные вилки (рис. 137, «) состоят из карбол нтшн 11
тела 7, в которое ввинчивается штифт 2 с каналом 3. I? «тот канн.

Рис. 136. Сращивание бронирошшцого кабели при помощи колец.

а, б, в и е — последов ательпые операции сращивания; L и 1 — длины отдельных
концов проволок внешнего и внутреннего повмва; 1 и 2 — колы® для сращипа-
пии проволок внутреннего и внешнего новина; з —временные баядаадп из пво-
ляциопиой лепты; i — бандажи кз стальной проволоки,

впаивается или закрепляется на винте присоединяемый провод 4. Двухпо-
люсные штепсель-вилки имеют карболитовое или резиновое тели /
(рис. 137, бив), в которое вштампованы буксы 5 с гаочпой резьбой. В Пу кш.»

Рис. 137. Соединительные вилки.

а — однополюсная; б — резиновая двухполюсная штепсель — вилка; а
1 — тело вилки; 2 — штифт с каналом .3; 4 — присоединяемый провод;

7 — ШТИФТЫ,

ТО

н;с KUJ|O<»J11T-I4,nn и;
буксы; й г

могут быть завинчены гнезда 6 или штифты 7 в зависимости от того, пуж I ю л И
иметь соединительное приспособление в виде штепселя или в виде ни.цки.
В тех случаях, когда при соединении двухжильных проводов пеобх <	г*’°

быть уверенным в сохранении их полярности, в одну из букс ввиичги>1П(
гнездо, а и другую — штифт (рис. 137,в), что исключает возможность изме-
нения полярности присоединений проводников между собой.

Для приключения соединительных проводоп к электрическим цепям
измерительных лабораторий, подъемников и блок-балансов применяются
Двух-, трех-, шести-, восьми- и двспадцатиклеммные муфты со штырьковыми
(рис. 138, а) и ножовыми (рис. 138, б) соединениями. Каждая муфта состоит
из карболитовых полумуфт 1 и 2, вмонтированных в металлические обоймы 3
и 4. В полумуфто 1 закреплены гнезда 5, в полумуфте 2 (колодке1) —-

J’uc. 134. MnoL’OKoiiTnKTiii.re соодииительцые муфты и колодка.

а — цоед1н<1гг<у[ышл пи'.етикоктаввдая штырь новая муфта; В—ножевая со-
единительная посьмкиоатаптиап полодия; 1 и 2 — «арболитовые полумуфты: з
и 4 ~ обоймы; и — гпепда; в — штифты; 7— пожи; и — направляющий
пггоф’г; о—гаечный замок кренлешш и герметизации; ю—крышки,

штифты 6 (рис. 138, а) или пожи 7 (рис. 138, б). Полумуфты 1 устанавли-
ваются на конце присоединяемого отрезка кабеля, полумуфты 2 — на па-
нели, к которой присоединяется кабель. Полумуфты снабжены направляю-
щим штифтом 3, исключающим возможность неправильного их соединения.
На штырьковых полумуфтах установлен гаочный замок .9, обеспечивающий
надежность и достаточную герметичность соединения полумуфт. Для предо-
хранения контактов штырьковых полумуфт от загрязнения полумуфты в рас-
соединенном состоянии плотно (на резьбе) закрываются крышками 10.

Использование кабеля для определения глубин

Раз м е т к а к а б е л я и ого д е ф о р м а ци и
п р и э к с п л у а т а ц и и

Кабели, применяемые при геофизических исследованиях скважин,
одновременно со своим основным назначением (спуск и подъем скважинных
приборов, подвод к ним тока и присоединение поверхностной измерительной
аппаратуры) служат для определения глубин (например, глубин залегания
выделенных пластов; точек, в которых измеряются угол и азимут искривле-
ния скважип; участков притоков и затрубной циркуляции вод; мост отбора,
пород боковыми грунтоносами и перфорации колонн и точек, в которых
проводились другие операции). Эти глубины устанавливаются путем измере-
ния длины кабеля, па котором опускаются в скважину то или иные измери-
тельные устройства (зонды, инклинометры, термометр и др.) и скважинные
приборы (перфораторы, боковые грунтоносы, торпеды).

Длина кабеля, опущенного в скважину, приближенно измеряется по
указателю (счетчику) глубин и точно по меткам. Счетчик при помощи зубча-
той и автосинпой (или гибкой) передачи подсоединяется к калиброванному
ролику блок-балапса, через который кабель опускается в скважину. При
этом число оборотов счетчика, проградуированного в метрах, пропорцио-
нальное числу оборотов ролика, дает возможность определить длину кабеля,
прошедшего через ‘ ролик. Однако вследствие возможного пробуксовапия
кабеля при его спуске и подъеме, а яакжо изменения диаметра расчетной
окружности, совпадающей с центром кабеля, огибающего ролик, в связи
с загрязнением желоба ролика и износом оплетки, глубина местоположения
точки наблюдения определяется по счетчику только приближенно, причем’
погрешности могут достигать единиц и даже десятков метров,

Более точно определенно глубины спуска скважинной аппаратуры про-
изводится по меткам. Метки устанавливаются па кабеле до спуска его в сква-
жину иа точно измеренных расстояниях, равных 40, 50 и 100 м. Эти рас-
стояния необходимо систематически проверять, так как в процессе эксплуа-
тации длина кабеля изменяется вследствие: а) упругого удлинения жил,
созданного весом груза и кабеля и силами трения кабеля о стенку сква-
жины; б) удлинения, обусловленного раскручиванием жил; н) удлинения,
вызванного повышением с глубиной температуры среды, окружающей ка-
бель.

В начале эксплуатации нового кабеля его вес, вес груза и раскручива-
ние жил кабеля создают удлинение, стабилизирующееся с течением времени-
и достигающее до 2 м на 1 км. Это удлиненно исключается при повторном
промере кабеля, произведенном после нескольких спуско-подъемных опера-
ций. Кроме постоянного удлинения, кабель при эксплуатации дает времен-
ное удлинение, исчезающее, после снятия нагрузки.

Временное упругое удлинение dcZZ отрезка каболя сечением, s пропор-
ционально его длине dl и величине усилия Р, действующего на этот отрезок:-

Ml = -1- • — dl = byPdl,

Е s	s’

<1

где Е — модуль упругости; Ьу — коэффициент удлинения, равный .

В статическом состоянии, полное удлинение кабеля длиной

dz -	/' Р™Л f p™dl •	(78>

"о	б

Р™ слагается из веса груза и измерительного скважинного прибора

Ргр = Ргр(1----5гЧ, а также веса кабеля Р® = ри1|1 —f-) в заполняющей

' $гр /	\ Ок !

скважину жидкости.

Здесь Ргр — вес груза и измерительного прибора; —вес единицы
длины кабеля и б!К, <5гр и 5It — соответственно удельные веса раствора-,
заполняющего скважину, груза и измерительного прибора и кабеля.
Подстивип it формулу (78) вместо Рт ого значение

7^prJi-4q+7?4i-_.M
\ Огр)	\ »н /

и проинтегрирован полученный результат, находим

Л-ы[Л,(«-^) + <(«-^)].	(79>

(й iraT"1UI К();,ФФ1П'Я0Нта для кабелей различных марок приведены

Таблица 14

Некоторые упругие коэффициенты кабелей, применяемых
при промыслово-геофизических работах

Тип  кабели	Коэффициент by временного упругого удлинении кабеля, •мл 1кг м	Коэффициент bt темпера- турного удлинения кабеля, мм/°С м	Коэффициент удлинения кабеля в связи с раскручива- нием жил, мм)кг м	Раскручи- вающий момопт, е м/кг
К'ГО-1	0,011	11,510	0,005	
КТО-2	0,0067	11,510	0,0051	0,24
кто-/.	0,0025	11,510	0,0051	0,30
ROOT	0,0037	11,510	0,0057	0,52

При движении кабеля к статической нагрузке прибавляется динами-
ческая нагрузка, созданная силами инерции кабеля, скважинного прибора
и груза и нагрузка сил трения кабеля и груза о буровой раствор и стенки
скважины.

Динамическая нагрузка

F = Mw,

где М — масса кабеля, груза и скважинного прибора:

w — ускорение. При достижении номинальной скорости подъема v [ж/час}
в течение 2 сок. о момента начала подъема ускорение

_ v Г м 1
W ~~ 7200

Динамическая нагрузка наблюдается лишь в моменты резкого измене-
ния скоростей движения кабеля и при нормальных скоростях обычно не
превосходит 0,2 статической нагрузки. Поэтому динамическая нагрузка
обычно нс учитывается при расчете удлинения кабеля.

Силы трения в буровом растворе достигают наибольших значений
в скважинах, заполненных вязким глинистым раствором, и особенно в искри-
влоппых скважинах. Сила трения F( кабеля о раствор определяется величи-
ной статического напряжения v сдвига раствора, причем

Fi — 1Л (-Й1 ~1~ $’р) = 7 (?„/ + zTpZrp)&,
где sK—полная поверхность кабеля; srp — поверхность груза и измери-
тельного прибора; ги и /ур—радиусы кабеля и прибора; I — длина кабеля;
/гр — длина груза и измерительного прибора; 1,1 — коэффициент, учитываю-
щий увеличение поверхности, по которой происходит разрыв сплошности
раствора в связи с наличном слоя раствора, адсорбированного оболочкой
кабеля.

Так как" .s'rp обычно по превосходит 0,1 su, то с точностью, достаточной
для практики, можно принять, что

Ft =<-Hrnl&.

При растворах большой вязкости, для которых ?7 ~ 0,1 г/см2, для
кабеля КТО-4 (ги = 1,14 см), опущенного в скважину глубиной 2000 м,
получим

Ft 8 х 1,14 X 2 X Ю5 X 10-4 = 182 кг.

В искривленных скважинах к статической и динамической нагрузкам
и силам трения кабеля о раствор прибавляются силы трения каболя о стенку
скважины. Величина последних может
быть установлена следующим расче-
том.

Рис. 139. К выводу формулы, опреде-
ляющей величину дополнительной на-
грузки па кабель, возникающей: вслед-
•ствие трения кабеля о стейку сква-
жины.

Допустим, что вследствие искривления
скнпясниы кабель <4iapnTtiu'потен со стгцкон
скважини но дуге радиуса Н (рис. 1.39)
Выделим оломент длины кабели <//	/й/«,

ограниченный с.ечепипми н, ио-,,, Обозначим
через Т величину тягового усилия в сечении
<7). В сечении а., тяговое' усилие соотнет-
стиопдо равно Т (IT. Разность тяговых уси-
лий Т (IT — Т — dT урнвцошчнивастся
силой трения кабеля о стоцку скважины.

Спроектируем на касательную и нормаль
к криволинейной образующей поверхности
скважины силы, действующие на отрезок ка-
беля в средней точке, элемента <11. Обозначим
через N величину нормальной составляю-
щей реакции стенки скважины, от песо иную
к одишадс длины кабели. Для тангоццпальпой
составляющей действующих сил получим

(71 -h dT) cos - Т cos = jNdl,

где /— коэффициент трения кабеля о стопку скважины.

Для нормальной составляющей действующих сил будем иметь

(7’ + dT) sin — т sjn = ж/.

Вследствие малости угла da

da	,	. da da

COS --j- x 1 И Sin — ж —

и, следовательно,

.и

dT = jNdl

Tda = Ndl.
Исключая из последних

двух равенств Ndl, получим
= /tZa

пли

I'сличила

<1Т __ jdl

Т ~~ 11 ’

(80)

!?’ - Q* -I- f dT,
b

(81)

где (?н> — сумма посол Р™,
растворе и сил трения этих

груза и
приборов

Подставляя (81) в формулу (80),
dr

измерительного прибора в буровом
о раствор.

будем иметь

jdl

И ’



Ное.л(>дц<’<* уравнение наиболее просто может быть решено приближенным путем.
Для этого разделим кабель, находящийся и сквагкино, на рапные отрезки Л1 и положим
п продолах каждого из отрезков Т постоянным п равным значению тягового усилия в на-
чало 'отрезка. Обозначив порез <?’“ сумму веса единицы длины кабеля в глинистом растворе
и сил трошш его о раствор и проинтегрировав равенство (80) в пределах каждого
/i -/i—1 отрепки, пандом значения тяговых усилий в конце каждого из указанных
отрезков;

у

Л = <2^' Rl + g\ui,

f dfl	f 41

/н	//"рК	/?т I л.НС Л /\ 1	^2 I JK Л1

72^((7п,с	1	Л/) е -+qttAl,

Ji	dt	/ 41

7'пМ(» “l+<l№)C “1 + <№\е

и, наконец, последнее тяговоо усилие (у барабана лебедки)

Тп = (-..({ I ((? г‘/ }'1 + <№l)	+ <7^ Л <’ ““ +

_Щ	At

). 7^/1/) е 4- 7”'dZ) ч 14 . . .} е + $Д1 -

=» ()’," ,/Л‘	''7t~ +''' +	+ г/к'И/.	+1^ Ь" ‘ + Лп' _|_

+ C/Ji (i+i +'  •++ i + + •,+ “У) + е4г + i ]. 

Из последней формулы после ряда элементарных преобразований [76] находим
пеличм ну ирмршцспяя тцгояого усилия Л Т1 ,созданного трением кобели о стопку сква-

/17’ Тп -	+ g”'nZlZ = <?”' l/zIZ (А + -+•.. +	+

1.G заказ 714,
,	( 1,4,9,	, П-Ц2 ,

+	+ • 1“ 1л? +	+

-I- (ЯО2 ( Д7й7 +	+ •   + тсяг). 

Это приращение при больших углах искривлении скважины (малых Zlj) может до-
стигать значении, превышающих величину тягового усилия в вертикальной скважине.

Увеличение тягового усилия вследствие трения кабеля о стопку искри-
влений скиажипы создает дополнительное удлинение кабеля Д1у, величина
которого может быть учтена лишь при размотке кабеля под натяжкой непо-
средственно в скважине.

Рис. 140. Принципиальная схема разметочной установки.

1 — л1'Пед1щ 1>апмвточп(>й установки; S — лоВсдна подъемника; з и t —
пеш>дН)1>кпые ролики; S— подпиншый ролик динамометра 0; а«—база
(атппокиый прогон) длиной 2D или 60 м.

Удлинение
формуле

кабеля вследствие раскручивания жил подсчитывается по

аналогичной формуле (79).

Значения коэффициента Ьр удлинения кабеля вследствие раскручивания
жил кабеля различных марок приведены в табл. 14.

Для уменьшения удлинения кабеля вследствие раскручивания скрутку
проволок, составляющих жилу кабеля, и скрутку жил производят в проти-
воположные стороны. У бронированных кабелей проволоки стальной брони
накладывают в два слоя с противоположным направлением скрутки.

Увеличение длины кабеля, вызванное повышением температуры, рас
считывается по формуле

Zl/; = bLl (ЙЩ - Z«) - btl	- Z(,y

где Zop—средняя температура кабеля; t0—температура, при которой был
произведен промер кабеля на поверхности; in. с — температура верхнего слоя
почвы; Гор —• среднее значение градиента температур в скважине в °С/м",
bt — температурный коэффициент удлинения жил кабеля, приведенный
в табл, 14.

 Суммарное удлинение кабеля

Д1 = Aly + Alv + Д1, = f Tdl + bd	- /Д

А	Xх2	'

Удлинение кабеля под действием проложенных нагрузок частично
стабилизируется в процессе работы и сохраняется до тех пор, пока к кабелю
не будет приложено более высокое натяжение.

Для наибольшего снижения погрешности в определении длины кабеля,,
созданной его временным удлинением, необходимо при разметке кабеля по
возможности воссоздать динамические условия его работы.
I азметка кабеля производится при помощи стальной калиброванной
мерпои ленты длиной 20 или 25 л. Для повышения точности разметки и
учета условий работы разметку следует производить при опущенном в сква-
жину набело пли на специальной разметочной установке.

Для размотки каболя па скважине (см. ч. II, § 98) используют сква- 
жпну, заполненную раствором, вязкость, удельный вес и температура кото-
рого по возможности соответствует наиболее часто встречающимся (стандарт-
ным для. района) is скважинах района, где будет эксплуатироваться кабель.

При разметке каболя па специальной установке (рис. 140) кабель пред-
вари сольно перематывается иа барабан лебедки 1 разметочной установки
откуда он вновь перематы-
вается па лебедку 2 подъем-
ника. При обратной пере-
мотке кабель пропускается
через неподвижные ролики
3 н 4 и подвижный ролик 5
динамометра 6‘. Разметка ка-
беля производится на гори-
зелгталгягом эталонном про-
гоне ab, с точно отмеренной
длиной в 20 пли 50 м. Необ-
ходимое натяжение кабеля,
величина которого борется
ио данным, эксперименталь-
ных работ и скважинах, в
которых предполагается экс-
плуатировать кабель3, и
определяется по динамомет-
ру 6’, создается торможением

Рис. 141. Кривые зависимости натяжения кабеля
от условий работы и глубины исследования (по
G. Г. Комарову).

Уд. вес бурового раствора 1,22. Кабель КТО-2.

1 — натяжение кабеля в состоянии покоя; 2—тоже, при
малой скорости подъема; 3— тоже, при большой скорости
подъема; 4 — то жек в момент остановки при малой скорости
подъема; 6 — то же, в момент остановки при большой ско-
рости подъема.

барабана лебедки /.

При резком торможении кабеля в процессе подъема его натяжение
становится ниже. Это объясняется инерционным смещением кабеля, сопро-

вождающимся разгрузкой его веса. На рис, 141 приведены результаты
исследования натяжения па кабель. При спуске кабеля вследствие дей-
с.тния сил инерции и трения в направлении, обратном весу кабеля и груза
(т. е. вверх), взаимное расположение кривых изменится. Новые кривые
будут близки к зеркальным изображениям кривых 2, 3, 4vi5 относительно
кривой 1. При спуске кабеля внезапное торможение вызывает увеличение
нагрузки на кабель.

§ 38.	ГРУЗЫ

Грузы служат для облегчения спуска каболя в скважину, особенно
в тех случаях, когда измерительное устройство имеет небольшой вес (зонд,
термометр) или когда наблюдения производятся в скважине, заполненной
тяжелым и вязким глинистым раствором, удельный вес которого близок или
превышает удельный вес каболя. В последнем случае необходимо применять
тяжелые грузы специальной конструкции, общий вес которых иногда дохо-
дит до 500—700 кг.

Стандартные, грузы имеют цилиндрическую форму и обычно изгото-
вляются: ин чугуна и роже из свинца. Большой удельный вес свинца дает воз-
можность изготовить грузы относительно небольшого размера, облегчаю-
щего спуск груза в скважину, причем малая твердость свинца позволяет

1	Волос подробно этот вопрос, рассмотрел в книге G. Г. Комарова [13, табл. 38].

1G*
1660

Рис. 142. Стандартный чугунный разъемный груз.

1 — ст/шской <зте]»иепг>! е и з — верхняя и иижпнл головки груза; 1 — чугунные диски; 5 — ооедина-
,	тельный наконечник; в — соединительная муфта.

Рис, 143. Свинцовые грузы различных конструк-
ций.

а и б — свинцовые груше (келозпым каркасом; о ив — гиб-
кие грув.ы; / —трубчатый перфорированный каркас; 2 и
3—верхняя ИПИЖНЛЯ ГОЛОВКИ ГРУЗОВ; it — штифты; 3 —
свинец; в — стержень; 7 — наконечник; 3 — подвес
лижпий; S — брезентовый шланг; ю — картечь; 11 — бан-
дан;; /2 — свинцовый шар; 13 — жолеввый стержень;
14 — шарнир.

легко разрушить груз долотом в случае потери груза в скважине. Однако
дороговизна и дефицитность свинца и полная возможность замены его чугу-
ном (особенно при использовании бронированных кабелей, требующих при-
менения грузов относительно
небольшого веса) привели к
целесообразности перехода
на производство преимуще-
ственно чугунных грузов.

На рис. 142 изображен
стандартный чугунный груз,
деталями которого является
железный стержень 1, верх-
няя и нижняя головки 2 и 3
и чугунные диски 4. Верх-
няя головка 2 груза закан-
чивается наконечником 5,
при помощи которого груз
присоединяется к подвесу,
прикрепленному к концу
кабеля или К соединитель-
ной муфте измерительного
прибора. Нижняя головка
груза 3 заканчивается муф-
той 6, к которой присоеди-
няется наконечник 5 второго
груза в тех случаях, когда
требуется увеличение общего
их веса. Применяются также
чугунные грузы, отличаю-
щиеся от рассмотренного
выше лишь тем, что тело
груза представляет собой
°ДНУ деталь, отлитую из
хрупкого чугуна.

На рис. 143, а дан чер-
теж стандартного свинцо-
вого груза. В этом грузе

трубчатый перфорированный каркас 1, обеспечивающий прочность груза,
.соединен с верхней и нижней головками 2 и 3 штифтами 4 ц облит свинцом 5.
Перфорировка каркаса обеспечивает прочность его соединения со свинцовой
массой груза и облегчает разбуривание груза при оставлении его в скважине-
гр УВД других конструкций доказаны на рис. 143, б, в я г. Груз, изо-
браженный на рис. 143, б, отличается от груза рис. 143, а тем, что вместо
перфорированной трубы выставлен стержень 6 со штифтами 4.

ofi'U.T J пп. Г’ т',,,?’ руЗЫ с наружном латуппой трубой, в некоторых случаях
"л • их У	“ разбуривались при оставлении в скважине, что яв-

X)TUMV"и»	м ЦС11СД ГРу3пми с желез«Ым каркасом. Однако ода дороги й

паи ому заменены чугунными и спиидовымй грузами.

Если п скважине имеются уступы, вместо жестких цилиндрических
грузов применяются гибкий груз или гирлянда сферических грузов. Гибкий
ГРУ<5 (1>нс. Г1о, в) представляет собой! отрезок брезентового или резинового

а	4	б

Рис, 144, Подвесы для присоединения кабеля к грузу.

а — стандартный; б — грозненский; в — для тяжелых грузов; 1 — муфта; 2 — полость
длк ааиреплепия яшл кабеля; а —.колпачок; 4 — волнообразная поверхность; S —
полость дли хвостового соединения ’ груза; в — штифт для крепления груза; ? — про-
резь для чеки; 8 — отверстие для каната «пегости».

шлапга <9, заполненного свинцовой дробью или картечью 10. Концы шланга
надеты па головки 2 и 3, к которым они прочно прикрепляются банда-
жами 11. Такой груз легко проходит уступы в скважине. Сферический груз
(рис. 143, е) представляет собой гирлянду свинцовых шаров 12 с железными
стержнями 18, соединенными между собой шарнирами 14. Последние служат
для гибкого сочленения шаров между собой и присоединения верхнего из них
к подвесу. Иногда шарнир заменяется отрезком цепи. Вместо гирлянды
сферических грузов применяют также цилиндрический груз, к концу кото-
рого присоединяется сферический.

При некоторых специальных геофизических исследованиях скважин
используются изолированные грузы. Изолированный груз представляет
собой обычный цилийдричсский груз, па который натягивается резиновый
мешок, или поверхность груза обматывается лентой из натуральной резины,
которая затем вулканизируется.

Выбор веса груза зависит от удельного веса и вязкости глинистого
раствора, глубины исследуемой скважины и удельного веса кабеля. В сква-
Mh'1'ОДЫ ИГОМ l.KMItHtofi

•Ы1ФНЗЦIdl, ЛШШ’МИ’Л II 0В0РУД0ВАШ4В

шинах г ji you no it до 1500 м, заполненных глинистыми растворами уд. веса
1,1 —1,3, обычно применяются грузы весом 60—100 кг. При более тяжелых
растворах приходится применять более тяжелые грузы, суммарный вес кото-
рых доходит до 300—700 л-.», или (что много лучше) использовать брониро-
ванные кипели. Грузы весом 8, 16, 24 и 40 кг применяются при работах
н хролиуспых п неглубоких скдаисппах вращательного бурения.

Присоединение груза к кабелю производится при помощи подвесов.
Стандартный подвес (рис. 144, а) представляет

".	 • собой муфту I, в верхпой части которой проточена

полость 2. В этой полости закрепляется жила ка-
•. ' боля, проволоки которой предварительно загибаются

Рис. 145. Изолприпшшыс подвесы для грузов.

« — втппщшгиий иодвп'.: б - - ипоимруюший ue.jwmijr-
што; <|	pyioiuiift	муфтами Парфенона -

Пигровп; 1  муфта; л — колпачок; <1 - - штифт; 7
IfpopivU, Д.Ш1 ЧОКИ; S -• rmio.lK'TIB' Will иапггта «легогтто;
I)..латунный стщикепы 1о - ииилплупнипп птулиа;

1.1 ..еосцишитльпый iraTpiiir; 1й - е.ос-нпии’Гс.иьныо

ГОЛОВКИ муфты 11нрф<4|«пп— Ивгроип,

«ортом» и затем пропаиваются
оловом (как это делается при
заделке кабеля в соединитель-
ные патроны). Для большей
прочности на верхней части
муфты навинчивается колпачок
3, предварительно надеваемый
иа гнилы кабеля. Для предо-
хранения стальных проволок
жилы от ржавления и вслед-
ствие итого потери их проч-
ности место f присоединения
изолируется резиновой лентой.
Для прочности изоляции неко-
торые подвесы (рис. 144, б)
имеют волнообразную поверх-
ность 4. В нижней части муфты
проточена полость 5, в кото-

рую вставляется наконечник
колонки груза. Наконечник
закрепляется штифтом 6. Для
тяжелых грузов с усиленными
наконечниками примопяется
поднес, изображспиый па
рис. 144, в. Кропление наконеч-

ника груза с подвесом производится

прямоугольную прорезь 7. Отверстие 8 служит

при помощи чеки, вставленной в

для стержня, за который

зацепляется кппат «.пегости», при помощи которой груз опускается

и скважину.

Вместо сТ1ШДирт11<1Г(» ипдие.е.а иногда применяются изолированные подвесы. Такой
.поднес состоит из стпидаргиого подноси (рис. 145, а) и изолирующего переводника,
(рис. 145, б), закрепляемого в муфте 1 подвеса вместо груза. Деталями переводника яв-
ляются: латуилый стержень .9, верхний конец которого вставляется в подвес; изолирую-
щая абоннтовап втулка 10, нппitii'teinian па стержень 0, и цилиндрический патрон 11,
кренящийся на вн.втппой резьбе на эбонитовой втулке. К этому патрону при помощи
штифта 6' присоединяется цпкоиечцик груза.

На рис. 145, « изображен изолированный усиленный подвое конструкции конторы
электроразведки Лзпофтекомбинатп. Присоединение жил кабеля к этому подвесу произво-
дятся при помощи кабельных соединительных муфт Парфенова—Пигрова (см. § 37),
которые навинчиваются па соедините,пиные головки 72 без установки контактных штифтов
16 (см. рис. 134). Преимущества этого подвеса заключаются в большой его прочности,
так кяк жилы кабели в мостах соединении их с электродами зонда можно не разрезать,
Й в легкости отсоединения подвеса от кабеля.

Пронированные кабели обычно присоединяются к скважинным измерительным прибо-
рам при помощи специальных устройств' — свечных мостов (см. § 93).
§ 39.	ЛЕБЕДКИ 'И САМОХОДНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ

Лебедки предназначаются для спуска в скважину и последующего
подъема кабеля и скважинных приборов, а также для транспорта кабеля
от базы к месту работ партия.

Основными деталями лебедок являются: барабан, па который навивается
кабель; коллектор для подсоединения источников тока и измерительных
приборов к жилам кабеля; привод для вращения барабана, трансмиссии или
редуктор для изменения скорости подъема кабеля и рама, на которой кре-
пятся барабан, трансмиссии и привод.

Отечественный заводы изготовляют различные лебедки, конструкции
которых в основном определяются емкостью барабана и грузоподъемностью
кабеля, для которого рассчитана лебедка. Условно лебедки подразделяются
па три типа: легкие —для исследования скважин глубиной до 1000 м,
средние —для скважин глубиной до 2000 м и тяжелые —для более глубо-
ких скважин.

Ии большого числа ризничных конструкций ранее выпускашпихся лободок [5, 13,
14, 79) паи,лучшими были следующие:

1)	легкая металлическая лебедка ЛМ-4001 с ручным приводом для 400 м кабеля
RTlll-0,3 (см. рис.. 14(1, а)',

2)	метплиическап лебедка с родного типа ЛМ-1200 (ЛК-26) с мехаиическим приводом,
рассчитанная па '1200 ль кабеля ((>50 ль КТО-i и 550 м КТО-2) (см. рис. 147, а);

3)	металлическая лебедка среднего, типа ЛМ-2000 (ЛК-52) с емкостью барабана
1П12000 м кабеля КТО-1 и КТО-2 или 1750 м кабеля КТО-2 (см. рис. 147, б);

4)	тяжелые металлические лебедки с механическим приводом, ЛМ-3000 (ЛК-100
и ЛК-135) и другие, рассчитанные на 2000—3500 м кабеля КТО-2 и КТО-4.

В последние годы заводы нефтяной промышленности перешли па выпуск
новейших, типоп усовершенствованных лебедок, монтируемых в закрытом
кузове автомашины, которые получили название самоходных подъемников.
В зависимости от емкости барабана лебедки эти подъемники сокращению
обозначаются СКП-2000, СКП-3000, СКП-4.000, СКП-60002 * * * * * 8 и СПП-3Я. В про-
изводственных партиях нефтяной промышленности самоходные подъемники
почти повсеместно заменили лебедки ЛМ-2000 и ЛМ-3000. Выпускаются
также самоходные подъемники облегченной конструкции (станции АЭКС-900
л ПАКС-750), смонтпропаипые в одном кузове с измерительной аппаратурой.
Описание самоходных подъемников в настоящем руководстве дается после
краткого ознакомления читателя с элементами конструкции некоторых из

1 Лебедки для геофизических исследований скважин сокращенно маркируются
шифром ио букв н цифр, условно обозначающих: первая буква — лебедка; вторая
буква «Ми илйчД» —металлическая или доревяцшш (во втором варианте шифра вторая
буква «16» обозначает слово «каротажная»); третья буква «К» (только в лебедках легкого
тина) — крелиусная. После букв через дефис обозначается либо длина кабеля, помещае-
мого па барабан лебедки, в мирах, либо св,явится дробь, числитель которой указывает
объем барабана лебедки в декалитрах, а знаменатель — порядковый помер конструкции
лебедки. Таким образом, лебодка с шифром ЛМ-1290 читается: лебедка металлическая
с емкостью барабана 1200 м\ лебедка с, шифром ЛК-52/4 — лебедка каротажная с ем-
костью барабана 52 Эл, четвертая модель.

На нага взгляд для лебедок правильное ввести шифр ЛПГ (лебедка промыслово-
гоофпвическня) и далее укапывать оптимальную емкость барабана лебедки или ддипу
кабеля, помещающегося па барабане лебедки, в метрах.

2 СКП-2000 читается: самоходный каротажный подъемник, емкость барабана ле-

бедки 2000 м кабеля; СКП-3000, СКП-4000, СКП-6000 -«а же, по с емкостью барабана

лебедки, соответственно равной 3000, 4000 и 0000 м- Эти установки более правильно обо-

значать шифром ПСПГ — подъемник самоходный промыслово-геофизический и далее

указывать емкость барабана лебедки в метрах кабеля, например ПСПГ-2000, ПСПГ-3000,

ЙСПГ-4000.

8 СПП-3 — самоходный перфораторный подъемник для одножильного бронирован-
ного кабеля, третья модель.
наиболее распространенных лебедок болое ранних выпусков, что, в част-
ности, позволит установить преимущества самоходных подъемников перед
применявшимися ранее лободкамн.

Лебедка ЛМ-400

Лебедка ЛМ-400 предназначается для исследований скважин неболь-
шой глубины; опа имеет следующую конструкцию (рис. 146). На лег-
кой опарной трубчатой раме 1 па шариковых подшипниках 2 установлен
барабан 3. Барабан изготоплоп из алюмийиовой трубы, посаженной па две
Стальные ступицы, г; которым привинчены текстолитовые щеки 4. На одной
из ступиц закреплена звездочка 5, па другой — тормозной диск 6. Звез-

Рис. 146. Легкая лебедка ЛМ-400.

1 — рама лебедки; В — подлипшими; з — барабан лебедки; 4 — щеки бара-
бана; S — ввевдочка; в — тормозной диск; 7 — цепная передача; 8 — звез-
дочка; 0 —траиомиеснопяый вал; 10 —храповое колесо; 11 —предохраии-
телышл соОачна; Г2— рычаг управлении тормовом; М — собачка; 14 — сто-
порная гребенка тормоза.

дочка 5 (z = 39 1) соединяется цепной передачей 7 (шаг 15,9 ли) со звездоч-
кой S (z — 13), посаженной жестко па трансмиссионный вал 9. Вал 9 при-
водится во вращение ручкой, вставляющейся с торца в трубчатую полость вала.
Ручка закрепляется на штифте, заходящем в шлицы, пропиленные на оси
ручки. На трансмиссионном валу 9 закреплено храповое колесо 10, с которым
соединяется предохранительная собачка 11. На лебедке установлен тормоз,
колодки которого плотно прижимаются к тормозному диску стальной пру-
жиной, Сила торможения регулируется при помощи рычага 12, на котором
закреплена собачка 13, сцепляющаяся со стопорной гребенкой 14. Давление
колодок па тормозной диск (сила торможения) зависит от положения собачки
па зубчатом секторе. На один конец полуоси барабана 3 навинчивается
дисковый коллектор с тромя колхщами, с которыми контактируют щетки.
Щетки закрепляются в щеткодержателях, завинчивающихся в железную
пластинку (суппорт), установленную па станине лебодки2.

1	Символом z обозначается число зубьев звездочек и шестерен передач

8	Для исследования неглубоких скважин, кроме лебедки ЛМ-400, пагаа промышлен-
ность выпускала лебедки ЛКК, ЛК-15/1—7 и ЛК-20/1—8. Этилебедкя в настоящее время
не изготовляются и почти повсеместно амортизированы и сняты с производгтва. Сведения
о них можно найти в ранее изданных руководствах по промысловой геофизике [2, 75, 77 J.
Лебедки ЛМ-1200 и ЛМ-2000

Лободкп ЛМ-1200 (ЛК-26)2—2 и ЛМ-2000 (ЛК-52/2-4) были скон-
струированы ДЛЯ исследования скважин глубиной до 1000 м (лебедка
ЛМ-1200) и до 1750 л1 (лебедка ЛМ-2000) и в течение долгих лет широко исполь-
зовались промыслово-геофизической службой. Опи отличаются друг от друга
емкостью барабана и незначительными изменениями их конструкции, де-
тали которой видны из чертежа (рис. 147, а и б). Описание лебедок дано
в ряде руководств [5, 13, 79, 86 и др.] и в настоящей работе не приводится.

Лебедка ЛК-2-3000 1

Стяпипа лебедки ЛК-2-3000 конструкции Азпефтомаша представляет собой прямо-
угольную горизонтальную раму (рис. 148, а и б), наготовленную из трех сваренных между
собой швеллеров (одного поперечного 1 и двух продольных 2) и трубы 3. Rnn уменьшения
веса лебедки в швеллерах вырезаны круглые отверстия.

На швеллерах 2 на двух двурядных шариковых подшипниках 4 установлен барабан
лебедки, представляющий собой полый стальной цилиндр б, с торцов которого закреплены
щеки 6, отлитые со ступицами и полуосями и усиленные ребрами 7. По периферии щек
проточена выточка для тормозцой стальной лепты 8 с феррадо, На наружной сторопе
одной из щек закреплена звездочка 9 ценной передачи 10 (шаг 44,4 льм), приводящей
барабан лободКи во вращение; па.другой щеке — храповое колесо 11, с которым может
быть соединена собачка 12, стопорящая барабан лебедки,

Со звездочкой 9 (г = 56) при помощи цепной передачи 10 соединяется звездочка 13
(z = 12), сидящая па фасонной ступице 14, закрепленной свободно па трансмиссионном
валу 15 (рис. 148, в). Вал 15 установлен па двух шариковых подшипниках 16, один из.
которых закреплен па продольном швеллере 2, второй — па консоли 17,. приваренной
к трубе 3.

Звездочка 13 соединяется с трансмиссионным валом 15 при помощи фрикционной
муфты, имеющей следующее устройство

Две чугунные шайбы 18 и 19 соединены болтами 20 с фасонной ступицей 14. Шайбы
18 и 19 установлены между ведущими дисками 21, 22 и 23. Диск 21 на втулке 24 жестко-
посажен на трансмиссионном валу 15 и соединен болтами 25 с дисками 22 и 23. Диск 23
при помощи шарнирного механизма 26 соединен с втулкой 27. В веточке втулки 27 за-
креплен хомут 28, соединенный с рычагом 29 (рис, 148, а), управляющим фрикционной
муфтой. Ла торцовых поверхностях дисков 21—23 для улучшения фрикции закреплены
деревянные колодки 30.

В отключенном состоянии пружины 31 разжимают ведущие диски 21, 22, и 23
и освобождают шайбы 18 и 19. При повороте рычага 29 хомут 28 и втулка 27 смещаются
вправо и рычаги 26 шарнирного механизма, смещая диски 22 и 23, зажимают колодками 30
шайбы 18 и 19, обеспечивая тем самым соединение фасонной ступицы 14 и звездочки 13
с трансмиссионным валом 15,		' •

Трансмиссионный вал 15 приводится во вращение от звездочки 32, соединенной
цеппой передачей 33 (шаг 31,8 лш,) со звездочкой 34 (рис. 148, в),. закрепленной жестко-
на конце оси <35 редуктора 36, Движение к редуктору поступает от двигателя автомобиля
через коробку передач 37, коробку отбора мощности 38, добавочный карданный вал 39
и ведущую ось 40 редуктора Зв. В редукторе па оси 40 закреплена шестерня, соединяю-
щаяся со второй шестеркой, установленной па оси 35.

Стальные тормозные лепты 8 с феррадо при торможении рычагом 41 прижимаются
к шокам барабана. Положение рычага может быть закреплено фиксатором 42, сцепляю-
щимся с одним из зубьев гребенки </3,Для подвода тока применяются цилиндрический
коллектор 44 или дисковый подогровный коллектор (бакинский). Жилы кабеля присое-
диняются к коллектору через отверстие, выточенное в полуоси ступицы, па которой кре-
пится барабан лебедки.

Вариантами конструкции лебедки ЛК-2-3000 были лебедки ЛК-4000 и ЛК-2000.
Лебедка ЛК-4000 отличалась от лебедки ЛК-2-3000 б бившим и размерами барабапа, по-
вышенной прочностью конструкции, сдвоенными цепными передачами от редуктора па
трансмиссионный вал и от последнего к барабану лебедки Лебедка ЛК-2000 по сравнению-
с лебедкой ЛК-2-3000 имела мепыпие размеры и иную конструкцию фрикционной муфты,
соединяющей трансмиссионный вал со звездочкой, приводящей в движение барабан
лебедки.

Описание этих лебедок, а также распространенной в свое время грозненской тяже-
лой лебедки дано в ранее вышедших работах [5, 13].

1 ЛК-2-ЗОООм — лебедка каротажная, вторая модель, емкость барабана 3000 м
(точнее 2750 л<) кабеля КТО-4.
САМОХОДНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ

Самоходные подъемники СКП-2000 п СКП-3000

Самоходные подъемники СКП-2000 и СКП-3000 Мытищинского прибо-
ростроительного запада (МПЗ) смонтированы в закрытом кузове, (рис. 149)
автомашины 31431-131 (ранее УИС-151).

Кузов 1 (рис. 150) автомашины 2 разделен перегородкой 3 на лебедоч-
ное отделенно 4 и кабину лебедчика 5,

Б лебедочном отделении находятся лебедка 6 Л КМ-2000 или Л КМ-3000
соответственно с омкостямп барабана па 1850 и на 2750 м кабеля КТО-4,
кабелеукладчик 7 с ручным управлением, генераторная группа ft, блок-
баланс <9, грузы 10, катушки с соединительными проводами и шаицепый ип-
струмепт.

В кабине. 5 лебедчика расположены приборы управления спуско-подъ-
емными операциями: рычаг 11 тормоза лебедки л рычаг 12 пклхочгния хра-
пового механизма, штурвал 13 укладчика кабеля, дублеры: 14 — рычага

25 Ж 7

Рис. 147. Легкие лебедки для гоофи

а —ЛМ-1200 (ЛК-20);

I — рама лебедки; з — подшипники; d— щеки барабана; б — звездочка; 7—цоипая передача:
зици; 18 — суппорт коллектора; 19—трапомисоиоппый вал; 27—звездочка; 22—трансмиссионный
пой передачи; .г/ — алектродвига
управления подачей горючего в двигатель автомашины, 15 — рычага ко-
робки передач, 16 —педали сцепления вала двигателя автомашины, 17 —
ключа зажигания автомашины, 18 — включения стартера и 19 — автосиг-
пали; рычаг 20 управления коробкой отбора мощности и контрольная па-
нель 21 лебедки; в кабине лебедчика также установлены перфораторная па-
нель^, панель 23 коллекторного провода, паполь управления 24, силовой
блок 25, двухскоростпон редуктор 26, управляемый рычагом 27, и реостат
возбуждения генератора.

В кабине водителя автомашины расположены приборы управления автомобилем:
штурвал 28 рулевого управлении с. кнопкой сигнала, педаль 29 сцепления, кнопка 30
стартера, педаль 3.1 кожного тормоза, педаль 32 регулировки подачи горклого, ключ 33
зажигания, ручка 34 управления составом газовой смеси, включатель 35 дублера зажи-
гании, рычаг 36‘ раздаточной коробки, рычаг 37 переднего моста, рычаг 38 ручного тор-
мози- автомашины л рычаг 39 коробки передач.

Лебедки ЛКМ-2000 и ЛКМ-3000

Установленные па самоходных подъемниках CKJ..I-2000 и СКП-3000
лебедки ЛКМ-2000 и ЛКМ-3000 имеют однотипную конструкцию и раз-
личаются емкостью барабана. Сварная прямоугольная рама 4.4 (рис. 151)
лебедки укрепляется 10 болтами с пружинными шайбами Иц раме кузова
подъемника. На рамс: лебедки установлены роликовые; подшипники 45.
В подшипники входят полуоси двух ступиц 46 стального литья, па которых
установлен барабан лебедки. Барабан изготовлен из стальной .цилиндри-
ческой трубы диаметра 325 мм, сваренной со ступицами, и двух щек (тормоз-
ных шайб) 47 диаметра 1000 мм у лебедки ЛКМ-2000 и 1200 мм у лебедки

зическях исследований скважин.

б — Л м-2000 (ЛК-52);

/2 — рычаг управлепия тормозом; 14—стопорная гребенка тормоза; 1И — стальной вал; 1в—сту-
пал; 23 — ручки; 24 —20 — звездочки; 34 — рычаг переключения скоростей; 3(1 л Зв — шкивы ремои-
тель; as — ленточный тормоз.

Рис. 148. Лебедка ЛК-2-3000.

й п б — общий вид лебедки; «— транс-
миссионный пал; в — прппод от двига-
теля автомобиля.

J и 2 — швеллеры рамы; 3 — труба 8";

4 -- шариковый подшпшшв; о— ци-
линдр барабана; в — щец и; 7 — ребра
идеи; а — тормадшая лента; о — звез-
дочка; 10 — ценная передача; 11 —
храповое иолесо; 1'3 — собачка храпо-
вого колоса; 13 — шдздочки; 11 —
|фааоииа« отуиица; ю —трансмиссион-
ной вил; 10 — шариковые иодшип-
жики; 17 — ltouc-оль; 18 и 10 — чугуй-
Ч1Ы0 ягяйбы; 21) — болты; 21, 22 и
23 — вецущно диски; 24 —втулка;
26 — болты; 20 — шарнирный Меха-
нипм; 27 —- вту.чиа; 28 — хомут; 21) —
рычаг фрикциона; 30 — деревянные
Колодки; 31 — пружины; 32 и 34 —
.авеадочни; 33 - ценная передача;

36 — ось редуктора зв; 37 — коробка
передач; зз — коробка отбора мощно-
стп; 3D — карданный вал; 40 — ось
редуктора; 41 — рычаг тормоза; 42 —
фиксатор; 43 — гребсика; 44 — ци-
линдрический коллектор.

Рис 149 Самоходный промыслово-геофизический подъемник
1	'	'	СКП-3000.
Рис. 150. Самоходный подъемник типа СКП.

1 — кузов автомашины 2;	—перегородка; 4— лебедочное отделение; /> - nltOunri лгосдч и rta;

в — лебедка; 7 — каВепеуклидчпк; s — генераторная группп; 0 — Олоп-балапо; /о ~ • грузы;
11 — рычат тормоза лебедки; 12 — рычаг включении храпового мехагшпмп; 1,1 -- штуршнг 1са Яеле-
укладчика; дублеры; 11 — рычаг управления: подачей горючего; 16 -- рычаг коробки тчч’Днч;
мпедаль сцепления; 17 — ключ зажигания; 13 — иключателг. стартера; 19— яклК'Чпчч-л!. апто-
сигнала; 20 — рычаг управления коробкой отбора мощности; 21 — контрольная панель; 2Я-------пер-

фораторная панель; 20— панель коллекторного провода; 21 -• цапель упри пленим; S6 - - с.и.чоной
блок; йв — двускоростиой редуктор; 27 — рычаг управлении редуктором; 22 — иггурилл pyjii>nого
управления; го — педаль сцепления; 00 — кнопка стартера; 31— педаль шиипого тормоза;
32 — педаль регулировки подачи горючего; 33— ключ зажигания; 01 — ручка упринлгчнш о оотги ном
газовой смеси; as — выключатель дублера зажигания; W — рычаг раздаточной ко|>обм»; пт ...- j>T.r«Jnr

переднего моста; 0S — рычаг ручного тормоза; 39 — рычаг коробки передач; 40 - проело ;;:-Псдчпна;
41 — плафоны освещении кабины лебедчика пкиумуинторпого питания; 12 - оспетптез/и «•.<"Г<ч« <>:<»
питании; 43 — прожектор освещении буропой скважины.

ЛКМ-3000. Для повышения прочности щеки имеют усиливающие? радиалъ-
ные ребра 48. По периферии щек проточена выемка, в которой ул <законы
стальные тормозные ленты 49 с феррадо. Натяжение, лепт регулируется
стяжками 50, а отжим — устройством 51. Тормоз управляется рычагом 511
со стопорной гребенкой 52, фиксирующей положение рычага. К одной: иа
щек прикреплено храповое колесо 53, собачка 54 которого унранляотся
рычагом 12 (рис. 150). На другой щеке установлена звездочка npmioii укере-
дачи от двухскоростного редуктора.

К а б е л о у к л а д ч и к. Деталями укладчика кабеля (рис 152)
являются направляющие 55, по которым при помощи штурвала 13, цеп н^'
передачи 56, промежуточного вала 57 и троса 58 может псродпига'1'r.c-^r I'M-
ретка 59. На каретке установлены стойки 60 с надетыми па них трубам и-р°~
ликами 61, между которыми проходит укладываемый кабель. Подвогг т<»т'а
к жилам кабеля, находящегося па лебедке, производится при ттомопг^; тсол-
255.

Рис. 151. Лебедка ЛКМ-2000 (ЛКМ-3000).

И — рычи,' тпрчоал; 1'3 ручка собачив st храпового колоса S3; 13— штурвал кабелеупладчика;-
у - - рамп; J.5 - 1>тг1««тые подшипники; 4в —етушщы; 47 — щеки барабана лебедки’; 4S — ребра;'
«Р - ’г<1/)М(яши)( лг.пта; До —сттпниа; 51 — отжимное устройство; 52 —стопорная гребенка тормозного,
рычага; и5~-храиовос колесо с, собачкой 5#; во •—стойки кабелеукладчика.

Рис. 152. Кабелеукладчик лебедок ЛКМ-2000 и ЛКМ-3000

13 — штурвал кабелеукладчика; S5 — направляющие каретки; 66 — цепная передача; <57 — промежу-
точный па/г 68—трос, передвигающий каретку 69 кабелеукладчика; во — направляющие стойки;.

в1 — направляющие ролики.
лектора. Барабан лебедки приводится во вращение цепной передачей 54 от
двухскоростного редуктора (см. рис. 150), который соединен карданным ва-
лом с коробкой отбора мощности МПЗ-20. Полная кинематическая схема при-
вода лебедки с указанием числа оборотов валов и зубьев колес передачи приве-
дена на рис. 153, ни б. В зависимости от положения рычагов коробки передач
и двухскоростного редуктора при номинальном числе оборотов автомобиль-

Двигатель

ЛКМ-2000

двигатель ЗИЛ-120

7-/5

^/л| [Коробко

2=35 

Коробка
отбора
мощности

Раздаточная
коробка. ЗМЛ-151

выстр/Л Т

пмин -fS2,5ae/Muu

>-'^1едленно

-Z-16

Редуктор
7*30 |г ,
Z*5

7=25

й 2ZSoS/muh
= ц.у5 °б/мии

^2 = 10

—зе-

Z=B5-



----ФЮ00

а

''макс
Ямин

'ЛПМ-2

пманс - 72 °б/мин
а мин *1,34 °б/мин

ЛШ-3000

-^7
быстр

норовка. '
атвора ,
мощности 1=10

&35-

ЗИЛ-151

S

пманс ‘МОоО/шнЬ___

71 мин - 732ооО/мин р—।

РазВатмная
коробка.

Редуктор

Z=70

Z=00

1=25

Z=7&^

Ф02В
гж
Ф/ооо

''2-21 jZ-65Z~80

"иакс-22Оо6/ман ;225оО/мш Пмакс=в5аО/мии;5е1В/мин

71 мин*Щов/мин Пмш=7,По51мин',7р8о51мин

Рис. 153. Кинематические схемы привода лебедок самоходных промыслово-геофизиче-
ских подъемников.

а— СКП-2000; б — СКП-3000 и СПП-3.

ного двигателя (1200 об/мин) барабан лебедки ЛКМ-2000 вращается со ско-
ростью 1,34—72 об/мин и барабан лебедки ЛКМ-3000 —.со скоростью 1,1 —
59 об/мин, что дает примерный диапазон изменения скоростей перемещения
кабеля1 75—240 м/час при наименьшей скорости и 4000—13500 м/час при
наибольшей скорости. Значения скоростей перемещения кабеля для подъ-
емников СКП-2000 и СКП-3000 (ПСПГ-3000) при среднем диаметре барабана
лебедки с намотанным кабелем и указанном выше числе оборотов автомо-
бильного двигателя указаны в табл. 15.

Контрольная панель. Для наблюдения за спуско-подъемными
операциями служит контрольная панель (рис. 154), на лицевой стороне
которой расположены: радиоприемник 1 типа «Москвич»; ручка 2 переклю-
чателя к приемнику, позволяющего использовать приемник 1 для приема
радиопередач (ручка переключателя находится в верхнем положении
«Радиовещание») и для разговора (ручка переключателя опущена книзу
«Переговор. устр.»); ручка 3 переключателя приемника на прием и передачу;

1 В зависимости от количества кабеля, находящегося па барабане лебедки.
17 Заказ 714.

Таблица 15

Число оборотов барабана и средние скорости перемещения еабеля у лебедок самоходных ГгГоЫЫслсво-гесфизических подъемников															
Тип подъемника и лебедки	Средний диаметр барабана с кабе- лем, мм	Число оборотов двига- теля в минуту	Число оборотов; скорость перемещен пя кабеля	Положение рычага двухскоростного редуктора 		  «Быстро»	|	«Медленно»													
				Положение рычага коробки передач автомобиля														
				I	11	Ш	IV	Л’	зад- ний  ход	I	II	Ш	IV	Л'	зад- ний  ход
СКП-2000,  ЛКМ-2000	660	1200	Число оборотов в мину- ту	9,3	18	31	5S	72	8,7	1,34	2,5	4,4	8,3	10,3	1,25
			Скорость кабеля, м!час	1150	2180	3800	7300	9000	1070	160	3’0	550	1030	1300	150
СКП-3000,  ЛКМ-3000	760	1200	Число оборотов в мину- ту	7,6	15	25	47	59	7,1	1 1	2,0	3,5	6,8	8,5	1,0
			Скорость кабеля, л/час	1100	2100	3500	6400	8400	1000	150	290	500	970	1200	140
спп-з,  СПП-З-ОКС	565	1200	Число оборотов в мину- ту	9,3	18	31	58	72	8,7	1,34	2,5	4,4	S.3	10,3	1,25
			Скорость кабеля, м]час	1000	1900	3300	6200	7700	900	140	270	470	900	1100	130
СКП-4000	862	1500	Число оборотов в мину- ту	9,6	17,5	33	59,3	76	8,9	1,38	2,5	4,7	8,6	И	1,27
			Скорость кабеля, м/час	1600	2800	5400	9600	12000	1500	220	400	770	1400	1800	210
СКП-бООО-ОКС	1025	1500	Число оборотов в мину- ту	5,5	10	19	34	44	5,1	0,8	1/1	2,7	4,8	6,3	0,73
			Скорость кабеля, м/час	1000	1900	3700	6600	8500	970	150	280	500	940	1200	140

ОБОРУДОВАНИЕ
<i — сгниет,;' й — разрез
11 Г<1Р1«‘1П'Г:| JIMKlli пло-
скости; « — обгний виц
панели одной гз конст-
рукций. J — радиопри-
емник «Москвич»; 2 —
РУ чиа переключен ня
приемника от радиопере-
дачи к пореговору, а —
ручка переключателя
«Прием—передача»; 4—
с.ц1Ч1альпал кнопка в ла-
бораторию; В — выклю-
чатель приемника в
автосиппой передачи;
z—сигнальная лампа
на лаборатории; s — то
>ке, от блок-балапса:
S — указатель (счетчик)
глубин; ю — ручка
сброса показаний счет-
чица иа 'куль; И — та-
хометр скорости спуска
и подъема кабеля; 12 —
присоединительные ' две-
иадцатикоптавтные муф-
ты; 13 — полпаки к муф-
там.

Рис. 154, Контрольная панель самоходного
промыслово-геофизического подъемника.

сигнальная кнопка 4 для подачи сигналов в лабораторию; выключатель 5
приемника 6 автосинной передачи; сигнальные лампы 7 для приема сигналов
из лаборатории и 8 от блок-балаиса (датчик глубин); 9 — счетчик глубин;
ручка 10 сброса па нуль показаний счетчика; тахометр 11, по которому
определяется скорость спуска и подъема кабеля. Тахометр соединен с тахо-
генератором, приводящимся в движение от приемника 6 автосинной передачи.
Соединение панели с лабораторией и датчиком глубин па блок-балансе про-
изводится двумя двенадцатижильными кабелями, закапчивающимися
двепадцатпкоптактиыми муфтами 12. Жилы провода, соединяющего подъ-
емник с лаоораторией, имеют следующее назначение: 1 и 2 — статор; 3,
4 и .? — ротор амтосиппой

передачи: 6 — сигнал в лабо-
раторию; 7 (вместе со второй
жилой) — сеть с напряже-
нием 110 в; 8, 9 м 11 —
вход, средняя точка и выход
переговорного устройства;
.10 — сигнал в лабораторию;
12 —земля.

Назначение проводов
дпопадцатижилъпого кабеля,
соединяющего подъемник с
блок-балансом, следующее:
1 и 2 — статор и 3, 4 и 5 —
ротор автосшшоп передачи;
6, 7 и (S’ — вход, средняя
точка и выход переговорного
устройства; 9 и 11 — свобод-
ные; 10 — сигнал на подъ-
емник; 12 —земля.

С и л о п о й б л о к.
Силовой блок служит для
преобразовапия напряжения
220, 380 н 500 в промысло-
вой сети и напряжение 110 в,
используемое для питания
измерительной лаборатории,
приборов синхронной пере-
дачи и переговорного уст-
ройства п для преобразова-
ния напряжения ПО в в

Рис, 155. Пульт управления силовым блоком.

1 — вольтметр; 2 — переключатель «Генератор — сеть»
подключения силового блока к генератору или к промысло-
вой сети; г — контрольная лампочка «Напряжение по-
дало»; 4— ручка регулировки напряжения «Напряжение
возрастает»; 6 — переключатель питании освещения авто-
машины от трансформатора плп аккумулятора; в — си-
гнальная лампа; 7 — включатель частотомера; 8 — двух-
коитактиая муфта; 9 — клемма заземления подъемника;
10 — роаетва подключения отопления; 11 — предохрани-
тели; 12— волка переключателя напряжения.

напряжение 12 в для освещения; 6 в для сигнализации; 160, 210, 310,
360 в для перфорации и 220 в для обогрева станции. Мощность трансфор-
матора, установленного в силовом блоке, 1,5 ква.

На пульте управления блоком (рис. 155) установлены:
вольтметр 7; переключатель 2 «Генератор — сеть» для приключения
силового блока к промысловой сети или к генератору генераторной

Рис. 156. Панель управления лебедкой.

1 — выключатель зажигания автомашины; 2 — кнопка
стартера; s — кнопка сигнала автомашины; 4 — вы-
ключатель вентилятора; о — выключатель освещения
отделения лебедки; б и 7 — выключатели освещения
кабины лебедчика; 8 — выключатель прожектора.

группы; контрольная лампочка
3 «Напряжение подано», заго-
рающаяся при подключении
подъемника к промысловой
сети; ручка 4 переключателя
«Напряжение возрастает» для
плавной регулировки напря-
жения на выходе силового
блока; сдвоенный переключа-
тель 5 для переключения пи-
тания освещения подъемника
от трансформатора к аккуму-
лятору автомашины; сигналь-
ная лампа 6 «Внимание», заго-
рающаяся при включении
освещения от аккумулятора; включатель 7 частотомера. Паленой стороне
панели установлены: двухкоитактпая муфта 8 для подключения силового
блока г; промысловой сети, клемма .9 для заземления подъемника и штеп-
сельная розетка 10 для подключения печи обогрева. В нижней части
пульта расположены плавкие предохранители 11 и вилка 12 переключателя
яапряжояия (110, 220, 380, 550 в) в первичной обмотке трансформатора.

Панель у п р а в л е н и я. л е б с д к о и. На панели управления
лебедкой (рис. 156) установлены: выключатель 1, дублирующий зажигание
автомашины; кнопка 2, дублирующая включение стартера двигателя авто-
мобиля; йнопка 3 сигнала’ автомашины; выключатели 4 (вентилятора), 5
(цепи освещения1 лебедочного отделения), 6 (осветительной сети напряжением
ИО в), 7 (осветительной сети напряжением 12 в в кабине лебедчика) и 8
(задней фары —прожектора).

К о л л е к т о р п а я па но л ь. Коллекторная панель служит для
подключения коллектора лебедки к перфораторной панели и подключения
коллекторного провода. На панели имеются четыре гнезда с гравировкой Л
(жила Л), В (жила В), М (жила М) и ЗГ1 (заземление подъемника), подклю-
ченные к коллектору и корпусу подъемника.

Псрфорат о р и а я папе л ь. Установленная в кабине лебедчика
перфораторная панель используется при прострелочгшх работах (пер-
форации колонн, отборе грунтов, торпедировании). На панели смонтированы:
переключатель напряжения от 160 до 360 в (см. описание силового блока),
реостат для регулирования тока запала и амперметр для измерения этого
Риг. 158. Самоходный перфораторный подъем-
ник СП П-3.

1 — купон пптомашипы а; з — леЯедка ЛНМ-З; 7 — ба-
рабан либедпп; О — цпух<ы<чкк>1'пой pejtyiri'np; л  бен-
зиновый дпигатсль; 7 - синхронный rciuniaTop; з —
вапаспый балкон; О — fijiuu-finjiniu:; 10 -• - накипи глу-
бин; И — рычаг ручного тормоза; 12  - штурвал
кабелоуилпдчнип; 13 --с.плопой блок; 11 -- дуСЬп-р сце-
плппи/i; 1!> — ко;;т(к>лЫ1а/( нишапь; 10 -- пходпал ко-
робка; П — Панель управлешш лебедкой; ts — кабина
водители;;	10 — руление колесо аптомпшипы; 20 —

педаль е.ппилепин; 21 — то >цп, тормоза; 22 — то
рсгулировни подачи горючего; 2а — рычаг коробки
передач; 24—то же. ручного тормола; 20—то же.,
переднего моста; 2i; — то же., раздаточной коробки;
27 — включатель дублера зажигании; 23 — ручка
управления составом гавовой смеси; 20 — ключ зажи-
гании.

тока, кнопка включения цепи
«Огонь», блокированная клю-
чом, и переключатель для по-
очередного подключения под
напряжение, одной из жил ка-
беля .

11рииципиальная схема
электрических соединений подъ-
0МШ1К0В СКП-2000 и СКП-3000
приведена на рис. 157.

Самоходный подъемник С1Ш-3

Самоходный подъемник
СПП-3 (самоходный перфора-
торный подъемник, третья мо-
дель) предназначается для про-
изводства прострел очно-взрыв-
ных работ и геофизических
исследований скважин по схе-
мам с одножильным кабелем.

В самоходном подъемнике
СШ1-3 в закрытом кузове 1
(рис. 158) грузового автомо-
биля 2 ЗИС-151 установлена
лебедка 3 (рис. 159) ЛПМ-3
с емкостью барабана 4 до 5000 м
кабеля КОБД-4. Лебедка при-
водится в движение, от двига-
теля автомашины через коробку
передач, коробку отбора мощ-
ности и двухскоростной редук-
тор 5. Кузов автомашины раз-
делен па два отделения: лебе-
дочное и кабину лебедчика.

В лебедочном отделении,
кроме лебедки ЛПМ-3, уста-
новлена генераторная группа,
состоящая из бензинового дви-
гателя 6 Л-6, сочлененного
с синхронным генератором 7
Л11Н-28,5 [[(‘решенного тока, и
запасный баллон 8 автомашины.
При переездах здесь же уста-
навливается блок-баланс 9 с
датчиком глубин 10 и уклады-
ваются грузы и другие сква-
жинные приборы.

В кабине лебедчика рас-

положены механизмы управ-
ления спуско-подъемными операциями: рычаг редуктора 5, рычаг 11
ручного тормоза, штурвал 12 кабелеукладчика, силовой блок 75, дублер
сцепления 14, контрольная панель 15 с установленными иа ней приборами
связи и наблюдения за движением кабеля, входная коробка 16 и панель
управления 17.
Рис. 159. Лебедка перфораторная Л1Ш-2.

4 --Гщpuftaii ju'ili'attn; 11— рычаг ручного тормоза; 22 — штурвал кабеле-
Уплндчпна; 30 - рама; ,п — ikuuikwimi-. подшипника; 22 —ступицы; зз и 34 —
щеки г>цраОаиа; а-5 — храпоаов юшеоа; но — авеадочка; 37 — кожух; as — кол-
лектор; 30 - енВа'Иш хр(1Ш>ц(«-<| кнласн; 40 — ручка управлиппн собачкой;

41 и 22—черничный механизм; 4а— набелеукладчик.

В кабине 18 водителя расположены приборы управления авто-
мобилем, обозначения которых приведены в подрисуночной подписи к
рис. 158.

Лебедка ЛПМ

Лебедка ЛПМ представляет собой раму 30 (рис. 159) из швеллерного
желоза, на которой па роликовых подшипниках 31 установлен барабан 4
лебедки, Барабан состоит из дпух ступиц 32 с проточенными полуосями.
Ступицы между собой соединены стальной трубой. На ступицах жестко
посажены тормозные шайбы 33 и 34, одновременно являющиеся щеками
барабана. К щеке 33 прикреплено храповое колесо 35\ к щеке 34 — звез-
дочка 36 цепной передачи от двухскоростного редуктора; передача ограни-
чена защитным кожухом 37\ па полуоси ступицы закреплен коллектор 38.
Собачка 3.9 храпопого механизма управляется ручкой 40. На полуоси со сто-
роны щеки 33 установлен червячный механизм 41 в 42, передающий движе-
ние от вала лебедки к автоматическому кабелеукладчику 43 (рис. 160).
Обозпаче.ипя узлов кабелеукладчика приведены в подрисупочиой подписи
к рис. 160.

В табл. 15 приведены значения скоростей перемещения кабеля при
среднем диаметре витков кабеля, находящегося па барабане лебедки, и числе

Рис, НЮ Автомати-
ческий: укладчик ка-
бшиь

/ — барвОап либедки;
1'2 — штурвал укладчика
наПела; ЯО — рама ле-
fieflrtii; 'll — рами уклад-
чики; 1S — кирстии
укладчика; • -/« — пи-
iHiaiijiiimnme; -/7 — нал;
м  подиишпиц; Ji> —
II1>,п и й пал; ,50 —ш-ду-
ПИ111 шиумуфта; 01 —
н< Ниман нолумуфта;
а-’ — чади 11 ми а и iimyri'p-
>ц|; .5,'; - прпводапй »нл;
,5./ к SS — Ш'гнп.го пере-
дачи; 66' -  иедупшй к
57 - ведомый 1!1)ЛШ(И
укладчика кабеля.

оборотов двигателя 1200 об/мин в зависимости от положения рычагов, ко-
робки передач и редуктора скорости подъема кабеля.

Кинематическая схема подъемника СПП-3 и схема электрических сое-
динений приведены соответственно па рис. 153 и 157.

Самоходный подъемник СКП-4000

Самоходный „одтэемпик СКП-4000 (рис. 161) Мытищинского приборо-
строительного завода треста Союзгсонефтеприбор отличается от подъемников
СКП-2000 и СКП-3000 большом емкостью барабана лебедки, рассчитанного-
па укладку 4000 м. трехжильного чотырехтоппого кабеля, и повышенной
прочностью ос конструкции.

Лебедка 1 ЛК-ЗМ-4000 с укладчиком 2 кабеля и маслопаполношгым
коллектором 3 смонтирована иа шасси открытий грузовой пятитонной авто-
машины 4 ЯАЗ-210. Привод лебедки осуществляется от двигателя, автома-
шины через коробку 5 передач, карданный вал 6, коробку 7 отбора мощности,
вспомогательный карданный вил 8 и двухскоростпой редуктор 9, с которым
барабан лебедки соединен двухрядной цепью 10 с-шагом 31,8 мм. На плат-
форме кузова 11 автомашины в капоте 12 установлена генераторная группа,
состоящая из бензинового двигатоля 13 Л-6 и синхронного генератора
АПН-28,5. Здесь же при поревозках закрепляется блок-баланс 14 и
катушки 15 с соединительными проводами. Под платформой кузова в
ящике 16 укладываются грузы 17.
ОБОРУДОВАНИЕ

Рис. 181. Самоходный подъемник СКП-4000

1 — лебедка ЛК-ЗМ-4000; г — складчик кабеля; з — коллектор; t — автомашина ЯАЗ-210; S — коробка передач; 6 — карданный вал; т — коробка
отбора мощности; з — карданный вал; о — двухскороэтной редуктор; 10 — цепная передача; 11 — кузов автомашины; 12 — капот генераторной груп-
пи. ____бензиновый двигатель; '! — блок-баланс; 15 — катушки с ооедпнптельпымн проводами; 16 —ящик для грузов 17; is — кабина лебедчика;

29 '_штурвал укладчика кабеля; 20—рычаг лент.очиого тормоза 21; 22 — рычаг переключешгя скоростей редуктора; 23 — рычаг дублера переключения

скоростей корооки перед-!'! автомашины; 24 — рычаг включения коробки отбора мощности; 25 — силовой блок; 2S — пульт управления; 27 — впнто-
w	. вое кресло; 2S — диван; 29 — прожектор.
Механизмы управления лебедкой находятся в кабине 18, расположен-
ной у переднего борта автомашины. В кабине установлены: штурвал 19 ук-
ладчика 2 кабеля, рычаг 20 двухлспточпого с обшивкой феррадо тормоза 21
лебедки, рыча!' 22 переключения скоростей редуктора 9, рычаг 23 дублера
переключения скоростей коробки 5 передач автомашины, рычаг 24 включе-
ния коробки 7 отбора мощности, силовой блок 25 с пультом управления,
контрольная панель, перфораторная панель и панель управления. В кабине
управления лебедкой находятся также кресло 27 для лебедчика и диван 28,
в ящике которого уложены приборы и мелкое оборудование. Во время ра-
боты лебедка и блок-баланс освещаются прожектором 29. Средние значения
скоростей перемещения кабеля при работе с подъемником СКП-4000 приве-
дены в табл. '15.

Самоходный подъемник СКП-6000

Самоходный нромыслово-геофизичоскнй подъемник СКП-6000 Мытищин-
ского приборостроительного завода треста Союзгоопефтеприбор (рис. 162)
предназначается для исследования сверхглубоких скважин с брониро-
ванным восьмитоппым кабелем. Подъемник смонтирован на грузовой пяти-
тонной автомашине 1 ЯАЗ-210.

Лебедка 2 ЛК-2М-6000 с автоматическим укладчиком 3 кабеля и масло-
наполненным коллектором 4 установлена на платформе открытого кузова 5
автомашины. Лебедка имеет стальной барабан 6' диаметром 700 мм и длиной
1200 мм., вмещающий 6300 м кабеля КОБД-8. Стальные щеки 7 барабана
лебедки диаметром 1350 мм имеют по периферии проточенную выемку 8 для
тормозных лепт 9 с обшивкой феррадо. Управление тормозом ручное (ры-
чаг 10) и пневматическое (кран 11).

Автоматический каболеукладчик однотипный каболоукладчику лебедки
подъемника СШ1-3 имеет ручную корректировку от штурвала 12,

Привод лебедки осуществляется от двигателя автомашины через ко-
робку передач, карданный вал 13, коробку 14 отбора мощности, вспомога-
тельным карданный вал 15, двухеш >ростпой редуктор 16, цепную передачу 17
(шаг 31,8 жм), трансмиссионный вал 18 с фрикционной муфтой и цепную
передачу 19. J3 случао отказа н работе двигателя автомашины привод ле-
бедки может быть осуществлен от электродвигателя 20 АО-63-6 мощностью
10 кет, при условии работы па малых числах оборотов,


7

Рис. 163, Проъгыслово-геофпзическая стан-
ция CKC-6UU.

I — автомашина ГАЗ-63;	2 — перегородка; 3 —

отделение лаборатории; 4 — лебедна; з и 6 — полу-
автоматические регистраторы с потенциометрами:
7 — пульсатор; 8 — измерительная панель; 9 — при-
вод регистраторов; ю — радиоприемник; и —стол:
12 —выпрямитель; 13 — силовой блок; 14 — ры-
чаг управления ленточным тормозом; 1д — ручка
управления храповым механизмом; 13 — педаль ду-
блера сцеплепия; 1' — ручка дублера газа; 1А —
панель управления; 19 — распределительный шитик:
20 — реостат генератора; 21 — винтовые стулья:
22 — отделение- лебедки; 23 — барабан лебедки;
24 — редуктор; 25 — цепная передача: 26 — тормоз
лебедки: •’? — храповой механизм: 28 — генератор-
ная группа; 29—катушки с проводами; 30—
бдок-балаие: 31 — грузы; 32 — инклинометр; 33 —
прожектор.
Механизмы управления лебедкой, так же как и в станции СКП-4000,
сосредоточены в кабине 21. Здесь расположены рычаг 10 ручного и кран 11
пневматического управления тормозом лебедки, манометр 22, указывающий
давление в пневматической системе, педаль 23 дублера сцепления, рычаг 24
дублера переключения скоростей коробки передачи автомашины, рычаг 25
переключения скоростей днухскоростпого редуктора, рычаг 26 включения
коробке отбора мощности, рычаг 27 пневматического управления лебедкой,
ручка 28 управления подачей горючего, ножной переключатель 29, штурвал-
72 укладчика кабеля, силовой блок 30 с пультом управления, контроль-
ная панель 36, панель 32 управления двигателем автомашины, силовой
щиток 33 с магнитным пускателем 34 и реостатом 35 управления электродви-
гателем 20 н коллекторная панель 36. В кабине установлено два кресла 37
для обслуживающего персопала.

Ilti платформе автомашины, кроме лебедки, находятся: установленная
в кожухе 38 генераторная группа, состоящая из бензинового двигателя и син-
хронного генератора, компрессорная установка 39 «016>>, обеспечивающая
работу тормозной системы и фрикционной муфты, при аварийном приводе,
кренлепие для блок-баланса 40, катушки 41 с соединительными проводами,
основной скнаж’ппный снаряд 42 станции ОКС с зондом 43. Код платформой
кузова находится гнездо для крепления чугунных грузов 44. В ящике 45,
BuKpt'HJieimo.M под бортом автомашины, укладываются съемная перфоратор-
ная Нинель, датчик натяжений, датчик глубин, пульт блок-балапса, магнит-
ный меткоулопнтель и размагничивающее устройство. Значения средних
скоростей перемощения кабеля для самоходного подъемника СКП-6000 при-
ведены в табл. '15.

Кролю самоходных подъемников большого тоннажа, оборудованных
тяжелыми лебедками, выпускаются легкие подъемники, в которых на одной
.автомашине смонтированы измерительная лаборатория и лебедка. К числу
таких установок относятся полуавтоматическая станция СКС-600 произ-
водства Мытищинского завода треста Союзгоонефтеприбор, полуавтомати-
ческие станции ИКС-400 и ИКС-750 производства Барнаульского завода
геофизического приборостроения Министерства гоологии и охраны недр и
автоматическая станция АЭКС-900, разработанная Конструкторским бюро
нефтяного приборостроения.

Промыслово-геофизическая станция СКС-600

Промыслово-геофизическая полуавтоматическая станция СКС-600
смонтирована в закрытом кузове грузовой автомашины 1 ГАЗ-63 (рис. 163).
Кузов перегородкой 2 разделен на два отделения. В переднем отделении 3
находится пзморительпая установка и механизмы управления лобедкой 4.

Полу автоматическая измерительная установка состоит из двух реги-
страторов 5 и 6 с потенциометрами, пульсатора 7, измерительной панели 8,
привода 9 лентопротяжных механизмов регистраторов и радиоприемника 10,
.смонтированных па столе 11, выпрямителя 12 и силового блока 13, конструк-
ции которых аналогичны конструкциям соответствующих узлов измеритель-
ион лаборатории станции ПКС (см. § 31, рис, 88). Управление лебедкой‘про-
изводится при помощи рычага 14 ленточного тормоза лебедки, ручки 15
храпового механизма, педали 16 дублера сцепления, ручки 17 дублера газа
и дублеров управления двигателей автомашины, расположенных па панели
18. На перегородке закреплены распределительный щиток 19 и реостат 20
генератора генераторной группы. В отделении для операторов и лебедчика
установлены три винтовых стула 21.

Легкая лебедка 4 ЛКМ-900, установленная в заднем отделении 22,
рассчитана на 900 м кабеля КТО-1. Барабан 23 лебедки приводится во вра-
Таблица 16

Основные параметры некоторых промыслово-геофизических лебедок

Тип лебедки

Параметры	ЛМ-400 (ЛК-5/0,4-1)	в—з/ог-шг	ЛКМ2-900	ЛМ-1200  (ЛК-26/2-2)	ЛМ-2000 (ЛК-52/2-4)  !	ЛК2-3000	ЛПМ-3	S й	лкм-зооо	g	ЛКМ-6000
Емкость барабана, дл		5	20	21,5	26	52	128	52		127	177	125
Тип кабеля 	  Длина L кабеля, вмещаемого бараба-	КТШ-0,3	КТО-1	КТО-1	КТО-1	КТО-2	КТО-4	КОБД-4	КТО-4	КТО-4	КТО-4	Киъд-8
НОМ 1, м .		........	370	860	930	1120	1600	2750	ЬОУ 0 2	1850	2750	3 8 э 0	6600 s
Диаметр бочки барабана, мм ....	196	200	215	290	300	340	425	326	326	325	700
Длина бочки барабана, мм 		420	700	580	600	730	1230	8иУ	122о	1220	122о	1200
Диаметр щек барабана, .иле	  Звездочка цепной передачи бараба-	450	630	720	800	100й	1200	1000	1 ОиО	12о0	14v0	13Ь и
на число зубьев (z)		39	36 н 63	59	100	100	50	65	65	80	80	65
Звездочка цепной передачи привод-	13		13		13				21	21	
ного вала (редуктора) число зубьев (z)		9		13		12	21	21			16
Шаг цепи цепной передачи на бара-				19,1				31,753	31,75 з	31,75 з	44,4 з
бан, -«л 		15,9	19,1	25,4		19,1;  31,75	44,4	31,75 а				
Элементы передачи от двигатели к										ктор МПЗ	Двухско- ростной редуктор  МПЗ и фрикци- онная муфта
барабану льбедкн 		  Тип коллектора		Привод- ной вал  Специ- альный дисковый	Привод- ной вал  КЦ-4	Двухско- ростной редуктор (специ- альный)  Кольце- вой пли трехди- сковын	Трансмп валы е двухско реду!  (z =  КЦ-4	ссионные цепным ростным <тором  15,9)  КД-2; КЦ-4	Привод- ной вал  КП	Двухско- ростной редактор МПЗ  Кольцево	Двухскорс  J или трех,	стной реду  щсновый		
Габариты лебедки, .«.и;										2200	2320
ширина		890	900	1030	1110	1230	1680	1330	2000	2000		
длина 		  .	650	800	976	1450	1630	1810	1420	1600	1600	2080	2545
высота	  Приблизительный вес (без кабеля),	570	740	920	900	1120	1320	—	1400	—	1350	1 350
ха 	.		60	—	—	440	600	s4o				2100	2520

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ, АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ

------------ 1 IV

1 Длина L в метрах кабеля, вмещающегося на барабан лебедки, приближенно рассчитывается по формуле L — —— 10* [м], где d—диаметр кабеля
в мм, V—емкость барабана в 8л.

* При неполном заполнении барабана,

3 Двухрядная роликовая цепь.
щепие от двигателя автомашины через коробку отбора мощности, дополни-
тельный карданный пал, червячный редуктор 24 и цепную передачу 25
(шаг 25, а мл). Лебедка снабжена ленточным тормозом26 с обшивкой феррадо,.
управляемым рычагом 14 и храповым механизмом 27.

В заднем отделении кузова, кроме лебедки, находятся: генераторная
группа 28, катушка 2.9 с проводами и крепления для бпок-баланса 30, грузов:
31 и инклинометра 32. Прожектор 33 служит для освещения кабеля и блок-
баланса при спуско-подъемных операциях.

Самоходный подъемник АЭКС-900

Самоходный подъемник станции АЭКС-900 (рис. 164) вмонтирован-
в закрытом кузове 1 автомашины 2 ГАЗ-63. Перегородкой 3 кузов разделен,
на два отделения 4- и 5. В отделении 4 находится стенд 6 измерительной ла-
боратории станции с электронным потенциометром ПАСК-8 (см. § 33,
рис. 109) и приборы управления лебедкой 7 — дублеры управления двига-
телем автомашины (дублер 8 управления коробкой передач, дублер 9 управле-
ния сцеплением, дублер подачи горючего и т. д.), рычаг 10 ручного тормоза,,
ручка 11 управления храповым механизмом 12 и штурвал 13 укладчика,
кабеля 14.

Л ободка 7 Л КМ-900, установленная в отделении 5, рассчитана на 950 м
кабеля КТО-1. Привод лебедки выполнен от двигателя автомашины через,-
коробку 15 отбора мощности, карданный вал 16, редуктор 17 и цепную пе-
редачу, В отделении 5 установлены генераторная группа крепления для
блок-балапса 18 и устройство для смотки кабеля с катушками 19. Для обслу-
живающего персонала станции установлен диван и три винтовых кресла 20..

Самоходный тракторный подъемник

Для исследования разведочных скважин, расположенных в трудно-
проходимой местности, заводами выпускается самоходный подъемник на
гусеничном тракторе 1 С-80 (рис. 165) с лебедкой 2 ЛКМ-2000. Лебедка
закреплена в задней части трактора па швеллерной раме 3. Движение ле-
бедке сообщается от двигателя трактора через коробку передач, коробку 4'
отбора мощности и двухскоростной редуктор 5. Управление лебедкой распо-
ложено в кабине водителя, в которой находятся; штурвал 6 кабелеукладчика
7, рычаг 8 ручного тормоза лебедки, силовой блок 9, контрольная 10, кол-
лекторная 11 и перфораторная 12 панели обычных конструкций.

В табл. 16 приведены некоторые основные данные о промыслово-гео-
физических лебедках заводов нефтяной промышленности.

§ 40. КОЛЛЕКТОРЫ

Подвод тока и присоединение измерительных приборов к жилам
кабеля, намотанного на барабан лебедки, производятся при помощи кол-
лектора. Коллекторы лебедок бывают трех типов; дисковые, у которых
контакт щеток с кольцами коллектора осуществляется в осевом направле-
нии; цилиндрические или кольцевые — с радиальным расположением щеток
и ртутные — с жидкостным (ртутным) контактом. Из большого числа раз-
личных конструкций коллекторов наиболее широкое применение получили
трехдисковые и модернизированный дисковый коллекторы, устанавливае-
мые па лебедках ЛКМ-2000, ЛКМ-3000 и ЛКМ-4000. Коллекторы других
конструкций используются значительно реже, главным образом в лебедках;
устаревших конструкций.
Рис. 164. Самоходный подъемник АЭКС-900.

1 — закрытый кузов автомашпгы 2: з — перегородка; 4 — идслгт'ие езу ер тельных пргГсрев; а — -ге деление подъемника; в — стенд с измери-
тельной аппаратурой; 7 — лебедка ЛМ-ЭаС; S — дублер управ.' сгия коробкой передач;— дублер управления спеплением; 10 — рычаг ручного
тормоза; 11 — ручка управления храповым механизмом 12; 13 — штурвал укладчика кабеля 14; 13 — коробка отбора мощности: 16 — карданный
вал; 17 — редуктор; IS — блок-баланс; 13 — катушки с соедпвителгними проводами; 20 — кресла для оператор ев и лебедчика.

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ. АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ
Дисковые коллекторы

Трохдисковый маслонаполненный к о л л е к т о р.
Трохдисковый коллектор (рис. 166) состоит из трех латунных контактных
дисков В, А и М (N, М и А), закрепленных на эбонитовой втулке 1, надетой
па стальную ось 2', последняя при помощи крестовины 3 присоединяется
к полуоси ступицы лебедки. Ось коллектора на шариковых подшипниках 4
и 5, закрепленных в эбонитовом корпусе 6 и в стальном корпусе 7, устана-
вливается в кожухе 8 коллектора. G каждым контактным диском контакти-
руют три щетки .9, прижимаемые к дискам пружинами 10. Щетки закреплены
в эбонитовых колодках 11. Жилы коллекторного провода присоединяются
к щеткам. 9 через вводы 12 при помощи гибких проводников 13. Соединение
контактных дисков с жилами кабеля осуществляется проводниками 14.
Коллектор заливается трансформаторным маслом 15.

Наличие карданного соединения и параллельно контактирующих
щоток обеспечивает надежную работу коллектора (даже при наличии про-
дольного люфта и барабана лебедки).

Дисковый модернизированный коллектор. Ди-
сковый модернизированный коллектор лебедок ЛКМ-2000 и ЛКМ-3000
(рис. 167), называемый также кольцевым коллектором, представляет собой
стальной диск 7, на котором на винтах 2, проходящих через втулки 3 из
изоляционного материала, крепятся три латунных кольца А (внутреннее),
М (среднее) и N (наружное). Кольца обозначаются также римскими цифрами
I, II, III или, буквами В, С, и Н. Подвод тока к кольцам осуществляется
при помощи медиых щеток 4, установленных в обоймах 5 щеткодержателей
6, ввинчиваемых в корпус 10 коллектора. Нажим щеток производится пру-
жинами 7 и регулируется винтом 8. В винте 8 проточено отверстие 9 для
штифта однополюсной вилки, устанавливаемой на конце присоединяемой
жилы кабеля. Суппорт 1 па винтах 15 закрепляется на торце гайки 11,
навипчонной па полуось 12 ступицы 13 барабана лебедки и застопоренной
винтом 14. Корпус 10 коллектора прикрепляется к корпусу 16 шарикового
подшипника 17 винтами 18. Концы жил кабеля, намотанного на барабан
лебедки, присоединяются к кольцам коллектора при помощи кабельных
наконечников 19.

Другие конструкции дисковых коллекторов, как, например, дисковый
коллектор КД-2 и дисковый коллектор КП с подогревом, могут встретиться
лишь па лебедках старых конструкций; они подробно описаны в более ран-
них руководствах по промысловой геофизике [5, 13, 79].

Цилиндрические (кольцевые) коллекторы

Цилиндрический коллектор КЦ-41. Цилиндрический коллектор
КЦ-4 (рис. 108) состоит из трех колец А, В, М, закрепленных па эбонитовых втулках 1.
установленных на полой оси 2. Втулки 1 разобщены экранными кольцами 3. соединен-
ными с осью и корпусом лебедки. С кольцами А, В, И соприкасаются щетки 4, устано-
вленные в латунных обоймах S в щеткодержателях 6, закреплен,вых в корпусе 10 коллек-
тора. Подвод тока к щеткам осуществляется через контактные винты. В гнездо .9 винтов 7
вставляются вилки, присоединенные к жилам коллекторного провода. Для улучшения
контакта теток с токоведущими кольцами на поверхности последних иногда протачи-
вается винтовая резьба. Ось 2 коллектора закрепляется в полуоси 11 ступицы барабана
лебедки; второй конец оси 2 — в шариковом подшипнике 12, устаповлецпом в корпусе
13 па торце корпуса 10 коллектора. Подвод тока к кольцам производится при помощи кон-
тактных болтов 14, с которыми соединяются жилы 15 кабеля 16. Коллектор устапавли-

1 Волео ранние модели цилиндрических коллекторов КЦ-1, КЦ-2 и КЦ-3 повсе-
местно заменены более совершенными коллекторами, в связи с чем. их конструкции в на-
стоящем руководстве не рассматриваются. Интересующиеся читатели могут познакомиться
с этими коллекторами в ранее изданных руководствах [5, 13].

18 Заказ 714.
оеог
co



Рис. 165. Подъемник на гусеничном тракторе С-80.

,	г ЯП- я — ттпПппка- з — рама лебедки: 4 —"воробна Отбора мощности; в — редуктор; 6 — штурвал вабелеукладчика ?;

s ~ шгаа тоЙота лебеди; S - силовой блок; 10, 11 и 12 - контрольная, коллекторная н силовая панели; 13 - цепная передача; 14 -

S — ручка тормоза иеиедкв,	храповой мехаяпвм; 16 — коллектор.

ОВОРУДОВАИИЕ	275
Рис.. 166. Трехдиадовый коллектор.

А, В и М — контактные. диски; 1 — втулка; 2 — ось; з — крестовина; 1 и S — шариковые подшип-
ники; в иг — корпусы ггодпшппииов; 8 — кожух коллектора; » — щетки; 10 — пружины; 11—колодки;

12 — вводы; 1а и U —соединительные проводники; is — трансформаторное, масло.

Рио. 167. Дисковый модернизированный (кольцевой) коллектор,

А (В), М (С) и N (И) — внутреннее, среднее и наружное кольца коллектора; 1 —суппорт колец;
3 — винт; 3 — втулка изолирующая; i — медная щетка; 5 — обойма; в — щеткодержатель; 7 — пру-
жина; 8 —винт регулировочный; я — отверстие для штифта однополюсной вилки; 10 — корпус коллек-
тора; 11 —тайка; 12 — полуось; 13 — ступица барабана лебедки; 11 — стопорный винт; 13 — кожух
коллектора.; 1'3—корпус, шарикового подшипника 1т, 18 — винты крепления коллектора; 10 — кабель-
пые наконечники.
пастся на корпус 77 шарикового подшипника 18, Для чистки колец в корпусе имеется смот-
ровое окно ./У, закрывающееся крышкой 10 па винтах с барашками 27; гнездо 22 служит
для заземления корпуса коллектора. Отсутствие влияния'осевых смещений коллектора,,
наблюдающихся при продольном лифте барабана лебедки, на контакт щеток является
достоинством цилиндрического коллектора. Однако по изоляционным качествам он усту-
пает маслонаполненному трохдисковому' и дисковому модернизированному коллекторам,
которые получили наиболее широкое применение.

Рис. 168. Цилиндрический
коллектор КЦ-4.3

а — чертеж общего вида вол-
левтора; б — фотография: соб-
ранного коллектора; В, ;"7А. и
М — кольца коллектора; 1 —
абоиитовыо втулки; 2 — полая
ось; a — вщиииые кольца;
•I — щетки; 6 — латунная
обойма; в — щеткодержатель;
7 — втулка; S — контактный
впит; гнездо; 10—корпус
коллектора; 11 — полуось сту-
пицы SajjaOana лебедки; 12 —
шариковый подшипник; 12 —
корпус подшпнкпла; 14 — кон-
тактные болты; 16 — жилы
кабеля 16; п — корпус шари-
HOBui'ti подшипника is крепле-
ния барабана лебедки; 10 —
(.•метровое окно, закрывающее-
ся крышкой 20; 21 — ввиты
о барашками, закрепляющими
крышку 20; 22—гнезда зазем-
лении корпуса коллектора.

Ртутные коллекторы

Р т у т аыИ колле н*г о р г и п а КР. Pi утлый коллектор типа КР (рис, 169)
представляет собой мпогосекциоццый (по числу колец) корпус 1 из изоляционного
материала, В полости 2 секции корпуса запита ртуть. Контактные диски 3 из нержавею-
щей стали установлены на оси 4 коллектора ичаотичцо погружены в ртуть, заполняющую
секции корпуса. К дискам подключаются жилы S кабеля, находящегося на барабане ле-
бедки; к ртути через штуцоры 6 (электрические свечи) — жилы 7 коллекторного провода.
Стабильность контакта является преимуществом ртутного коллектора перед, коллекторами
со щеточными коитатками. Однако сложность обеспечения надеждой изоляции меяеду
дисками в связи с разбрызгиванием ртути ограничила возможность широкого применения
ртутных коллекторов.
Рис. 169. Ртутпый коллектор.

1 — корпус коллектора: г — полости секций; .3 — контактные диски; 4 — ось; 3 — подводка к жилам
пийелп; в — штуцеры (свечи); 7 —жилы коллекторного пропеда.

П р и с о о д и п оп но кабеля к коллектор у

При присоединении кабеля к коллектору берется отрезок двухтонного тре.хжиль-
ногокабеля длиной 2—5 м. Один конец этого отрезка продевается через ступицу и полость
полуоси барабана и оси коллектора (у коллекторов КЦ-4), и с его конца па длине '10—20 см
снимается наружная оплетка. Жилы кабеля расплетаются, с конца охтаяются на 1 см
и подпаиваются к кабельным наконечникам (в коллекторах КЦ-4, дисковом модериизи-

Оазрез по Ав

Рис. 170. Зажимные втулки (шарики) раз-
личных конструкций.

1 — разрезанная втулка; 0 — ст пятые винты;
з — резьба.

лиями натяжения кабеля. С этой же цолыо
оставлять на барабане лебёдки 5—10 витков

ровапном и КД-2) или к однополюсным вил-
кам (в коллекторах ДП). Затем па расстоя-
нии 60—80 см от разделанного конца ка-
беля ставится зажимная втулка (зажимной
шарик) (рис, 170). Второй конец кабеля
выводится наружу через отверстие в
стенке барабана и разделывается по пра-
вилам, изложенным в § 37.

Зажимная втулка (рис. 170) состоит
из двух половин 7, свинчивающихся между
собой четырьмя винтами 2. По оси втулки
проточено круглое отверстие, диаметр ко-
торого па 1—4 мм меньше диаметра ка-
боля. На внутренней поверхности отвер-
стия нарезана прямоугольная кольцевая
резьба 5, увеличивающая прочность крепле-
ния втулки па кабеле. Чтобы при затяжке
половиц втулки и при сильных нагрузках
па кабель втулка пе повредила изоляции
жил кабеля, ла ого поверхность на участ-
ке крепления втулки предварительно на-
кладывается бандаж из медцой или жо-
лозпой проволоки диаметра 0,8—1 мм.
Зажимная втулка, упираясь в стенку
барабана лебодки, разгружает конец ка-
бели, присоединенного к коллектору
лебедки, и тем самым предохраняет воз-
можность парушония контактов в мостах

присоединения жил к коллектору уси-
при спуске кабеля в скважину следует
перазмотаниого кабеля.

§ 41.	ПРИВОДЫ К ЛЕБЕДКАМ

Барабаны лебедок, как об этом уже говорилось выше, приводятся во
вращение: вручную (см. рис. 146, а); от электродвигателя (см. рис. 146, б
и в и рис. 150); от заднего моста автомобиля (см. рис. 146, б и в); от .коробки
отбора мощности (см. рис. 148 и 153) и от специального бензинового двига-
теля.
Ручной привод барабана лебедки установлен на лебедках легкого типа
ЛМ-400 (ЛК-5 и ЛК-15), У барабанов лебедок среднего типа (ЛМ-1200 н
ЛМ-2000) ручной привод используется при авариях или в тех случаях, когда
нужно обеспечить очень медленную скорость подъема кабеля (например, при
опытных работах).

Для электрического привода применяются трохфазные асинхронные
электродвигатели переменного тока с кольцами МКА-13, МКА-14, МКА-15,
МКМА-11, МКМА-12 и МКМА-15 закрытого типа, напряжения 220/380 в,
1000—1500 об/мин. Концы фазовых обмоток статора выведены на входную
панель и могут быть включены звездой (при напряжении сети 380 в) или
треугольником (при напряжении сети 220 в).

Трехфазпая обмотка ротора двигателя соединена звездой. Концы обмотки
выведены к кольцам, к которым присоединяются пусковой и регули-

Г’ис. 171. Схема присоединения электродвигателя.

I—плекгродпиготель; г — трехжильпый соединительный кабель КТШМ-0,6; з —
распределительный щиток; 4 — пружинные еажимы ' «крокодилы»; s — входная па-
нель олептродвиецтеля; в — амперметр; 7 —вольтметр; 8 — руЛплышк; » — регу-
лировочный реостат.

ровочпый реостаты. Реостат обеспечивает плавный пуск двигателя с доста-
точно большим начальным пусковым моментом и последующее регулирова-
ние числа оборотов двигателя в процессе работы.

Присоединение двигателя к сети производится по схеме, изображенной
иа рис 171. Ток к электродвигателю 1 подводится трехдаильным кабелем 2
КТШМ-0,6, На копцо жил кабеля 2, присоединяемых к распределительному
щитку 3 силовой сети, устанавливаются пружинные зажимы 4, образно
называемые «крокодилами». На другом конце (со стороны электродвигателя)
кабель закапчивается трехконтактной соединительной муфтой, подключае-
мой к гнездам входной колодки, с которой соединена входная панель 5
электродвигателя. На панели 5 установлены амперметр 6 и вольтметр 7,
указывающие силу тока и напряжение в цепи электродвигателя, и рубиль-
ник 8 для включения электродвигателя в цепь.

При работе с электродвигателем нельзя включать его в сеть напряже-
ния, отличающегося от поминального, указанного на щитке электродвига-
теля. Включение электродвигателя на напряжение ниже поминального
резко уменьшает его мощность. Мощность электродвигателя может оказаться
недостаточной для подъема кабеля, в результате чего может произойти
прихват измерительного прибора или кабеля, нередко заканчивающийся
оставлением; приборов в скважине. При включении электродвигателя в сеть
с напряжением выше номинального обмотки электродвигателя перегре-
ваются и может произойти пробой изоляции.
При подключении кабеля, подводящего ток к элсадтродвигатсшо, рубильник сети
должен быть выключен. Необходимо соблюдать вес правила предосторожности от пораже-
ния тоном при работе е. электрическими устаиовкнми высокого напряжения. В этих же
долях при включении алектродиигптеля в сеть его корпус должен быть зяземлеи.

Привод барабана лебедки от заднего моста автолюбнля обычно осуще-
ствляется при помощи ромешюй передачи, надеваемой па баллон .заднего
колоса автомашины и шкив, закрепленный па конце трансмиссионного вала
лебедки. Реже ременная передача надевается па тормозной диск или па специ-
альный шкив, закрепленный на месте наружного колеса автомашины. В ле-
бедках некоторых конструкций была установлена цепная передача. Ведущая
звездочка этой передачи кропилась к тормозному диску полуоси заднего
моста, а ведомая —па трансмиссионном, налу лебедки.

При приводе лебедки от заднего моста автомашины мост приподнимается
па домкратах. Если натяжка ременной млн цепной передачи недостаточна,
подставляют второй домкрат под шасси автомобиля и, поднимая его, регу-
лируют величину натяжения цепи.

Привод барабана от коробки отбора мощности в настоящее время при-
меняется во всех лебедках последних конструкций. Привод лебедки от ко-
робки отбора мощности наиболее удобен; он требует минимального времени
для подготовки лебедки к работе и дает возможность, управляя коробкой
передач автомобиля и подачки горючего, плавно и в широких пределах ре-
гулировать скорость подъема кабеля.

Привод лебедок от отдельного двигателя применяется в районах Край-
него Севера, где лебедки устанавливаются па сапях, транспортируемых
трактором к мосту работы. Для привода используются бензиновые двига-
тели автомобилей ГАЗ-61 иди ЗИС-150. Двигатель соединяется с транс-
миссионным валом лсбодки- через муфту сцепления, коробку передач в- ре-
дуктор.

§ 42.	БЛОК-БАЛАНСЫ

Блок-баланс с установленными па нем приборами служит для направле-
ния. кабеля в скважину, определения глубин местоположения измерительных
установок, привода лентопротяжного механизма регистрирующего прибора
и наблюдения за натяжением кабеля,

Число оборотов ролика блок-балапса, пропорциональное длине кабеля,
опущенного в скважину, передается лентопротяжному механизму регистри-
рующих приборов автосинпой или, реже, механической, гибкой передачей
и отсчитывается счетчиком глубин.

Блок-балансы, используемые, при геофизических исследованиях сква-
жин, имеют однотипную конструкцию, лишь немногим отличающуюся для
работы с кабелями различных марок.

Б практике исследования глубоких скважин наиболее часто приме-
няются блок-балансы ББ-4-4.

Б л о к - б а л а п с ВБ-4-4 (рис, 172) для трохжилыюго двух- и че-
тырохтонного кабеля состоит из алюминиевого ролика 1, свободно вращаю-
щегося па шариковых подшипниках 2 па оси 3. Ось 3 устанавливается
эксцентрично иа призмах 4 подставки 5, обычно имеющей треугольную-
сварную или клепаную и, реже, иную конструкцию. На оси ролика укре-
плены две щеки 6 с прорезями 7, а па ступице ролика —шестерни 8, В про-
рези 7 закрепляются датчик автосинпой передачи, редуктор блок-баланса„
сигнальный контактор со счетчиком глубин, или только этот счетчик. Если
датчик автосинпой передачи по имеет счетчика глубин, то на одной щек©
блок-баланса закрепляется датчик, а на второй — счетчик глубин (см.„
например, рис. 174).
Между концом щек и станиной блок-балаыса закрепляется пружинный,
электрический и, реже, гидравлический динамометр 9 (см. рис. 172). Ди-
намометр указывает силу Т натяжения кабеля. Натяжение кабеля необ-
ходимо знать для безаварийного проведения спуско-подъемных операций,

Рис. 172, Блок-балапс ББ-4-4.

1 родии, а -	подшншнш; а— ось ролика; t — призма; S — подставка; fi — щеки;

7 ..... прорези дл» uiii'iuirnint датчика счетчика глубин; 8 —шеоте.рпн; 10 —сектор корректора глубин;
11 шишака ролики; ja ... ишгг регулировки сектора корректора глубин; 13 — пружинный динамо-
метр.

особенно при прихпате. кабеля и измерительных устройств. Схема опре-
деления натяжения кабеля при помощи динамометра изображена на рис. 173.
Из схемы следует, что моменту /е силы

/-27’ cos 45° = Т /2,

стремящемуся опрокинуть ролик с призмы, на которой он установлен.

противодействует момент Fb натяжения
При спуске и подъеме кабеля момен-

ты сим Т ‘j 2 и /'’уравновешиваются:

еТ |/2 = Fb

и, следовательно,

F^ И 2 Т-~-

У блок-балансов, применяемых в

практике, отношение

Ъу,- 1,41	— 1,41 X 8/зЭ8 ~ */з0»

т. о. сила, действующая на динамометр,
равна 1 80 натяжения кабеля.

динамометра.

Рве. 173. Схема действия индика-
тора натяжения кабеля.

Однотипную конструкцию с блок-балансом ББ-4-4 имеют ранее изго-
товлявшиеся блок-балаясы ББ-2-4 и ББ-1-51 для двух- и однотонного 1?абеля.

1 Вторая цифра указывает порядковый помер конструкции бяок-баланса.
баланс ББ-ЛК-400 (рис. 175, а) с меньшим

Ряс. Ш. Илок-бпеаис для одножильного кабеля

1 — ролпп; п подстяппа; в — щвдп; 7—прориш длк кре-
плении датчика и счетчика rjiyOiut; о — динамометр; 10 —
датчик rjiyfhni; 11 — счетчик глубиной — рааматипчпвнкьцее
устуойетии; 16 — миткоуловителъ; Ы — пульт енпшлт.ио-иоре-
говоркоео устройства; 16 — громкоговоритель; 16 — микрофон;

/7 —соединительные провода.

Для одножильного кабеля промышленностью изготовляются бло^
балансы (рис. 174) подъемника СПП-3, отличающиеся от блок-баланс^
ББ-4-4 диаметром ролика 1 и профилем его канавки. Между подставкой &
и щеками 6 установлен динамометр 9. Датчик глубин 10 и счетчик глуби1*
11 кропятся в щеках 6‘. На подставко также закреплены размагничивающй0
устройства 12 и меткоуловнтель 1.3 магнитных меток. В комплект 6noit£t
входит пульт 14 сигнально-переговорного устройства с громкоговорителе^1
15 и микрофоном 16.

Для работы с кабелем КТШ-03 (лебедка ЛК-400) выпускается бло^Т"
)ром ролика 1 и трубчатР^"
подставкой 2. Каждый
оборот ролика пропуска#’*'
1 м кабеля. Ролик бло!с"
баланса ББ-Л К-400 з»Л
крепляется на цапфах
в подшипниках . 5 по^“"
ставки, Смещение	od*

цапф относительно od*
ролика обеспечивает воз-
можность патяжопня ка-
беля.

Для исследований*
скважин с выступающей
обсадной колонной и х*
тех случаях, когда у устьят
скважины по имеется до-
статочной поверхности:
(стол ротора, пол буро-
вой) для установки блок-
балапсов обычной коы-

струкции, изготовляется
специальный блок-баланс.
Он представляет собой
отрезок стальной трубы
6 (рис. 175, б) с приварен-
ными к ней фасонным

фланцем с кронштейнами 7, иа которых устанавливается ролик 1. Если
блок-баланс предназначается для исследования скважин через бурильные
трубы, конец трубы 6 заканчивается коническим резьбовым соедине-
нием под муфту замка бурильной трубы.

Автосинхроилая дистанционная передача

Автосипхронная (автосиниая, сельсинная) передача представляет
собой электрическую дистанционную синхронизированную передачу, состоя-
щую из двух идентичных соединяемых между собой электрических меха-
низмов — датчика и приемника (рис. 176). Автосиниая передача даст воз-

можность при помощи приемника, соединенного с лентопротяжным механиз-
мом регистрирующего устройства, воспроизвести на расстоянии в точиостш
движение датчика, приключенного к ролику блок-баланса, и тем самым
обеспечить пропорциональность продвижения ленты, на которой произво-
дится запись измеряемых величин, длине опущенного кабеля.

Датчик и приемник автосинной передачи представляют собой электри-

ческие механизмы, по конструкции идентичные двигателям переменно*,о
тока, деталями которых являются двухполюсный статор и трехфазный рото»-,
Рис. 175. Блок-балансы для кабеля КТШ-03 (а) и для исследования скважин с высту-
пающей обсадной колонной (б).

J — ролик; 2 — трубчатая подставка; з — щеки; 4 — цапфы; з — подшипники подставки; в — сталь-
ная труба; 1 — фасонный фланец о кронштейнами; 8 — динамометр.

Обмотки

-обмотки

ротора соединены звездой, и их концы выведены к кольцам. Эти

у датчика и приемника включаются навстречу друг другу. Об-
мотки статора (обмотка возбуждения), датчика и приемника подключаются

и сеть переменного тока и соединяются параллельно при напряжении питаю-

щей соти 127 в и последовательно при
напряжении 220 в.

Переменный ток, проходящий в
-обмотке статора, индуцирует в обмот-
ках ротора э. д. с. При одинаковой
ориентировке обмоток роторов относи-
тельно направления магнитного поля,
созданного обмоткой статора, э. д. с.,
индуцированные в обмотках роторов
датчика и приемника, будут одина-
ковы. В этом случае ток в цепи роторов
будет отсутствовать, и момент, вра-
щающий ротор равен нулю. Если повер-
нуть ротор датчика на угол <р, равно-
весие в цепи роторов нарушится. Воз-
никшее при этом магнитное поле тока



Рис.

176. Электрическая схема авто-
сипхроппой передачи.

1—обмотка позВуящапиЯ датчика; а — то
же, приемника; 3—трехфавпый ротор дат-
чика; it — то же приемника.

в цепи ротора приемника, взаимодействуя с магнитным полем его статор-
ной обмотки, создает вращающий момент, под действием которого ротор
приемника повернется на тот же угол <р, па который был повернут ротор
датчика. Таким образом, ротор приемника воспроизведет движение ротора
датчика и при использовании автосинпой передачи в схеме промыслово-
геофизических измерений в точности передаст приемнику враищпие ролика
блок-баланса, с которым датчик соединен зубчатой передачей.

Датчик автосинпой передачи 1 (рис. 177) установлен в герметическом
цилиндрическом корпусе 2 (рис. 178), который при помощи направляющей
. а

Рис. 177, Датчик глубин

а — разрез датчики одной из копструидпй; б — схима олеитрпчсек их опедпикнпй датчика глубин.

1	— датчик аитоексичй пщюдпчн; 2 — корпус датчика; .3 —паврпплиющпп; 2 -- установочный впит;
5 — шестпрпя; соединительные муфты: « — дпепидпатикоптагсглак к иходиой наиглн mtiiriiiu;

7	— шеетнкоптагстнвп к пульту блок-бцланса; х —дпухконтактиин к днтчниу патншепий: v - к рпз-
магнидивающему устройотиу; 20 — и датдаудаилшзаталю; 11 — nuoiiiei напесоипи магнитных моток;

12 — кнопка ручной метки.

3 и установочного винта 4 закрепляется на щеке блок-балапса. Датчик анто-
синной передачи соединяется шестерней 5 с шестерней, закрепленной па
ступице ролика блок-балапса. Ток подводится при помощи двепадцати-
контактной соединительной муфты 6, пять клемм которой соединяют обмотки
статора и ротора датчика, три клеммы —громкоговоритель с сигнальной
панелью лаборатории и подъемника, две клеммы — сигнальную кнопку
«Мотка» и «Датчик натяжений». Шестиконтактная муфта 7 служит для
подсоединения пульта сигнально-переговорного устройства (см. рис. 174),
и двухкоптактные муфты 8, 9 и 10 (см. рис. 178) — для присоединения
датчика натяжений размагничивающего устройства и моткоуловитедя.
Метки наносятся при помощи

кнопки 11. На пульте сиг-
нально-переговорного устрой-
ства (см. рис. 174) находятся:
громкоговоритель 19, микро-
фон 20, электрический сиг-
нальный звонок и сигнальная
лампочка. Сигнально-пороговор-
пое устройство смонтировано
в брызго-пепропицаомом кожухе
и устанавливается па перенос-
ной подставке. Для ручной
отметки моток па датчике уста-
новлена кнопка 12 (см. рис, 177
и 178). При установке па блок-
балансо датчиков описанной

Рис. 178. Датчик глубин.

2 —^корпус датчика глуСип; 3 — папралллютие; 3 —
установочный iiumr; <? — шестедия привода от блснс
баяниоа к днтчяиу глубин; в — двенадпатиноптакгпая
соединительная муфта; ?—тоже, шестиконтантпап;
S —то же, доухкчптахтшн к датчику натяжений; s —
то же, днухкоятактпая и раамагпичнвагсяцему устрой-
ству; и—кнопка ।taнесенпя магнитных моток; 12—
кнопка ручной метки.

конструкции счетчик глубин
(см. рис. 179) закрепляется
отдельно па второй щоке
блок-баланса (см. рис. 174).
В датчиках норных конст-
рукций указатель глубин был

смонтирован и корпусе дат-

чика.

При передаче движения ролика блок-балаиса лентопротяжным меха-
низмам регистрирующих устройств при помощи гибкого вала в прорези
щеки блок-баланса на месте датчика автосинпой передачи устанавливается
редуктор блок-баланса (см. рис. 61, г), к которому приключается
конец гибкого вала, второй конец

Рис. 179. Указатель (счетчик) глубин.

13 - - ручка сброса попаданий счетчики
глубин; и — шеетерш! ирппода указа-
теля глубин от1 Плок-балаииа.

которого присоединяется к лентопротяж-
ному механизму регистрирующего при-
бора.

При точечном методе измерений в
прорезь щоки ролика при помощи винта
с барашком. закрепляются прямоуголь-
ных! кронштейн, па котором устанавли-
вается счетчик глубин и контактор. По-
следний служит для подачи сигналов через
равные отрезки (0,5; 1 и 2 лх) кабеля,
проходящего через ролик. Контактор

включает цепь электрического звонка
или электрической лампочки, по сигналу которых подъем кабеля при-
останавливается и производятся измерения и отсчет глубин [5, 43].

Динамометры

Для определения натяжения кабеля применяются пружинные дина-
мометры визуального наблюдения (рис. 180) и пружинные динамометры
с электрической передачей показаний (рис. 181). В динамометре послед-
ней конструкции (см. рис. 181) с пружиной динамометра 1, работающей на
сжатие, соединен ползунок реостата датчика натяжений 2. К концам реостата
датчика подключена батарея питания Б1. Между ползунком и одним из кон-
цов реостата включен измерительный прибор ИП2 — указатель натяже-
ния кабеля, установленный па контрольной панели XIII. Шкала указателя
проградуирована в величинах натяжения кабеля. При помощи переключа-
теля П4 последовательно с прибором ИП2 может быть включен второй ука-
затель натяжения — измерительный прибор ИП1, установленный на па-

Рис 180. Пружинные
динамометры.

а — грозненский; б —
треста Авпсфтитофнаи-
ка; I — пружина; а —
стрелка; з — шкала; 4 и
s — ирюии; я — корпус
динамометра; 7 и 8 —
винтовые пробив; у —
подвижной фланец; Ы —
гребенка; 11 — шестер-
ни; 12 — крышка кор-
пуса динамометра: 1з —
корпус шкалы (цифер-
блата); Н — крышка
шкалы; 15 — аастеилен-
|)ОО I сконто,

пели XX в кабине лебедчика. При помощи переключателя П2 схема пере-
водится в положение градуировки, при котором в цепь батареи Б1 вместо
реостата датчика подключается равное ему сопротивление Б2. В этом поло-
жении, изменяя силу тока реостатом R1, устанавливают стрелку измеритель-
ного прибора на деление, соответствующее максимальному натяжению
кабеля, и затем переключают батарею Б1 питания к датчику натяжений.
Тахометры

Скорость кабеля определяется по тахометру, который представляет
собой вольтметр (см. рис. 104, 107), подключенный к тахогенератору —
асинхронному двигателю с двумя взаимпо-порпендикулярными обмотками.
Одна ня обмоток тахогенератора включена в сеть переменного тока лабора-
тории, ко второй через диухполупериодный селеновый выпрямитель подсо-

единен показывающий при-
бор (вольтметр). Последний

имеет два предела измерения
скоростей движения кабеля

(0-1000 и 0—5000 м/час) и
релейную блокировку,

кшочающую прибор
перегрузках.

от-
при

Автоматические
мот’коуловителп

Для
определения

автоматического

меток

ищется разл ичиыо

примо-
мстко-

уловители, индукционные (в
самопишущем потенциометре
ПС-2), контактные и магнит-
ные (и станциях последних
конструкций). Об индукцион-
ном меткоуловитоле см. § 23.

В контактных мотко-
уионитслях (например, метко-
улонитело В. Д. Михайлова-

Is?

С

Рис. 181. Схема электрического указателя натя-
жения кабеля.

и др.) применяются электри-
ческие или магнитные коп-

такты, замыкаемые или раз-
мыкаемые пружинным уст-
ройством, приводящимся в
действие мотками (утолще-
ниями), установлеипыми па
набело. Пружинные устрой-
ства мсткоулотштсля уста-
навливаются па станине
блок-балапса над скважтюй
иля желобом ролика. На-

1 — ирушшшый динамометр; 2 — датчик указателя натя-
жения; XII — входная папель; XIII — контрольная па-
нель; XVI — датчик глубин; XIX — контрольная панель
лебедчика; XX — цапель указателя натяжения кабеля;
JSJ — батареи па двух сухих элементов; Ш1 — указатель
патянчшип у лебедчика; ИП2 — тоже., на контрольной
панели стенда лаборатории; П2 — переключатель указа-
теля натяжения кабеля «Патпженне, выкл., контроль,
дата, лаб., датч. под.»; П4 — церенлючатеиь указателя
натяжении кабели па последовательную работу с цодъемни-
ium кПтъеипт»; R1 — реостат проволочный «Установка
тока», 60 ом; 112—сопротивление проволочное, 100 о л;
Ii.3 — то же, 76 ом', Ri и НВ —то же, i860 ом; III —
дпепадцатикоптаптиые соединнтельвые муфты; яг — то же,
восьмияоптактпыс; Л'.? — то же, трехпонтатпные; СП2 —
соединительный двенаддатнядальный цроиод.

деяшость действия контакт-
ных моткоуловнтелой в значительной степени ограничивается помехами,
созданными изменением диаметра кабеля при порче поверхностной изоля-
ции в местах соединений и па участках загрязнения его оболочки.

В магиитпом моткоуловитсле небольшие участки кабеля предвари-
тельно намагничиваются при помощи намагничивающего устройства 1
(рис. 182), закрепленного па подставке блок-баланса 2 (см. также рис. 174).

Это устройство, оно же является и меткоуловителем, представляет
собой катушку 3, на которой уложено 20 000 витков медной эмалированной
проволоки. Катушка посажена па 77-образпый сердечник 4, установленный
по отношению к кабелю 5 так, как это показано на рис. 182. При нанесении
Рис. 182 Магнитный мстко-
уловитоль.

1 — корпус метиоулоинтслн; 2 --
подставка бкок-Оалапса; .3 - . па-
тушка, намотанная модной имаип-
ровалиой проволокой; 4 — П-оП-
рагшый сердечник; 5 — кабель.

мотки точка кабеля, иа которой долина быть
поставлена метка, устанавливается по середине
катушки моткоулопитоля, и через ее обмотку
от токопой панели станции пропускается по-
стоянный ток максимальной силы.

Для отметки меток катушка при помощи
переключателя 114 (см. рис. 107) подключается
к олектроипой схеме. Дяухкаскадиый ’ усили-
тель (лампа Л2, рис. 183) стой схемы усили-
вает :>. д. с., возникающие в катушке при про-
хождении намагниченного участка кабеля, и
при помощи электронного реле, собранного иа
лампе ЛЗ, обесточивает электромагнитное роле
Р1. При этом замыкаются контакты цепи
метки, подключенные параллельно кнопке
«Метка», установленной па панели (см. рис. 102)
управления осциллографом,

Магнитные метки могут быть сняты при
помощи размагничивающего устройства 14
(см, рис, 174), по конструкции аналогичного
метко ул они тел ю.

Для снятия метек через обмотку катушки
размагничивающего устройства пропускается

переменный ток напряжения 110 в. Магнитное поле, созданное этим

током, размагничивает ранее намагниченные участки кабеля.

§ 43.	ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, МАТЕРИАЛЫ
И ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

При производстве промыслово-геофизических исследований скважин, кроме спе-
циального оборудования, описание которого было дапо в предыдущих параграфах, при-
меняется вспомогательное оборудование, инструменты и материалы, к числу которых от-
носятся катушки с подставками для соединительных проводов, приборы для измерения
силы тока, напряжения и сопротивления (авометр), мерная лепта для размотки кабеля,
треноги для установки регистраторов, потенциометров и других измерительных приборов,
резиновые коврики под батареи, брезенты и зонты от дождя и солнца (при отсутствии
в партии измерительных лабораторий) и ремонтный инструмент: дрель с набором сверл
разных размеров, метчик и плашки ходовых размеров, тиски настольные и ручные,
отвертки, плоскогубцы, круглогубцы и острогубцы, ключи простые, гаечные, торцовые и
разводной, пилы слесарные различных насечек и профилей, надфили, пила ножовочная,
рубанок, молоток, монтерский цонс, ножницы, набор часового инструмента, паяльная
лампа, паяльники (обыкновенные и электрические), а также лопата, кирка и лом1.

В партии должны находиться й достаточном количестве: соединительные патроны
и муфты, типы и размеры которых соответствуют применяемым кабелям; штепсели и
однополюсные вилки для соединений проводов; подвесы для грузов; щетки и щеткодержа-
тели с предохранитель дыми резиновыми колпачками и различные материалы, как то:
лента из натуральной резины, тонкая резиновая лепта (пара), лепта из прорезиненного
полотна (изолировочная лента), резиновые трубки разных размеров для седине пип и изоля-
ции жил кабеля, резиновые наконечники (пальцы), брезентовый шланг для электродов,
электродная свинцовая проволока, железная и луженая модная проволоки диаметром
0,3; 0,5; 0,8 и 1,2 мм, резиновый клей, вазелин, талы:, химически чистый уксуснокислый
свинец и хлористый калий для пеполяризуютцихся электродов (см. § 92), соединение бора,
парафин и свинец при нейтронных исследованиях, канифоль, нашатырь, соляная кислота,
припой (третник), шпагат, суровые нитки и фотоматериалы (пленка, фотобумага, прояви-
тель, закрепитель и квасцы).

1 В партиях, прикрепленных к промыслово-геофизическим базам и конторам,
имеющим свои механические мастерские и ремонтные цехи, набор перечисленных инстру-
ментов может быть ограничен отвертками, плоскогубцами, кусачками, напильниками,
ручными тисками, молотком, дрелью с набором сверл, монтерским ножом и электриче-
ским паяльником.
Рис. 183. Схема соединений мигпмтцого моткоуловителя.

I — фоторкгпетратор; II — панель управления фотлрегнетратором; XII— входная панель;
XIII — контрольная панель; А'VI — датчик глуЯип, XVII — мьтвиуловитрль; XVIII — размагни-
чивающее устройство; НI — переключатель метин «Ручная, магнитная, иамлгицчив.»; R4— еовро-
Tinuieiii’e прополочное, 2» <>.«.; но — еопритивленис iieiipiniojiiriimeтина СП-I. I Пт — сопротивле-
ние neii|ioiiiuni4lioe типа ИС. 9.1 ими НИ — то же. 51 тол; /<» — то >ие. 30 ню и J?и — то те,
Зои кол; К IX и Н /3 — то же, 5,1 колц Г< 14 — то же. i мом; Н IS — то те. РЮ ком. К is — т<> же. ( ком;
Л II — то I лом; СХ И СО — ншданеатлпы элеитролптнчоспие, 29 миф; С4 и CS — то же, типа
IUiI’-М 11, 0,5 л»(р; СО I1C7 — то же. 2 м),'(Р; С8 и Си — то »;«•, 0,1 миф; С Jt> — то же, 0,5 м>.ф; Л1 —
лампа миппатюрипН; Л2 — радиолампа 61100; Лз — то же. 6IISC; Л-t — то же, 6Ц5С; ЛО — газовый
CTaCir.'Hi:i.iT<i[> СЧЧС; T/il о T/iS — трапеформаторы; lJi — реле иостонпноготока: III — пожеван воевми-
KOlffliKTniiii колидкв; КЗ — Д11енпЛЦ11Т111«>1|та1<тная вилка; На—тоже, дпухноитактнвн; К« — кнопка
для напеосшш меток; C1IX — двепадцатпжильиый соединительный провод; С11-? — то же, двухжильиый;

BCI — выпрямитель селеновый.

Длятрппспортпрорлпия оборудовппия иперсопйла партии па скваясипу применяется
автотрпш'ппрг. Рекомендуется использовать грузовые автомашины полутоппые ГАЗ-69
(дли лебедок Л,М-400), полуторатонные ГАЗ 51 и ГАЗ-63 (для лебедок ЛК-1200 и ЛК-15),
трехтонпые ЗИЛ-150 и 311.(1-151 (для лебедок ЛМ-2000 и ЛМ-ЗООО и подъемников ПСПГ
(СКП '-200(1 и ПСПГ (Г.КП)-ЗООО) и пятитонные ЯАЗ-210 (для лебедок ЛМ-4000,
ЛМ «ООО и подъемников ПСПГ (СКП)-4(Ю0 и ПСПГ (СКП)-бООО). Измерительные лабо-
раторки обычно монтируются ня грузопых полуторатонных машинах ГАЗ-51 и ГА3 63.
В районах С. плохими Дорогами н изрезанным рельефом при осенней и песенной распутице
для nopi-noaa oi'op> допания рпкомепдуетсп игпольяовать т рсхосиые машины повышенной
проходимости, вездеходы и тракторы иа гусеничном ходу.

19 Заказ 714.
Г Л АВА V

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ СКВАЖИН
ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАН

Из числа установок для геофизического исследования сквцжшг, выпу-
скаемых на рубежом, наиболее, известны комплекты аппаратуры и оборудо-
вания, изготовляемые Венгерским заводом геофизических приборов (Geo-
fizikai Merdmuszorek Gytlra) и фирмами Шлумберже (Schlumberger, Халли-
бартоп (Halliburton), Лайн Веллс К° Laue Wells Go)1 и Видно (Weil .Instru-
ment Developing Co). Ниже приводится описание некоторых из этих уста-
новок, представляющих интерес.

§ 44.	ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
ВЕНГЕРСКОГО ЗАВОДА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ

Промыслово-геофизическая станция, выпускаемая заводами Венгер-
ской Народной Республики [92], предназначена для мзмероиня кажущегося
сопротивления и потенциалов собственной поляризации, определения угла
и азимута падения в:ород и искривления скважины, измерения температуры
и диаметра скважин, отбора пород боковым грунтоносом и перфорации ко-
лонн. Измерения производится па четырехжильном кабеле.

Станция смонтирована в одной десятитонной автомашине Татра 111
(рис. 184). В задней части. 1 кузова установлена лебедка 2 с кабелеуклад-
чиком 3 и мерным блоком 4- и блок-баланс 5. Во время работы машина сто-
порится упорами 6. В передней части 7 кузова в отделении измерительных
приборов расположены стол (-рис. 185) с пульсатором 1 и фоторегистра-
тором II, стенд III измерительных панелей (рис. 186) и панель управле-
ния IV лебедкой.

Фоторегистратор II (рве. 185) имеет пять гальванометров 1, при помощи
которых регистрируют три кривые (две кривые сопротивлений и одну кривую
потенциалов собственной поляризации). Две из этих.кривых одновременно
регистрируются во втором, в десять раз более мелком масштабе измеряемых
величин. Регистрация производится па плопко шириной, 160 мм в масшта-
бах глубин 1 : 100; 1 : 200; 1 : 500 и 1 : 1000 со скоростью до 3600 м/час.
Для наблюдения за движением бликов гальванометров служит визуальная
шкала 2. Привод лентопротяжного механизма фоторогистратора осуще-
ствляется от мерного блока 4 (см. рис. 184) при помощи жесткой передачи 3
(см. рис. 185). Устройство 4 служит для корректировки глубин, чтобы от-
меченные на пленке глубины точно соответствовали глубинам меток.

1 Сведения об аппаратуре, применяемой фирмой Лайн Воллс К° п пастоягцое время,
в пашем распоряжении отсутствуют. Описание одной ил ранних конструкций станции
этой фирмы подробно дано в изданных руководствах [5, 13].
1шапы2С^п^;,РагСетПта11ИЫЙ Иа максим«льный ток 0,5 а, установлен в спе- 
Sty wn к г Т Н<1Д 0сПи«лографом в подсоединяется при помощи ноже-

Дл Адк Л.	U »

панели

УнРаилопия 186) закреплены: папель а питания,
о и fl 1 Ц II каналов измерения сопротивления, панель г канала С77,

Рис. 184. Промыслово-геофизическая станция Венгер-
ского завода геофизических приборов.

1 — лебедочное отделение станции; 2 — лебедка с четырех-
шильиым набелен; з—пабелеувладчпк; <t — мерный блок;
И — блок-балапо; в — упоры; ? — отделение ивмерительных
приборов.

папель д термометра, панель е каверномера, панель ж пульсатора, перфо-
ратора и фоторегистратора и входная панель з. Дополнительно к станции
прилагается контрольная панель фотоинклипоме-тра и наклономера.

На панели а питания установлены: вольтметр 7 и миллиамперметр 8
с переключателем пределов 9 для измерения напряжения и силы тока пита-

19*
пия, переключатели 10 и 11 рода работ, реостаты 12 и 13 для регулирования
тока питания; переключатель 14 подаваемого напряжения, включатель 15
напряжения 12 в и сигнальные лампочки 16 и 17.

На двух однотипных панелях бив каналов сопротивления сгерху
вниз расположены: переключатели 18 пределов измерения, реостаты 19
Корректировки сопротивления цепи гальванометров, компенсатор полярч
sarnui 20 (0—10 ,л»в), переключатель 21 рода работ, переключи гель 22 ята-
Л( иных сопротивлений; сигнальные лампы 23 и входные гнезда М и /V.

Рис. 185. Отделение измерительных приборов прлмыслово-гоофизическбй станции Вен-
герского завода геофизических приборов

I — пульсатор; ГГ — фпторвгистратпр; ГН —степи измерительных панелей; IV — панель управления
ЛиПенпоП; 1 —сальна но нет ры фпгорегнцтритора; 2 — шпала нпиуальных наблюдений; ,3 — жесткая
передача от мерною блока; 4 — корректирующее устройство; s — указатель глубин; в —соединитель-
ные вилки; 4S — штурвал кабелеукладчяна.

На панели г сверху вниз установлены: переключатель 18 пределов
измерения, реостаты 19 корректировки сопротивления цепи гальванометра,
трехдекадпые компенсаторы поляризации 20 (0—10 лее), 24 (0—100 же) и
25 (О—500 мв), переключатель 26 полярности, переключатель 27 цепи СП
в один из каналов ценой КС и входного гнезда М и N.

На панели д термометра находятся: переключатель 28 панели па вход
одного из каналов КС, сигнальная лампа 29. ручки управления 30 и 31 ком-
пенсатора-температур, переключатель 32 полярностей и входные гнезда 33
питания термометра и измерения температур.

На панели в каверномера расположены: переключатель 34 панели
в один из каналов КС, блокированный сигнальными лампами 35 переклю-
чатель 36 эталонировки каверномера и входные гнезда 37 питания каверно-
мера и измерительной схемы.

На объединенной панели ж установлены: вольтметр 38 в цепи питания
пульсатора выключатель пульсатора 39, реостат 40, амперметр 41 с переклю-
чателем. 42 пределов, ключ 43 запала перфораторов, включатель 44 секций
перфораторов, вольтметр 45 в цепи канала ламп фоторегистратора с реоста-
том 46, выключатель 47 и сигнальные лампы 48.
На панели е расположены гнезда жпл кабеля и. заземлений.

На пульте управления лебедкой (см. рис. 185) находятся штурвал 49
кабелоукладчика и рычаги управления двигателем автомашины и лебедкой.

Рис. 180. Стг'ггд измери-
тельных панелей гцюмы-
сл<»по-!’ео([>из|гч('<кой ci ак-
ции Венгерского запада
геофизических 'приборов.

а — панель uiitikiiih: бив —
панели кипилоп /ГС; 0 — то
же, канала СИ; 0 —- то же.,
терчпмотрц; s — то же, к;ки'.р-
номера; лс — iianwii. пульса-
тора, перфоратора и фот орегн-
стратора; — пходпин панель;
1 — вольтметр; н — миллиам-
перметр с иерсключотслем пре-
делов S; К! п п — переключа-
тели рода работ; in ц 1з —
реостаты |чн Улоропкп тона в
цепи П11ТЦ1111Н;.	— переклю-

чатель ниирпжепип питании;
is — включатель iiiiiipihneiiini
12 а; /С, 17. 23. 2D. ,5.5 п 4S —
ош-пальпыс лампы; 1$ — пере-
ключатели пределен изме.ре,-
Ипя; 1И — панетиты uoppeitru-
poiixit сопротпилеппн цени
глльпаппметра; 20, 2/ и 2Г> —
ио.миенеа'! орм нилкрпялцпп;
21 — переключателе рода работ;
22—та те, эталонных Cinipil-
типлеппй; гл — то ню, полпр-
ности; 21 — переключатель ки-
вала СИ в один на каналов КС;
23 — переключатель напели
термометра па одни на каналов
ПС; зо и 31 — компенсаторы
нуля термометра; 32 — пере-
ключатель иплпрпостн; зз п
37 — гневна; 31 — переключа-
тель панели каиерномера в
один на канвлоп КС, зз—то
жв, аталонпротки каверномера;
33 — вольтметр цени пульса-
тора; 39 — выключатель пуль-
сатора; 40 — peiK’TBT; 11 —
амперметр о переключателем
пределов <72; 43 — ключ яапала
перфораторы!; ю/ — включа-
тель секций перфоратором;
13 — колнеметр; Зв — рр,остит;
47 — выключатель кокк осве-
щения фоторегпетратора.

§ 45. АППАРАТУРА И ОБОРУДОВАНИЕ ФИРМЫ
ШЛУМБЕРЖЕ

В автоматической измерительной станции фирмы Шлумбержо полный
комплект аппаратуры и необходимого оборудования расположен в закрытом
кузове тяжелого трехосного грузового автомобиля (рис. 187, а и б) [88, 91].
Кузов разделен на два отделения. В переднем отделении 1 — лаборатории —
установлены измерительные приборы и приборы управления спуско-подъ-
емпыми операциями (рис. 188). В заднем отделении 2 — подъемнике (см.
рис. 187) — смонтирована лебедка 3 и генераторная группа 4. В этом жр
отделении закреплены катушки 5 с соединительными проводами в специ-
альных ящиках 6 уложены скважинные приборы и при перевозках устана-
вливается блок-баланс 7.	. ',
1’ис. 187. Общий пид промьт-
е.лово-гоофийических- станций

Шлумбержо и Халлибяртоп.

а п б — стаицнп фирмы Шлум-
берпсе; « — тн те, фирмы Хвлли-
бартоя; / — приборное отделение;

2 — отделение подъемника; 3 —лебедка; 4 — гещ^иторпая  группа; 5 — катугини с
сойдншпь.ь ibMii продолами; в — ящики для скважинных приборов; 7 — блок-ба-
ланс; и —Падильи ни дли укладки кабели; й — наретда водильпокд; 10— мерный
блок; 11 — упоры.

В

Ж

28

ft

I — фоторегистратор;

№

панель;

в

а

пас

иассеты;

лптелтшпп
клинометра

лебеЛиОй;
печатный
рей; 7 —
с.трнтора;

1'1 — распреде-
ли — панель нн-

п tniacTonciro naiuiono-

— центр,-ин,иый пульт
— культ уиравлегтя
фотолаборатории; .5 —



м!

гпе.тратора;

ущ>а оленин

меря; V — цапель перфорации; VII —
reiu'imTOpiuiii панель; I — стол фоторе-

В

1jiiC. 188 О г,цело run' измеритель-
ных ujihoojxhj промыслово-геофи-
зической станции ' фирмы IlJjsyjr-
берже

11 — передача
коробпи споростей

станок; в — шкаф для бата-
прие.мнап кассета фотореги-

з — нчейпи для напаспых
фотопленкой; о — гшпапиые
Ю — отделение пульсатора;

к лептопрптнжиому

автомобильною дви-

мехапиаму фоторегист ритора'; 12 — рычаг сцсшнчпш .. . . ....	... ... ...	...... .......

гателя; is — рычаг коробки скоростей; 14 — рычаг управлении муфтой сцепления барабана лебедки;
is — кран нненматичеокого тормгва; 1я —ручка управления дроссель ной заслонкой антомобнлуюго
двигатели; 11 —упаоател!, скорости подъема и спуска кабеля; 18 — указатель пагрувкп па кабель;
JS — ручка запасного ленточного тормоза; 20 — щиток со счетчиком глубин; 21 — штурвал водпль-
ника; 22 — плафон освещении лебедки; 2а — сапа нес фотолаборатории; 24 и 25—плафон освещения
фотолаборатории белым п красным светом; 20 — магааишшя кассета фоторегнетратора.
В лаборатории (рис. 188) установлены: степд фоторегистратора 7,
центральный пульт 2 управления станцией (см. рис. 189, VIII), пульт 3
управления лебедкой, фотолаборатория 4, печатный станок 5, шкаф 6 для
батарей, ящики для инструментов и материалов и шкаф 7 для одежды обслу-
живающего персонала.

Стенд фоторегистратора

Стенд фоторегпетратора (рис. 188) представляет собой легкий метал-
лический стол 1, па котором смонтированы фоторегнетратор, ячейки 8 для
запасных кассет 9 и в отделччшп 10 пульсатора. В фоторегистраторе уста-
новлено девять зеркальных гальванометров, блики от зеркал которых по-
падают па две фотопленки, передвигаемые лентопротяжным механизмом с
различными скоростями. Фотопленка помещается и съемных магазинных 26
и приемных 27 кассетах. Наличие двух скоростей движения пленки дает
возможность зарегистрировать кривые изучаемых параметров в двух раз-
личных масштабах глубин: в масштабах 1 и 5 дюймов пленки па 100 футов
скважины (в масштабах 1 :1200 и, 1 : 240); в масштабах 2 и 5 дюймов пленки
на 100 футов скважины (1 : 000 и 1 : 240) и в специальном масштабе 1 дюйм
пленки иа 20 дюймов скважины (1 : 20), используемом при записи кривых
измерителя падения пластов.

Часть светового луча от зеркал гальванометров отражается па шкалу 28
(рис. '189, I) визуального наблюдения, позволяющую оператору следить
за работой гальванометров в процессе регистрации кривых. При помощи
специальных осветителей производится вертикальная и горизонтальная раз-
графка шишки. Вертикальная разграфка жирными линиями выделяет три
рабочие полосы и колонку глубин. Каждая из рабочих полос в свою очередь
разграфляется более, топкими масштабными вертикальными линиями. Го-
ризонтальная разграфка пленки производится линиями различной толщины
через 100, 50, 10 и 2 футов. Кроме вертикальной и горизонтальной разграфки
пленки, в полешке глубин фотографируются, цифры масштаба глубин. Привод
лентопротяжного механизма фоторегпетратора осуществляется от мерного
блока 10 (см. рис.. 187), находящегося па водильпико лебедки, при помощи
жесткой передачи 11 (см. рис. 188).

Пульсатор, установленный в пижпой части стола фоторегпетратора,
имеет двухколлекторпую конструкцию с расположенным посредине электро-
двигателем, питаемым от аккумуляторной батареи автомашины.

Центральный пульт управления

Управление процессом регистрации кривых различных параметров,
измеряемых в окважиие, и работой скважинных приборов производится
с центрального пульта управления (см. рпс. 189, VIII). На металлическом
каркасе пульта управления расположены:

распределительная панель II (см. рис. 189); на этой
панели сосредоточены приборы распределения тока по электрическим цепям
станции и схемы подключений к фоторегистратору панелей управления,
используемых при различных методах исследования скважин;

панель III и и д у к т и в и о г о метода с приборами, необ-
ходимыми для контроля за работой и эталонированием показаний индукцион-
ного зонда;

панель IV и з м е р и т е л я падения пластов и фото-
инклинометра; на левой стороне этой панели установлены приборы управле-
ния наклономером сопротивлений,,а на правой—наклономером потенциа-
лов собственной поляризации пород;
Рис. 189, I и II.

Подпись см. на стр. 298.

Рис. 189, Фоторегистратор и ишорительпые пароли центрального пульта управления
станции фирмы Шлумбержо.

I — фоторегцотратор; II —, рае.ггоеделт-с.чг.iruii папель; III — липель индуктивного метода; IV— па-
нель иэиерптелн падении пластан; о фогопнилииоиетра; V —панель перфорации и отбора проб пород;
V/ — яаиель олекгроиегрии (г,таили [иные методы); УЛ —гецераторнан панель; VIII — панель ка-
верномера; IX — общий инд центрального пульта управлении; ги—магавииипя п 27 — приемная
кассеты фот о регистратора; йч — ингала пцвуалыюго наблюдения; 20 — ввод передачи от мерного блока;
30 — переключатель мао.птабоп; ill — счетчик глубин; ,42 — корректоры'; зз — соедшгптелыше муфты;
34 — включатель здппсиык бапрей; Л — гнепда для подключении измерительного прибора; Зв—33 —
переключатели схем измерений; 30 — градуированный компыгсятьр постоянного Тока; <10 — амперметр
шюти, итого топ 1; 41 а Л — ачпориетр и вольтметр цени переменного тона; 43 — конденсатор иоремси-
иый; Л — переключатель чувствительности; 46 — переключатель усилении; 46 — переключатель эта-
лонного сигнала; л —регулятор балансировки; 43 —включатель влектродиагатели; 49 — контроль-
ная лампа; ьо — регулировка чупс.твительпоствй гальвапометрив; 51— счетчик кадров; 62—вклю-
чатель; 53 к 54 — регуляторы электродвигатели и оелизтптельиой сети; вб и 66 — амперметры в цепи
•иеремопиого и позтоянного тока; 57 — переключатель чуис.тпнтелыюсти гальванометров цапала сопро-
тивлений; 63 — переменный коидепсатир; 69 п во — включатель и переключатель схем,- в! —компен-
саторы поляризации: 62 — переключатель чувствительности гальванометров капала С11\ вз — кон-
панель V перфорации и отбора пород, на которой
расположены приборы управления процессами перфорации и отбора пород
боковыми грунтоносами и устройства для наблюдения за спуском перфора-
торов и точного определения интервала перфорации и отбора образцов
пород;

панель VI электрометрии с к в а ж и и ы, на которой
находятся: приборы для измерения и регулирования силы тока питания
зондов; переключатели масштабов регистрации кривых кажущегося сопро-
тивления и потенциалов собственной поляризации; трехдекадный компен-
сатор поляризации (1 X 10 +10 X 10 + 100 X 4 дае); переключатели
гальванометров на регулировку и измерение и схем па измерения различных
параметров (кажущееся сопротивление, потенциалы собственной поляриза-
ции пород и температура);

г е н о р а т о р пан па и ель VII, на шасси которой закреплены
трансформатор, выпрямитель и фильтр; иа генераторной панели установлены
контрольные приборы за напряжением и силой тока в цепях переменного
и постоя иного тока и включатели этих цепей, блокированные сигнальными
лампами.

В подрисуиочной надписи к рис. 189 указаны назначения измеритель-
ных приборов и ручек управления, находящихся на перечисленных выше
Панелях.

При необходимости в ячейках стенда могут быть также установлены
панели радиоактивных методов, каверномера и метода экранированного
заземления, па которых расположены приборы для регулирования тока
питания и сигналов, поступающих из скважинных устройств.

Применение многожильного кабеля дает возможность при помощи
восьми гальванометров одновременно регистрировать три кривые кая?у-
щсгося сопротивления и кривую потенциалов собственной поляризации
и масштабах [89], указанных в табл. 17.

Пульт управления лебедкой

Пульт 3 управления лебедкой (см. рис, 188) установлен близ перего-
родки, отделяющей лабораторию станции от подъемника; перегородка
Застеклена широким поднимающимся стеклом, дающим возможность опе-
ратору, управляющему лебедкой, наблюдать за процессом спуска и подъема
кабеля. Назначение рычагов, расположенных па пульте управления
лебедкой, указано в подрисуиочной подписи к рис. 188.

Лебедка

Лебедка тяжелой конструкции жестко закреплена в отделении подъем-
ника (см. рис. 187). Барабан лебедки вмещает 5800 да шестижильного брони-
рованного кабеля, имеет пневматический и ручной тормоза и семикольцевой
коллектор. Кабель укладывается при помощи водильяика 8, на конце кото-
рого установлена каретка 9 с мерным блоком 10. Число оборотов мерного

тпольнап лчмпа; в4 и в£ — вольтметр и амперметр постонпяого тона: ей — контрольный гальванометр;
в7 и йЛ — компенсатор иолнривации; Ю — переключатель пределов компенсатора; 70 — переклю-
чатель нпбеля; 71 п 72 — то же, роди тока и схем; 73 — контрольная лампа; 74—7 7 —переключа-
тели гн'ГУИпропки цепей: 7 л- Я7№ ~ приборы дли измерения силы тока; so и з 1 — реостаты регулировки
.силы тона- за и S3 — переключатели масштабов регистраций кривых; S4 — градуированный компенса-
тор попипйпашпг; 8S — то же, пеградуировапиый канала КС; so—ss — переключатели гальванометров
и каналов1 39—91 — включатели цепи питания; S2 — корректор термометра; 93 — переключатель по-
Ляпи'ити ггидуироиапного компенсатора поляризации; 94—93 — амперметр, вольтметр и частотомер
пени переменного тот; 97 и оз — амперметр и вольтметр цепи постоянного тока; 99 — регулятор напря-
жения- 100 — переключатель питания постоянного и переменного тока; 101 и 102 — включатели цепей,
’	'	блокированные лампами 1оз.
	Таблица 17		блока, пропорционально©
Назначение гальванометров у осциллографа станции Шлюмберже и масштабы регистрации			длине опущенного или под- питого кабеля, передается при помощи жесткой пере- дачи на лентопротяжный механизм регистратора.  Установка мерного блока на воднльнике лебедки исключает необходимость применения автосинной пе- вслачи. Погнешностн в от-
Регистрируемый параметр. о гиоеительпая всличпии масштаба регистрации	Порядко- вый номер гальпаио-  MiT рв, регистри- рующего кривую	Верхний продел измерения	
Потенциалы собствен- ной поляризации пород  Кажущееся сопротивле- ние:  1.	потенциал- или гра- диепт-зопд небольшого размера:  крупный масштаб  стандартный мас- штаб 	  мелкпй масштаб . .  2.	пот-пциал- или гра- диент-зонд большого размера,  стандартный мас- штаб 	  мелкий масштаб . .  3.	'третий потондппл- илв гролпент-зонд любо- го размера;  стщциштцый мас- штаб 	  мелкий масштаб . .  Примечание: Га  ром для определения	G-1  G-2  . G-3  G-4  G-6  G-7  G-8  G-9  львавометрХ  «естополож	счете глубин мерным блоком 20. да. J0Q. устраняются корректирую- 200 и ЭДО-не щим механизмом, позволяю- щим ускорять или замедлить продвижение лентопротяж- ного механизма в зависимо- сти от того, отстают показа- 2. 4 и	ния счетчика от допствитель-  2о’ ом м лого положения меток или опережают его.  2(1 ’	Станция комплектуется:  100- 200 и 1) набором зондов для изме* 1000 <м» л рения каясущогося сопро- тивления и потенциалов соб- ствеллопполяризации пород, смонтированных па метал- 10; 20 и лических каркасах, и.золп- 100 ом м	ровапных снаружи слоем  1991 200 и	синтетической иефтеупорпой  резины, в пазах котором закреплены свинцовые элек- троды; 2) микрозондами;.  10' 20 и	$) зондами для метода акра-  100 ом м	ворованного заземления с  100; 200 и	управляемым током; 4) зон-  1000 ом м	дОМ для индуктивного иссле-  дования разрезов скважин; G-5 занаспой. 5) аппаратурой для радио- метрии скважин; 6) локато- оиия муфт обсадной колонны; 7) фотоипкли-	

нометром для определения угла и азимута искривления скважины;

8) пластовым наклономером; 9) каверномером; 10) скважинным термо*
метром; 11) стреляющим боковым грунтоносом; 12) стреляющими перфо-
раторами [911.

На рис. 190—193 приведены блок-балансы, используемые некоторыми
зарубежными фирмами для спуска кабеля в скважину.

§М6. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ ФИРМЫ ХАЛЛИБАРТОН

Одвокапальвая станция

Одпокапальпая автоматическая станция фирмы Халлибартоп предна-
значается для производства геофизических исследований в скважинах
с одножильным кабелем.
Оборудование станции смонтировано в двух отделениях закрытого-
кузова тяжелой грузовой автомашины (см. рис. 187, е). В лабораторном'
' отделении установлен фоторегистратор и пульты-
управления, во втором отделении подъемника —
лебедка, генераторная группа, катушки с соедини-

фирмы Халлибартон
схеме, изображенной

же при перевозках
скважинная измери-

тельными проводами; там
укладывается блок-баланс и
тельная аппаратура.

Первые модели станции
собраны по принципиальной

Рис. 191. Блок-бплпне фирмы Ллйп-
Веллс К0, крепящийся на устье
скважины.

ла рис. 194. Питание скважинного снаряда осу-
ществляется от генератора Д переменного тока
частоты 500 гц. Переменный ток подается по цен-
тральной жиле кабеля ЦЖК в скважинный снаряд,
где при помощи переключателя П1, управляемого
плектромагпитным реле Pl, Р2, поступает па один
из елоктродов А, В, С, D аЕ зонда. Шесть позиций

Рис. 190 Подвесной блок фирмы Лайн-
Всл.т К0.

а—подвес с динамометром; б—подвесной блок.

Рис 192. Подвесной блок
фирмы Щлумберже,

Рис. 193, Блок-баланс фирмы Хал-
либартон.

собственной

«епеключатоля дают возможность измерять': 1) потенциалы
соляризации и сопротивление заземления электрода Е\ 2) кажущееся сопро-
адвлоние с градиепт-зоцдом A1,4MO,6N\ 3) то же, с градиент-зондом
АЗ,7Л70,6А'' (при различных коэффициентах ослабления измеряемой разности
потенциалов); 4) кажущееся сопротивление с градиоит-зопдом A5,2MO,&N
и 5) то же, с потенциал-зондом 7V5,240,6M. Роле работают от пере-
менного тока частоты 60 гц. Измерительные электроды зонда через делитель
напряжения R1 —• R-1 подключаются к первичной обмотке трансформатора
Т1, вторичная обмотка которого соединена с усилитсльио-вынрямитольиой

Рис, 194. Принципиальная схема одножильной станции фирмы Халлнбартоп.

ОС — скваняшный с.иарпд; НА — пазачпап аппаратура; НИ — измерительная панель; /11 — градуи-
ровочная панели.; ИНС — компенсатор пуль-епгиала; 77 — входной трансформатор; Т2 и Тз — сило-
вые трансформаторы; Hl, Р2 — реле управления переключателем анидов 111; JU и Л2 — электронные
лампы; Ф —фильтр; А, В, С, D и hi — электроды воиди; 111—Hi— делитель папрпжеиип;
ДЖК — центральная жила бронированного кабеля; ОК — оплетка кабеля; Др/—Д/,2 — дроссели;
Cl — С2 — конденсаторы; Пг — переключатель схем измерении и коммутации; Д — генератор пере-
менного тока частоты 500 su; V — вольтметр; мА — миллиамперметры; Г — гяльданометр;

— кнопка включения компенсатора нуль-сигнала; УНТ — усилитель постоняпого тока.

схемой, собранной на лампе Л7. Питание лампы осуществляется от силового
трансформатора Т2 и выпрямительной лампы Л2. Выпрямленные разности
потенциалов через фильтр Ф1 по центральной жиле кабеля ЦЖК подаются
на поверхность, где поступают в схему КНС компенсации пуль-сигнала
(схема питается от трансформатора ТЗ) и далее через два параллельно вклю-
ченных двухкаскадных усилителя постоянного тока иа гальванометры Г
фоторегистратора. Обычно измеряемые величины регистрируются в двух
масштабах. При помощи трехпозициопного многоплатного переключателя
Л2 осуществляется включение схемы на измерение потенциалов (7СП и
сопротивления заземления (1-я позиция), коммутацию в скважинном сиа-
ряде (2-я позиция) и измерение кая?ущегося сопротивления (3-я по-
зиция) .

Стабилизация тока в скважинном снаряде обеспечивается системой
дросселей Ц1. и Д2 и конденсаторов С1 и С2.

1 радунроночпая панель ГП служит для подачи в измерительную цепь
заданных разностей потенциалов постоянного и переменного (частота 500 гц)
токов и подключения эталонных сопротивлений.

Узлы ।fiim'Miioft аппаратуры и станции Халлпбартоп смонтированы на аппаратном
пульте (рис. 195).

В фот(1])сч’игграт(1[ю станции Халлибартоп (рис. 194) установлено два гальвано-
метра, осветитель е оцтпчсской системой, лентопротяжный механизм, приводящийся
в действие приемником автоелипой передачи, и камора с фотопленкой. Горизонтальная
разграфка фэтсшлонкл производится при помощи газоснеговой лампы, управляемой
релейным устройством. Изменение мае. штаба регистрации и направление движения пленки
лентопротяжного мехаинзмн производятся при помощи механического переключателя,
блокированного еигипльцыми лампами, указывающими направление и масштаб
регистрации.

Измерительная нацель П станции состоит из двух секций: секции измерения по-
тенциалов соГитвеццой поляризации СИ и секции полного сопротивления Z питающей
цепи, iia:n>H(ncM<iil «секцией имирдапца».

И секции СИ установлен двухкаскпдпый стабилизированный усилитель постоян-
ного тока е регулировкой напряжения, подаваемого иа вход усилителя и коэффициента
усиления.

В секции полного сопротивления Z питающей пени находится усилитель постоян-
ного тока иа сопротивлениях, сочлененный с ламповым генератором переменного тока и
выпрямителем. Генератор дает напряжение, пропорциональное полному сопротивлению
внешней цопм генораторп, в которую входит сопротивление заземления Л. Усилитель по-
стоянного тока еекцкн Z может быть также использован для записи кривой разности потен-
циалов собственной поляризации в другом масштабе.

На лицевой стороне контрол г. ной 'напел и 111 с о сред оточены механизмы управления
цепями освещения фоторсгистрятора, синхронной передачи и зарядки аккумуляторов,
Па шасси этой панели установлены аккумуляторный батареи для питания пизкоиолы-
пых пеней станции и выпрямители для' зарядки аккумуляторов,

Ня градуировочной панели IV зпкренлецы ручки четырех декадных мага-
зинов 0,1 х -i(’i' 1 х 1(1; !() х 10; Ю X 100 ад, которые дают возможность включить
сопротивлении от 0 до Hii юн с интервалом в 0,1 о,.и или разности потенциалов
от 0 до 111.1 лк; со ступенями в 0,1 мл.

Нп генераторной панели И станции расположены приборы для измерения напряже-
ния, силы и частоты читающего тока а также ручки регулирования напряжения и вклю-
чения токов частоты (’>() и 500 гц.

Панель VI ялстетрометрип включает устройства, обеспечивающие постоянство силы
тока в цепи зонда, отсев токов высокой частоты и компенсацию первоначального фопа.
Кромо того па зпшели помещены переключш’ели управления схемами измерения кажу-
щегося сопротивлении, полного сопротивления, потенциалов собственной поляризации и
коммутацией зондон и скважинном с-ппрядо.

'Па ппноли VII каверномера установлены приборы включения каверномера, этало-
нирования (то показаний, регул пронация я измерения тока питания каверномера.

Пи шивши VIII термометра расположены необходимые приборы для градуирования
термометра компенсации пулевого фона и управления селекторным устройством, устана-
вливающим температуру равновесия термометра.

Па панели IX перфорации находятся приборы управления процессом перфорации —
датчик и индикатор селекторного устройства и ключ воспламенения запалов.

Присоединение :шоктром<^рйчее.кой, генераторной, термометрической, перфоратор-
ной панелей и панели каверномера производятся при помощи специальных двенадцати
контактных соединительных муфт. В подрисупочпой подписи к рис. 196 указаны назна-
чения приборов, рае.иоложеппых па перечисленных выше панелях.

В кузове подъемники установлена малогабаритная лебедка с автоматическим водпль-
ником. Управление лебедкой производится со стороны отделения лаборатории. В специаль-
ном отделопия кузова находится бензиновый двигатель, спаренный с генераторами пере-
Moiriioro тока GO и 500 гц.

Кабель опускается в скважину через калиброванный блок, соединенный с динамо-
метром (см. рис. 193). Показания динамометра ичисло оборотов блока, пропорциональное
длине опущенного кабеля, передаются при помощи автосинпой передачи на пульт упра-
вления лебедкой.

По сравнению с отечественной станцией ОКС эта станция Халлибартоп менее ста-
бильна в работе, что ограничивает возможность качественной регистрации диаграмм рк
Рес» 195. Из мер ит^ьные приборы станции фирмы Халлибартоп.

а — стенд фотпрегцстрнтора; б—стенд панелей yiipiuuiriuin.

I — фоторвгпстрзтор; II —«амсрительиая инныи.; III — киитрольипп иинель; IV—градуиропочпан
панель; И •— генери п финн панель; VI —здектрометричгшган панель; VII— папель клиррпомера;
VIII — капель термометра; IX — панель перфпрзцнп; I и 2 — <пдслснин фот<>ре|тг) ратори; 3 — ritjn,-
папомг.тры; 4 — оспегптел),; з — лептпдротшнпый мсханизп; в — гааоедстиап лампа горизонтальной
разграфка; 7—кнптроздпан лампа; о—счетчик глубин; 10 и и —шптицоиметры;
12 и 13—компенсаторы	полярпааинн;	14 н 20—миллиамперметры; Ы — переключатель

паиалои; Ю и 17 — переключатели масштабов регистрации; 13 и ill — компегп'.аторы фепввых
раапсстей потенциалип; 21,	22, . 23 — пк.’початели оепетигсльпых ламп фо-горегиетратора;

24 п 2.5 — включатели общей сети и автиепппой передачи; 20 и 27 — реостаты рогулирпвкп intnuna ламп,
и линий глубин; 2S, 20 и so — гаморптельиыс прпОчры п цеппх аккумулптора, <хин'1пепш1 » аптосиниой
передачи; л/, 32, зз и 34 — четырмлеипдпыЙ магазин (маграпн сопротивлений в потенциометр);
35 — включатель батареи; Зв — миллиамперметр п пени иомпнисацивниого тока: 37 — переключатель
для подключен пл чвтырехдекидппсо магаиппа в разные каналы; 38 —вольтметр; но — переключатель
щепой иомориемого паирнжйнш; 40 — амперметр с включателем //; 42 — реостат perynujioii/inini папрп-
шепни генератора; 43 — пключатель добавочного сопротпплвния; 44 —гнезда подключении приборов;
43, 4в и 47 — ручки упраиленпн личинной схемой; 48 — включатель иер1чоиочгнпо аордои; 40 — пере-
ключатель цзмярнемых параметрон; 50 — включатель; 31 и 62 — реостаты регул и рои к и показа-
ний каверномера; 53 — порректчр масштаба мши-л;; 54 — реостат фильтра; 65 — миллиамперметр
для здморюшя тока, питаюшиго каверномер; зп — миллиамперметр длп inuiepeiiiiri силы типа, питаю-
щего термометр; .57 и 58 — компенсаторы фона нарастании температур с глубиной; зо — градуировоч-
ный потенциометр; во — цпТ(Ч1цпочетр с в ключа тол ем; 51 — ипмиеиен НИИ нулевого фона: 02 — гштен-
циочегр рсгулирооии 1ниал1,1 регпгтрации; в,з — пер!ч<лю,и>тсл1. рода тона: <>4 — омметр ruk-thihiiioi’C
тока; 35 и вк— реостаты ригулпропкп показании омметра; п7 —включатель мотор;; се'лхчсчора; вз в
69 — ключ зажигаипя ц кнопки «Огонь»; 7 0 — иергцл|очатвл1> norju'jiniiaTwii.iioro прострела камер пер-
форатора; 71—соедцш1тел)»1ап поживая муфта.

при больших зцотс'ппях коэффициентов бордов и малых величинах измеряемых кажущихся
•сопротивлений. Недостатком станции пплиртся также малое число позиций переключа-
•телн зоилов, но позволившего иснользовпть станцию для измсровия кажущегося сопро-
тивления с зондами различных типов и размеров

Комплексная станция

В последние годы фирмой Халлпбартоп выпущена комплексная стан-
ция па одпожильпом кабеле с частотпо-модулироваппой телеизмерительной
схемой, разделения и передачи па поверхность измеряемых разностей потен
циалов [91]. Станция дает возможность одновременно регистрировать до
четырех кривых кажущегося сопротивления с двух-, трех- и четы-
рехэлектродпыми зондами различных размеров, а также кривые
сопротивления заземления, потенциалов собственной поляризации, кажуще-
гося сопротивления микрозондами, сопротивления экранированного зазем-
ления, интенсивности естественного и нейтронного гамма-излучений, тем-
пературы, скорости распространения упругих волн, а также замерять азимут
и угол искривления скважины инклинометром, азимут и угол падения

Рис. 196. Комплексная станции фирмы Халлибертон на одножильном кабеле.

I — етспд частичао-модулировашюй. телеиимертплыюй схемы; II — стенд регистратора; III — стенд
панелей различных операций;

1 — восемиадцатнкапалыгый двухмасштаОиый фоторегистратор; панели; 3 — измерительная, з — гра-
дуировочная; 4 — генераторная, S — перфорации, в — инклинометра, 7 — термометра, « — каверно-
мера.

пластов наклономером, перфорировать обсадные колонны и отбирать образцы
пород боковыми грунтоносами.

Измерительная аппаратура новой станции Халлибартон (рис. 196)
смонтирована па трех стендах 7, 77 и 777. На стенде 7 расположена аппара-
тура приема и дискриминации сигналов при частотно-модулированиой схеме
одновременной регистрации кривых кажущегося сопротивления. На стенде
77 установлен восемнадцати канальный фоторсгистратор 1, позволяющий осу-
ществить фотозапись диаграмм в двух масштабах глубин, а также измеритель-
ная 2 и градуировочная 3 панели. На стенде 777 находятся панели: генера-
торная 4, перфорации 5, инклинометра 6, термометра 7, каверно-
мера 8.

Панели измерительная, градуировочная, термометра, каверномера и
перфорации аналогичны однотипным панелям одноканальной стан-
ции.

20 заказ 7'14.
§ 47.	ПОРТАТИВНЫЕ УСТАНОВКИ

Для исследования скважин мелкого бурения за рубежом выпускаются
портативные автоматические установки.

Портативные установки Венгерского завода
геофизических приборов

Портативная установка для геофизических измерений в скважинах,
изготовляемая Венгерским заводом геофизических приборов, состоит из
двух блоков —батарейного I (рис. 197) и измерительного II.

Переносная установка дает возможность одновременно регистрировать
две кривые КС и СП.

Рис. 197. Портативная измерительная установка Венгерского завода геофизических
приборов

I — батарейный блок; II — измерительный блок; 1, 2 и з — выключатели пульсатора, батарей и осве-
щения; i — миллиамперметр с переключателем пределов 5; переключатели; в —цепи тока; " —схем
намерений; 8 — напряжения питания; о — эталонных сопротивлений; 10 и 11 — сопротивлений
в цепи АВ; 12 и 13 — гнезда А, В, М, N и N'; 14 и IS — переключатели пределов намерения КО и СП;
1в и 11 — то же, сопротивлений каналов КС и ОН; 18—20 — то же компенсатора поляризации;

i21 — реостат в цепи освещения; 22 — кассета фоторсгистратора.-

Портативная установка фирмы Халлибартон

В комплект портативной установки фирмы Халлибартоя [89] входят:
переносный самопишущий прибор с панелью управления и малогабаритная
лебедка, установленная на легкой станине. Лентопротяжный механизм само-
пишущего прибора соединен гибким валом с блок-балансом. Барабан ле-
бедки приводится в движение от электромотора, питаемого переменным
током от генератора, спаренного с бензиновым двигателем. Барабан рассчи-
тан на 1750 м одножильного бронированного кабеля диаметра 8 мм, который
наматывается при помощи кабелеукладчика.

Портативная установка Халлибартон спроектирована для измерения:
потенциалов собственной поляризации пород, сопротивления заземления
и диаметра скважины. Замер потенциалов собственной поляризации пород
и сопротивления заземления производится раздельно. «

Портативная установка фирмы Видно

Портативная установка фирмы Видке предназначается для измерения
сопротивления заземления и потенциалов собственной поляризации пород

в мелких скважинах, в частности, в
ведочных работах [89, 901.

Лебодка 1 (рис. 198), элек-  _
тронный потенциометр 2 и па-
нель управления 3 смонтиро- ,
ваны на легкой станине 4.

Лентопротяжный механизм
потенциометра приводится в
движение при помощи гибкой
передачи 5 от мерного блока 6,
установленного над барабаном
7 лебедки. Питание установки 
производится от переносной
станции, состоящей из бензи-
нового двигателя и генератора
переменного тока (110 а, 60 гц).

Потенциометр имеет пере- ,,
ключатели масштабов и поляр-
ностей и компенсаторы поля-
ризации. Кривые могут быть >
записаны в трех масштабах

скважинах, бурящихся при сейсмо раз-

потенциалов собственной поля- рис_ .jgg Портативная установка фирмы Видко
ризации ПОрОД (10, 20 И 50 Мв — лебедка; 2 — измерительный прибор; з — панель
В дюйме бумаги), В ПЯТИ мае- управления; станина лебедки; и — гибкая пере-
<	„_____	„	, дача; в — мерный блок; 7— барабан лебедки.

штабах сопротивления зазем-

лепия (2, 5, 10, 25, 50 и

100 ом в дюйме бумаги) ив трех масштабах глубин (1:240,1 :600и1 -.1200).

Измерение сопротивления заземления производится по схеме, приве-
денной на рис. 9, г. Небольшой вес установки и применение автоматического

потенциометра для регистрации кривых являются достоинствами установки
фирмы Видко.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

ГЛАВА VI

УДЕЛЬНОЕ И КАЖУЩЕЕСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ГОРНЫХ ПОРОД. ЗОНДЫ

§ 48.	УДЕЛЫЮЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
1ЮРИЫХ ПОРОД

Способ бескериов ой геологической документации горных породи скважи*
нах методом сопротивления основан на различии горных пород по их удоль**
пым электрическим сопротивлениям. В практике геофизических методов
исследования скважин числовое значение этого параметра относится к 1 №
породы с поперечным сечением 1 ж3 и длиной 1 м- единицей измерения
удельного электрического сопротивления является ом м*/м или ом jh* 1.

Удельное электрическое сопротивление горных пород2 изменяется
в широких пределах от долей ом. м до сотен тысяч и даже миллионов ом м
{рис. 199). Эта особенность обеспечивает возможность детального изучения
горных пород по их удельным электрическим сопротивлениям.

Горные породы в естественном состоянии обычно содержат водные
растворы солей. Вследствие этого удельное электрическое сопротивление
пород зависит не только от удельного сопротивления твердых минералов,
образующих скелет породы:, и химического состава и концентрации водных
растворов, заполняющих поровое пространство породы, но и от содержания
этих минералов и растворов в единице объема породы и ее температуры.
Кроме того, как показывают наблюдения, удельное сопротивление пород
зависит от формы и размеров зерен породы и ее структуры.

Электропроводность горных пород по своей природо может быть элек-
тронной и ионной. Первой обладают частицы породы, а второй — воды,
насыщающие поровое пространство, некоторые легко гидролизующиося
минералы, обычно входящие в состав глин, и в очень малой степени — кри-
оталлы других минералов, составляющих породу. Для большинства горных
пород и особенно пород осадочного комплекса преобладает ионная электро-
проводность.

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МИНЕРАЛОВ И ВОД, СОСТАВЛЯЮЩИХ
ПОРОДУ

Незначительная диссоциация кр металлов и отсутствие достаточного
количества свободных электронов обусловливают весьма малую электро-
проводность большинства минералов. Удельное сопротивление минералов,

’ В некоторых, главным образом старых, работах, посвященных исследованию
удельного электрического сопротивления пород, его значения даются в единицах измере-
ния ом см. Пересчет удельного электрического сопротивления, измеренного в ом см,
в его значение в ом м производится по формуле q(m) = g (cjk)/1OO. В практике геофизиче-
ских исследований скважин единица измерения удельного сопротивления ом см не упо-
требляется.

1 В дальнейшем, слово «электрическое» будет опускаться.
Горные
треды

Удельные злектричшие сопротивления , омм

Ангидриты,
Аргилмты______

Алевролиты

Базальты______

JaS?£O_________

Глины

Глины карГтотйыё

Гяейы_______

граниты 
Диабазы
Доломиты ’

^SBew№U(pmbiep№piiH!mi)
Известняки пттиые
КоншмератьГ

Переели_____________

Песни _______~___

Песчаники рыхлые
песчаники плотные

Пеюнемшт ^SS~

(Ушицы глинистые
Сольнаметт
УутфЛ^ВШШ

Роли-штрициты
___Уш тощие южш>к

Угли торные каметиё
 " Уш 1урыё

IQ-3 2 2'. sa|[;22 31, 6В|0'12 34 68|Оа2 34 G в(о 2 3 << 6 8^2 34 B8ffl3? 34 Общ* 8 33 88ffls2 3« 68(fl

а

Рис. 199. Удельные электрические сопротивления горных пород.

8а исключением самородных металлов, сульфидов, некоторых окислов,
графита и высококарбонизироваииых ископаемых углей, определяется
тысячами и миллионами ом м (табл. 18).

Т а б л и ц а 18

Удельные электрические сопротивления q главнейших породообразующих и рудных
минералов

Минералы	ом м	Минералы	(), ом м
Ангидрит 		10’4101 ° 1(Г 5 4 10“3	Пирит 		10~4 4 10-1
Галенит 			Пиролюзит 		1 4 10
Гематит 		W-r 10»	Пирротин 		НГ!|41(Г4
» железный блеск .	1(Г2410-1	Полевые шпаты 		1()Ч 4 К)12
Графит		КГ6 410-4	Сера 		10!241015
Кальцит 		107~1013	Сидерит 		10410»
Каменная соль		10>»4 Ю1В	Сильвин 		10>»410‘»
Кварц 		10^410!4	Слюды 		101!1410‘6
Лимонит 		10» 4-10»	Сфалерит		10» 410’
Магнетит		10“44 10“ 2	Уголь антрацит		ю—‘ ю—$
Марказит 			10~24102	» каменный 		1024Ю°
Мусковит 		10И-41012	Халькопирит . 		10~а 410~‘
Нефть 		'	10»41010		
По значению удельного сопротивления минералы можно разделить на
следующие классы:

минералы сверхнизкого удельного сопротив-
ления (ниже КГ6 ом м) — самородные металлы (золото, платина, се-
ребро и др.) и природные твердые растворы металлов;

м и и о р а л ы очень низкого с о п р о т и в л о и и я (от Ю”-6
до 1СП“ ом л.) —борнит, кобальтин, ковеллин, никелин и др.;

м и нора л ы и и з к о г о с о и р о т и в л о н и я (от 10~2 до-
102 ол* м) — браунит, ильменит, марказит и др.;

м и пч! рапы	среднего	с о п р	о т и в л сипя	(от	102	до

10|! ом м) — боксит, галлуазит, гематит (железная слюдка) и др.;

м и ид) р алы	высокого	с о п р	о т и иле и и я	(от	10[i	до

1010 ом м.) — ангидрит, киноварь, шеелит и др.;

м и. пера л ы	о ч е п ь в ы. с	о	к о г о	с о и р о т и в л	о н и я (от	1010

до 10й <ш м) — кальцит, кварц,	полевые	шпаты, сера и	др.;

минералы сверхвысокого с о п р о т л в л о н и я (свыше-
1011 ол! л) — галит, силъвнп, слюды, нефть.

В прввсдопной классификации указана лишь наиболее вероятная при-
надлежность минералов к тому или другому классу. В природных условиях
в зависимости от физического состояния минерала (ого кристаллической
структуры и примесей, загрязняющих поверхность) удельное сопротивление
может оказаться соответствующим соседнему классу. Так, например, пирит
и многие другие сульфиды, обычно являющиеся минералами очень низкого
сопротивлений, в ряде случаев имеют сопротивление, превышающее
1СГ2 ом м. Гидрохимические осадки и гидролизующиеся алюмосиликаты
резко снижают свое удельное сопротивление при самом незначительном
(гигроскопическом) увлажнении породы.

Удельное электрическое сопротивление рв вод, насыщающих горные
породы, зависит от химического состава и концентрации солей, растворенных
в этих водах.

Удельное сопротивление горных пород пропорционально удельному со-
противлению вод, насыщающих породу, величина которого

10

Qq ~--------------------------

Z.j (caW»a + citW«i<)

[ом’ -и]

(82)

зависит от количества г-эка са анионов и с« катионов в растворе; их электро-
литических подвижностей Za и 1К и коэффициентов электропроводностей
/«Н и /»к. Величины последних зависят от концентрации с растворенных со-
лей и их химического состава.

Для электролита, диссоциирующегося на два иона,
г	93 r 1

₽в ~ (/а-Нк)Д |<Ш И|’

где 93 — количество cot3 растворителя, необходимого для растворения
1 г/мол соли для получения раствора заданной концентрации; / — коэф-
фициент электропроводности сопи при заданной концентрации.

Зависимость удельного сопротивления растворов от

У (Са^а/ва "Г ек)

определяет связь этой константы с химическим составом раствора. Однако
скорости ионов, присутствующих в достаточно больших количествах в пла-
стовых и буровых водах, незначительно отличаются одна от другой. Вслед-
ствие этого влияние химического состава насыщающих вод на величину
Рис. 200. Зависи-
мость удельного
сопротивления gB
различных рас-
творов от их кон-
центрации с при
t = 18°.

314	ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

10	~ 100	1000	10000 мг-эке

Нижний масштаб для кривой „ а мг-экв “
удельного сопротивления горных пород относительно невелико. Последнее
подтверждается рис. 200, па котором изображены кривые ра = /(с) для
растворов различных солой. Поэтому при расчетах удельного сопротивления
пластовых вод часто бывает возможным заменить все растворенные соли
эквивалентным количеством той из них, содержание которой в растворе
наиболее велико. Такой солью обычно является хлористый натрий. Затем
удельное сопротивление раствора приближенно определяется по его плот-
ности в абсолютных значениях, или в градусах Боме, либо по процентному

Рис. 201. Зависимость удельного сопротивления ов растворов хлористого
натрия от концентрации с, плотности “Во, удольцого веса <3 и температуры t.

содержанию соли NaCI. Для определения удельного сопротивления раство-
ров хлористого натрия по указанным данным используются кривые, приве-
денные на рис. 201. В некоторых случаях удельное электрическое сопротив-
ление вод удобно определять по эквивалентному содержанию анионов, для
чего используется соответствующая кривая, изображенная на рис. 200.

Так как при малых концентрациях солей скорости ионов практически
не зависят от величины последних, то удельное сопротивление вод, насыщаю-
щих поровое пространство, можно считать обратно пропорциональным кон-
центрации растворенных солей:

Ай

Qb — —— ,
ь

где
зависит от химического состава растворенных солей и при достаточно высо-
ких значениях их концентрации от величины последней.

В природных условиях концентрация солей, растворенных в водах,
колеблется в широких пределах — от долей миллиграм*ма иа 1 л (поверх-
ностные пресные воды) до сотен граммов иа 1 л (соленые пластовые воды).
Поэтому и удельные сопротивления вод и пород, насыщенных этими водами,
варьируют также в широких пределах. Удельное сопротивление вод изме-
няется от сотых долой ал* м до 150 ом м и выше, т. е. более чем в 10 000 раз.

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПОРОДЫ ОТ МИНЕРАЛЬНОГО
СОСТАВА ЕЕ ТВЕРДОЙ ЧАСТИ

Удельное электрическое сопротивление горных пород, обычно имеющих
крайне разнообразный минеральный состав, зависит от удельного сопро-
тивления минералов, составляющих породу, и их объемного содержания.
Вследствие огромного диапазона значений удельных сопротивлений минера-
лов, образующих породу, се удельное сопротивление, в сухом состоянии
определяется в основном содержанием минералов с очень низким и низким
сопротивлениями1. В том случае, когда проводящие минералы имеют близкое
между собой удельное сопротивление рм и присутствуют в породе л объемном
количестве км, зависимость удельного сопротивления породы от содержания
проводящих минералов определяется соотношением

Qn ~ РмРм = / (М 6м >

где Рм — параметр минерального состава. Рм является функцией содержа-
ния проводящих минералов в единице объема породы при заданном удельном
сопротивлении Qlm остальных (породообразующих) минералов высокого
сопротивления.

При оценке влияния содержания проводящих минералов на удельное
сопротивление осадочных пород удобное пользоваться несколько иной за-
висимостью:

6п = -Р^ПМ,

где Р*—параметр минерального состава породы в заданных условиях.
При /см->0, еп-чрпм и при кК 1, р"пеПм-»2м.

Приближенные зависимости параметра Рм* от процентного содержания
проводящих минералов в породе приведены на рис. 202. Эти зависимости
дают представление о характере изменения параметра Рм*! при этом воз-
можны существенные отклонения, обусловленные особенностями структуры
и текстуры породы2. Из зависимостей, приведенных па рис. 202, следует,
что в тех случаях, когда содержание проводящих минералов в породе велико
(исчисляется десятками процентов), Рм* становится много меньше единицы,
и, следовательно, удельное сопротивление горной породы может снизиться
до весьма малых величин, исчисляемых единицами и долями ом м даже при
высоком удельном сопротивлении остальных компонентов породы. Если же
содержание проводящих минералов в породе становится ниже 5% от общего
объема породы, то при отсутствии в пей влаги Рм* асимптотически стремится
к единице и удельное сопротивление породы приближается к удельному
сопротивлению минералов, вмещающих рудные включения. В таких усло-

1 Минералы сверхнизкого удельного сопротивления встречаются крайне редко,
не образуют достаточных скоплений и поэтому могут не учитываться при расчете
удельного сопротивления породы,

а Более полные сведения о сопротивлении орудонолых пород приведены в работе
проф. А. С. Семенова [101].
виях вследствие, разобщенности вкраплений проводящих минералов сопро-
тивление сухой породы практически не зависит от присутствия проводящих
минералов и при ничтожной пористости может достигать тысяч, а иногда и
миллионов ом м. Так как породы и особенно породы осадочного комплекса
содержат влагу, то в условиях- их естественного залегания сопротивления

1’нс. 2()2. Зависимость параметра Рм* от содержания проводя-
щих минералов /см в горной породе

Шифр кривых — отношение сопротивления непроводящих
минералов к сопротивлению проводящих минералов.

горных^.пород, за исключением гидрохимических осадков, обычно бывают
значительно меньше указанных выше цифр и редко превосходят 105 ом м.
Удельное сопротивление осадочных пород, обычно имеющих высокую влаж-
ность, значительную минерализацию .вод и ничтожное содержание проводя-
щих минералов, за редким исключением, мало зависит от количества послед-
них в горной породе.

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД
ОТ СОДЕРЖАНИЯ В НИХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Удельное электрическое сопротивление вод, насыщающих горные породы
и обычно обладающих достаточно высокой, минерализацией, значительно
меньше удельного сопротивления большинства породообразующих минера-
лов (за исключением указанных выше групп минералов высокой электро-
проводности). Как следствие этого, удельное электрическое сопротивление-
горных пород уменьшается с увеличением степени насыщения их поровыми
водами. Эту зависимость можно рассматривать как функцию пористости
породы (при полном водонасыщеиии порового пространства) и как функцию
процентного содержания воды в порах породы (при их частичном водопа-
сыщении). Характер указанных связей при одинаковом содержании поровых
вод в единице объема породы несколько различен.

Зависимость сопротивления горных пород
от пористости

Зависимость удельного сопротивления пород от пористости в породах
однородной структуры может быть установлена теоретически. Такие расчеты
для идеальных пород, сложенных непроводящими зернами одинакового
размера и формы, приведены во многих работах. Наиболее вероятная зави-
симость удельного сопротивления рип водонасыщенной несцементированной
породы, сложенной частицами одного размера, по форме близкими к сфери-
ческим или кубическим, определяется следующим уравнением [5,7]:

_ 1+0,25^17=7-	_ р

1—1/(1—/гц)а

где gn — сопротивление жидкости, насыщающей поры породы; к„ — коэффи-
циент пористости в долях единицы объема породы; Ptl—коэффициент
пропорциональности сопротивления породы сопротивлению насыщающих
вод, определяемый по формуле

Рп=	.	(83)-

1- J/(1-A'n)2

Величина Ра определяет зависимость относительного сопротивления
породы от ее пористости и сокращенно называется параметром пористости.
Вид функции Ра — 'j(ka) в билогарифмической системе координат изображен
на рис. 203. Из формулы (83) и этой кривой следует, что параметр Ри,
а значит, и сопротивление цп11 породы резко возрастают при уменьшении
пористости и при малых ее значениях могут считаться обратно пропор-
циональными коэффициенту пористости.

В породах неоднородной структуры, сложенных непроводящими зер-
нами, зависимость сопротивления горной породы от пористости имеет более
сложный вид. В этих породах рпп зависит также от коэффициента отсорти-
рованное™:1 породы и степени ее цементации.

Для расчета сопротивления несцементированных пород, сложенных
непроводящими зернами различных размеров, наилучшие результаты дают-
формулы, выведенные методом последовательного заполнения, разработан-
ным А. С. Семеновым [102].

1 Коэффициентом отсортированное™ G? называется отношение разности между
средним диаметром «ср частиц, составляющих породу, и средпевзвешонным отклоне-
нием 2 ddiVi от среднего диаметра к rfcp:

_ da$—-^SdiVi
G/(B)-------- ,

где v{ — доля содержания частиц диаметром dt в исследуемой породе. Чем более равно-
зерниста (более отсортирована) порода, тем ближе Gf {Bj к единице.
В этом случае для пород со сферическими зернами

’8

Г 2 + »„ 1’8(1-«о)
Рпп-	-j |	0b,

(84>

где г0 — коэффициент последовательного заполнения породы фракцией
заданного размера х.

Рис. 203. Кривые зависимости параметра пористости Рп от коэффициента пористости
(объемной влажности w) для различных случаев.

1 — зависимость Рп = / (hn ), рассчитанная по формуле (83); г, а и 4 — то же, для сферических зерен,
рассчитанная по формуле (87) соответственно при коэффициентах первоначального заполнения ио =
= 10, 25 и 50 %; <5, « и ? — то же, для эллиптических сплюснутых зерен, раесчитапнан ио фо] муле (88)
соответственно для тех же коэффициентов заполнения по; ?, 9 и 10—ач> же, рассчитав ран по формуле (8ЯУ
для тех же коэффициентов ио еаполнеиия; 11, 1г и 13— среднеквадратичная зависимость

/ (Лд) Для эллиптических сплюснутых зерен (отношение осей эллипсоидов равно пяти)
соответственно для указаппых коэффициентов по заполнения; 14 — зависимость Рп = / (Дп ) для песча-
ников нижнего палеозоя Башкирии и Татарии (экспериментальные данные); is — то же, для песчани-
ков и плохо отсортированных алевролитов палеогена Северного Кавказа; 16 — то же, для рыхлых
песчаников и хорошо отсортированных алевролитов палеогена Северного Кавказа.

1 При выводе формулы (84) предполагается, что неотсортированная порода состоит
из фракций, каждая из которых на величину va заполняет поровое пространство, остав-
шееся после заполнения предыдущими' фракциями. Так, например, первая фракция;
заполняет объем »0, вторая (1 — »0) »0, третья (1 — »0)а»0 и так до тех пор, пока остав-
шийся свободный объем (1—»0)" не будет равен заданному коэффициенту /сп пори-
етости породы.
Для пород с зернами, имеющими форму эллипсоидов вращения, сопро-

тивление вдоль оси вращения

1с Ь

-пп [ If (1 — г>0) I	@

и сопротивление в перпендикулярном оси вращения направлении

1g л„

е

ху _
вп

Г I гл, I ”°'1
[Т(1 —yj |

В последних двух уравнениях параметры

/, --------------1:_____________

(1 — «3) (Arth е — р)

где е = ]/ 1 — (“-) — эксцентрицитет эллипсоидов (о и h — соответствен по
полуоси эллипсоидов вдоль оси вращения Z и в плоскости XY, иорпоп-
дикулярпом этой осн);

е — (1 — са) Arth е.

изменяются от /с -- 0 и' Z — оо (сильно сплюснутые эллипсоиды) до А:
и I ~ 1 (сильно вытянутые эллипсоиды). При сферических зернах /с = I =
= 2.

Параметр пористости, определенный из формул (84), (85) и (86), имеет
слодухощи е з нажиги я.

а)	Для породы, сложенной сферическими зернами:

б)	Для породы, сложенной эллиптическими зернами, в направлении
оси вращения эллипсоидов:

'	/гп

пг — Г 1 Ig(1—Vo>

Р(1 -»о)]

и в направлении, ому перпендикулярном:

1g /щ

р.х„. г z+h0 -I

«	LZ(1-Vo) I

(89)

Как видно из формул (87), (88) и (89) и кривых, изображенных па
рис. 203, параметр пористости зависит не только от коэффициента пористости
породы, ио и от коэффициента заполнения породы фракцией того или иного
размера, т. о. от коэффициента отсортированном1!! породы. Чом меньше w0,
т. е. чем мепее отсортирована порода и чем слощиее форма ее зерен, тем
выше Дп при заданной пористости (ср. кривые 2, 3, 4, 11,12 и 13 иа рис. 203).

Сопротивление сцементированных неоднородных пород при отсутствии
твердых проводящих включений, как показывают многочисленные исследо-
вания (см. рис. 203, кривые 14, 15 и 16), находится в обратно степенной
зависимости от коэффициента пористости породы и при пористости, изме-
няющейся от 3—4% до 20—40%, с достаточной точностью удовлетворяет
эмпирическому уравнению

Ра =

u i.m

(90)

На рис. 204 приведены кривые зависимостей Рп = /(/сп), построенные
автором на основании обобщения многочисленных измерений параметра
пористости, выполненных советскими и зарубежными исследователями.

Рис. 204. Зависимость параметра Рп от коэффициента пористости ка (объемной влаж-
ности w).

1 — рыхлые пески; 2 — слаОооцемептиропаипые песчаники; з — среднеоцемептироваиные песчаники:
4 — ракушники и рыхлые иавестияки; S — известняки и доломиты крупнокристаллические, средней
уплотиениости; в — известняки и доломиты плотные, тоикокриоталличеокие; евп— удельное электри-
ческое сопротивление водонаоыщеииой породы; ев — удельное электрическое сопротивление воды,
насыщающей поры породы.

Для этих кривых коэффициент пропорциональности ап и показатель
степени т имеют следующие значения (табл. 19),

Таблица 19

Значения ап и т

Пара- метры	№ кривых					
	1	2	3	4	5	6
«П	1	0,7	0,50	0,55	0,6	0,8
т	1,3	1,9	2,2	1,85	2,15	2,3

21 Зака» 714.
Из сопоставления теоретических и экспериментальных кривых, при-
веденных на рис. 203 и 204, видно, что теоретические зависимости, изо-
браженные на рис. 203, достаточно хорошо подтверждаются эксперимен-
тально. При этом чем менее отсортирована несцементированная идеальная
порода, для которой произведен расчет рпп и Ри, и чом более несимметрична
конфигурация ее зерен (кривые 2, 3, 11, 12 и 13 на рис. 203), тем ближе
расчетные значения ее сопротивления и параметра пористости к сопротивле-
нию и пористости, определенным экспериментально для сцементированной,
породы.

Кроме того, чем менее отсортирована и более сцементирована порода,
тем резче зависимость параметра пористости от /сп. Физически это объ-
ясняется тем, что с уменьшением степени отсортировапности и с увеличением
цементации породы возрастает вероятность удлинения токопроводящих пу-
тей или, как это принято называть, возрастает извилистость Т поровых
каналов. Под этим термином понимают отношение средней статистической
длины ZK порового канала к среднестатистическому кратчайшему рас-
стоянию I от начала канала до его конца по прямому пути.

Так как полное сопротивление цилиндра (призмы) породы с основанием со

Рт ==	= £>вп — ,

со н	со

где <ок — среднее статистическое сечение поровых каналов, то

р — бвп _ I _ Т

(?В в>Н <Дц 1
<о ы

и так как коэффициент пористости

д. — ^ка)к	01 к р

11	1(0	(О ’

то
П Т Т2
Jr и. —~—-------------------------------------.

СО К	«п

СО

(91)

Из формулы (91) следует, что параметр Ра пористости пропорционален
квадрату извилистости Т поровых каналов, величина которой, как это
следует из сопоставления формул (90) и (91), в свою очередь зависит от
коэффициента пористости породы!

1

2

’'-P'M-fe)

(92)

На рис. 205 приведены кривые зависимости извилистости поровых
каналов от коэффициента пористости пород, для которых на рис. 204 приве-
дена зависимость Ра = /(Ап).

Кривые, приведенные на рис. 204, дают возможность определять вели-
чину коэффициента пористости породы, если известны удельные сопротивле-
ния породы и насыщающих вод, производить расчет <>шг при известных 7си
и ев, а также расчет при известных рвп и кп [7]. Кривые, приведенные на
рис. 205, дают возможность определять извилистость поровых каналов Т
при известном типе пород и коэффициенте Ац ее пористости.
Зависимость удельного сопротивления горных пород
от влагонасыщенности порового пространства

Зависимостх> удельного сопротивления горных пород от содержания ка
водных растворов солей в порах породы определяется коэффициентом

и

g	gun

gun	евп

(93)

который показывает, во сколько раз возрастает сопротивление породы р при
частичном насыщении ее пор водой (в количество кТ1 долей объема порового
пространства) или во сколько раз изменяется сопротивление рнп нефтенос-

Рис. 205. Кривые зависимости извилистости Т поровых ка-
налов горных пород от коэффициента Ап пористости.

1 — рыхлые пески; 2—слабосцсмсптированиыс песчаники, раиут-
иики и глипистые известняки; а — иавестияки и доломиты крупно-
кристаллические, средней уплотненности; i — средиесцементирован-
пые песчаники; 6 — известняки и доломить^, плотные, тонкокристал-
лические.

(в количестве kv = 1 — /св долей объема порового пространства) по отноше-
нию к сопротивлению рвп той же породы при условии полного заполнения
порового пространства минерализованной водой.

Коэффициент Ри называется коэффициентом относительного сопротив*
ления при нефте- или газоиасыщении породы или параметром насыщения
(нефтеиасыщения, водонасыщсния) порового пространства породы.

На основании большого числа экспериментальных исследований между
коэффициентом /св водонасыщения порового пространства породы и пара-
метрами Ра установлена следующая зависимость
*

п ___ ан

Кя = ---- =--------

С (1-*п)п

(94)

Коэффициент аа и показатель степени п имеют следующие значения:
а) для песчано-глинистых, пород (при къ < 40%) аи = 0,6 ип'== 2,25;
б) для карбонатных пород (при кв < 25%) ая — 0,4 и п — 2,1.

На рис. 206 приведены кривые Рп — /[/cB(/ctI)], удовлетворяющие ука-
заяным значениям аи и п для песчано-глинистых и карбонатных пород1.

1 Кривая 1, изображенная на рис. 206, построена с учетом новейших многочислен-
ных экспериментальных данных и несколько отличается от аналогичной кривой, ранее
приводившейся автором (см., например, [7]).

21»
По кривым, приведенным на рис. 206, можно определять коэффигг^.

кя нефтегазопасыщсния породы, если известны ее удельное сопретивл^^ит
рнп и сопротивление @Вп той же породы при полном заполнении пор пл^ 1Тие
выми водами.	^То-

Рис, 206. Зависимость параметра Ря от коэффициента кп (/св, /сг) псфтепасыщения (водо-
насыщения, газонасыщения) породы.

1— квота ио-глинистые породы; г—парСоиаише породы (по АгсШе); g— уцвльиов »леитри<тес-к^е
сопротивление пород; епп — удельное олектричвовов сопротинлепие нефтепасьпценпых пород; °гп 
удельное впектричесиое сопротивление газонасыщеппых пород; ова — удельное электрическое . сопро-
тивлевие водоиасышеииых пород при 100%-иом водопасыщепии.

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕИИЯ ГОРНЫХ ПОРОД от
ТЕКСТУРНЫХ И СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

Удельное сопротивление слоистых горных пород зависит от папраУЛе"
ния, в котором определяется этот параметр, по отношению к плос1<с’°т'я:з‘'ь
напластования. Породы, обладающие этим свойством, носят название
зотропнъгх. К ним относятся: сланцевые глины, глинистые сланцы, каМеН11ые
угли, мергели, глины с тонкими пропластками песков и многие др?гт>
породы, Анизотропные породы состоят из часто чередующихся тонкий **1*
слоев (рис. 207,а) плотных пород и пород, характеризующихся повышен*
ными пористостью, влажностью и содержащих менее дисперсный материал
(например, присыпки песка). Обозначая удельное сопротивление плотных
прослоев через а прослоев повышенной пористости через qs и полагая,
что суммарная мощность первых в единице объема породы в v раз больше
суммарной мощности вторых (рис. 207,6), получим следующие формулы,
определяющие величину удельного электрического сопротивления породы1:

а)	вдоль напластования

(95)

VQs ~Г Ор	'	7

б)	в направлении, ему пер-
пендикулярном,

в.	= ЧТГ •	<«)

Корень квадратный из от-
ношения к Qt

(97)

Гр/ Г 1 (v + 1)а epQs	v

называется коэффициентом анизотропии породы.

Так как (рр—р»)а положительно, то Л всегда больше единицы и, следо-
вательно, рп > Qi, т. е. удельное сопротивление слоистых (анизотропных)
пород в направлении, перпендикулярном напластованию, всегда выше, чем
сопротивление тех же пород вдоль напластования. Среднее удельное сопро-»
тивление анизотропной среды

Pm * VQnQt —	— Лр/.

Числовые значения коэффициента анизотропии для некоторых осадоч-
ных пород приведены в табл. 20.

Таблица 20

Значения коэффициентов анизотропии Л и отношений
для некоторых осадочных пород

Горные породы	Л	Qn  01
Глины слабослоистые		1,02—1,05	1,04—1,10
)> с прослоями песков		1,05—1,15	1,10—1,32
Песчаники слоистые 		1,10—1,59	1,20—1,65
Слайдов пт ыо глины		1,10—1,59	1,20—2,50
Глинистые сланцы 		1,41—2,25	2,00—5,00
Каменные угли ..... 		1,73—2,55	.3,00—6,50
Антрациты		2,00—2,55	4,00—6,50
Графитовые и углистые сланцы ....	2,00—2,75	4,00—7,50

В связи с включением в однородную толщу пород слоев с иными сопро-
тивлениями при электрометрии скважин часто приходится сталкиваться
с анизотропией в макроскопическом масштабе, или макроанизотропией.
Под этим термином будем понимать анизотропию толщи слоев, состоящих из

1 Вывод формул (95), (98) и (97) дан в работе автора [5].
литологически различных однородных пород, например прослоев мергелей,
известняков и гипса среди глин, глин среди песков и песчаников и т. п.
Такие прослои увеличивают удельное сопротивление пород в направлении,
перпендикулярном напластованию, по отношению к удельному сопротивле-
нию, измеренному вдоль напластования. Каждый из прослоев может пред-
ставлять однородную тонкослоистую породу, анизотропии которой присваи-
вается название мшъроанизотропии. Неоднородная среда, состоящая из
ряда порознь'Тоднородпых и анизотропных пород, будет характеризоваться
общим коэффициентом анизотропии, величина которого будет больше
коэффициента анизотропии каждого слоя в отдельности 17].

Удельное сопротивление горных пород зависит также от размера частиц,
составляющих породу. Установлено, что сопротивление ряда мелкозерни-
стых пород, насыщенных пресными водами, меньше, чем сопротивление
средне- и грубозернистых пород с тем же объемом и сопротивлением поровых
вод. Обратное явление наблюдается при высокой минерализации поровых вод.

Повышение удельного сопротивления тонкозернистых пород может на-
блюдаться при насыщении породы водами высокой минерализации. При
этом*вследствие адсорбции часть ионов, содержащихся в растворе, переходит
в двойной электрический слой, где вследствие иного физического состояния
среды (другой вязкости и сил электростатического притяжения) уменьшает
свою подвижность, что приводит к некоторому понижению электропровод-
ности породы.

Понижение, удельного сопротивления топкодисперспых пород при на-
сыщении порового пространства водами малой минерализации объясняется
влиянием так называемой поверхностной проводимости. Поверхностная
проводимость объясняется частичным гидролизом минералов, составляющих
породу, и особенно гидролизом минералов, образующих глинистые частицы.
Продукты гидролиза, диссоциируя, образуют ионы, сообщающие породе
дополнительную электропроводность. Чем больше в породе содержится
глинистых частиц и, следовательно, чем больше удельная поверхность
породы, тем в большой степени уменьшается удельное сопротивление породы
под влиянием поверхностной проводимости.

Таким образом, в топкодиспорсиых породах и особенно в породах,
содержащих глинистый материал,‘^зависимость удельного сопротивления
от пористости (объемной влажности) и значение параметра пористости будут
более сложными, чем это дапо формулами (84), (85), (86), (87), (88) и (89).

Вследствие влияния поверхностной проводимости удельное сопротивле-
ние породы будет уменьшаться в тем большей степени, чем белое заглипизи-
рована порода и выше удельное электрическое сопротивление насыщающих
вод. Одновременно с этим глинистые частицы будут несколько повышать
удельное сопротивление поровых каналов за счет адсорбции части ионов,
особенно заметной при высоких концентрациях растворов, заполняющих
поровые каналы, и за счет уменьшения сечения последних вследствие набу-
хания глинистых частиц в растворах небольшой минерализации. Так как
все перечисленные факторы действуют одновременно и имеют различную
степень влияния в областях низких и высоких концентраций растворов, то
зависимость между удельным сопротивлением глинистой породы, пори-
стостью и степенью ее глинизации имеет сложный вид.

Предполагая, что глинистые частицы образуют токопроводящие пути,
включенные параллельно поровым каналам, что, по-видимому, справедливо
для пород, содержащих достаточное количество глинистого материала, для
электропроводности последних можно написать следующее выражение:

^п = <гг(1 + а/3) + ^|^-,	(98)

X	7 п, О
где от и Оз — удельные электропроводности глинистых частиц и поровых
вод; а — коэффициент, учитывающий уменьшение электропроводности за
счет адсорбции ионов частицами породы, находящийся в прямой зависимости
от отношения полной поверхности соприкосновения твердых частиц породы
с поровыми водами к объему последних; — коэффициент, учитывающий
уменьшение подвижностей ионов в адсорбированном слое; Рп, о — параметр
пористости при удельном электрическом сопротивлении поровых вод, стре-
мящемся к нулю; 1 +у —показатель степени, учитывающий увеличение
сопротивления поровых каналов породы в связи с набуханием глинистых
частиц при низкой минерализации (высоком удельном сопротивлении поро-
вых вод). Коэффициенту уменьшается с понижением удельного сопротивле-
ния поровых вод и стремится к нулю при рв -> 0.

Умножая левую и правую части последнего равенства на рв, получим

ЯвпРв = ~р~а =" Щ-Рв (1 + п/9) + yqp •

Так как набухание глинистых частиц наблюдается в области низких
минерализаций поровых вод, т. е. при достаточно высоких сопротивлениях
(£?в > 0,5 ом м), а влияние адсорбции наиболее велико при высоких кон-
центрациях, то зависимость между 1/Рп и оц должна иметь следующий вид.
В области высоких концентраций эта зависимость должна быть близка
к линейной вследствие малости коэффициента у и некоторой компенсации
процессов убывания электропроводности поровых каналов и возрастания
электропроводности глинистых частиц в связи с адсорбцией. С уменьшением
концентрации солей, растворенных в поровых водах (увеличениемсопротивле-
ния последних), зависимость между 1/Рп и должна становиться все менее и
менее интенсивной, что подтверждается экспериментальными данными [111].
Решая последнее уравнение относительно Рп, получим

При. рп ->0 и а—>0 Рп—>Рп"1Ьг-

В результате обработки материалов лабораторных исследований, вы-
полненной X. Хиллом и И. Мильберном [111], получена следующая эмпири-
ческая зависимость между параметром пористости и сопротивлением поровых
вод:

Рп = Рп, 0----------Г- >	(10°)

ы@г——
/ „	\	®в, о

/ вв \

\J?b, о /

где Рн, о — параметр пористости при достаточно низком удельном электриче-
ском сопротивлении рп, о поровых вод; b — коэффициент, значение которого
возрастает с увеличением глинистости породы. Коэффициент b может быть
определен по емкости поглощения породы, величина которой зависит от
тех же факторов — количества и минерального состава глинистого мате-
риала, находящегося в породе, от которого зависит электропроводность,
созданная глинистыми частицами. По данным X. Хилла и И. Мильберна,
между коэффициентом о и емкостью поглощения Q е.,^~ (объема пор) су“
ществует следующая коррелятивная связь:

6 = 0,135#+ 0,0055.
Эта связь позволяет рассчитать коэффициент Ъ, если известна емкость
поглощения породы, измеренная на образцах. Коэффициент b в некоторых
случаях может быть также определен по данным измерений потенциалов
собственной поляризации.

На рис. 208 приведены зависимости отношения РН/РП; o.oi от рв;
удельное сопротивление ев, о = 0,01 ом м и соответствующий этому сопро-
тивлению параметр пористости обозначен Рп; o,oi. Кривые, приведенные на

Рис. 208.- Зависимость отношения
Рп/Рп-о ot °т удельного сопротивления
раствора, насыщающего породу при раз-
личной степени глинистости породы;
определяемой величиной коэффициента Ь
{шифр кривых) [111]»

рис. 208, показывают, что при высо-
ких сопротивлениях поровых вод и
большой глинистости породы влия-
ние последней на величину пара-
метра пористости огромно.

Резкое уменьшение удельного
сопротивления особенно часта
наблюдается в глинистых нефтенос-
ных и газоносных породах. Это
объясняется не только значительно
бблыпим относительным влиянием
поверхностной проводимости гли-
нистых частиц, во и много бблыпим
содержанием капиллярных вод в
мелкозернистых нефтеносных и
газоносных породах, чем в крупно*
зернистых, т, е. понижением коэф-
фициента нефте- и газоиасыще»
ния мелкозернистых коллекторов.

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОШ>ОТИВЛЕНИЯ"ГОРНЫХ ПОРОД
ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Электропроводность электролитов, к которым относятся воды, насыщаю-
щие поры пород, линейно зависит от температуры. Повышение электропро-
водности водных растворов с температурой объясняется возрастанием под-
вижности ионов в связи с уменьшением вязкости растворителя. Как след-
ствие этого, удельное сопротивление растворов постоянной концентрации
и пород, насыщенных этими растворами, при повышении температуры пони-
жается и при температуре i

ei =

_____?М°________ = Р(р18о,
l-f-at(Z —18°)

(101)

где pise — удельное сопротивление раствора или породы при темпе-
ратуре 18°[С; Pt ~ —------------коэффициент, определяющий зависимость

6180

удельного сопротивления породы от температуры (параметр температуры);
at — температурный коэффициент электропроводности, числовое значение
которого в среднем близко к 0,025° С-1.

Из формулы (101) и рис. 209 следует, что удельное сопротивление гор-
ных пород уменьшается примерно в два раза при возрастании температуры
на 40* С (от 18 до 58° С) и при очень высоких температурах (до 100—150*),
наблюдающихся в глубоких скважинах, может достигнуть 1/3—1/4 его'
вначепия при температуре 20* С.

На основании приведенных выше сведений можно дать обобщающую
формулу, определяющую зависимость удельного сопротивления рп породы
от ее пористости, степени водонасыщения порового пространства, темпера»
туры, минерального состава и дисперсности твердой части породы, химиче-
ского состава и концентрации поровых вод:

ей =ВйРмРпРиРгев =

(102)

где Ас, Ба, Рм> Рд, Рп и Pt и рв — известные параметры; с — концентра-
ция поровых вод.

Несмотря па кажущуюся сложность формулы (102), в частных случаях,

читсльно упрощается. Температура, а следовательно, и параметр Pt обычно
известны; в большинстве осадочных пород влиянием проводящих минералов
можно пренебречь, в связи с чом Рм считают равным единице; в породах, не
содержащих глинистого материала, и в породах, насыщенных сильно мине-
рализованными водами, Ba ~ 1. Таким образом, во многих случаях сопро-
тивление осадочных пород и особенно пород, являющихся коллекторами
нефти и газа, определяется тремя известными параметрами: Рк, Ра и рв
(или Рд, Ра и Лс/с). Зная удельное сопротивление породы и два из указан-
ных параметров (температуру полагаем иавостной), можно определить
третий. На этом основана методика определения пористости и нефтепасы-
щенности пород по данным электрометрии скважин методом сопротивлений.

ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОГОД

И РАСТВОРОВ

Удельное сопротивление образцов горных пород и растворов может
быть измерено в лаборатории различными способами, описание которых
дается во многих руководствах [5, 94, 95. 99]. Для измерения удельного
сопротивления кернового материала наиболее удобной является четырех-
электродная установка, разработанная лабораторией промысловой геофи-
зики МНИ.

В этой установке электрический ток I от батареи 1 вводится в керн 2
при помощи электродов А и В (рис. 210); между электродами М и N изме-
ряется разность потенциалов ZfCZ'.

Удельное сопротивление корна подсчитывается по формуле

ndK*AU
ill

(103)

где I — расстояние между центрами электродов М и N в м; d1( — диаметр
керна в м.

Электроды А и В представляют собой подушки из топкой проволоки,
пропитанные и покрытые сверху агар-агаром, сваренным в насыщенном

Рис. 210. Схема уетапопки МНИ для опреде-
ления удельного сопротивления образца породы.

I — батарея; й — образец нороды (керн); з — компен-
сатор поллрииации; 4 — .зеркальный галышиометр;
j — потенциометр; в — конденсатор; 1 — эталонные
сопротивления для измерении тока; & — выключатель
тока; 0 — ключ; 10 — сопротивление, равное критиче-
скому сопротивлению гальванометра; 11—компенса-
ционный элемент; 12 — потенциометр; ю — вольтметр
для измерения компенсирующего напряжения потен-
циометра; 11 — выключатель компенсационного эле-
мента.

растворе медного купороса или
хлористого калия. Электроды
прижимаются к торцам керна
2 при помощи винтового пресса,
изолированного от керна. При-
емные электроды М и N изго-
товляются из стальной или
бронзовой проволоки, плотно
обкрученной вокруг нерпа.
Расстояние между электродами
М и N берется 5—20 .мл. Элек-
троды М и N через компенса-
тор поляризации 3 и зеркаль-
ный гальванометр 4 присоеди-
няются к потенциометру 5.

В тех случаях, когда
удельное сопротивление керна
велико и переходные сопротив-
ления электродов М и N зна-
чительны, разность потенциа-
лов замеряется по схеме с кон-
денсатором. При этом при про-
пускании тока сперва заря-
жается конденсатор 6, который

затем (ток остается включен-
ным) подключается к гальванометру 4. Если измеряемая разность потенциа-
лов не равна разности потенциалов, установленной на потенциометре, при
подключении конденсатора к гальванометру блик светового луча откло-

нится в ту или другую сторону в зависимости от того, перскомпопсиро-
вана или педокомпонсирована измеряемая разность потенциалов. При до-
стижении компенсации световой луч, отраженный зеркальцем гальвано-

метра в момент подключения конденсатора к гальванометру, не откло-

няется.

Для измерения потенциометром силы тока в цепь электродов А и В
включен набор эталонных сопротивлений 7. Питание потенциометра осу-
ществляется от элемента 11. Подаваемое напряжение регулируется потен-
циометром 12 и контролируется вольтметром 13.

При измерении удельного сопротивления образцов горных пород необ-
ходимо уделять особое внимание подготовке образца к измеренням.Образец
должен быть предварительно приведен к природным условиям — насыщен
до естественной влажности водами, химический состав и минерализация
которых соответствуют естественному состоянию образца [95]. Реко-
мсндуотся также при отборе пород для определения удельного сопротивления
при помощи герметической упаковки предохранять образец'от изменения
влажности.

Удельное электрическое сопротивление растворов измеряется прибо-
рами, называемыми резистивиметрами. Резистивиметр 1 представляет собой
трубку из изоляционного материала, в которую вставлены электроды А, М,
N а В.

Трубка заполняется исследуемым раствором 2. Электроды А и В при-
соединяются к источнику тока — батарее 3. Для исключения погрешностей
в измерениях, вызванных поляризацией электродов, ток от батареи 3 преоб-

разуется питающим коллек-
тором 4 пульсатора в пульси-
рующий ток переменного на-
правления. Переменные разно-
сти потенциалов AUMN, возни-
кающие между электродами М
и N при прохождении тока в
цени АВ, пропорциональные
удельному электрическому со-
противлению раствора, выпрям-
ляются приемным коллектором
5 пульсатора и измеряются
потенциометром 6‘. Реостат 7
служит для изменения тока,
величина которого измеряется
потенциометром при помощи
эталонного сопротивления 8.
Удельное электрическое сопро-
тивление раствора вычисляется
по формуле

Рис. 211. Установка для измерения удельного
электрического сопротивления растворов.

1 — резистивиметр; 2 — раствор; з — источник тока;
.1 — питающий коллектор пульсатора; 6 — коллектор
пульсатора измерительной цепи; в — потенциометр;
7 — реостат длй регулирования силы тока; 8 — эталон-
ное, сопротивление для измерения силы тока; А а Б—
питающие электроды; И и N — измерительные элек-
троды.

'	(104)

где Kv — постоянная резистивиметра.

Для определения постоянной Кр берется раствор химически чистого
хлористого калия или хлористого натрия концентрации 0,01, 0,1 или 1 н,
сопротивление которого при температуре раствора t точно известно
(табл, 21). Резистивиметр заполняется раствором, включается ток Iе и
измеряется разность потенциалов AUS. Постоянную резистивиметра Kv
вычисляют по формуле

Для более точного определения постоянной Кр берут среднее из несколь-
ких измерений AUB и Z8, проведенных с растворами различных концентра-
ций при температуре 18* С.

При определении электрического сопротивления растворов и пород
указывается их температура.

§ 49. КАЖУЩЕЕСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД

Расчет удельного электрического сопротивления по формулам (8), (9)
и (10) или (14), (15) и (16), приведенным в § 1, как об этом там указывалось,
не позволяет определить истинное удельное электрическое сопротивление
Таблица 21

Удельное сопротивление (в ом м) водных растворов хлористого калия
и хлористого натрия

Темпе- ратура, °C	Растворы хлористого калия			Растворы хлористого натрия NaCl					
	концентрация раствора в г КС1 иа 1 л раствора при 18° и в нормалях			концентрация раствора в a NaCl на 1 л раствора при 18° и в нормалях					
	74,59  1 и	7,459  0,1 и	0,7459  0,01 н	58,45 1 и	29,23 0,5 н	5,845 0,1 и	2,923 0,05 и	0,5845 0,01 н	0,2923  0,05 и
0	0,1529	1,399	12,89	0,211	0,386	1,73	3,36	15,82	31,2
2	0,1452	1,321	12,13	0,200	0,368	1,65	3,19	15,1	29,6
4	0,1382	1,250	11,47	0,190	0,352	1,57	3,02	14,3	28,1
в	0,1317	1,185	10,86	0,182	0,336	1,49	2,86	13,7	26,7
8	0,1257	1,126	10,31	0,174	0,320	1,42	2,73	12,9	25,
10	0,1202	1,072	9,80	0/165	0,304	1,35	2,57	12,3	23,9
12	0,1151	1,021	9,35	0,157	0,288	1,28	2,43  2,3'1	11,7	22,6
14	0,1103	0,976	8,92	0,149	0,274	1,21		11,1	21,4
16	0,1059	0,933	8,53	0,142	0,260	1,15	2,19	10,5	20,3
18	0,1018	0,894	8.16	0/1.35	0,248	1,09	2,09	9,8	19,3
20	0,0980	0,857	7,83	0,120	0,238	1,04	2,00	9,5	18,4
22	. 0,0944	0,823	7,51	0,123	0,228	1,00	1,92	9,0	17,6
24	0,0911	0,791	7,22	0,117	0,219	0,96	1,84	8,6	16,8
26	0,0879	0,762	6,94		0,210	0,93	1,76	8,2	16,2
28	—_	0,734	6,68	——	0,200	0,87	1,68	7,9	15,6
30	—	0,708	6,44	—	0,191	0,84	1,61	7,5	14,9
32	—_	 0,684	6,21	—	0,183	0,80	1,55	7,2	14,3
34	—	0,661	6,00	—	0,176	0,77	1,49	6,9	13,7

Примечание. Сопротивление растворов для промежуточных виачений температур опре-
деляется интерполяцией.

пород, составляющих неоднородную сроду, и дает некоторую, до известной
степени'осредненпую величину, называемую кажущимся, удельным электри-
ческим сопротивлением горных пород или, сокращенно, кажущимся сопро-
тивлением1. Этот параметр в зависимости от сопротивления н размеров изу-
чаемых неоднородностей может быть больше или меньше удельного элек-
трического сопротивления среды, в которой находятся электроды зонда,
а также равным ему.

Определяя AU из уравнения (21) и сравнивая полученный результат
с формулой (12), приходим к выводу, что кажущееся сопротивление неодно-
родной среды равно истинному сопротивлению фиктивной однородной
среды, создающей при заданных расстояниях между питающими и приемными
электродами А, М и N и токе I питания одинаковую разность потенциа-
лов AU.

Зависимость между кажущимся сопротивлением, измеренным градиент-
зондом, и истинным сопротивлением среды, в которой находятся приемные

1 Некоторые авторы, применяя термин «кажущееся сопротивление», абстрагируют
его, не указывая, что этот параметр относится к горным породам, продет являющим Собой
частный случай электрически неоднородной среды. Термин «кажущееся сопротивление»
без добавления, к чему он относится, может применяться только условно, для сокращения
письма, в тех случаях, когда ранее в тексте уже указывалось о горных породах, к которым
этот термин относится. Во всех остальных случаях термин «кажущееся удельное электри-
ческое сопротивление» должен сопровождаться указанием, к чему он относится, т. е.
именоваться кажущимся удельным сопротивлением горных пород.
электроды, может быть получена из равенства (22). Приведем это равенство
к следующему виду:

_ Е
Qk —	j— •

wT’

Выражение, стоящее в знаменателе правой части последней формулы,
равно плотности тока /о в однородном и изотропном пространстве, и так как

где / и qmn — истинные значения плотности тока и сопротивления среды
между электродами М и N, то

<10S)

Из последней формулы следует, что кажущееся сопротивление, измерен-
ное с градиепт-зопдом, пропорционально истинному сопротивлению среды,
в которой находятся электроды М и N. Коэффициент пропорциональности
равен отношению истинного значения плотности тока в этой среде к ее вели-
чине в однородном и изотропном пространстве.

Из последней формулы также следует, что отношение

вк

(106)

т. е. отношение кажущегося сопротивления, измеренного с градиент-зондом,
к истинному удельному сопротивлению среды, в которой находятся измери-
тельные электроды, равно отношениям истинных значений плотности тока
j или градиента потенциала Е электрического поля между электродами М
и N к их величинам jo и Ео в однородной и изотропной среде с сопротивлением
qmn, равным сопротивлению среды, заключенной между электродами М и N,

В потенциал-зонде взаимная связь рк с сопротивлением среды, в которой
находится электрод М, определяется уравнением, подобным уравнению (103).
В случае, когда пространство от электрода М в направлении, на котором
расположено заземление А, заполнено однородной и изотропной средой, по-
тенциал точки М определяем по формуле

ОО	ОО	ОО	ОО	ОО

Um=* f = f Edz = f jeM<xdz « qUoo f aj^z =~QM00f

IM	L	L	L	L

•где a —	= f(z) и — сопротивление среды, простирающейся от точки

1о	мсо

М до бесконечности.

Используя теорему о среднем, напишем

ГТ ^Моо Г dz	7

------j = вМсойсХ1 —

L

и далее, подставив найденное значение U в формулу*(20), получим

вк — 4mL —г-ctoppMoo — (~7~ ) Рмоо*	(106 )

J	\ '»/CP
При этом среднее значение (]'/]'о)сР будет в основном определяться
величинами соотношений 7'/70в породах, расположенных от заземления М на
расстояниях, не превышающих 5—10 размеров зонда L, причем влияние
j/jo в точках изучаемого интервала на величину (J/](,)<-,р резко уменьшается
при удалении этих точек от электрода М.

Если полупространство, находящееся от электрода М в направлении,
противоположном расположению питающего электрода, будет частично
заполнено средами с удельными сопротивлениями, отличными от удель-
ного сопротивления вмещающего их пространства, кажущееся сопро-
тивление будет зависеть нс только от характера распределения токового
поля в окружающей среде, но и от усредненного значения сопротивления
пород, слагающих указанное выше полупространство.

В этом случае потенциал электрического поля в точке М

ОО	ОО	ОО	со

UM - f Edz = f jQdz J aQjodz = -Д J'	.	(107)

L	L	L	L

Так как в данном случае а@ — P(z), то, применяя, как и ранее, теорему
о среднем и интегрируя правую часть выражения (107), получим

СО

/ 4г = е ) V- ’	(108^

где индексом «ср Мео»* показано, что среднее значение произведения -4- Q-
!о
берется для интервала от точки М до бесконечности. Однако, как и в случае

однородного полупространства	__в ос"

иовиом определяется значениями -4- р в точ-
ках, расположенных близ электрода М (как ука-

зывалось выше, в пределах участка, не превыша-
ющего 5—10-кратиый размер L зонда).

Подставляя значение UM из формулы (108)
в правую часть равенства (20), будем иметь

Рк = (у~е) — •

\ '° /срМоо

(109)

Рис, 212. Пересечение по- Можно показать, что кажущееся сопротивление
тенциал-зопдом трех сред будет тем более отличаться от сопротивления рвм вме-
различцых сопротивлений, щающей среды (рис. 212), чем ближе находится порода
с отличным электрическим сопротивлением g2 к электроду
М. чем больше ее объем и чем больше разнится ga от сопротивления gBM. Это положе-

ние легко может быть доказано, например, для случая, когда порода с сопротивлением!
р2, отличным от сопротивления gBM вмещающей среды, представляет собой пласт мощ-
ностью /г, расположенный па расстоянии I от электрода Если границы пласта
перпендикулярны прямой АМ, потенциал электрического поля в точке М

ОО	ОО	СО	21	214-h	со

.Г —Ли=	J	Edzz= J e;dz =	f QBK;dz	-f- J 6i;dz	-f- J Qwfdz.

£	Д	£	£	*1

Заменяя в среднем интеграле правой части последнего равенства рй через
(е3— евм) + евм и полагая / = а/о,
получим
zi	zi+h	оо	zi+h

^М=евм(У	J 4^ + J а/о^Жба—бвм) J “/W

L	Z1	21+Л	zj
Используя теорему о среднем, приходим к следующему выражению для потен-
циала:

или

4л

а2ср —- а юр । “зоР — аасР\ , , _	. ,	h

--Т,— + —+^-е«м)“?сР - (Z1+ftj21

I

4л



Но так как а20р— «icP и азор — «гсг обычно много меньше а^р, irzt nzi-j-Zt больше L,
то приближенно



(?ПМа1ДР

+	— Рам) “зср

h

(Zi-|-/l) Zi

и, следовательно,
л	м	I	@2 -Рим	hlj

Sk —*----г— « рам «1ор+ ---------- «асР ТГТйТ

1	L	£’вм V“i"T'4

Так как (см. рис. 212) z2 = L -f- Z, то последняя формула подтверждает указанную
выше зависимость кажущегося сопротивления от расстояния I между электродом М и
породой с сопротивлением е»; мощности h этой породы и превышения-^ — @вм ее элек-
трического сопротивления р2 над сопротивлением gBM среды, в которой эта порода нахо-
дится.

Из формулы (109) можно полупить также зависимость кажущегося
сопротивления от характера- изменения потенциала электрического поля
в связи с включением в исследуемое пространство тех или иных неоднород-
ностей. Умножив и разделив среднюю часть равенства (106') на L, получим

4лГ’ U U

^^—T'-L^T^L-

Но так как при однородной среде

тт *

/0Г = ^-
4?0

то

или

и
Рк - -greo.

4= и

во 'и0 '

(110)

т. е. отношение кажущегося сопротивления к сопротивлению однородной
среды р0, в которой находится электрод 7И, пропорционально отношению
потенциала в исследуемой точке данной неоднородной среды к потенциалу,
который был бы получен в этой точке, если бы все исследуемое пространство
было заполнено однородной н изотропной средой с сопротивлением @0.

Формулы (105), (106), (109) и (410) определяют физическую сущность
кажущегося сопротивления и объясняют особенности конфигурации кри-
вых кажущегося сопротивления в неоднородных средах.

* Z70 — потенциал электрического поля в однородной среде сопротивлением р.
50. НЕКОТОРЫЕ-ВОПРОСЫ ТЕОРИИ ЗОНДОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ
ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ

ПОРОД. ПРИНЦИП ВЗАИМНОСТИ

Измерение сопротивления горных пород в скважине, как об этом гово-
рилось в § 1, производится при помощи трех- и реже двух- и четырехэлектрод-
ных измерительных установок, называемых зондами. Последние в зависи-
мости от соотношения расстояний между питающими и измерительными
электродами, подразделяются на потенциал- и градиент-зонды и в зависи-
мости от выбора цепи для питания — на зонды прямого и взаимного питания.
В этом параграфе рассмотрим более подробно особенности зондов и их клас-
сификацию.

Потенциал-эопды

Как указывалось выше (§ 1), потонциал-зондами называются зонды,
у которых расстояние между парными электродами (электродами одной
цепи: А и В — питающей или М и N — измерительной) значительно больше
расстояния от любого из них до ближайшего электрода другой цепи (АВ
АМ или MN АМ) (табл. 22 № 1, 2, 3, 4, 5 и 6). Потенциал-зонд с электро-
дом N(B), удаленным в бесконечность, является идеальным потенциал-зон-
дом (табл. 22 № 1 и 2). При измерениях qk идеальным потеициал-зоидом,
как это следует из формулы (20), кажущееся сопротивление определяется
величиной потенциала электрического поля в точке М. Практически иде-
альным потенциал-зондом считается любой трехэлектродный зонд, у кото-
рого при измерении по схеме прямого питания потенциал UN точки N не
превышает 5% потенциала UM точки М. В однородной среде таким зондом
будет зонд с расстоянием I — MN (АВ) 20А7И = 20L. В слоистой среде
с коаксиальными и плоскими границами раздела расстояние I между пар-
ными электродами должно превышать мощность пластов, составляющих
эту среду, и быть тем больше 20А7И, чем выше их сопротивление.

В практике электрометрии скважин обычно применяется трехэлектрод-
ные (не идеальные) потеициал-зопды (табл. 22, № 3, 4, 5 и 6). Использование
идеальных (двухэлектродных) потенциал-зоидов при производстве работ
с небронированными кабелями затрудняется возникновением значительных
электродвижущих сил индукции в жиле кабеля, соединяющей электрод М
с прибором, измеряющим разность потенциалов AU. Эти э. д. с., искажая
регистрируемые разности потенциалов, тем самым вносят, за редкими исклю-
чениями, большие погрешности в замеры кажущегося сопротивления горных
пород.

Индукционный эффект резко снижается у трехэлектродных зондов,
у которых в связи с бифилярной проводкой измерительных или питающих
(у зондов взаимного питания) жил кабеля резко уменьшается коэффициент
взаимной индукции х.

Градиент -зонды

Градиент-зондами (см. § 1) называются зонды, у которых расстояние
между парными электродами (М nN, А и В) значительно меньше расстояния
от любого из них до ближайшего заземления другой цепи (MN АМ,

1 По этой же причине э. д. с, индукции значчтельно уменьшаются у идеальных
зондов при производстве измерений с бронированным кабелем, когда броня кабеля исполь-
зуется как заземление В, что дает возможность осуществить бифилярную проводку тока
к зонду.
АВ <£ МА) и, следовательно, расстояния АМ и AN {МА и МВ) близки
друг другу (табл. 22, № 7, 8, 9 и 10).

Градиент-зонд с бесконечно малым расстоянием MN является идеальным.
Для идеального градиент-зопда величина кажущегося сопротивления
пропорциональна градиенту потенциала электрического поля Е в точке О,
расположенной посредине между электродами М и N зонда [см. формулу (22)].

Градиепт-зондга, с которыми производятся измерения кажущегося
сопротивления в скважинах, не идеальны, так как изготовить идеаль-
ный градиепт-зопд и произвести с ним измерения ри невозможно, так как
во-первых, нельзя установить электроды М и N .(Л и В) бесконечно близко
друг к другу и, во-вторых, при значительном сближении этих электродов
измеряемая разность потенциалов AU столь уменьшается, что производство
точных изморепий AU становится неосуществимым.

Практически идеальным градиент-зонд ом может считаться градиепт-
зопд, у которого отношение AUjMN отличается не более чем па 5% от вели-
чины напряженности Е электрического поняв точке О. В однородной среде
это условие соблюдается [103] при расстоянии между сближенными
электродами зонда	в

I = 0.436L-

В неоднородной горизонтально-слоистой среде расстояние I не должно
превышать 0,1L и мощности исследуемых пластов. Это условие справедливо
и для сред с коаксиально-цилиндрическими поверхностями раздела.

В градпепт-зопдах, применяемых в практике, расстояние I между
сближенными электродами зонда в зависимости от размера зонда берется
0,05—2 ж. Его приходится брать тем большим чем больше размер L зонда
и чем меньше сопротивление исследуемых отложений.

Это требование вытекает из формул (9), (15) и (21), из которых следует,
что чем меньше q или больше произведение RAM RAJV, тем больше должно
быть I ~ RAW — Ram для получения достаточно больших разностей
потенциалов AU.	'

Е практике, как указывалось выше, применяются главным образом
установки взаимного питания (двухполюсные зонды, табл.. 22, № 5, 6, 9 и 10);
они дают возможность одновременно замерять кажущееся сопротивление
и потенциалы собственной поляризации пород. Установки прямого питания
(однополюсные зонды, табл. 22, № 3, 4, 7 и 8) используются только при за-
морах кажущегося сопротивления зондами большого размера в глубоких
скважинах при наличии интенсивных переменных блуждающих токов. Эти
токи при расположении электрода N иа поверхности (при схеме взаимного
питания) создают в цепи MN значительные разности потенциалов, наличие
которых может привести к недопустимым ошибкам при определении кажу-
щегося сопротивления.

Возможность измерения кажущегося сопротивления пород с двухполюсными зон-
дами основана, как указывалось выше, на принципе взаимности, сущность которого сво-
дится к следующему.

Потенциал ноля источника тока А в любой точке М исследуемого простран-
ства, находящейся на расстоянии Плм от точки Л, равен потенциалу 77МА, который был
бы создан в точке А источником тока равной силы, расположенным в точке М.

В частости, в однородной среде в соответствии с формулой (4)

и так как Bam = rma> т0 и Z7am = имА'
22 заказ 714.
Условные обозначения: черный кружок — питающие заземления А и В; светлый
(точка 0); треугольник— точка замера потенциала собственной поляризации пород; квадрат —точка
При символическом обозначении зондов наименования электродов указываются сверху вниз.

№ по порядку	Полное наименование зондов	Символическое обозначение зондов
	Идеальный потенциал-зонд прямого питания	ссЛ^Л/
t-J	Идеальный потенциал-зонд взаимного питания	
оз	Последовательный потен- циал-зонд прямого питания	AA31M1ZNN
	Обращенный потенциал-зонд прямого питания	
Си	Последовательный потен- циал-зонд взаимного пита- ния	мыааабв
О	Обращенный потенциал-зонд взаимного питания	ВВА^АМ^
-4	Последовательный градиент- зонд прямого питания	
		
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЯ.'ИП
кружок — измерительные электроды М и W; ирестнк — точка замера кажущегося сопротивление
замера потенциала вызванной поляризации пород; АВ, MN — расстояния между электродами в м.

ОО		
	Обращенный градиент-зонд прямого питания	
о	Последовательный градиент- зонд взаимного питания	^МА^АВ5
s-	Обращенный градиент-зонд взаимного питания	^ВА^АЙ^
	Зонд А. II. Заборовского	
to	Микропотенциал-зонд  В. Н. Дахнова	4ам^ма'л'
cS	Сдвоенный (симметричный градпепт-зонд)	^МА-^АМ
	Четырехэлектродный гра- диент-зонд	^ЛМ-^М^^ИвВ
С.’	Дипольный зонд	
УДИЛЬНОЕ И КАЖУЩЕЕСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД. ЗОНДЫ
Для докач,1ТОЛ1'Сти,ч принципа взаимности в неоднородной среде воспользуемся
законами электростатики.

Обозначим через U Ам и UMA потенциалы точек М и А, созданные равными
электрическими зарядами QA и QM, соответственно находящимися в точках А и М.
По законам э.нч.-гроетптнки потенциал, индуцированный в проводнике, расположенном
в иоле другого .чпряжепиого проводника.

Uam ~ Рам^а

И, СЛ('ДОВЛТ1’.ЧЫ1(1,

имл — Лид^лг,

где рАМ и рМА — индукционные коэффициенты. Эти коэффициенты из энергетических
соображений должны быть равны друг другу. Так как QA — QM, то и UAM ~UMA.
Если Qa=# Qm, условие

uam—имк

заменяется другим, ему равнозначным:

UAM имл

"Qa ~~ Qm 

Аналогии между электростатическим поломи полом постоянного тока и трехмерном
пространстве дает по шояшость распространит:, указанные положения на электрические
поля, изучаемые в е.квп;киц.ах, Для этого случая последнее равенство может быть записано
в следующем индо:

^АМ _ ^МА

JA

(Ш)

где 1А и 1М —токи, эмиссируемые заземлениями А и М в окружающее: пространство.

На основании равенства (lit) нетрудно установить, что величина кажуицтосп со-
противления не измените,и, если, сохранив р пест од пне между электродами аоидц, взаимно
заменить их пааиаченпо. Эго положенно может быть доказано для любых зондов, п част-
ности для зондов, у которых некоторые. и.ч электродов отнесены в бесконечность и их по-
тенциалы или сощпппьге ими поля равны пулю,

При обычном питании зонда (через зязёмлопио Лий)

_ „ AU _ UAM~~UAN
6i'AMN KAMN j Я-AMN - - j

гдо eKAMN — кажущееся сопротивление, замеренное с зондом AMN\ £’AMiV — коэффи-
циент итого зонда.

При питании той же установки через электроды М и N и измерении разности
потенциалов между заземлениями /1 и В

_ rz	и __ j,	UMA~UMB

®КМАВ Л^ИАВ J .МАВ	j	!

где —кажущееся сопротивление, заморенное с зондом МАВ; ВМАВ — коэффи-
циент этого зонда.

По так как UAM — UMA, UAN = UMB и во всех случаях, как в этом легко
убедиться расчетом, К AMN — Кмав-

то

e^AMN~3uMAB'	(112)

что и требовалось доказать.

В однородной среде величина измеряемого сопротивления не зависит
от последовательности расположения питающих и измерительных электро-
дов. В неоднородных средах, с которыми приходится встречаться при изу-
чении электрического сопротивления пород в скважинах, это положение
(за исключением идеального потенциал-зоида) не сохраняется. Поэтому


чЬМ
м-- -
л Ш1/

и практике следует знать послодователыюсть расположения электродов
зонда по пей скважины.

Зонды, у которых парные электроды М и N по схеме прямого питания
или Л и Л* по схеме взаимного питания расположены н.пжо непарного, на-
зываются зондами с, последовательным расположением электродов, или
последовательными, зондами [зондами с М и N (J и В) внизу], или подошвен-
ными зондами (табл. 22, № 3, 5, 7 и 9), а зонды с парными электродами
(Л/ и N у однополюсных зондов п А и В у двухполюсных зондов), располо-
женными выше непарного А (М), — зондами с обращенным расположением
электродов, или обращенными зондами. 1зопдамй с М и N (Л и В) вверху],,
или кровельными зондами1 (табл. 22, № 4, 6, 8 и 10).

Зонды обозначаются последовательным (сверху вниз)
сочетанием буквенных, названий электродов с обозначе-
нием расстояний между указанными электродами в метрах2 3.

Как указывалось выше (см. § 1), у идеальных потеп-
циал-вопдов точка замера кажущегося сопротивления нахо-
дится в середине отрезка АМ (МЛ). У идеальных гради-
епт-зопдев точкой замора является точка О, расположен-
п ая nt средине между парными электродами зонда (электро-
дами М и Л' при прямом питании и Л и В при взаимном
питании). В практике, когда расстояния МЛ и ЛП? (потен-
циал-зонд) н МО и АВ (градиепт-зопд) соизмеримы друг
с другом, точка замера смещается относительно середины
сближенных электродов. Так, например, если взять уста-
попку ВАМ. (NMA) и расположить электроды по схеме
граднепт-зовдов, соблюдая условие МО 'В АВ (рис. 213),
точка замера будет находиться в середине интервала
АВ (MN). Вели оставить электроды М (Л) и B(N) непод-
вижными и перемещать электрод Л(М) от элек-

трода B(N) к электроду М(Л), то в проделе, когда расстояние МА будет
значительно меньше МВ, зонд станет потеициал-зондом (см. рис. 213) и
точка замера О' передвинется па середину АМ. Таким образом, при пере-

№



МЩ/П

мЬ(я)

Рис, 213. 'Схема,
илл нитрирующая
перемещение точки
замера при пере-
ходе от г рад не. нт-
зо пда (л) к потоп-
циал-зоиду (б).

ходе, от градиепт-зопда к потепциал-зонду при перемещении среднего элек-
трода и при сохранений местоположения остальных электродов, точка за-
мера переместится па расстояние MOrliaH. SOnn. — МОпот, асшд = МАграю зонд.

Поэтому если сопротивление измеряется зондами, у которых расстояние
МО (АО) лишь немногим превышает Л5(М^_(градиент-зонд) или расстоя-
ние МА. (АМ) немного меньше, чем MB (AN) (потепциал-зонд), точку за-
мера следует смещать но отношению к точкам О и О' в сторону отдаленного
электрода М(А) у градкопт-зоида и B(N) у потепциал-зоида. Так как н этом
случае трудно определить точное положение точки замера кажущегося
сопротивления и действительный размер зонда, то в практике стремятся не
пользоваться зондами, у которых расстояния МА и АВ (АМ и MN) близки
друг к другу. В потепциал-зондах расстояние АВ (MN) желательно брать
больше 10 МА (ЮЛМ), а в градиент-зопдахМО (АО) должно быть по воз-
можности не меньше 1QAB (iQMN), о чем уже говорилось выше.

1 Термины «кровольпый» и «подошвенный» неудачны, кривые gl(, изморенные этими

зондами, во многих случаях (например, при сочетаниях пластов малой мощности) не имеют
конфигурации, соответствующей указанным терминам, почему в настоящей раооте поль-
зой ат ы'.'я ими во будем.

3 Pinite обозначалось в дециметрах.
Рис. 214. Номограмма для определения коэффициента панда по величине отпошо-

Л/V / МВ \	—. .	.	.

ния -=- — - и АМ (шифр кривых).
MN \ АВ )

Коэффициент пропорциональности кажущегося сопротивления по-
тенциалу (идеальный потенциал-зонд), разности потенциалов (трехэлектрод-
ный зонд) или напряженности электрического поля (идеальный градиент-
зонд) — коэффициент зонда, знание которого необходимо для вычисления
кажущегося сопротивления, рассчитывается по формулам (17), (18) и (19)
или (для идеального потеициал-зонда и трехэлектродных зондов) нахо-
дится по кривым зависимостей

К = 4у AM	/44- + Г) .

\ MN ) \MN )

Эти кривые (рис. 214) позволяют определить значение коэффициента К
зонда для различных АМ по известному отношению 4^-, увеличенному на
единицу. Для других значений АМ коэффициент зонда

К^К^АМ,

где	— значение коэффициента зонда при АМ = 1 м.

Зонды для специальных исследований

Кроме стандартных зондов, данные о которых приведены в табл. 22,
при некоторых исследованиях разрезов скважин применяются специальные
зонды.

Д и ф ф о р о и ц и а л ь и ы й з о п д А. И. Заборовского (табл. 22,
№ 11) состоит из двух однополярных заземлений А и А', между которыми
установлены измерительные электроды М и N. Зонд предназначен для рас-
членения пород высокого сопротивления.

Отличительной особенностью м и к р о п о т е и ц и а л -з о и д а
В. И. Дахнова (табл. 22, № 12) является то, что измерительной электрод
М установлен между двумя сближенными однополярными питающими за-
землениями А. Это дает возможность измерять величину потенциала близ
электрода А, числовое значение которого зависит от электрического сопро-
тивления среды, окружающей электрод. Микропотенциал-зонд применяется
для измерения кажущегося сопротивления одновременно с потенциалами
вызванной поляризации пород.

С д в осп п ы й или с и м м е т р и ч п ы й градиепт-зоид (табл. 22,
№ 13) состоит из одного питающего заземления А и двух пар измерительных
электродов ММ' и NN'. Такой зонд даст симметричные кривые Qlt, более
точно отражающие характер изменения истинного сопротивления исследуе-
мых пород чем кривые обычных трехэлектродпых зондов. Сдвоенный гра-
диент-зонд используется для расчленения карбонатных отложений и изуче-
ния их коллекторских свойств.

Ч е т ы р е х э л е к т р о д и ы й градиепт-зоид, (табл. 22,
№ 14) состоит из двух (обычно крайних) питающих заземлений А и В и
двух средних измерительных электродов М и N. Электроды А, В, М и N
расположены симметрично относительно середины зонда — точки О, к ко-
торой относится величина измеряемого сопротивления. Размер зонда опре-
деляется расстоянием от точки О до любого из крайних электродов А и В.
Этот зонд дает симметричные кривые кажущегося сопротивления и приме-
няется при измерениях кажущегося сопротивления зондами большого раз-
мера в схемах с многожильным кабелем.

Для изучения топких пластов при работе с многожильным кабелем
может быть использован также дипольный зонд (табл. 22, № 15),
обладающий достаточно высокой расчленяющей способностью, ио мало
еще изучений.
§ 51.	СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДОВ (ЗАЗЕМЛЕНИЙ) ЗОНДА

Одной из величин, характеризующих зонд, является электрическое
сопротивление его электродов (заземлений). Измерение этого параметра,
как ofj этом указывалось в § 2, дает возможность при определенных условиях
изучать сопротивление среды, окружающей электрод, и н той или иной
степени сказывается па силе тока, проходящего через заземление. Можно
показать, что сопротивление заземления в основном определяется ого разме-
рами, формой и сопротивлением близ расположенной среды и мало зависит
от удельного сопротивления основной массы пород, слагающих часть про-
странства, удаленного от заземлителей.

Справедливость данного положения докажем для заземлений различных
форм и размеров, применяемых в практике.

Сферическое заземление

Допустим, что сферическое иополяризующееся заземление А радиуса
R3’, соединенное с источником питания, эмиссирующпм ток I, установлено
в однородной изотропной проводящей среде с удельным электрическим со-
противлением q. В любой точке Р этой среды, находящейся па расстоянии
Rp от центра заземлителя, потенциал электрического поля

ГТ____(Р

ир-~ 4лПр '

Следовательно, разность потенциалов между заземлением и точкой Р
ли ар =	— jT")

LkJb \ X \ rj	/

и полное сопротивление сферического объема с внешним радиусом Rp
ту	ЛиАр	в / 1	1 \

Pap - j — /1Я (щ R J •

Полагая в последней формуле Rp —> со, получаем выражение для
сопротивления РА контура, состоящего из сферического металлического
заземления радиуса R3 и однородного изотропного бесконечного простран-
ства удельного электрического сопротивления р:

=	(ИЗ)

л 4яК3	'	'

Величина называется теоретическим (расчетным) сопротивлением
сферического заземления или просто сопротивлением сферического заземле-
ния. Из формулы (ИЗ) следует, что сопротивление сферического заземления,
обратно пропорционально его радиусу и пропорционально удельному электри-
ческому сопротивлению окружающих пород.

Сопротивление пространственного проводника, находящегося вне сферы
любого радиуса, определим по формуле

.	(114)

Сопоставляя между собой формулы (ИЗ) и (114), легко прийти к выводу,
что бблыпая часть сопротивления заземления сосредоточена в зоне, пепосред-

1	В дальнейшем обозначение радиуса R = уЪ2 -ф- уг -|- г2 дается прямым шрифтом,
чтобы не спутать его с обозначением электрического сопротивления R (курсив),
ствеппо прилегающей к заземлению. Так, например, радиус сферы Rp,
в объеме которой сосредоточено 90% сопротивления заземления, в случае
однородной безграничной среды находится

из равенства

-1-7..*________ 1 - л о е

/l"\r% HjJ 0,9 4лВ3 ’

из которого следует, что

RP = ЮВа.

Таким образом, у сферического заземления радиуса 2,5 см (радиус,,
близким к радиусу электродов, установленных па кабеле), 90% его сопро-
тивления сосредоточено в сфере диаметром 0,5 м, т. е. в объеме, диаметр
которого не намного превышает диаметр скважины.

Если сферическое заземление радиуса Ra находится в среде удельного
электрического сопротивления @0, которая ограничена сферической поверх-
ностью ор радиуса П р концентрической поверхности заземлителя, и за пре-
делами поверхности gp расположена безграничная среда удельного элек-
трического сопротивления сопротивление заземления

Пр	оо

/’ e°“R । Г _ go ________________________L\ । gn i __

J 4я1{’ ' ./ 4зтН* 4л, ( Ra Rp } п 4л Rp
Ry

(115>

Из формул (113), (114) и (115) следует, что при заземлениях небольшого’
радиуса, обычно применяемых на зондах, изготовленных из отрезков ка-
беля (см. § 92), сопротивление электродов зависит от сопротивления пород,
окружающих скважину, лишь в том случае, если эти породы расположены
вблизи от заземления и их сопротивление значительно превышает сопро-
тивление qq бурового раствора, При исследовании разрезов скважин, сло-
женных породами небольшого и незначительно изменяющегося сопротивле-
ния, зондами с небольшими размерами заземлений их сопротивление, а сле-
довательно, и сила питающего тока и чувствительность регистрирующего
прибора, подключенного К измерительным электродам, сохраняются доста-
точно постоянными. Это дает возможность во многих случаях при записи
диаграмм почти пе корректировать силу тока и величину сопротивления
цепи фоторегистратора, что облегчает и ускоряет регистрацию диаграмм
к ажухцогося сопротивления.

Цилиндрическое заземление

Сопротивление цилиндрического заземления

ЯТЛ =	1п^ = 0,367 1g >	С116)

где Lo, ds и гя — длина, диаметр и радиус заземления1, также пропорцио-
нально сопротивлению р() среды, окружающей заземление, и зависит от его
размеров.

Как и в случае сферического заземления, породы, расположенные на
достаточном расстоянии от цилиндрического заземления, в значительно
меньшей степени влияют на величину сопротивления заземления, чем породы,
находящиеся в непосредственной близости от поверхности заземлителя.

1 Вывод формулы (116) дается ниже (см. § 62).
Так, например, согласно формуле (335)1, сопротивление среды, расположен-
ной за пределами эллипсоида, окружающего заземление и имеющего малую
полуось г,

_ go

“ ’7^4 1U №

= 0,367 1g	(117)

Оз	z

1ГкрП''О12

Рио, 215 Кривые зависимости контактного сопро-'
типлоция rlt единицы поверхности заземления от
частоты тп и температуры I.

а — папнснмость у — f (»п):	1 — медные ваземлепип,

j — 0,07 ма/е.М,*; 2 — то же, j= 0,27 ла/сл12; 3 — ТОМ!,
3 — 8,54 мар-м1; 4—сшшцоиыс З'дясмлепии, i— 8,35 мармЪ;
4 — то mi', i = (ir09 .иа/сшз, со — 1,78 <ui,« (во всех слу-
чаях); б— зависн.мнсть у = /(/), ”= 7,2 гц, еп= 2,5 ом л»;
шифр кривых — плотность топа ; [ла/си2]; в —то же, ио
при СО — 1 ОМ м.

при г > 10гэ значительно
меньше сопротивления RA
заземления, определяемого
формулой (116),

Сопоставляя формулы
(116) и (117) и (113) и (114),
приходим к выводу,что вли-
яние пород, расположогпшх
вдали от цилиндрического
заземления одинакового ра-
диуса со сферическим зазем-
лением (г;> = 7?а) выше, чем
у сферического заземления.
Как следствие этого, в ме-
тодах сопротивления зазем-
ления и регистрации тока
целесообразно использовать
цилиндрические заземления,
радиус исследования кото-
рых больше, чем у сфери-
ческого.

Плоское круг-
лое з а в е м л е и и е

В однородной изотроп-
ной среде удельного электри-
ческого сопротивления р0
сопротивление На' плоского
круглого заземления, изо-
лированного с одной стороны
(такую конструкцию имеют
заземления контактных зон-
дов), удовлетворяет нера-
венству

-гУ-</?лл< fr =	,	(И8)

где d3 и г3 — диаметр и радиус заземления2. Сопротивление плоского за-
земления пропорционально удельному сопротивлению р0 окружающей среды
(пород) и находится в обратной зависимости от его радиуса. Чем больше
площадь изолирующей пластины, на которой закреплено заземление, тем
ближе значение 77дл к верхнему пределу неравенства (118).

1 См § 62.

2 Формула (118) основывается на положениях, изложенных в § 63.
Влияние сред различного удельного электрического сопротивления,
удаленных от заземления на величину его сопротивления, как и в случае
сферического заземления, резко убывает с увеличением этого расстояния.

Формулы (ИЗ), (115), (116) и (118) выведены без учета контактного со-
противления 7?к поверхности заземления, созданного выделяющимися газо-
образными и твердыми продуктами электролиза. Величина этого сопроти-
вления обратно пропорциональна поверхности заземления:

1Г -	,

^3

(119)

где 1'к — контактное сопротивление единицы поверхности заземления,
.зависящее от плотности, частоты и направления (для постоянного) тока,
температуры и сопротивления среды, в которой находится заземление.

Иа рис. 215, а, б и в приведены экспериментальные кривые, определяю-
щие зависимость переходного сопротивления переменному току при раз-
личном частоте, температуре и плотности тока, влияние которых является
доминирующим [97]. Как видно из рис. 215, а, б и в, контактное сопротив-
ление уменьшается с увеличением плотности и частоты тока, а также темпе-
ратуры сроды, в которой находится .заземление.

В реальных условиях исследования скважин величина полного со-
противления заземления слагается из контактного сопротивления RK и со-
противления 7?д среды, прибегающей к заземлению, т. е. теоретического
•(расчетного) сопротивления заземления при отсутствии контактного сопро-
тивления:

1111 = ПХ + R1' .

Этого ие следует забывать при интерпретации материалов методов
сопротивления заземления, регистрации тока и сопротивления экраниро-
ванного заземления.
Г Л Л В А VII

ТЕОРИЯ МЕТОДА КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

§ 52. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РАСПРЕДЕЛЕНИИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Величина кажущегося сопротивления, измеряемого в скважинах, как
это следует из формул (20), (21) и (22), приведенных в § 1 настоящего руко-
водства, пропорциональна потенциалу, разности потенциалов и напряжен-
ности электрического поля, созданного источниками тока в скважине.
Поэтому изучение распределения электрического поля в различных случаях
залегания пород с различными электрическим^: сопротивлоииями является
основной задачей в теории электрометрии скважин методом сопротивления.

В каждой точке изучаемого пространства при отсутствии в ней объемных
и поверхностных зарядов электрическое поле определяется следующей
системой уравнений:

£=_gradtf=_^,

/ = пЕ, или Е — j'q,	(120)

div/ == diva (grad<*7) = grad a grad U — <sAU — 0,

где U иЕ — потенциал и напряженность электрического поля в исследуемой
точке пространства, имеющей удельную электропроводность а и удельное
электрическое сопротивление g; / — плотность тока в этой точке; п — напра-
вление нормали к поверхности равного потенциала.

Первое уравнение системы (120) устанавливает взаимную связь между
потенциалом электрического поля U и его напряженностью £; второе яв-
ляется математическим выражением закона Ома в дифференциальной форме
и третье определяет непрерывность токовых линий, проходящих через
исследуемый элементарный объем (выражает первый закон Кирхгофа в дифг
феревциалгэиой форме).

В частном случае однородной и изотропной среды (а —	~ const/j

последнее уравнение системы (120) преобразуется в дифференциальное
уравнение Лапласа:

div (agrad U) = Ли — 0.	(121)'

Это уравнение в прямоугольной системе координат имеет следующий
вид:

дги , дЧ/ . дги п	.. по.

Ti + Т5 + Ti=°>	122)

дх2 ду2 dzz	'	7

где ж, у и z — координаты точки М, в которой определяется потенциал U
электрического поля.
Последнее уравнение системы (120), а следовательно, и уравнения (121)
и (122) устанавливают непрерывность иотеициала электрического поля в точ-
ках изучаемого пространства, в которых отсутствуют источники тока. Решение
этого уравнения даст возможность определить искомую потенциальную
функцию U как функцию координат исследуемой точки М. При этом функ-
ция U должна удовлетворять также следующим граничным условиям.

1. Вблизи от источника тока А, с которым обычно совмещается начало
координат, потенциальная функция U должна стремиться к выражению
потенциала в однородной и изотропной среде, т. с. при R = (/г2 + р2 +~z2’—> О

и jlL.

I

•> оз вида -ц- .

(123)

2.	В бесконечно удаленных точках (при R —> со)

^К-оо

(124)

3.	В точках, бесконечно близко расположенных к поверхности S
•(рис. 216), ограничивающей любую область щ удельного электрического

сопротивления Qi от окружающего пространства ve
удельного сопротивления о(! и разделенных этой
поверхностью, потенциальные функции Ui (в об-
ласти щ) и Uв (в области we), согласно условию
непрерывности потенциала, должны быть равными
.друг другу, т. е. па поверхности S

(C7i)s = (t/e)s.	(125)

4.	На этой же поверхности £ должно соблю-
даться постоянство нормальной составляющей

Рис. 210. К выводу усло-
вий, определяющих вид
потенциальной функции.

плотности тока:

(126)

Распределение электрического поля точечного источника тока в трехмер-
ном проводящем пространстве изучено для следующих частных случаев:

1)	однородного изотропного пространства (см. рис. 217);

2)	однородного анизотропного пространства (см. рис. 218);

3)	среды, состоящей из плоско-параллельпых слоев различных мощ-
ностей и электрических сопротивлений (см. рис. 220, 221 и 226);

4)	коаксиальных —бесконечно длинных цилиндрических слоев (см.
рис. 231) при расположении источника тока па их оси.

Первый и второй случаи встречаются в природных условиях чрезвы-
чайно редко, при исследовании мощных однородных изотропных или ани-
зотропных отложений, когда сопротивление этих отложений но отличается
от сопротивления бурового раствора, заполняющего скважипу, или когда
диаметр скважины ‘по сравнению с размером зонда столь незначителен, что
пертурбирующим влиянием бурового раствора можно пренебречь.

Третий случай наблюдается при исследованиях пластов различных
мощностей и сопротивлений в сухих скважинах или в тех случаях, когда
измерения qk проводятся с зондами столь большого размера, что влиянием
•бурового раствора и зоны проникновения его в пласт можно пренебречь.

Четвертый случай может иметь место в практике при пересечении
пласта весьма большой мощности скважиной, заполненном буровым раство-
ром, сопротивление которого отличается от сопротивления пород, окружаю-
щих скважину. При этом буровой раствор, проникая в проницаемые породы,,
может образовать зопу (см. рис. 231),.сопротивление которой обычно отли-
чается от сопротивления бурового раствора и исследуемых пород.

Во всех остальных и более сложных случаях залегания горных пород,
характер распределения электрического поля в скважине может быть опре-
делен лишь приближенным расчетом или при помощи лабораторного мо-
делирования задачи, что выполнено в настоящее время для пластов конеч-
ной мощности, конечного и бесконечного сопротивления [114, 116, 120j.

§ 53.	ОДНОРОДНАЯ И ИЗОТРОПНАЯ СРЕДЫ

Решение задачи о распределении электрического поля в однородной

изотропной и безграничной среде в элементарном виде было дано выше?

(см. § 1). Это решение может

Рис. 217. Электрическое поле в
однородной изотропной среде.

1 — линии равного потенциала; 2 —
пинии влыггрическпх сил; з — липли
тока.

также быть получено путем интегрирования
дифференциального уравнения Лапласа
(121).

Для этого воспользуемся сферической
системой координат., начало которой рас-
положим в центре источника тока А
(рис. 217). В однородной среде, вслсдст. яс
сферической симметрии потенциал U любой
точки М, удаленной на расстоянии R от-
начала координат, не должен зависеть от
полярного угла 9 и азимутального угла
При этих условиях уравнение Лапласа
может быть представлено в следующем более,
простом виде:

д Спа 9U \

ЭК ( 5R J

(127)

Интегрируя уравнение (127) дважды по-
R, после первого интегрирования получим

Р2 ди . „ ди,	„ , С

R С ипи Ilf ~ ~Е =‘-'R3 ’

где С — постоянная.

После второго интегрирования будем иметь

((128)

(12'1)

Постоянную D находят из условия равенства потенциала U нулю н бес-
конечно удаленных точках. Полагая в формуле (129) R ~ со и U — 0, по-
лучаем D — 0.

Для определения постоянной С вычислим величину полного тока, от-
даваемого в окружающее пространство заземлением А. Для этого проведем
вокруг точки А сферическую поверхность S произвольного радиуса R.

Так как плотность тока

А =______1_ rZ7,,______1_ С

6 ~	е “rfR'”	£> ' R3

(130)

постоянна в любой точке, расположенной па поверхности сферы, и интег-
ральное значение потока вектора j сквозь поверхность S равняется полной
силе тока I, отдаваемого заземлением А, то, следовательно,

'=.м=-^.р5=--^,

S	8
откуда

С = - 4L.

Подставляя вычисленное значение С в правые части равенств (1,28),.
(129) и (130) и полагая в равенстве (129) О = 0, приходим к следующим фор-
мулам:

"“-4AV	(«1>

Е--&-	.	«32)

/ ~ "/“пГ 	(133)

определяющих характер распределения электрического поля, созданного
точечным источником тока в однородном изотропном пространстве.

Решая равенство (131) относительно R и полагая U — const, получаем
уравнение, определяющее вид эквипотенциальных поверхностей:

R = -Т~7Г — const,
4nU

или в прямоугольной системе координат с началом, расположенными точке Л:

ж24-г/2-|-2а —	= const.	(134)

Из последних формул следует, что поверхности равного потенциала
электрического поля точечного источника тока в однородной и изотропной
среде являются сферами, общий центр которых находится в точке А источ-
ника тока, (рис. 217).

Линии электрических сил 2? и линии тока образуют семейство радиаль-
ных прямых, исходящих из точки А и нормальных к эквипотенциальным
поверхностям. Величина напряженности электрического поля и плотности
тока убхлвает обратно пропорционально квадрату расстояния R от источника
тока до точки, в которой определяется Е и /.

§ 54.	ОДНОРОДНОЕ АНИЗОТРОПНОЕ ПРОСТРАНСТВО

Для изучения электрического поля точечного источника тока в одно-
родном анизотропном (слоистом) безграничном пространстве воспользуемся
прямоугольной системой координат AXYZ. Начало системы расположим
в центре заземления А (рис. 218) и ось Z ориентируем по нормали к пло-
скостям напластования. Обозначим через pt и уп удельные электрические
сопротивления исследуемого анизотропного пространства по напластованию
и в направлении, ему перпендикулярном.

Для определения потенциала U в любой точке исследуемой среды с ко-
ординатами т, у, z напишем значения составляющих jx, /у и fz вектора
плотности тока / по осям координат х, у и z:

Iх	gi	qi	дх ’

Еу	1	ди

et	et	sy

E~______1_	_du_

7г==	en “ Qn' dz 
Так как по условию задачи во всех точках изучаемого однородного и
анизотропного пространства, за исключением начала координат, источники
тока отсутствуют, то в этих точках

div /

Sfx _|_ J.bL _i_ 22 = 1 / ц_ &ги \ । I 1 .22 \ -
дх Sy ’ дя Ql\ дх2 ду2 I \ Qn dz2 I ~

Уравнение (135) легко может быть преобразовано в уравнение Лапласа.
С этой целью введем повью координаты £, т) и £, связанные с х, у и z соотно-
1пе.ш-1 ми:

£ = /(?! ж; j; = Yqi у и £ = J/ gn z,

Рис. 218. Элсктрпчеекоо поло в одно-
родной анизотропной среде,
/—•линии рнппого потенциала; 2 — липин
олнггрнчгеиих сил; 3 — липин тока.

и, произведя в уравнении (135) замену
переменных х, у и z переменными £,
V и приводим его к уравнению Лап-
ласа

S2U S2U d2U п

+ Sy2 -г" др ~и
в система координат £, у и £.

Интегрируя последнее уравнение,
получим формулу, определяющую
потенциал электрического поля в ани-
зотропном однородном безграничном
пространстве:

F^ + ^ + f3

________с_______

|/®2 -р у2 -j- /.W

(136)

где С — постоянная интегрирования; Я = V Qn/Qi — коэффициент анизотро-
пии среды.

Для определения постоянной С предварительно вычислим полную ве-
личину вектора / плотности тока. Определив составляющие /ж, ]у и д век-
тора / по осям координат х, у и z

1  }х ~ е1		22 _ дх	Сх		
			6/	1г {х2 ya -р Л222)а/2 ’	
	• „ 2_ ~	QI	SU		Су	(137)
		ду ~~		'и (х2 yi+X2Z2)al 2 ’	
	1  /Z ""	~Qn	SU		Cz	
		dz	eai‘	'а(®2 -I- !/2 +Ааг2)а/а ’	
находим				С Г х2 +У2 + zS 	  ea,2(x2-t-y2 -I- Aaz2)s/a	
	i = И /2 ч- />	2	у 2 .  ! Г /г -			(138)

Введем сферическую систему координат ARfhp. Начало системы распо-
ложим в центре источника тока А и полярную ось направим вдоль оси Z
системы AXYZ, т. е. перпендикулярно слоистости исследуемого анизотроп-
ного пространства.
При такой ориентации полярной оси

х* 4- у2 = R2 sin2 0,
z2 ----- R2 cos2 О

и, следовательно,
j =-----------------------------------------------------£_____ Г139)

(sin’S-I- A2cos20)*'2	e°^R2[l +(Л2 — l)cosa<9]a/a ‘	'

Опишем вокруг заземления А сферу S произвольного радиуса R. Так
как весь ток /, эмиссируомый электродом А, пересекает сферу, то

Z = J ids = f J /R2 sin OdOd-ip,	(140)

S	0 0

где чр и 0 — соответственно азимутальный и полярный углы сферической
системы координат.

Подставив в правую часть равенства (140) значение / из формулы (139)в
введя новую переменную

t — У* + (А2—l)cos20
cos О

и проинтегрировав ее, получим

Р___ С /*____________sin f)dO dip_ 2пС f* dt 4-лС

~ e“/aJ / [1 + (Л‘ — 1) cosae]’Za — J ~ efu’
о (Г	л

откуда

4л

и, следовательно [см, формулу (136)],

U — _______:	...1Ат.....	(141)

4л^/>К®г + г/а+Яаг2	+(Я2 —l)cos‘e ’	1

где	—среднее удельное электрическое сопротивление ани«

зотропной среды.

Таким образом, в однородной анизотропной среде потенциал U электри-
ческого поля убывает обратно пропорционально расстоянию R от источника
тока, причем коэффициент пропорциональности	для

заданных вначений и 1 зависит от направления (угла 0). вдоль кото-
рого изучается характер изменения потенциала от расстояния R.

Из формулы (141) также следует, что равнопотенциальные поверхности
удовлетворяют условию

х* 4 у2 4' Я2г2 = (const,	(142)

\ -iQm /

т. е. представляют собой эллипсоиды вращения вокруг оси Z (см. рис. 218).
Величины радиальной составляющей ER напряженности электриче-
23 заказ 714.
СКОРО поля и плотности / тока в однородном анизотропном и безграничном
пространстве определяются уравнениями

и

________________________iQm____________

R 5R 4лН8 V1 + (Я«"="1) cos2 9

Ух* + уг + z* =_______________£*__________

4л'(»* + у» + Я*г*),/» 4ttR» [1 +(Я» —1)сОа»в]4/»

(143)

(144)

Таким образом, радиальная составляющая напряженности Е электри-
ческого поля и плотность j тока убывают обратно пропорционально квад-
рату расстояния от источника тока с коэффициентами пропорциональности
-—^1_--------------"(для Е-) и ---------------Ху- (для ]), зависящими

4л /1 + (Я* — 1)cos*0	R/ 4л[1 + (Я*~ l)cos»0],/s	"

от направления (угла 0), вдоль которого изучается характер изменения £
и / от расстояния до источника тока 4.

Линии электрических сил opToronanbFmfK эквипотенциальным поверх-
ностям и образуют в анизотропном пространстве семейство кривых, исхо-
дящих от источника тока А (см. рис. 218).

Линии тока, как это видно из равенств (137), удовлетворяют условию

7х __ 7У /х
жух

' Следовательно, линии тока прямолинейны (см. рис. 218) и не совпадают
с направлением линий электрических сил во всех точках анизотропного
пространства, за исключением точек, расположенных в плоскости XY и по
оси Z.

В любой точке М, находящейся па "расстоянии R = L от электрода А
по оси Z’ фиктивпой скважины (бесконечно малого диаметра), пересекаю-
щей слоистые (анизотропные) породы под углом я/2 — а(л/2 — 6) \ потенциал

__________1от —°2?1	JQmT-_____, ,	- . — •
1=1 4 лR /1 + (Я’ — 1)со8’0 ~ ?4лХ У1 +7Я»'—П)соз» 0 ’

Подставив найденное значение потенциала U в правую часть равенства
(20), получаем формулу, определяющую величину кажущегося сопроти-
вления анизотропной среды, измеренного идеальным потенциал-зондом

q„	—

i -f- (Я* — 1) cos* a

(145)

Для определения кажущегося сопротивления анизотропной среды
идеальным градиепт-зопдом предварительно вычислим напряженность Е
электрического поля в точке М, расположенной на расстоянии R = L от
источника тока:

Е^1~ ви} =_________________I___________

\ 0R 'n-L 4л£*/1+ (Я« —l)cos*a '

Подставив значение Е в правую часть равенства (22) . получим

f	ек = 4тг£-4- = г- •	(146)

е	I /14-(Я* — 1)еоз»в

•	1 а—угол между плоскостью, перпендикулярной оси скважины, и плоскостью

напластования; при вертикальной скважине угол а равен углу падения пород.
При конечных расстояниях между электродами А, М и N формула для
расчета кажущегося сопротивления анизотропной среды будет следующей:

_ 4?lRam^an Ли

При расположении электродов 4, Л/ и Л' на одной прямой

Z17lRAMRAN UM~'r-‘N
^_raiv-ram '

— 4wRAMRAW__________Iет__________/J__________1_\ e_____Вт_______

rajv —ram W/1 + (A’—1) cos20 \ram ran/ У'И(Ла~1) cos2 0 ‘

Из сопоставления формул (145), (146) и (147) следует, что кажущееся
сопротивление однородной анизотропной среды

1)	пе зависит от типа и размера L зонда, с которым определялось
кажущееся сопротивление; 2) пропорционально среднему удельному сопро-
тивлению Qm этой среды и 3) зависит от коэффициента анизотропии 2 и на-
правления (угла а), в котором измерялось рк,

В частных случаях:

1)	при измерении кажущегося сопротивления по перпендикуляру
к напластованию горных пород (а = 0)

Qi\ (а>о0) ~= £?кп —	= Qtt	(148)

2)	при измерении кажущегося сопротивления вдоль напластования
пород (а = л/2)

Q I — QkI — Qrn — Q-nQt — ЯРьп —	(149)

Так как Я >1, то из последних двух формул следует, что кажущееся
сопротивление ркп, измеренное по нормали к напластованию пород, меньше
кажущегося сопротивления рк<, измеренного по напластованию пород.
Несоответствие между характером изменения кажущихся сопротивлений и
характером изменения истинных сопротивлений, для которых
называется парадоксом анизотропии.

Парадокс анизотропии физически объясняется повышением плотности-
тока по напластованию горных пород (в связи с повышенным значением
электропроводности вдоль этого направления) и уменьшением плотности
тока в направлении, перпендикулярном напластованию.

При этом, как легко убедиться,

П

It _ 4дВг __ gn

,/п	, Qt

-fetlW

и, следовательно,

het_______ ,__i /ngn ___5

—7— — Qrt — A — AQun,
lo	lo

что соответствует равенству (149), и так как Л > 1, то

(?к( > Ркп-
На рис. 219 приведены кривые, иллюстрирующие зависимость @к от а
гари Л — const и щ, от Л при а = const.

Формулы (148) и (149) имеют большое зиачешгс для практики.

Но-первых, в связи с тем, что большинство осадочных горных пород
анизотропно и чаще всего (за исключением направленного бурения и бурения
скважин па крутых крыльях) пересекаются скважипами под углами Р (близ-
кими к :т/2) к их напластованию, истинное сопротивление этих пород, опре-
деленное по дашшм кажущихся сопротивлений, будет незначительно отли-
чаться от сопротивления, измеренного перпендикулярно напластованию.
Последнее, согласно формуле (148), численно равно удельному сопротивле-
нию исследуемых пород в направлении напластования. Как следствие этого,

Рис. 219. Зависимость отношении gKlQm от Я и а.

а — от Я при а const (шифр кривых); а — от а при Л = const (шифр кривых).

при изучении удельного сопротивления образцов пород и их зависимостей
от коллекторских свойств и пофтспасыщопия пород наибольшее практиче-
ское значение имеют измерения сопротивления образцов пород, выполнен-
ные по напластованию.

Во-вторых, в достаточно однородных и анизотропных отложениях при
переходе от свода структур, гдо скважины пересекают отложения под пря-
мыми углами (р = я/2), к крыльям структур, где скважины входят в пласт
под углом p<Z^/2, будет наблюдаться уволичопио кажущегося сопротивле-
ния. Это дает возможность в благоприятных условиях устанавливать по-
ложение скважины относительно свода структуры.

§ 55. СРЕДЫ С ПЛОСКО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ
РАЗДЕЛА. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ МЕТОДОМ ЗЕРКАЛЬНЫХ
ИЗОБРАЖЕНИЙ

Формулы, определяющие потенциал электрического поля в средах
с плоско-параллольиыми границами раздела, могут быть получены: а) не-
посредственным интегрированием дифференциального уравнения Лапласа
и б) мотодом зеркальных изображений Томсона [130].

Первый способ более универсален. Он позволяет определять электри-
ческое поло во многих случаях даже при сравнительно сложной структуре
изучаемого пространства. Этим способом мы воспользуемся в дальнейшем,
при изучении электрцчоского поля в многослойных средах. В более простых
случаях двух однородных и изотропных полупространств 1 и 2 (см. рис; 220),
разделенных бесконечной плоскостью, а также при наличии двух плоских
бесконечных границ, разделяющих три порознь однородные и изотропные
среды (см. рис. 226), задачу распределения электрического поля целесо-
образно рошать методом зеркальных изображений, так как этот метод дает
возможность более наглядно уяснить физическую сущность наблюдаемых
явлений.

ОДНА ГРАНИЦА РАЗДЕЛА

При одной бесконечной плоской границе, разделяющей два порознь
однородных и изотропных полупространства, заполненных средами удельных
сопротивлений рх и (рис. 220), потенциал электрического поля в каждой
среде можно определить методом зеркальных изображений, исходя из сле-
дующих положений.

Условия непрерывности электрического поля и граничные условия 1—4
(§ 52) будут выполнены, если предположить следующее.

Рис. 220. Схемы зеркальных изображений источника тока при
наличии одной плоской поверхности раздела сред.

1)	13 среде I, в которой находится источник тока, потенциал электри-
ческого поля будет таким, как в случае однородного безграничного про-
странства, заполненного средой с сопротивлением, равным сопротивлению
полупространства, в котором находится источник тока, при условии, что,
кроме этого источника тока, в точке, являющейся зеркальным изображе-
нием точки А в плоскости Р раздела сред, находится второй фиктивный
источник тока А', отдающий некоторый ток I'.

2)	В среде 2, в которой источник тока А отсутствует, потенциал электри-
ческого поля будет таким, как будто все исследуемое пространство безгра-
нично и заполнено этой средой, но источник тока А при этом отдает фик-
тивный электрический ток I"

Обозначая через R и R' расстояния от источников тока А и А' до точек
Mt п М2, в которых определяется потенциал электрического поля, получим:

для среды 1 (точка Мг)

и 1 4л ( R R' /

(150)

для среды 2 (точка Ms)

* Верхний индекс у символа U обозначает среду, в которой находится питающий
заземлитель, и нижний — сроду, где расположен измерительный электрод. Эта система
обозначений сохраняется и далее.
Для определения фиктивных токов Г и I" воспользуемся пограничными
условиями (125) и (126). С этой целью положим в формулах (150) и (151)
В = R' и, приравняв их правые части друг другу, напишем

Q^I + Г) =
%

(152)

Далее возьмем производные по нормали от равенств (150) и (151) и, разделив соответственно первую на & и вторую на р2 получим							
	. 1  61 ’	1  дп	bn	а — R	rfR dn	a I’	1  . . R' rfR' 1 rfR' dn _	==	
			1  4л	/ I  "(R2 	rfR  dn '	Г rfR' \  R'2 rf« j		(153)
И	1  6а	_ 1  дп	4л	г  Э R- ан	rfR dn	= _ Г <ZR  ~ 4л R2 dn	*	(154)

Так как для точек, расположенных па границе раздела R = R' и
то. приравняв правые части равенств (153) и (154) друг другу,
получим выражение

I — Г = I".

(155)

Решая совместно уравнения (152) и (155) относительно.'/' и I", нахо-
дим следующие формулы:

/' =

pt _ /1

/ = (1— /с12) I.

61 "На v 17

Коэффициент Zcu = g2 , -1 как бы определяет часть тока /, отражен-
+ @2

ного поверхностью раздела в среду I, а коэффициент 1 —7с1а =	—

часть тока, пропущенного этой поверхностью. Поэтому в дальнейшем коэф-
фициент /с12 будет условно называться коэффициентом отражения, а коэф-
фициент 1 — /г12 условно — коэффициентом пропускания тока границей
раздела сред 1 и 2. В частности, если g2 = оэ, /с12 = 1 и 1 —/с]а = 0.
В этом случае весь ток будет отражаться границей раздела (средой 2), в среде 2
токовое поле будет отсутствовать и в среде 1 в точках, достаточно удален-
ных от источника тока, плотность тока будет в два раза больше, чем в слу-
чае однородного изотропного пространства. При идеально проводящей среде
2 (р2 — 0) /с12 — — 1 и 1 — kl2 = 2. В этом случае токовые линии не только

будут отражаться границей раздела, а, наоборот, будут полностью втяги-
ваться средой 2. При этом весь ток, вместо того чтобы растекаться от источ-
ника тока в телесном угле, равном 4л, будет протекать в среду 2 и распро-
страняться в ней в телесном угле, равном 2п, что будет эквивалентным от-
даче источником А фиктивного тока удвоенной силы.
Подставляя найденные значения Г и I" в формулы (150) и (151), получим
искомые значения потенциала:
в среде 1

тг(1) _ 61/ / 1 ।	\  (?i£ / 1 । 6»— 6l 1 \

1	4л R "l” IV j	4л R gi-l-ga ’ R' ) ’

в среде 2

тт(1~>___ 6*1 /л т. \ 1 ________ 2g’gi I

1	ls) R _4л(^4-е2)''Т-

Для дальнейших исследований введем прямоугольную систему коор-
динат ЛХУZ. Начало этой системы поместим в центре источника тока А
(см. рис. 220) и ось Z ориентируем перпендикулярно плоскости раздела
сред.

Потенциал электрического поля в точках, находящихся на расстоянии L
от источника тока на оси Z' воображаемой скважины бескопечно малого
диаметра, проведенной под углом а к оси Z (при вертикальной скважине
угол а равен углу падения плоскости раздела сред), определится следующими
выражениями:

а)	в среде I1

]j(l) _. ГД_____I_____________^12__________1 __

1	1 4л [ L -Г /£2sin2a -(-(aZiTZcosa)8.] ~

— Г JL л________________.	/л 5g\

4л [£	/Z,2 * * * *-|-4(»1'TZ.)zl'cos2a J’	'	'

б)	в среде 2

,	(157)

4л (qi g2) L	'

где zi и z/ —соответственно расстояния от источника тока до поверхности
раздола сред по осям координат Z и Z'.

При расположении заземления А в среде 2 и электрода М в средах 1 и 2
потенциал U определяется соответственно следующими формулами;

нг) _ (1 —_ 2gigaz _ г и).,

2	4nZ.	4л (gx -|- ga) L $ ’’

и%\ =

Aai

(158)

(159)

-р	Cos2 a J

г«е =-a-

Беря производные от равенств (156), (157), (158) и (159) по L, находим
значения напряженности электрического поля в точках, находящихся
на оси Z':

— ^iLf1

----8L ~ 4л

fem (PTS?/cos2 а) )
[Л2 -1-4 (zj'TZ.) «1' cos2 a]’^2J ’
Л

pH) _	_ (i-*»)eaz________2gieaz

dL ~ 4nL* ~ 4л(е14-е2)Л2 ’

1 В формуле (156; и в последующих два знака Т или ± даны для различных случаев

расположения электрода М (электродов М и N у градиент-зонда) относительно заземле-

ния А Верхний знак —• в формуле (156) относится к случаю, когда электрод М нахо-

дится выше заземления А, а нижиий злак <-]-» в формуле (156) — к случаю, когда элек-

трод М. расположен ниже эаземления А, В формулах (156) и (157), как и в последующих,

индексы у L, указанные на рис. 220 и 228, сняты для сокращения письма.
Ы2) _ _ gy(l2) _ (1 — *31) giZ____________________2ei6aZ

1 ~~ dL ~	~ 4л (щ + еа) # ’

EV = -

_ Ы / 1
dL " 4л (хз

*81 (X±2zx' cos3 а) )
[Лз -|-4(zi'iZj) z1zcos2 g] ^2I

На рис. 221 приведена картина потенциального и токового поля близ
поверхности раздела двух сред при q2 >	(а) и при р2<р1 (б).

Как видно из рис. 221, близ границы раздела равиопотенциальиые по-
верхности втягиваются покрывающей средой высокого сопротивления (см.
рис. 221, а) и сжимаются средой низкого сопротивления (см. рис. 221, б). То-
ковые линии и линии электрических сил, наоборот, отклоняются средой
высокого сопротивления и втягиваются средой низкого сопротивления.

Рис. 221. Схема электрического поля у поверхности раз-
дела двух сред.

1 — линии тока; 2 — линии равного потенциала.

В среде, в которой отсутствует источник тока, равнопотенциальные
поверхности являются сферами с центром в точке Л; линии тока и электри-
ческих сил радиальпы, что находится в соответствии с формулой (157).

Для определения кажущегося сопротивления подставим значения
uV, ul, uV и eV, eV, eV, и eV в формулы (20) и (22), выражая при
этом расстояние и/ в размерах L зонда и обозначая отношение -2-через С.
Ниже приведены значения рв, полученные при замерах с потенциал- и. гра-
диепт-зондами.

Потенциал«зонд

Заземления А и М находятся в среде 1:
U<X> Г	.

РкД ~	—г— — 14"	...13	-1	р].	[(160)

1 L K14-4(CTl)Ccos»a J 1	'

Заземление А находится в среде 1ииаэлектрод М— в среде 2:

Г/^ $

. ^>2==4^4- = (1-Л:12)й=-^-.	(161)

*	iex-f-ea

Заземление А установлено в среде 2 и электрод М<—в среде 1:
= (1 -	= 7^-.	1(162)

*	yi “у* К 2
Заземления А и М находятся в среде 2:

=

]/14-4(C±l)C.cesJa

(163)

Градиент-з о н д

Заземления А, М и N находятся в среде 2:

= }П------cosa"). К	(164)

1 I [1(С =F 1) £ cos2a]B/2 /6/1	v f

Заземление А находится	в	среде	1, электроды М и	2V — в	среде 2:

g<n = 4я£а	= (1	_ Aii)g2 = 2^.	(165>

Заземление А находится	в	среде	2, электроды М и	W— в	среде 1:

= (1 - Л21) 61 =	(166)

*	е!Тс2

Заземления А, М и N находятся в среде 2:

2 Е<!Р (

Prt, ^2 ===	— =: < 1 -|-

^21 (1± 2; cos» а) )

[1+4 (С ±1) С cos3а)’/» 1&а'

(167)

В частном случае, когда ось Z' пересекает перпендикулярно границу
раздела сред (а = 0, cos а = 1), кажущееся сопротивление будет выражаться,
следующими формулами. Электроды зонда находятся в среде 7:

а)	для потенциал-зонда

й'Л = (1 + т?¥г)еь	068)

б)	для градиент-зопда

(О L -р.1	*t3

&,1 = Р + (2СТ1)3

(169).

Электроды зопда находятся в среде 2:
а) для потенциал-зонда

б) для градиент-зонда

(2)

git, 2 =

_Asi_\0 .
2£± 1

(2) Гл t
(?к, 2 — 1 i

'itsi

(2£ ± I)3

(170)

(171)

Если электрод А находится в среде 1, а электрод М (MN) «ев среде 2
или наоборот, то как для потенциал-, так и градиент-зонда

_(1) _ 2.6^ __ Д2)
0К> 2 “ щ+е2 ~ 0К’1
Из формул (161), (162), (165), (166), и (172) следует, что в тех случаях,
когда питающий и измерительные электроды находятся в разных средах,
замеренное кажущееся сопротивление

2

2ei6a	61	2|“2,1 „

0К~~ 61-На	01~~ 1+^2 1 Р1’

1	—1—-—

61

«где Уъ,1 — не зависит от размера и типа зонда, а также угла
р = ------а, под которым зонд пересекает границу раздела*

Когда ось Z' проходит параллельно границе раздела, то при измерении
кажущегося сопротивления потенциал-зондом, расположенным в среде 1,

Qk — 1 +

~| р

(2Z1)» J 1

(173)

>и в тех же условиях при измерениях рк градиент-зонд ом

Гл I ЛЧй-Е/2 1	/ЛГ7/\

Qh ®» 1	(174)

Из всех приведенных выше формул следует, что величина кажущегося
сопротивления пропорциональна удельному сопротивлению среды, в кото~
рой находятся измерительные электроды зонда. При этом, как легко убедиться
из сопоставления правых частей приведенных выше формул с правыми
частями формул (105) и (109), коэффициент пропорциональности равен отно-
шению действительного значения плотности j тока к его величине /0 в одно-
родной среде. Это отношение не зависит от силы I тока, эмиссируемого ис-
точником. Когда питающий и измерительный электроды зонда находятся
в разных средах, величина кажущегося сопротивления [см. формулы (160),
(163), (164), (167), (168), (169), (170) и (171), а также формулы (173) и (174)]
зависит не от абсолютного значения расстояния z, до поверхности раздела
-сред [zx в формулах (173) и (174)1 и размера L зонда, а от их соотношения
Zj /L.

На рис. 222, 223, 224 и 225 приведены кривые кажущегося сопротивле*
•ния, рассчитанные по приведенным выше формулам. Из этих кривых сле-
дует, что по мере приближения потенциал-зонда и последовательного гра-
диепт-зонда к среде высокого сопротивления (рис. 222, а и 223, а, зонд
.движется снизу вверх) кажущееся сопротивление постепенно возрастает.
В момент пересечения границы раздела заземлением A	[фор-

мулы (162) и (166)1.

" Далее, до пересечения поверхности раздела приемными электродами М
'(потенциал-зонд) или электродами М и N (градиент-зонд), кажущееся со-
противление остается постоянным (равным	. После пересечения по-

верхности раздела электродом М и при дальнейшем продвижении потенциал-
зонда на кривой рн наблюдается плавное увеличение кажущегося сопро-
тивления (см. рис. 222, а), причем кажущееся сопротивление асимптотически
приближается к сопротивлению покрывающей среды. На кривой кажущегося
сопротивления, зарегистрированной последовательным градиент-зондом
(рис. 223, а), при пересечении поверхности раздела электродами М и N,
отмечается скачок кажущегося сопротивления с последующим постепенным
снижением его до величины, равной истинному удельному сопротивлению
покрывающей среды. Кривая рк для обращенного градиепт-зопда имеет
иную конфигурацию (рис. 224, а). По мере приближения обращенного гра-
диепт-зонда к поверхности раздела кажущееся сопротивлеиио понижается.
Затем, при пересечении границы раздела электродами М и N, кажущееся
сопротивление увеличивается до величины, определяемой формулой (172),
и до пересечения границы раздела заземлением А остается постоянным;

Рис 222. Теоретические Кривые кажущегося сопротивле-
ния для случаи пересечения потенцмал-зондом (MN —>
—> ос) границы двух сред.

а — 01 < 02; б — «1 > с2. Пунктиром даны графики удельного
сопротивления сред.

длина участка с постоянным значением равна размеру зонда L — АО (МО).
После перехода заземления А в покрывающую среду кажущееся сопроти-
вление плавно возрастает и асимптотически достигает истинного сопроти-
вления q2 этой среды. При переходе зондов из среды высокого сопротивления
кривые имеют вид, изображенный на рис. 222, б, 223, б и 224, б. Характер-
ные участки кривых рк (точки максимума, минимума и положение площа-
док равных сопротивлении) дают возможность определить местонахождение
границы раздела сред. Подробно это излагается в курсе интерпретации ре-
зультатов геофизических исследований скважин [6, 71.
Уменьшение величины угла /3	--а, под которым ось Z' пересекает

поверхность раздела, приводит к сглаживанию кривых кажущегося сопро-
тивления, тем большему, чем меньше /3 или больше угол а (рис. 225).

Решение задачи о распределении электрического поля в случае одной
плоской поверхности раздела методом непосредственного интегрирования
дифференциального уравнения Лапласа в виде примера будет изложено
в следующем параграфе.

Рис. 223. Теоретические кривые кажущегося сопротивления для слу-
чая пересечения последовательным градиевт-зовдом (MN —► 0) границы
двух сред.

а — 01 < 02 <С2 = 1 ом .ч); б — ог’< 01 (01 = 1 ом м). Пунктиром даны гра-
фики удельных сопротивлений сред.

ДВЕ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА

Задача сводится к определению потенциальных функций в трех порознь
однородных и изотропных средах 1, 2 и 3 с сопротивлениями р2 и р8г
отделенных друг от друга двумя плоско-параллельными поверхностями раз-
дела Р и Q. Для решения задачи воспользуемся цилиндрической системой
координат, начало которой расположим в центре источника тока — точке
А (рис. 226). Ось Z системы ориентируем перпендикулярно плоскостям Р
и Q. Допустим, что ось Z' воображаемой скважины бесконечно малого диа-
метра пересекает плоскости раздела сред под углом встречи пласта Р =
=-^—а. При вертикальной скважине угол а соответствует углу падения
плоскости раздела сред. Вдоль оси Z' передвигаются питающее заземление А
и измерительные электроды М и N. Предположим также, что мощности сред
1 и 3 бесконечно велики и среда 2 (пласт) имеет ограниченную мощность h.

Если источник тока А отдает в окружающее пространство ток силой I
и находится в среде 1 на оси воображаемой скважины (рис. 226, а) на рас-
Риск 224. Теоретические кривые, кажущегося сопротивления для случая пересечения
обращенным градиепт-зондом (M/V —► 0) границы двух сред.

“— ез > Bi (ei = 1 омм); б — 81 > ез (ез =" 1 ом м). Пунктиром даны графики удельных сопро-
тивлений сред»

стоянии zi от подошвы Р пласта, то для соблюдения пограничных условий
на плоскости Р необходимо, чтобы в среде 2 на оси Z в точке с координатой
2zx — 2zjC0S а был бы расположен фиктивный источник тока силой
Источник тока А\2^ создаст в среде 1 дополнительный потенциал

гН2) _

4л ]/ £2 sliAi + (2z/ —i)2 cos1 a ’

где L — расстояние между источником тока А и точкой М, в которой опре-
деляется потенциал электрического поля.
Pro. 225. Кривые кажущегося сопротивления при пересечении потенциал- и градиент-зоадами наклонно залегающих пла-
стов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
,	г.	тока тгпи наличии пвУХ плоско-параллельных поверхностей раздела сред.

Pjjp. 226. Схемы зеркальдых изображении источника тока при наличии дв>	г

ТЕОРИЯ МЕТОДА КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ	367
При введении фиктивного источника тока А\2) пограничные условия на
границе Р будут соблюдены полностью, причем электрическое поле в среде
2 будет таким, как будто все изучаемое пространство однородно и изо-
тропно и заполнено этой средой, но источник тока, находящийся в точке А,
отдает в окружающее пространство фиктивный ток 1(1—/с12).

Для соблюдения граничных условий на границе Q необходимо наличие
в среде 3 фиктивного источника А отдающего ток

I(l-k12)kzs,

где

1,		 бз 61

Этот источник тока должен быть расположен на оси Z в точке 4)3) с ко-
ординатой г — 2 (h ф- z/cosa), т. е. на расстоянии от границы Q, равном
расстоянию до этой границы от источника тока 4.

Наличие источника тока 4(|3) нарушит граничные условия на поверхности
раздела Р. Для соблюдения этих условий в среде 1 потребуется новый фик-
тивный источник тока 4)0 силой I (1—/ci2) kzikzs, где

k — 61 — 61 __ К
-----------------------------13'

Этот источник должен быть расположен на оси Z в точке с координатой
g » •—«2/г.

Присутствие фиктивного источника тока Л^парушит пограничные
условия на границе Q и для их выполнения потребует наличия в среде 3
нового фиктивного источника А23\ отдающего ток силой I (1—kia)keakt]kt3
и находящегося на оси Z в точке с координатой z = 2 (2/г ф- zj — 2(2/г ф-
-}-Zt cosa). Продолжая подобные рассуждения, далее приходим к сле-
дующему выводу: для соблюдения пограничных условий на грани-
цах Р и Q требуется наличие двух серий фиктивных источников тока,
расположенных по оси Z в средах 1 и 3. В среде 1 каждый из этих
источников тока (га = 1, 2, 3 . . . ) находится в точке с коорди-
натой Zn} — — 2га/г и отдает в окружающее пространство фиктивный

т( 1 )
ТОК /п

run лп\ равный I (1 — ка) (/сзх/сгз)’1. В среде 3 фиктивные источ-
ники тока Ап'1 (га = 1, 2, 3. . . ) располагаются в точках с координатами

ZnS> = 2 (га/г ф- Zjcos а)

и эмиссируют токи

д8) = I (1 - /С12)/С33(/С21/С33)П~\

Электрическое поле в среде 1 будет таким, как будто все исследуемое
пространство однородно и безгранично и заполнено средой с сопротивле-
нием щ, нов нем, кроме действительного источника тока А, расположенного
в начале координат (z = 0), иа осн Z находятся:

а)	в точке с крординатой z2 = 2zx — 2zj cos а фиктивный источник
тока эмиссирующий ток силой TTcis, и

б)	в точках с координатами z„3) = 2 (га/г ф. хх) = 2 (га/г ф- z’ cosa)
фиктивные источники Лп8\ отдающие токи 1п \ соответственно умноженные
на коэффициент пропускания тока из среды 2 в среду .1 границей Р, т. е.
на 1 — kti = 1 ф- /ci2.
При определении потенциала в среде 1 фиктивные источники токаря0,
находящиеся в этой среде, по должны учитываться, так как при их учете по-
тенциальная функция будет обращаться в бесконечность в точках расположе-
ния этих источников, т. о. в точках, имеющих координаты z^ = — 2nh, что
противоречит физическим условиям задачи.

Таким образом, потенциал электрического поля в точке М, лежащей
на осп z' в среде 1 па расстоянии L от заземления А, будет иметь следующий
вид:

71®" ОО

V	п-г 01/ г 1	,	*i,

А^М	/ит (	]/£3sin2 а (2%! эрL)* cosa а '

П»1

П«О°

+ (1 - A'f2) /с23 V ...........-	----------------

|/1Л sin2 а -ф- [2nh -ф- (2z/ cos а]’ *

(175)

где AM, А^М и А^М — расстояния от точки М до действительного
(в среде 1) и фиктивных источников тока (в средах 2 и 8).

В среде 2 потенциал электрического поля будет таким, как будто все
исследуемое пространство однородно, безгранично и заполнено этой сре-
дой (с сопротивлением нов нем, кроме действительного источника тока А,
отдающего фиктивный ток I (1 — /сха), находятся серии фиктивных источни-
ков тока А^1) и Л п \ соответственно расположенных в средах 1 и 3 и эмисси-
рующих указанные выше токи. При этих условиях в среде 2 потенциал элек-
трического поля

п«®»оо

Ы __/с \ fV _______________---------------------L.

4л v 1 ; l^J0[Z»sin‘a-|-(2n/i-|-£cosa)2]lz«

А™М

п»*оо

П"®1

(&а17сап)П 1

/Z>ssin2а	(2zi' — /) cos a)2

(176)*

и среде я потенциал электрического поля будет таким, как и в случае
однородного изотропного безграничного пространства с сопротивлением д3,
в котором, кроме действительного источника А, отдающего ток I (1 — /сп)х
X (1*—• Ааз), находится серия фиктивных источников А„) ** с токами /п\ рав-
ными I (1 — /с12) (1 — /с28) (к^к^)”, где 1 — /саз — коэффициент пропускания
тока границей Q.

* Основному источнику тока А приписан индекс п = 0.

** При определении потенциала в среде 3 фиктивные источники тока А, рас-
положенные в этой среде, не должны учитываться, так как в таком случае потен-
циальная функция обращалась бы в бесконечность в точках с координатами 2^ =
==t2a/i 4"2ziz cos а, что противоречит физическим условиям задачи.

24 Заказ 714.
При этом потенциал электрического поля

П—ОО

№ =	(1 -7с12) (1 -?„) У =

п«»0 лп 1Vi

п«»со

(1 -м (1 -&„) у	.

4л v 1М 1 А*( posin’a-|_(2«A-|-Z cos а)2

(177)*

Беря с обратным знаком производные по L от равенств (175), (176) и
(177), получаем выражения для составляющих по оси Zt напряженностей
электрического поля Е^ йЕ[1)в точках М, расположенных на этой
оси в средах 1,2иЗ, когда действительный источник тока А находится
в среде 2:

4° = —

au\l) Qil / 1 к___________________L Щ 2г/ cos2 а__________

QL 4л \ Л3 + C12[Z3SinJa + (2z/H:i)2cosJ<x]3/2

n=oo

+ (1 — Arfa) кгя

n=l

(^21^зз)п 1 {Z^F [2n/t-|-2z/cos a] cos a)
{Za sin2 a -|- [2nh (2z1'4: L) cos a]3}

(178)

4° =

__ dU^l) — (l — к \( У (/cal/u8a)w (Z-|-2zt/x cos a) ,
SL 4л iaJ \	[£2 Bin’a-j-^+Zcosa)2]’/’

n—oo

S(^2t*a8)n—1 [Z — (2n/i -|- 2z/ cos a) cos a)
{Z3 sin2 a + [2лЛ + (2z/ — Z) cos a]3 )s/2



dutf'1
~dL~

n<=>(X)

g»Z H __J. \ /4 z. \ V (W28)n(Z-|-2n/t cos a)

4л	23	[Z2 sin’a(2лЛ-|-Z cos a)2]’^2

(179)

(180)

Если источник тока А расположить в среде 2 на расстоянии zx от поверх-
ности Р (см. рис. 226,6), то для соблюдения пограничных условий на поверх-
ности Р необходимо, чтобы в среде 1 в точке с координатой — 2z/ cos a
находился фиктивный источник тока А^15 силы 1^ = ,//c2i. Для соблюдения
пограничных условий на поверхности Q потребуется наличие в среде 3 иа-
оси Z другого фиктивного источника тока А[3), расположенного в точке
с координатой z = 2 (h — гг) = 2 (h — zj cos а) и отдающего ток =
= 1кга. Наличие фиктивных источников тока А?5 и А ^потребует для соблю-
дения пограничных условий на поверхностях раздела Р и Q новых фиктивных
источников тока: одного в среде 3 в точке А^5 с координатой z = 2/г, отдаю-
щего ток силой = 7/тЛаз, и другого А^Р с током 7^Р=77с21/с2з в среде 1
в точке с координатой z = — 2h. Продолжая так, далее получим серию фик-
тивных источников тока, находящихся:

• Основному источнику тока- А приписан индекс п = 0.
а)	в среде 1 в точках с координатами z = —2[(r — 1) h -}- zj =
— —2 [(r—1)/гzicosa], отдающих токи силой Ika. (каказ)п~1, где
п = 1, 2, 3. . . (источники тока А^);

б)	в среде 1 в точках с координатами z = —2nh, отдающих токи силой
I (ка.кгз)п (источник тока А^);

в)	в среде 3 в точках с координатами z — 2 (nh — zx) = 2 (nh —
— Zj cos а), отдающих токи силой Z/саз (/сат/сгз)"-1 (источники тока А^3));

г)	в среде 3 в точках с координатами z = 2nh, отдающих токи силой
I (Аах/саз)" (источники тока А&).

Электрическое поле в среде 1 будет создано основным источником тока,
ЭМИССИруЮЩИМ фиктивный ТОК I (1 — 7С21), и сериями фиктивных источников
тока, находящихся в среде 3, токи которых должны быть умножены на коэф-
фициент пропускания тока границей Р. Таким образом, в точке М, находя-
щейся в среде 1 па расстоянии от источника тока А, значение потенциала,

= 4?^ (1 - л-а1) [X + V +

4л \ [АМ Li щз)»,

floral 'Lrl

п—т	.	п=са

+ ki3 ущП- = (1 -м (у

,	/т	I " lA/Asin2 a 4-(2zi/i-I-L cos а)2

n—1	п ли	n=o '	1 \ I	!

?г«ясо

I	_______________________________|.

23 ni s’n* u ~H	—(22/— У cos a]2/

Электрическое поле в среде 2 создается основным источником тока А
и фиктивными источниками тока, находящимися в средах 1 и 3. В точке Мг
(см. рис. 226,6) потенциал этого поля

,п

п—со

4f)^

4л

П—СО	« 4

V

LL j (3) м
п-1 лп м

Пи»СО

.п '

П—1 /И

nti А^'м

_ Qj j 1

4% ( L

П~<Х)

(fcalfa»)'

У JA sin2a Щ [2 (п — 1) h	(Sz/TZ) сов «]2

п»оэ

+ *23

(/C21^2s)n

У7>sin2a 4-[2пЛ.—(2s/±X) cos a]2

п=оо

Пия!

___________(fc2ife28)"_________

]/i2 sin2 a -{-[2nh± L cos a]2

i УL2 sin2 а	[2n/i^Z cos a]2
п«со

+ y (М23Г-1 (-7-.................- ---Ь

in \ L	v	1/г>85п’а-|_[2(л — -1)/г.-4-(2Z1'=F L) cosa]*

1______________^2a_______________I_____________^31 ^fgs_____i_

/X8 sin2 a -]- [2nh—:h L)cos aP	VL2 sin2 a + [2n.li + L cos a]a

+ —U .	(182)

|/1? sin8 a-|- [2n/i=FZ cosa]8)/

В среде 3 электрическое поле будет создано основным источником тока,
посылающим в окружающее пространство фиктивный ток силы I (1 — /сан),
и серией фиктивных источников тока, находящихся в среде 1 и отдающих
указанные выше фиктивные токи, умноженные на коэффициент (1 — /саз)
пропускания тохса границей Q. В точке М, расположенной на оси Z' иа рас-
стоянии L от источника тока, потенциал этого поля

TV—OO	ПевСО

J	(^8l^2s)n_ ^3^ Л] ______ /f \	(^Д1^2а)	_________ 1

И	' 28 'iJZo УХ2 sin2 a(2nft-|-Z cos а)а

П*-00	.

, к V________________________________________________ и

21Х-1 yi2 sin2 a + [2 (я — 1) /i+(2z1'4-L)cosa]2J

Напряженность электрического поля по оси Z' в средах 1, 2 и 3 соот-
ветственно будут равны:

_ (/f3ifra8)ft (ft-(-2nft cos a)
[L2 si 112 a -|_ (2nh -|- L cos а)2У 2

. VI (^2;/г2э)п 1 [L-\-(2nh — 2z/COS a) COS a] \ .

23	[L1 sin8 a -{- [2nft—(2z/— L) cos a]2}2/2 j

= -ST У + "S’ <W‘ x

Hao 1

/ feai{£T[2(ra—1) ft + 2zi? cos a) cos a}______

X \{L2 sin2 a + [2 (л — 1) ft +	cosa]8)”/8 +

_______ft33 [Zij: (2raft—2zt' cos ti) cos a]_

{Л2 sin2 a -j- [2nh — (2zi ±Z) cos a]2}'/s

_____kgАа У ± 2raft cos a) ।____________(4=F2nftcosa)__________\]
[I?sin2a(2«ft±Zcosa)2f/8 (£2sin2a + (2«ft=FДсоз a)2]2??)]

I _ _ dU^ _ 3^ /4 _ Д. ) / У	(Zi +2raft, cos a)

23	l-^2 32112 a + (2«ft +-£ cos а)аУ8

n—co

— ^12

n—i

(Zc2ifea3)ft 1 {Z -{- [2 (я — 1) ft + 2z,' cos a] cos a)
{I?sin2 a [2 (n — 1) ft + (2z/ +-L) cosa]2}s/a
Если электрод А находится в среде 5, а электрод М — последовательно
в средах I, 2 и 3, то зависимости, определяющие величину потенциала и
составляющей напряженности электрического поля по оси Z' в точке М,
находящейся па этой оси, будут иметь следующий вид (рис. 226, в).

Точка М находится в среде 1:

п***со

= -j— (1	/с12) (1	/с23) ^•1

Пиа О

(^21^2з)П

п«=оо

= &L (1 + k Л (1 + /с ) у _________;	(187)

v w' “8/ A*I l/7?gin!a+(2n/i4-rcosa)2	‘

п«0 '	1

п—оо

_61[ I /. \ /4 _!_ /<• \ V (/e2iA-23)n(^ + 2nfecosa)

47 (1 + " и) (1 + Ы [7? sin2 a + (2nA + L cos a)2!8'2 ‘

n«=0

(188)

Точка М находится в среде 2:

ПваОО	ЛваСО

(/са1^28)п

4Г)м

п«-оо
e*L (1 _1_ к \ { У .............--------------

' ''п^	3*И2 a	003

П™ОЭ	.

у_______	(Мзз)"^________________1 .	(189)

Л-J y zXsin2« +’[2 (« — 1) ll+ (2zi? cos al2) ’

I

р(3) SA н , I, ,/у (fc21/ra3)"(A+2/mcosa)

n«0

n«»oo

(^si^2B)n~1 {Ь — [2 (zi — 1) h + 2zi' cos a] cos a}\
sin2 a + 12 (л - 1) h + (2Z1' —I) cos a)2}	)

(190)

Точка M находится в среде 3:

Сз 7_ Г i_________

[ЛМ 2^}м

П—ОО

(1 — /1'23)^12



g3Z ( 1______________________^23

4« ( Z )/Т2 sin2 a [(2ziz±Z.) cos а—Др

/л z„2 \ i, Ч'	('1’г1'саа/	____________I j

 ( — Сая) г12 у2з sin2 a + [2 (лУУТ+727!' ±Z) cos a]2 I ’
7l»=l Г

„(3) _ _£з£ /_1_____^23 [Zz + (2z/ cosa-Д) cos a) _

*3 — 4л (^L2	{Z2 sin2 a + |(2з/±£) cos a — /г]2)s/2

H Z2W	<b,A,a}n~i {L±\2 (a-l)/z + 2Z/cosalcosaH

(1 ~ “23) /С12	TLasi^a + Pt/l-yft + taV ±£) COS al2),/2 /

n«l

(191)
Подставляя зпачопия U и Е л равенства (20) и (22) и выражая при этом
расстояние zi и мощность h пласта в размерах L зонда, получим формулы,
определяющие зависимость кажущегося сопротивления для идеальных
потенциал- и градиент-зоггдов от истинных сопротивлений изучаемых сред
о г и дз, их соотношений /йа и /егз и соотношений % =-%- и С =-^ между
1 J	1-1

мощностью h пласта, расстоянием z< и размером L зонда.

Потепциал-зопд

Электрод Л находится в среде 7:

= (1 + +
( У siiisa-b(2C р I)2 cos2 а

п~оо	.

___________„

" /sin2 а + 12п%Н- (2f Т1)cos a]2 J
П= I

п~со

[ у (*2Л3/_	,

in g У si№	(2/iZ-|-cos а)2

(^а1/с2з)п_J_________

/ sin2 ц4-[2лХ4-(2£—1) cosa]2,

n—ОО

= e3 (1 - *12) (1 - /c28) 2

7i 0 ' sin3 a + (2nX+ cos a)

Электрод /1 находится в среде 2:

n=oo

= (1 - /f91) f V	+

l^0/ sin2 a-|- (2nZ-|-cos a)2

n=oo

i У ______________________________________1 -

38	/sin2« + ]2HZ—(2£ —1) cosa]2) У1’

Пи»СО
„(2) /л I V iK 1. \«-l (___________________-______-22_________________|

Pit 2 — U -I- Vf2i«S3j l/sin2a-|-[2 (Л — i/+ (2CT1) cosa]2
' П» I	'

I____________________________________fra а_______________________________I

' / sin2 a+[2/iZ —(2f ± •l)cosaF’

I Г ^21^28

У sin2 a[2n% ± cos a]2 /sin2 a4-[2n% 4- cos a]2

(193)

194)

195)

(197)

Пая CO

n(2> _ Ы ___If \ ( V*______________________

K’	28 ( n /sin2 a4-(2«%4-cos a)2

n=0 ’	'	'

H«>O0

у______________(A2i^”)2_______________1

12n-« /sin2«4-[2(n—1)Z4-(2C—l)cosa]2)
Электрод /1 находится в среде 3:

Неи ОО

^3)i=ei(i+м (1+м у; -7=^^==-,
у sin’a-f-(2ziZ4-Gosa)*

gk®>2 = (14- &аз) (V	----------

У Sin’a-J-(2лХcos a)2

n=oo

_ /f 2 у______________________________________j

1 /sin’a+[2	cos a]2J

(199)

(200)

Ysin® «+ [(2£ ± 1) cos a —%]2

n«»OO

(1 - Л-28) /С12 У —..........................................

у sin3 a 4-[2(11 — 1)%4-(2C ± l)cosa]’

©

(201)

Градиент-зонд

Электрод А находится в среде 1:

р0> __ /л г 1.	1 Т 2f cos2a

t'K. J — M *Г ’Н2 -—-------------я7~"

\	[sin2 a4-(2£ 4= 1)’cos2 a]8/’

n~co

4~ (1 — /'12) /''23

P 1 {1 ~F [2n%-[-2ч cos a] cos a

{sin’ a4-[2rt%4- T 1) cos ap}8/’
n—oo

/ у (^ai^an)" (14~2ra*cosa)

1	( [sin2 a4~(2ziZ4~cos a)2]s/’

0i>

(202)

"v°	[1—(2»x+2£cosa) cosal

{sin3a4-[2nZ4-(2£— l)cosa]2)8/’

(203)

(1)	M , w J “v° (/c21fc2B)n (14-2nZ cos a)

0k, 3 = 0» (1 — /CU) (1 - Ы	'

Электрод А находится в среде 2:

л(2> -	_ k \ Су (^iMn(l+2nXcosa) ,

0K> 1	(	12Ц Д [gin2 a4- (2nZ4-cosa)2]’/’

(204)

42>2

, j*, "у" (^ai/tao)"-1 [14-(2^— 2tcosa)co5a] \
'2S	{sin’a4-[2nZ—(2f —l)cosaj2)’/» /

<"“CO

Qv

(205)

An{l 4= [2 (га—1) %4~ 2C cos aI cos a)
{sin2a4-[2(n—l)%4-(2f 4= l)cosa[2}

^2

/са8 [1 ± 2 (nZ—£ cos a) cos a[ . ^ai^as И ± 2nX cos al
[sinaa4-[2nZ— (2£ ± 1) cosap}8''2 Г [sin’a4-(2nZ ± cosa)2]8/2

r ^ях^аа H 4-CQS al VI g

"T" [sin2a+(2n% T cos a)2]^J j ^2’
п»оо

„(2) _ Ц Ъ 1 / V (fr2iMn(t+2»y°OS а)

Q11, 3 - (1 ЛЦ) / j . г /О V Г \918/9

\ "n [sin2a + (2n%4-cosa)2] 12
4*1 Л

ft=**oo

н»»1

лгЛ/4 (1-И2 (» —1) х+2£ cos д[ cos а) \
{sin® a-f-[2 О — 1) Z-P (2СН-1) cos a]3} s'a ) 03

Электрод А находится вТ среде 3:

(3)

ек, 1

ftaaOO

= 01 (1 + ^12) (1 + ^21) X
н=0

разЛаз)" (1 + 2л% cos а)
[sin2 а-|-(2«%+oos а)2]8^2

П“СО

(1 + кгз) (

Па»0

(fc3ifc38)n (1 + 2т?Х cos д)

[sin2 a-|-(2nZ-|-cos a)2]8^2

П*"0О

(Мя)я 1 (1 —2[(n—l)Z+Ccos«lcosa} \

’ (sin2a + [2(n—1)%+(2£—1) cos «I2}8/2 / ™

(3)	_ /	Л88 [1 — (2£ cos a—%) cos a]

0H’h3 ~ \ ““ (^n2« + [(24-±l)cosa—Z]2}8/2

,2 , J у	(1 ± 2[(ra—1 )%-[-£ cosa) c.os a) \

23 12 [sin2 a-(-[2 (n —1) X-(-(2£ ± 1) cosaj2) 8/2 )

Я «“I

(207)

(210)

На рис. 227, 228, 229, и 230 изображены кривые кажущегося сопротивле-
ния, рассчитанные по формулам (193)—(210) для случая пересечения потен-
циал- и градпент-зопдами пластов различных мощностей, сопротивление
которых превышает сопротивления подстилающей и покрывающей сред.
Анализ приведенных кривых позволяет прийти к следующим заключениям.

1.	Кривые кажущегося сопротивления для потенциал-зондов симметричны
(при равных сопротивлениях щ подстилающей и qs покрывающей сред,
что часто наблюдается при исследованиях скважин). При р2 > 01 (0з)
пласты мощностью h, большей размера L зонда, отмечаются зоной повышен-
ных кажущихся сопротивлений с максимумом, расположенным в центре
пласта. Максимальное значение кажущегося сопротивления не превосходит
удельного электрического сопротивления уг пласта, стремится к нему с воз-
растанием мощности пласта и практически достигает gs при h> (10 4- 20)L.
Границы высокого сопротивления относятся к серединам наклонных площа-
док ab и cd кривой рп, равных по длине размеру L зонда. При h<L пласты
высокого сопротивления отмечаются минимумом рк, расположенным в центре
пласта, и небольшими экранными максимумами па расстояниях L/2 от гра-
ниц пласта.

2.	Кривые кажущегося'сопротивления для градиент-зондов асимметричны.
При мощности пласта h> L на кривых последовательного зонда максималь-
ные значения кажущегося сопротивления наблюдаются в подошве пласта,
минимальные — в кровле. На кривых обращенного зонда максимум рк рас-
положен в кровле пласта и минимум — в подошве. При этом максимальные
значения qk превышают величину истинного сопротивления рг пласта.
При h<_L пласт отмечается небольшим максимумом (обычно Ркане<Сра)
и глубокой экранной депрессией, расположенной под пластом (0к™<01)
на кривых рк последовательного градиент-зонда и над пластом (<?нИИ<(?3)

Рис. 227, Кри-
вые кажуще-
гося сопротив-
ления, полу-
черные при пе-
ресечении по-
т енц пал -з опд ом
пластов различ-
ных мощностей
я сопротивле-
ний (по

Г. Гюйо).

6

а —	1 ооуе

(ег = 'е3); б —
е2=Э Qi (ei = е3);
J— графики изме-
нения истинного
удельного элек-
трического сопро-
тивления; 12 —
кривые кажуще-
гося сопротивле-
ния, полученные
на моделях пла-
стов; сопротивле-
ние бурового рас-
твора
диаметр скважи-
ны dQ = u.v5L;

3 — рассчитанные
кривые кажуще-
гося сопротивле-
ния	-* со).

A

Л

Рис. 228. Кри-
вые кажущего-,
ся . «противле-
ния, получен-
ные при j пере-
сечении гра-
диент-зондом

пластов раз-
личных мощно-
стей и сопро-
тивлений (по
Г. Гюйо).

а — 02 = 100 ei
(ei= е3); б —
62 = 9 61	(61 =

= е8>, I—графики
изменения истин-
ного удельного
электрического
со противления;

2 — крдвые ка-
жущегося сопро-
тивления, полу-
ченные на модели
пластов; сопро-
тивление бурового
раствора ео =
= gj as 6g,диаметр
скважины dp =
= 0,05 Д =
= ’79 АО-, В —

рассчитанные
кривые кажуще-
гося сопротивле-
ния (31N -* 0Х
Рис, 229. Кривые ка-
жущегося сопротив-
ления потенциал-
зонда (по данным
С. Я. Литвинова);
шифр кривых

L 1АШ\ .
h \ h /’

Ql==Q3 — i ом .и;

g2 = 10 ом м.

а — против горизонталь-
ного пласта; бив —
против наклонных пла-
стов высокого сопротив-
ления.

Рис. 230. Кривые ка-
жущегося сопротив-
ления обращенного
градиевт-зовда (по
данным С. Я. Литви-
нова); шифр кривых

L (а6\
h\h j’

31 =	1 ом м',

g2 = 10 Ом м.

а — против горизонталь-
ного пласта; бив —
против наклонных пла-
стов высокого сопротив-
ления.
на кривых дк обращенного зонда. Наклон пластов изменяет конфигурацию
кривых, особенно для градиент-зоггдов, у которых с увеличением угла наклона
наблюдается уменьшение кажущегося сопротивления в точках максимума
кривых и увеличение в точках минимума (рис. 230).

§ 56. СРЕДЫ С ПЛОСКО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ

РАЗДЕЛА. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ МЕТОДОМ ИНТЕГРИРОВАНИЯ
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ЛАПЛАСА

Для определения потенциала электрического поля, созданного точеч-
ным источником тока в среде с плоско-параллельными границами раздела
методом интегрирования дифференциального уравнения Лапласа, восполь-
зуемся цилиндрической системой координат AR Zy). Начало этой системы,
расположим в центре источника тока А и ось Z ориентируем перпендику-
лярно плоскостям раздела сред.

Потенциальные функции Ui. . . Ui. . . Un, определяющие электрическое'
поле в средах 1. . . I. . . п, должны удовлетворять дифференциальному
уравнению Лапласа:

ли = 0

и пограничным условиям 1—4 (см. § 52). В частном случае плоско-парал-
лельных поверхностей раздела граничные условия 3 и 4 [формулы (125) и
(126)] задаются следующими соотношениями:

(t-Ti)z-z. = (f/i-|-l)z—z- ,	(211)

. «СО	,	(212>

\ Qi "2 /z-z;	dz /г-ц

где Qi и gi+jt— сопротивления l и i -f-1 сред; zi — координата поверхности
их раздела.

Так как в условиях поставленной задачи электрическое поле в цилиндри-
ческой системе координат ARZy> должно обладать осевой симметрией и,
следовательно, потенциал этого поля не должен зависеть от азимутального'
угла у, дифференциальное уравнение Лапласа AU= 0 будет иметь следую-
щий вид:

W 1 аи д. w _п

-Э7г + -Г~+ -&Г “°-

Для решения уравнения (213) воспользуемся методом Фурье и будем ис-
кать частный интеграл этого уравнения в виде произведения

U = j(r)<p(z)	(214)

двух функций, из которых функция / (г) зависит только от переменной г
и функция <р (z) — только от переменной z.

Продифференцировав произведение (214) дважды по г и z и подставив,
результаты дифференцирования в формулу (213), получим выражение

/" (И (z) +	/' (г) <р (z) + / (г) <р” (z) = 0.

Разделив последнее равенство на произведение / (r)<p (z), получим
формулу

П± + ±Ш + ^. = 0,	(215)

/ (г) 'г / (Г) 1 V W	' г
По условию выбора функций / (г) и <р (z) первые два слагаемых равенства
(215) не содержат переменной z; следовательно, и третье слагаемое не должно
зависеть от z. А так как в свою очередь ??(z), а следовательно, и tp" (z)
но содержат г, то очевидно, что отношение <р" {z)/tp (z) может быть только
постоянной величиной. Обозначив эту величину через т2, приводим диф-
ференциальной уравнение (215) в частных производных к двум обыкновен-
ным дифференциальным уравнениям:

Ч>* W

V W

— т2 = О

и

ИН
/(г)

(Г)—l	— п

/« и

пли поело приведения их гс общему знаменателю к уравнениям

<р" (z) — mhp (z) = О

и

/'('j +^-/'(r) + ma/(r) = 0.

(216)

(2П)

Частными интегралами уравнения (216) являются показательные функ*
ции е~тг и етг, а уравнения (217) — цилиндрические функции (функции
Боссоля) Jo (тг) и Уо (тг) пулевого порядка первого и второго рода действи-
тельного аргумента.

Функция Уо (тг) при г = 0, т. о. во всех точках, расположенных на
•оси Z, обращается в бесконечность, что противоречит условию конечных
значений потенциала в изучаемой области. Поэтому при составлении общего
интеграла уравнения (213) коэффициенты при членах, содержащих функции
Уо (тг), должны быть равными нулю. Таким образом, общее решение уравне-
ния (213) будет представлено совокупностью произведений То (тг) e~mz и
Jo {тг) emz. Так как постоянная т выбрана произвольно, то наиболее полпое ре-
шение уравнения (213) моясет быть написано суммой следующих интеграль-
ных выражений:

U = J А (т) Ja (тг) ежтх dm ф- (' В (и) Jo {тг) emz dm,	(218)

• •

где А (т) и В (т) — функции параметра т. Аналитическое выражение этих
функций будет различным для различных сред. В частных случаях функции
А (т) и В (те) могут быть постоянными.

На основании формулы (218) напишем общее выражение для потенциала
электрического поля в среде 1:

Ux = J (m) Jo {тг) е-,пг dm -f- J Вх (m) Jo {тг) emz dm. (219)
о	о

Если источник тона расположен в этой же среде, то формула, определяю-
щая потенциал электрического поля в среде 1, может быть паписана еще и
в следующем виде [см. граничное условие 1, формула (123)]:

£7=-^.	+ Z7X*,	(220)

где Uj* — потенциальная функция, удовлетворяющая уравнению Лапласа;
эта функция конечна и непрерывна во всем изучаемом пространстве, за
исключением бесконечно удаленных точек, в которых Ui* обращается в нуль.
Равенства (219) и (220) сопоставляются между собой, если положить.
Аг (т) = (пИЬл и воспользоваться интегралом Вебера—Липшица:

Тогда

Ui~~£~ J0(mr)e~mzdm + /’ B1(m)J0(m.r)emzdrn. (221).
о	6 ’

Во второй и следующих средах потенциал

Ui = j' Ai (m) Jo(mr) e~mz dm + f Bi (яг) 70 (mr) emz dm. (222}
о	b

В последней среде, простирающейся в бесконечность, для соблюдения
условия Un — 0 при 2 = со необходимо равенство нулю функции Вп(т),
и связи с чем

Un — I' Ап (т) Jor(mr) e~mz dm.	(223}

b

Для удобства дальнейших вычислений умножим функции Вх(пг), At(m),.
Bi(m) и Ап(т) па постоянные величины	fai/QU, 4л/(ц1,

и, введя новые функции:

И = -^ГВ1 (т),

С:(т) = ^ЛН,

Bi (яг) — Bi (т),

С п (И$) = -г" -^-п (til) ,

Qn*

приводом- уравнения (221), (222) и (223) к следующему виду:

1 4л

У Jo (mr) е mz dm Д- J Dr (m) JQ (mr) emz dm
'0	e

oo

Ci (m) Jo (mr) e mz dm +

(mr) enzdm

Un —	1 Cn(m) Jo (mr) e mz dm.

о

Для числовых расчетов потенциала электрического поля необходимо’
найти явный вид функций Di (т),. . . , Ci (т), D{ (т) и Сп (т.). Для этого
воспользуемся пограничными условиями (211) и (212). Эти условия дают
возможность получить две системы из п — 1 уравнений”"каждая с 2 (га —1)
неизвестными функциями Di (т),. . Ct (m), Di (т) и Сп (гаг).

Выполняя первое граничное условие



на каждой из поверхностей раздела получим первую систему из п — 1
уравнений:

Qi Lf (»w) e~mz’ dm + f (m) Ja (mr) emZi drri\ =
о	u

= g21 f С% (m) Jo (mr) (Fmzi dm 4- J' Z)2 (m) 70 (mr)'emZ1 dni\ ,

b	o’-

OO	00

Qi Г/ Ct (m) Jo (mr) e~mZi dm-}- f Dt (m) Ja (mr) emZi dm\ =
о	о	J

00	co

= g{+11J Ci+i (m) J0 (mr) e~mZi dm + j' Di+i (m) Jo (mr) emZi dm\,
о	b	J

(225>

Qn—i Г J Cn— i (m) Jo (mr) e~mZn~l dm 4- f Dn~i (m) Jo (mr) e”12”-1 dtrA =

Lo	о	,	J

= Qn J Cn (m) Jo (mr) e""12"-1 dm.
о

Из второго граничного условия

/ I Ж-Л = 1 / Mi+t \

\ j?i Sz Jz—z^	/Z4‘Zi

для каждой из га — 1 поверхностей раздела получаем вторую систему га — 1.
уравнений:

— f Jo (mr) е-”121 mdm 4- f Dx (m) Ja (mr) emZ1 mdm =
о	b

— — f <^2 (m) Jq (,mr) e~mX1 mdm f (m) Jo (mr) emZ1 mdm,
о	b

CO	00

— f Ci (m) Jo (mr) e~mXi mdm.f Dt (m) Jo (mr) emXi mdm. =^.
b .	о

00	co

= — f Ci+l (m) Jo (mr) e~mZi mdm 4- f A4-1 (m) Jo (mr) emti mdm,
о	0

 (226).

— J <?n-i (m) Jo (mr) e-1”2"-! mdm 4- f Dn-\ (,m) (mr) emZn-t mdm =
о	0 • 	'

00

= — f Cn (m) Jo (mr) e-™’"-1 mdm.
0
Перенося правые части уравнений (225) и (226) в их левую часть и заме-
няя сумму интегралов интегралом от суммы подыггтогральпых функций,
приведем системы уравнений (225) и (226) к следующему виду:

ОО

f {+ Dr (m) е’-Чех ~ IG Н e“mZl +
о

+ Z)2 (m) e™1] &} J о (mr)dm = °>

CO

f {[Ci (m) е~тг< + Di (m) e”“4 ei - [Ci+l	+

b

+ Di+l'(m) e™‘] gi+i) J0(mr) dm = 0,

 (227)

7{[Cn_1(m)fi-mz«-' -I-

o

-f-On-i (m) pn-i _ cn (m) e-"12”-1 pn) Jo (mr)dm = 0,

“[_ e~m^ + Dr	+ c. (m) e~mZ1 - D2 (m) в™1] JB (mr)'mdm}= 0,

a*«e»»«oee»s»a*.	.<»••••••*•»

00

f [- Ci(m) e-nIi + Di (m) етг< + Ci+I (m)	- Di+i (m) emz<] x

о	(228)

X Jo (№) mdm = 0,

CO

f [- Cn—i (7И)	+ Dn_t (m) e™ +

о

-|- Cn(m) e~mtn~1J Ja (mr) mdm = 0.

Уравнения (227) и (.228) удовлетворяются и любых точках поверхностей
раздела, т. е. при любых значениях г, ири условии рапепства нулю выраже-
ний, стоящих под знаком интеграла в фигурных [уравнения (227)] и квад-
ратных [уравнения (228) ] скобках, т. е. при

+ ?17)1 (m) e~i _ gaC-2 (m) е-^ _	(m) grMl = 0)

QiCi (т) в m2i +

+ Qi^i Он) cmZ1'— gi+i С{_|_1 (m) е mz'1 —	(m)emZl = О,

XQHaaa«e4«aie«»aae*«*«a*4.«»

(m)	+ q^D^ (m) emz"-i - 6nCn (m) e~m^ = 0,

- e-mZ1 -f- D, (m) emzi + C2 (m)	- D2 (m) emZi = 0,

 (229)

- Ci (m)	+ Di (m) emz < + Ci+l (m) e~mz^ - Di+l (m) emi^ = 0.

— C„_i (m) e^n-i + Z)n_! (m) emin-i cn (m)	= 0.
Решение системы уравнений (229) дает возможность определить функции
Dx (т),.. Ci (т), Di (т),... и Сп(пг) и после подстановки их значения в фор-
мулы (224) и интегрирования получить окончательные выражения для по-
тенциала электрического поля в средах с плоско-параллельными границами
раздела. Дальнейшее решение задачи приведем для заданного числа границ
раздела и исследуемых сред.

ОДНА)ГРАНИЦА РАЗДЕЛА

В частном случае двух безграничных полупространств, разделенных плоской гра-
ницей раздела, при расположении питающего заземления в среде 1 получим

(mr) e~mz dm +/' D1(m)J0 (mr) emz dm]	(230)

'b	о

Л

£ C 2 (m) J 0 (mr) e~mz dm.	(231)

jre 0

Ha границе раздела, т. e. при a = 2l,j

и

I 1	f 1 acE,1*)

\ dz / z=Z] ' Q‘2, dz /za?!
иг следовятолыю,

61 [ f Jo (mr) е~тг* dm-\- f Di (m) (mr)enlldm =
о	0

= 6s f C2 (m) Jo(mr) e"’mZ| dm
b

и
00	0°

— f ,Z0 (mr) e''mZ1 mdm + f Dr (m) J0(mr) emZ1 mdm —
о	0

= — f C.2 (m) Jo (mr) e~~mZi mdm,
b

ИЛИ

f	(m.) emZ1] е!~5гС2(т) e~mZ1] Jo(mr)’dm=O	(232)

b

И

у	(rn)emzx + c2 (m)<~mZ1] J 0 (mr) mdm. = 0.	(233)

0

Последние два равенства удовлетворяются при любых г, если выражения, доя-
щие в фигурных [уравнепис (232)] и квадратных [уравнение (233)] скобках, будут

равны пулю, т. е. при

6ie_,nZ1-|-6iOi (m)emZ1 — Q2C2(m)e mZ1 = О

И

_e-^i_[_D1(7W)e’nZ14-C2('w)e mZ1 = 0..

25 Заказ 714,
Решая последнюю систему уравнений относительно D1(m) и С2(т), находи^
неизвестные функции:

1)1 <т) =	= Л'12 е~2,Мг

К

С2(т) — —— = 1 — Лг12.

21 + Уа

Подставив значения функций Pj(zn) и С2(т) в формулы (230) и (231) и воспользо-
вавшись интегралом Вебера—Липшица, получим

СО	со

у(1) __ Д1— Г Г ,у0 (mr) e~"mi dni--i-h12 f Jo (mr) e~”l (2zj—z)	_

4я Lo	0	J

61/
4л

1

yr r2-\-Z%

_______^ia

Уr2_]_ (2rj — z)2

co

f Jo (mr)e
о



4я

— mzj _ 2gig2Z________

4n(ei + g2)

_____£_
)/r2-|-22

Обозначив, как и ранее, через L расстояние от точки А до электрода М. вдоль
оси Z' воображаемой скважины, через z, расстояние от точки А до поверхности раздел а
сред вдоль той же оси и через а угол между осью 2 и осью 2', после простейших прообра-
аований будем иметь •

<> = 6х/Г1 +

1 4л [ L

______________7'i а____________

У Z2-J-4 (и/ —.£) z/ cos п

и

I)______Sgtgai _ ог (1 — fe12) 1

! — 4л (gi + gs) L tetL

с. e. формулы (156) и (157), ранее выведенные методом зеркальных изображений. Ана-
логичным способом можпо получить формулы, определяющие потенциалы электрического
поля и для случая, когда питающее заземление А находится во второй среде.

Две границы раздела

При двух плоских поверхностях, отделяющих пласт мощности h, удельного элек-
трического сопротивления ?8 от подстилающего и покрывающего безграничных полу-
пространств 1 к 3, заполненных средами удельного электрического сопротивления g>i
и g3, в случае нахождения источника тока А в среде 1 потенциалы электрвчоского поля
и каждой из сред будут удовлетворять следующим уравнениям:

У,0 =	[/ Jo (mr) e~mz dm+ J (m) (mr) emz dml,

If ('”) Jo (mr') i:~mz dm-]- Ог (m) Jo (mr) emz rfw.| ;
in 0	0

I °°

7° == Ca (m) Ji (mr) e-mz dm.

0

(234)

(235)

(236)

Для определения неизвестных (функций Dt (т), С2 (т), D2 (т) и Cs (т) восполь-
зуемся граничными условиями (211) и”(212). Положив вначале z = в формулах (234)
и (235) и приравняв их правые части друг другу, затем положив z = z2 Л в форму-
лах (235) и (236) и также приравняв их правые'части, поступают аналогичным образом
с производными по z от равенств (234) и (235), (235) и (236), предварительно разделив
эти равенства еоотвотствеппо иа о2 и да. После ряда преобразований (о которых гово-
рилось выше) получают систему уравнений, определяющих искомые функции:

(m) — е2О2 (т) — еае—2mxi С2 (т) -f-S1e~2mZ1 = О,

(?2«2,n (ZrW Dt (т.) -J- р2С2 (m)-eaCB (т) = О,

(m) + e~2mZ1 Са (zn)—Dt (m)—е~~2mzj = 0,	(237)

— С2 (m) Dz (т) в2т <zi+'l) С„ (т) = 0.

Решив систему уравнений (237) (проще всего при помощи определителей), получим

2)1 (m) = W-2mz*+ (1 -Л22) /:2з 2 (Was)”"1 e~2m
Пи1

ПваСО

G’2(W)=(l-fr12)2(^^B)" е"“,
ПииО

z>2 (И1) = (i_fcl2) 2
п «=1

?1«=оа

Cs (m) = (1-М (1 -м 2 (^81*2»)” e“2mnft-

П=0

Подставив значения функций Z)i(m), C2(zra), JC>2(zn-) и C3 (m) в формулы (234),
(235) и (236) и изменив затем порядок интегрирования и суммирования, приходим
к суммам интегралов следующего вида:

f Ja (тг) е~т (2"'l+2zi±z)*ft
О

7 Jo (mr) е-т<2п^г^т,
0

которые вычисляются по формуле Вебера—Липщица. При атом любей

- т [2rA+2zrl- z] (lm =	1

У г1 -f- (2nh + 23| ±я)а

(238)

f л Imr) е~ т <Znh±z)dm =  .

Проинтегрировав почленно суммы приведенных интегралов и подставив получен-
ные результаты в формулы (234), (235) и (236), приходим к решению задачи. Функции

1 .____________

1	4% ]угг + zi ^yr^Ciz^zy

ПязСО

+ (1—^12) ^С23 2
п==1

У^+(2п)1 + 2ц^гу) ’

(239)
П-в ОО

с/(0 =	(1 -М (У —..............................+

4л:	(«J у rz (^2nh -f- z)2

4- /с 'У —________.(-.а1/Сга^ *

у г* -f- (2nh -I~2zl—z)2
Tl“l



n=co

V ___ (Wi3)”

^/г2-Н2пЛ+>'

(240)

(241)

определяют потенциал электрического поля, созданного точечным источником тока в го-
ризоптально-слонстой среде при двух илоско-паралпельпых поверхностях раздела. Опи
тождественны формулам (175), (176) и (177), полученным рапсе методом зоркальпых
изображений.

Аналогичным образом могут быть выведены формулы для потенциала электриче-
ского поля в случаях, когда источник тока находится во второй и третьей средах. Опре-
гг	dU

делив значение потенциалов и и напряженности электрического поля Е = —	=

dU	Z

= — и затем воспользовавшись формулами (20) и (22), получаем совокупность ранее
выведенных равенств (193) —. (210), устанавливающих величины кажущегося сопроти-
вления для потенциал- и градионт-зоид.эв при равличных положениях питающего заземле-
ния и измерительных электродов относительно границ раздела сред.

§ 57. СРЕДА С БЕСКОНЕЧНЫМИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ
КОАКСИАЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ РАЗДЕЛА

Теоретической задаче распределения электрического поля в среде с бес-

конечными цилиндрическими коаксиальными поверхностями раздела при
расположении питающего заземления и измерительных электродов на общей

оси цилиндров в практике изучения разрезов скважин соответствует случай
распределения алоктрического поля, созданного питающим з азом, л опием А,

Рис. 231. Схема неодно-
родной среды с коакси-
ально-цилиндрическими
поверхностями ..раздела.

установленным на оси скважины диаметра do, запол-
ненной буровым раствором удельного электриче-
ского сопротивления q0, пересекающей пласт
очень большой мощности удельного электриче-
ского сопротивления qu. При этом между сква-
жиной и пластом может находиться зона прони-
кновения фильтрата бурового раствора в пласт
внешним диаметром D и средним значением удель-
ного электрического сопротивления рп'.

Поставленная для решения задача в общем слу-
чае может быть сформулирована так.

На оси бесконечно длинного цилиндра (сква-
жины) удельного электрического сопротивления ро
и радиуса го — do/2 (рис. 23'1) находится питаю-
щее зазомлепио А. Цилиндр с удельным электри-
ческим сопротивлением р0 (скважина) окружен
цилиндрической средой удельного электрического
'сопротивления р,', (зона проникновения фильтрата
бурового раствора) и внешнего радиуса гп. Эта
среда находится в безграничном пространстве с
удельным сопротивлением рп. Требуется опреде-
лить потенциальные функции в любых точках
исследуемых сред и, в частности, на общей оси
цилиндров, по которой передвигаются измерительные электроды М и JV,
и дать формулы для расчета кажущегося сопротивления.

Для решения задачи воспользуемся цилиндрическом системой коорди-
нат ZRZy>, ось Z которой совместим с осью цилиндров (осью скважин)
и начало — с источником тока — точкой А. Для удобства последующих
расчетов введем новые переменные г—г/го и z' = ziг», т, е. координаты
г и z будем измерять в единицах радиуса го скважины.

Функции Uo (г, z), Uu (г, z) и Ua{r, z), определяющие потенциал
в скважине и в окружающих ее средах, должны отвечать следующим требо-
ваниям.

1.	Удовлетворять уравнению Лапласа

AU = О

в любой точке исследуемого пространства, за исключением начала коор-
динат — точки, в которой находится питающее заземление А. В связи
с аксиальной симметрией поля функции Uo, Uu и Ua нс должны зависеть
от азимутального угла ул Поэтому в цилиндрической системе координат
дифференциальное уравнение Лапласа будет иметь следующий вид:

2.	В бесконечно удаленных точках, т. е. при R = )/г2 + z2 —> со, обра-
щаться в пуль.

3.	При приближении к точке А, где находится источник тока, фуиция Uo
должна стремиться к значению потенциала U0R точечного источника токав од-
нородной изотропной среде с сопротивлением qo:

jj	__

0 У J-8-I-Z2 -> 0	* 4 л

£>(,/

— &ОД

(243)

и при R = ]/rs-rz2 —>0 обращаться в бесконечность вида 1/R. Поэтому
функция Ug может быть представлена еще и в следующем виде:

Ua^Uw + U*,

(244)

где U*o — конечная и непрерывная функция, удовлетворяющая уравнению
Лапласа в любых точках среды 0 (скважипы), за исключением бесконечно
удаленных точек, где функция Uo* обращается в нуль.

4.	На границах раздела сред удовлетворять условию непрерывности
потенциала:

(245)

(Пи')	,	= (Пп)

(246)

5.	На границах раздела сред удовлетворять условию постоянства нор-
мальной (радиальной) составляющей плотности тока:

’	/_1_.	=. /JL диА

(247)

1 д!7п'\	__ / 1 дип\

Qn' dr j	\ Qn dr / у
6. Но 'зависеть от знака z вследствие симметрии поля относительно
плоскости Q, проходящей через источник тока и перпендикулярной оси
скважины.

Для решения дифференциального уравнения (242) воспользуемся мето-
дом Фурье и будем искать частный интеграл уравнения (242) в виде произ-
ведения двух функций:

^ =/(/•)<? (Z),

в котором фунция /(г) зависит только от г, а функция <p_(z) — только
от ~z. Дифференцируя последнюю формулу дважды по г и ио z, подставим
произведение в правую часть равенства (242) и , разделив полученный резуль-
тат на произведение /(r)??(z), получим

1" ('•) , J- Г И) , Ч>"(*) = о
/(7)	7 /(г)	9?(г)

(249)

В связи с независимостью функций / (г) от z и <р (z) от г, должно

<PW

быть постоянным (см. стр, 381). Полагая

а>" (z)	„	.

-к-- = — т? = const,

<Р(2)

приводим дифференциальное уравнение (249) в частных производных к двум
обыкновенным дифференциальным уравнениям:

ср" (z) -р те2<д (z) = О

/"W	w2/(/') = 0-

Частными интегралами первого уравнения будут функции sin mz и
cos mz, второго — функции Бесселя первого и второго рода 1о (тг) и Ко (тг)
нулевого порядка от мнимого аргумента. Следовательно, уравнение (242)
должно иметь частными интервалами произведения Io (тг) sin mz,
Io (тг) cos mz, Ko (mr) sin mz, Ko (mr) cos mz.

Так как по условию 6 потенциале,7' по зависит от знака z, то при составле-
нии общего интеграла уравнения (242) следует положить равными нулю
коэффициенты у частных интервалов, содержащих произведения Io (mr) sin т z
и Ко (mr) sin те z.

Таким образом:, общее решение уравнения (242) может быть представлено
суммой следующих интегралов:

U — f А (т) Ib (mr) cos mzclm -j- f В (m) Ko (mr) cos mzdm, (250)

где A (m) и В (m) — функции параметра m. В частном случае они могут быть
постоянными величинами.
В среде 0 (в скважине) потенциальная функция должна удовлетворять
также условию (244). Так как с учетом интеграла Вебера—-Липшица функция

СО

Uoe =	= J к°(т7) cos ^zd,rl (251)

и функция ио* конечна и непрерывна во всем исследуемом пространстве и,
следовательно, возможет содержать функций (тг), обращающихся в бес-
конечность при г -> 0, то для удовлетворения условия (244) и соотношений
(250) и (251) необходимо положить

г	03	—	—

2?0 (т) — £\— и Z70* = J Ло (m) Zo (mr) zosmzdm.

п г°	о

Следовательно, потенциал электрического поля в среде 0 будет опре-
деляться следующим выражением:

ОО	ОО

Uo^ 2Л" /* ко (rn/7) coamzdm + [ Л0(т) 70(пгг)соз mzdm. (252)
0 б	6

В среде п' потенциальная функция

СО	ОО

иа' — f Ап' (т) /0 (mr) cos mzdm	f Bn' (m) Кй (mr) cos mzdm. (253)

о	6

Во внешней среде п, в которой решения уравнения (242) не могут иметь
членов, содержащих функцию Zo (mr) (в связи с беспредельным возраста-
нием этой функции при Г -> со)

Un = J Bn (m) Ко (mr) cos mzdm.	(254)

о

Для упрощения дальнейших вычислений умпожим функции Л0(т),
2л3г0	2л2?'0	2л2г0

Qt>I ’	Qn I ’ Qu'I

Вп(т) соответственно иа
функции:

Аа'(т), ВП'(т) и
2л2г.о

-j-y-и введем новые

Со (т) =

Сп (т) =

2л2г0
qU

2лаг0
Qn'I

Ло (т),

Аа' (т),

Da' (т) =

Z)n (т) =



После этого равенства (252), (253) и (254)

примут следующий вид:

и0 = Г / К(] (mr) cos mzdm 4- / Со (ni) h (mr) cos mzdm \ ,	(255)

‘-о	о
СО

Uи — f Си (w) /0 (mr) cos mzdm
Lo

co

+ J D„’ (m) Ko (mr)eos mzdm ,	(256)

b	-I

CO

Ua / Da (m) К0(mr) cos mzdm.	(257)

0

Для определения неизвестных функций Co(m), (\(т), Dn(m) и
Da(m) воспользуемся пограничными условиями (245) — (248). Полагая в (255)
и (256) г — 1 и в (256) и (257) г = rtlix приравнивая друг другу правые части
каждой пары перечисленных уравнений, получим

СО	ОО

2^7“ IfD° (mVo(m)cos mzdm J* Ko (m) cos mzdml =
о	u

co	co

=	J*CB' (m) Jo (m) cos mzdm	£ Da‘ (m) Ko (m) cos mzdm

no

J’{<?o [Co (m) 70 (m) + K0(m)] — qu' [Cb' (m) Io (m) +

о	__

D„’(m) Ko (m)]} cos mzdm — 0,	(258)

00	co

Ca'(m) Iv (mra')cosmzdm-(- f Da' (m) K(l(mra') cos mzdm =
о	b

CO

— f %0	)cos mzdm

o'

f(Qa' [Cu’ (m)/0(mrn') -(- Da' (m) K0(mra')] —
о

— QnDv. (m) Ko(mrn’)} cos mzdm ~ 0.	(259)

Равенства (258) и (259) соблюдаются при любых z, если равны пулю
выражения, стоящие в фигурных скобках, т. е. при

6>0Сй(т) /0 (т) •+ q0K (т) — Qn' Си (m)J0(m) —

— Qn Dn (т)	(т) = 0	(260)

pu'Cu'[(m) /0 (тги)}-)- QnDtJ' (т) Ко (mra‘)}— QnDa (т) Ко (тгц) = 0. (261)

Для использования пограничных условий (247) и (248) предварительно
вычислим производные по г от потенциальных функций (255)—(257). Вос-
пользовавшись при этом известными из теории бесселевых функций соотно-
шениями [117, 121]

Го (х) = h (х), Ко' (х) = -Ki (х),
в которых /'о(х) и ЛУ (х) — производные функции Бесселя первого и вто-
рого рода нулевого порядка аргумента х; Ii (х) и Кл (х) — функции Бесселя
первого и второго рода первого порядка от того же аргумента, 1 получим

dUp = еУ _
д~г 2л%

ОО	оо

J” Сй (???) 10' (/??.?) cos mzmdm J' Ко' (mr) cos mzmdm
о	о

OO	00

J' Cn(m) 1 x(mr)cosmzmdm — J' Kx (mr) со« mzmdml,	(262)

о	о

00	00

[ У Ca' (m) Io' (mr) cos mzmdm J Da' (m) Ko’ (mr) cos mzmdm] =

9r 0 Ц	'

00	00

— У Cn'(m)lx(mr) cos mzmdm. ~~ j Dn' (m) К x(mr) cos mzmdm] , (263)

*o	о	-1

00

= 4^7 g/ Da K(> cos r,™ldm =
co

= —g—у Dn(m)Kx(mr) cosmzmdm.	(264)

° о

Разделив равенство (262) на go и равенство (263) иа gn , положив в этих
равенствах r= 1 и приравняв их друг другу (см. условие (247)], получим-

00	__ 00	__

J'C0 (т) Ix (т) cos mzmdm — j' Кх (т) cos mzmdm =	«

о	о

00	__ 00	__

= f С» (т) /х (т) cos mzmdm — J Da' (m) Kx (m) cos mzmdm
о	о

или
00

J [Co (m) fx (m) — Kx (m) — Cn' (m) Ix (m) +
о

+ Dtl' (m) Kx(m)] cos mzmdm = 0.	(265)

Разделив далее равенство (263) на ри' и равенство (264) на взяв
г = га и приравняв затем полученные- выражения друг другу [см. усло-
вие (248)], приходим к следующему уравнению:
00	__ 00	__	_

fCa’ (т) ]\(тга') cos mzmdm —f Da’ (m) Kx (mra') cos mzmdm —
о	о

00	_

= — f Dv (m) Kx (mrn) cos mzmdm
b

или
00	_

f [Ca' (m) Ix (mrn’) - Dn' (m) Kx (mr„') +
о	’•

Da(m)Kx(mra')] cos mzmdm = 0.	(266)>

1 В рассматриваемом случае x = mr.
Равенства (265) и (266) удовлетворяются при любом z в том случае,
если выражения, стоящие в квадратных скобках, равны нулю, т. о. при

Со (те) 7х(те) — Kt (те) — Cit' (яг) Z, (т) 4- Д/	= 0,	(267)

С,,' (г/t) 1Х (тги) — D„‘ (те) Кх (тгп') +	("О (mru) = 0.	(268)

Соотношения (260), (261), (267) и (268) образуют систему четырех уравне-
ний с четырьмя неизвестными функциями Со (те), Сц'(т), Dn' (m) и Ьц(т),
решение которой даст возможность определить эти функции,

Так как измерительные электроды зонда находятся в буровом растворе
(среда 0), то из всех перечисленных функций практический интерес пред-
ставляет отыскание функции Со (?п), входящей в уравнение (255). Решая эту
задачу методом определителей, получим

Со (т) = -у- ,

где NCf) и J _ определители, составленные из коэффициентов и свободных
членов, входящих в систему уравнений (260), (261), (267) и (268):

- Q (Ло (т)
О

Kt И

— И) — еп'Л0 (те) о
gu'/o(/nrn') Qo'Ko (тгп) -- виК0(тга')

— /х (т) Кг (т) О
ZJmr,!') — К^тгп) К1(тгп')

= feu - ft/) feu' — во) \J 1 (^’п')	(т) — Л (те) Кх (тег-,/)] Ло (те) Ко (mr„‘) +

+ (^ - &') Qu	+ ва' fe,/ - во)	,	(269)

w	mru

	(?о7о (w)	—Qu Zo (те)	— £>П'ЛО (те)	0	
Л =	0	Ри /о (те?п )	£>tI'I<0 (гпг-п‘)	— QuK0	
	/ t (///)	~ Л (те)	Кх (т)~	0	
	0	/ х (тег-ц')	— Кг (тгп)	Кг (тга')	

= (Qa - &/) (gn' — eo) [/0 (те) Kx(mrs') + I\ (mrn') Ko (те)] Zx (m) Zf0 (тегп') +

+ fe, -&')<?,	+ te/ _ ) & AW-r.W +	(270)

m	mrn	тгги'

Умножим правые части выражений (269) и (270) па пЛ\х'jQoQu , введем,
новые обозначения о = Qu'/Qo и г«п, n' = QalQu и, разделив затем первое
«з них на второе, получим

С0(те) =

—	(те)—(тег,/) Хо(т)^о(т/-и0 (дц,( Q — 1) (дЦ| п, — 1)	+

[Zo (те) Кг (mra')+Ii (niKi')K0 (те)] Ц (т) Ко	0 — 1) (дп, я,— 1) пг’ги' -|-

Ко (тГа') А'1 (тгй') (дц, п>— 1) дп<> 0 тегц' + g0 (т) Кг (те) (дп>, 0 — 1) те

+ Л(тесп')-Я'о(те>"ц')(дП1Ц,— 1) те~п'-Ь (m) Zf0 (те) (Дц,, 0—1) те-ф-1
в точках, расположенных на осп Z, для которых г — 0 и, следовательно,
70(М = Д(0) = 1.

ОО

rU ~^&г~ [ ! %о (тг) соя mzdm Д
0 ц
(X)	ОО

+ / Со (m.) cos ???2tZ/rel =1-^.C0(m) cosmzcZml. (272)
о	-I 0 г о	J

Положив в правой части равенства (272) z = L =L/r0 и подставив
полученное выражение в формулу (20) § 1, получим формулу, определяю-
щую величину кажущегося сопротивления, изморенного потеициал-зоидом:

откуда

_ со

Рк — Ро 11 Ч" j (^) mLdm
о

— 1 +	/ Со (те) cos mLdm.

(273)

(274)

Для вывода формулы, устанавливающей величину кажущегося сопро-
тивления, изморенного градиепт-зондом, предварительно вычислим напря-
женность электрического воля в точках Д4, расположенных на оси Z на рас-
стоянии Z—L --L/r^ от источника тока:

СО

sin mLmdm

Подставив значение Е в формулу (22), находим искомое

откуда

_ СО

= 1 -f-	/ C0(m) sin mLmdm.

я

о

(275)

(276)

Для получения числовых значений р„ или. отношений рк/ р0, которые
широко используются при интерпретации результатов электрометрии сква-
жин, необходимо получить числовые значения интегралов, стоящих в пра-
вых частях равенств (273) —(276). Эти интегралы непосредственно не берутся,
и их вычисление сопряжено со значительными трудностями. Для вы-
бора метода вычисления изучим характер подынтегральных функций
Со (т) cos mL и Со (те) sin mL в интервале интегрирования от 0 до со.

При конечных значениях аргумента т функция Со (т) конечна, так
как ни числитель, ни знаменатель дроби (271), определяющей значение фупк-
ции Со (т), не обращается в пуль или бесконечность [функции Io (т), h (m)„
Ко (т), Ki (иг), Л (иггп ), Ко (тги ) и Ki (тгп ) конечны].

При пг->0

70(w) -► 1>

I г \ т	Т / — \	т,'п

lx (т) —> -j-, 11 (f)i ?•„) —> —— ,

#0 (???) -> — (in -у H- С’), Ко (те?'п)	— (in + <?),

Кг (да.) -> ~ и Кг (тг'п) -> -1г-,
т	тгп

где С — 0,577215 и, следовательно,

Со (т)т -►о —

т \ >п г \

In -g- -|-С) Un -у- Д-C I (^п,_ 0—1) (мц, п'"-1) т"С —

4	771 7’ Tl / jv> \ »jy /	771 Г— \	.

---ln„ + C __hn __i+cl 0_!) (дП|П,-1)т«гп-

/ тгп 11	/ т \ 1

- Ш -у-4-с	0мгп- (1П -2~ + с “ С“п', о-1)”*

'	"	/ 771/	\	^	/

771 Г„ 1 F Тг \	___ w. /	7?Ь	\

---Г~ип~1—^п> п'~1)тгп—2~(1П т+иG“n', о — 1)m-H

(mr„\	I т, \п

In —у— -|- С j + о —11) । In -у -f- н —

I — — Й In т 4- ——— In гп' —

1 в» /	ео	\ ео

1 (In 2 — С) ==

(277>

где D = (-^S----1\ (In 2 — С) — ~—— In гц — величина, не зависящая от

\ Йо /	So

переменной т.

Из последнего равенства следует, что при т —> 0 и Qa =4= р0 функция Со (т)
обращается в бесконечность вида In иг, причем при @п>£>о с уменьшением т
функция Со (т) будет стремиться к 4~°° и ПРИ Qn<Qo к —00•

При бесконечном увеличении аргумента тг — х

ех	ех

70(ж)->-^=., 7t(.r)->-!	,

у 2пх	У 2лх

К0(х)-.у^ е-х-^0, К, (х) -> У е~х 0.
Учитывая, что при этом

[ I! (тгц) К! (те) — I! (те) Кг (те г„)] =

1 гт(?и"и т(1-’7ц)1
=----7==- [е	—- е	1,

2m |/ гп

Кй И Ко (тгп)= —е т С1 + Г “
2m ]/ ги

Ко (mV'j) (rnr'n) - -4=г е 2тГп
2m г п

Ко^К^-^е-2™

получим при т -> оо числитель в формуле (271)

[ /х (т/<) Кt (т.) — /х (т) А\ («?')] Кй (т) Ко (т~г'и) (дя/; 0 - 1) (/'„, nz — 1) тЯ\ +

+ /*п', п (Дп'.п — 1) Кй Кх(тг^ ?«./„ Ка (пг) Кл (т) (щщ о — 1) т х

I	л	mfr'—1) -т(Ц-г')

X	.	'~/~5гг &	в	(Ди, ц' — 1) (Дп, 0 — 1) ?И2Гц' -|-

2m У i\i 2m у г„

+ /<»', о (№i. и' — 1)	" тгп е~2т(,иа, о — 1) т =

2mгп	2ш	’	'

“4‘ (/*«', 0 — 1) (.мп, п' — 1) е 2m + -g" ,«ц (.ми, п' — 1) е 11 +

+ ~ (fh,', о - 1) в~2т -> О

и С’о (т) также стремится к пулю.

На рис. 232 приведены графики функции Со(т)
для > р0 (кривые 2, и 8), q}[ == q0 (кривая 4)
и £?п < £>о (кривая 5).

Выражения, стоящие иод знаком интегралов
в правых частях равенств (272) — (276), пред-
ставляют собой осциллирующие функции с ам-
плитудой, изменяющейся по закону изменения
функций Со (т) и тСо (т). При изменении пере-
менной т от 0 до оо период осцилляции этих
функций возрастает в тех же пределах.

Обращение функции Со (т) в бесконечность
при т -> 0, осциллирование подынтегральных
функций с изменяющимся периодом от 0 до оо
(рис. 233, кривые 3 и 4) и бесконечность предела
интегрирования определяют практическую невоз-
можность вычисления интегралов, стоящих в
правых частях равенств (272) — (276) без спе-
циальных преобразований, которые сводятся к
«следующему [112].

(278)

С„(т)

Рис. 232. Кривые завис и»
мости функции Сй (т) =

== /(т). Шифр кривых — ।

О

— .	[112].

во Ро
1. При 0П =л- g0 и малых значениях аргумента т вводят вспомогатель-
ную функцию Фо (тп), удовлетворяющую следующим двум условиям.

а)	Сумма функций Са* (те) = Со (те) -|- Фо (т) представляет собой
конечную и непрерывную функцию для любых значений т от 0 до то, где
то — произвольное наперед заданное число, для которого функция Со (те)
коночна. При т > то полагают Фо (т) = 0. Это дает возможность привести
интеграл в правой части равенств (272) и (275) к сумме следующих интегралов;.

ОО	со

У* Со (m) cos mLdm — j [Со (те) -ф Фо (щ)] cos rriLdm —

о	б

т0

— J Ф0(т) cos mLdm*.

о

C^nffcosJnL

Рис. 233. Кривые зависимостей функции Со 1т)—‘Ц.т)
и Со (m) cos mL = F (m).

a — в области 0 < m < 3; б — в области 1,8 < т < 3,5 (в
десять раз более крупном масштабе); 1 — кривая зависимости
Со (m) = f (in); 2 — то же, для —Со (т) = 1 (т); 3 — кривая
зависимости Со (m) сов_отЬ = F (m) для г = я/2 Ь=0,18;

4, — то же, для т = л/2 L = 0,32; S — тоЭие'Гдм'"" т = 0,64;

в— то же, для г= 1,28 [112].

б)	Вычисление интеграла

т0

J Фо (т) с os mLdm
о
ие представляет затруднений.

* Так как по условию выбора функции Ф0('и) Фо('») = О при т>та и, следова-
тельно,

СО

j Фо (т) cos mLdm = 0.

b
Функцию Ф0(т), удовлетворяющую поставленным условиям, найдем,
воспользуясь асимптотическим значением функции С'о (те) при тп —> 0:

Со (те) = —	---1 j In m + D.

Положим

Фо (т) =	— 1 j In т + Cv

Постоянную (\ определим из граничного условия т = т0:

®о (™о) =	— 1) In то +	— О,

следовательно,

(L = — С-^2- — I'l In т0

\ е« /
ж

При таком выборе Фо (те) при т —> 0 функция

Со* (т) = —	--1 j In т 4- D -f-

_|_ (J?"— й in 2ZL = /) _ /J-JL — j \ in т0 =
' \ So ] т»	[во )	’

=	- 1) (In 2 — In т0 - С) - In г„' = const

не обращается в бесконечность пи при каких значениях т, изменяющихся
в пределах от 0 до со,

Функция Фо (те) полностью удовлетворяет и второму условию ее выбора.

Интеграл, содержащий ату функцию, легко вычисляется;

то	то

I Фа (т) cos mLdm =	— 1| / In — cos mLdm —

J v ’	[во- J 'По

0	'	' О

L о mL

во

L .

(280)

Si (m-oL),

где символом Si (пгоЛ) обозначен интегральный синус; его значения табули-
рованы,

При расчетах для удобства вычислений та берут равным 0,04, тогда

°л64	еп

./ Фо (m) cos mLdm =----—

Si (0,64 L)

и, следовательно,

«>	0°	Рп

J С0(т) cos mLdm = J Со* (m) cos mLdm,	-^4=—Si (0,64 L),	(281)

О	о	L
причем функция Со* (те) = Со (те) Фо (иг), как об этом указывалось выше,
остается конечной и непрерывной па всем интервале интегрирования,

2.	Для’ исключения бесконечного предела интегрирования заменяют
интеграл в правой части равенства (281) суммой интегралов с коночными
,	2(/с + 1)л	* п	л	о

пределами--------.----—, где /с = 0;	1;	А..,	т. о. приводят его к виду

L	L

2 (Jt-(" 1)31
оо	й=со	L

f Со* (m) cos mLdm =2 J С* (m) cos
0	h=0	2fejt

T\

2л:

L k=CQ

=* f Co* [n + cos nLdn —

О A~0

Л	7g

2L k=co	L

= / Co* [n + cos nLdn 4- I C0*^n H~ cos nLdn. 4-
0	k-^0	rt ; ft«=0

zT

где

2fi

2 ‘ L

cos nLdn,

(282)

n — m —

Произведя [замену переменных: во втором интеграле п

в третьем интеграле п па

4- ri" и. в четвертом интеграле п

Л<	м

на ---------п,

2п	,,,,

на — —п ,
L

опустив штрихи у п и заменив букву п буквой т, получим

-Со*	+	+

\ L	j \ L

л—т] cos mLdm.

L

Таким образом, интегрирование от 0 до оо приводится к интегрированию
в пределах от 0 до я/2С. На рис, 234 приведено несколько преобразован-
ных кривых зависимости подынтегральной функции Со* (ти)8 cos mL от
тп для различных значений параметра .я;/2С. Определение площадей^этих
Кривых не представляет большой сложности.
Вычисление интегралов, стоящих в правой части равенств (275) и (276),
не требует введения функции Фо (тп) и сводится лишь к преобразованию
интеграла с бесконечными пределами интегрирования к интегралу с преде-
лами от 0 до л/2 L:

со

У mC0 (m) sin mLdrn =
о

/ 2А-+-1	\ _/ 2*4-1	\	/2*4-1	.	\ „ / 2*4-1	.	\

/ —л— п — rn CQ —~— л — т \ — —~— л	т j Со —— л + /п —

\ Zz	f \	J \	/	\ L	/

—-  2  л — mj Со л — sin rnLdrn.	(283)

При отсутствии цилиндрической зоны проникновения фильтрата гли-
нистого раствора решение задачи значительно упрощается. В этом случае

Пограничные условия дают возмож-
ность составить систему двух уравнений:

QoKq (т) + (?о^о И /0 (m)—&aDa (m) Ко (m)=

= 0,

—	(т) -h Со (m) (m) + Dn (m) Kr (m) =

= 0,

решение которых, определяет искомую
функцию C0(m);

Рис. 234. Кривые зависимости пре-
образованной подынтеграль пой
функции

для различных значений параметра

т = -=- (шифр

кривых)

при нали-

CQ (т) = ^п~е^/Со (т)Х1(т)
(би — во) Z1 (,га) Ко (т) + ~~

(/<и,0 —1)7Го(та) Д~1 (от) т
Т^, О—1) zi(m) Ко (m) -И ’

чии зоны проникновения фильтрата
бурового раствора; = 40^; D —
= 1М; ец = е0[112].

обращающуюся в бесконечность при т—> 0.

Исследуя правые части формул (274) и (276), приходим к заключению,
что отношение кажущегося сопротивления qk к удельному электрическому
сопротивлению бурового раствора, численно равное j/j0, как для гра-
диент-, так и для потенциал-зондов является функцией отношения размера
26 заказ 714.
/ J" \	/	Tj Tj \

зонда L к радиусу r0 L = ~) ипи диаметру d0 l£d = —_ == —_) скважипы
и отношений ~ = /«п о и — <«п' о удельных электрических сопротивле-
ний Qa и Qu исследуемых пород и зоны проникновения в них фильтрата
бурового раствора к удельному электрическому сопротивлению последнего.
От этих отношений зависит функция С0(т).

При беспредельном уменьшении размера L зонда и отношения

у L' ! Т L \
Ъ = ----/ ИЛИ Ъй = ~Г~

го \	“0 /

__ ©о

2L I*	—

J Со (тп) cos mLdm -> 0
о
ж
___________________________2 со

у тС0 (m) sin mLdm —> 0.

_ о

Поэтому при L -> О

(А” \	1

или

_ о ~* ^о»

т. е. при уменьшении размера зонда кажущееся сопротивление, замеренное
по оси скважины, стремится к удельному электрическому сопротивлению
бурового раствора. Следовательно, зависимости — = / (Zd) для потен-
Qo

циал- и градиент-зондов имеют левую асимптоту, уравнение которой
{?К ж

“ = 1 или рк = р0.

Go

При беспредельном возрастании размера потенциал-зонда

2 (А-Ц)я

__ оо	_Л—оо	L

I—	f С0* (т) cos mLdml	= |—У1 Г Со*(т) cos mLdm I

I 31 /	Il —*oo I 31	>/	II-oo

О	Л—О 2ЙЛ

T

Для доказательства последнего соотношения [112] проинтегрируем его среднюю
часть по. частям:

2 (Ж)*

__ Л=оо L

S f C0S т^т ~

h=0 2Ая

L
2_

я

Л® оо

27с 4-2

L

sin (27с Ч-2) л- Со* (уу\ sin 2кя -

(2й-Ц)л

L

/•	ас0*(т) . -7 , ъ

— /	-----~—- sin mLdm I .

./	от

2Jwt	J

Но так как Sin 2 (it 4-1) я и sin2fet равны нулю, то

/1ляОО

V Гс0* f	J sin (2/1'4-2)	л-Си*	(—

L	\	7	/	\ L

71=0 L	'	>		4

= 0

и

оо

2 (й-Н)
h=co	L

cos mLdm —------—	/

/iL~0 2йл:

0Си* (т) .	_ ,'

* ——- Sin mLdm.
dm

При достаточно большом L и, следовательно, малой величине интервала интегри-
ЬС * (т\

рования, производную —можно принять постоянной, в связи с чем каждый
из интегралов

2 (71-4-1)»	2 (Zi-|-l)st

L	Ь

Г дС0* (т\ .	=, дС0* (т) Г • т,

/	——'-sin mLdm =—*—- I smmLdm =

J dm	am J

77	L

= X	[cos 2/1'л—cos 2 (Л4-1) л] = 0

и, следовательно,

00

9 Г /*	—

——• / Cq* (пг) cos mLdm =- 0.

nJ

0

Поэтому при больших значениях L

— оо	— m°

f Co (m) cos mLdm = —	.f Фо(^) c°s m^m =

о

= A. £7LZ^Si(m0L).
Л go	'

Но так как при L—> oo Si (mid) —> -у-, то при L —> оо

26*

cos mLdm

Qb go
- So
Следовательно, при L —> со

ИЛИ

[1 +

gii— go'
go

gn_
go



-co "> <?H.

(284)

т. e. при безграничном увеличении потенциал-зонда кажущееся сопротив-
ление стремится к удельному электрическому сопротивлению исследуемых
пород, т. е. кривая зависимости	имеет правую асимптоту,

удовлетворяющую уравнению

gn___gu

go go ’

ИЛИ

git — Qu-

Аналогично доказывается существование асимптоты к правой ветви
кривой — — / (L), удовлетворяющей последним двум уравнениям, и для
go

градиент-зонда.

На рис, 235, 236 и 237 приведены примеры кривых зависимостей —=
_	00

= / (L) для потенциал- и градиамт-зоидов при отсутствии и наличии золы
проникновения фильтрата бурового раствора. Эти кривые подтверждают
сказанное выше.

При отсутствии зовы проникновения фильтрата бурового раствора при
увеличении размера зонда кажущееся сопротивление иостсшоппо переходит
от значения qk — qu к рк = рп. При этом в случае достатрчно больших
величин Ld кривые р„/р0 — / (Ld) имеют четко выраженные максимум
(при рп>р0) и минимум (при (>ii<Qq), па участке которого р!( пли превы-
шает Qa (при <?п>£?о)> или становится меньше рп (при £?и<^о), что
объясняется характером распределения плотности тока. При наличии зоны
проникновения фильтрата бурового раствора кажущееся сопротивление
с увеличением разлгера зонда Ld сперва стремится к рп', а при дальнейшем
увеличении /устремится к Qn.

Рассматривая теоретические кривые бокового электрического зондиро-
вания при q0 = p,i и ри'>0о 11 различных значениях D/d0, легко убедиться
в том, что ординаты кривой бокового электрического зондирования воз-
растают как с увеличением о.тиопкчшя D[tl,, так и с увеличением отноше-
ния gi//go- При. этом можно подобрать такие различные значения отноше-
ний Z>/d0 и ри'Iqq, при которых конфигурация кривой практически не изме-
нится. Эти значения L):dn п pi//go могут быть установлены, исходя
из следующих соображений.

Плотность тока в скважине, пропорциональная величине кажущегося
сопротивления, и характер изменения плотности тока по оси скважины в за-
висимости от расстояния до питающего заземления А определятся соотно-
шением между полным сопротивлением среды, окружающей скважину,
и сопротивлением скважины. Очевидно, что при заданных постоянных
р0, рпис?0 и изменяющихся @р и D это соотношение в основном должно опре-
деляться величиной, пропорциональной полному дополнительному радиаль-
ному сопротивлению промежуточного слоя, отнесенного, допустим, к еди-
Рис. 235. Палетка
кривых аавиепмо-
сти _е« =/ (А)
при @п/£о =C0,[Hl-

Потенциал-зонд

(палетки

БЭЗ-1 ПЗ). Шифр
кривых Д]110-егг/ео;

/1п — Л 11' —
липни геомсгриче-
с.ких мест тосек
Ри— (?ц> Ви—Ва —
линии геометри-
ческих мест экст-
ремаль пых значе-
ний — (макси-
бо

маиьпых для gu >
> (>„ и минималь-
ных для gu<e0).
Рис. 236 Палетка
кривых зависимо-
сти вк/вв == -

= /|-Т-)ирИ 9п/о0 и.
\ "о '

= const. Градиент-
зонд (палетка

ВЭЗ-1-ГЗ). Шифр
кривых /zu Q ==
— (>п/?0> -dr-Л ----

линии геометриче-
ских мест точек;
(?К = (?ni Вт — Bs,-

л ипии геометриче-
ских мест экстре-
мальных значений
Ск/?0 (максималь-
ных для бп > Р(1
и минимальных
Для еп < е0)-
нице его длины h и углу при вершине а в один радиан и к удельному сопроти-
влению д0 бурового раствора1, т. е. величиной

р

т,_________I J_ Г gn—gn j I ___ gn'—gn 1 Д _ gn'—gn i _Д_

go I go./ ar^1 |a=lrd go	3?'()	go

to

С другой стороны, числовые значения q^/q0, как это следует из формул
(274) и (276), определяются значением функции Со (те), причем, как можно
убедиться из сопоставления кривых, аналогичных приведенным на рис. 232,
вид функций Со (т) — / (т) при р0 = и р0 < рц' > рц в основном за-

висит от начального значе- р
ний этой функции:	--

Co(m)=-i5^-ln4-.
Qo	ao

Убеждаясь в идентично-
сти" правых частей последних
двух формул, приходим к
выводу, что числовые значе-
ния рн/рв и конфигурация
кривой бокового электриче-
ского зондирования при р0<
Qa > Qn должна опреде-
ляться величиной

go	«о

Это положение полно-
стью подтверждается сопо-
стаплопием рассчитанных
кривых бокового электри-
ческого зондирования, из
которых следует, что при
глубоких проникновениях
фильтрата бурового раство-
ра, когда отношение D/d0

больших значений D/d0, указанных ниже для случая рц/р0 — 0:
при рп'/ро < 8	20	35	60	100	150	200

D/d0 < 2	3	4	5	6	7	8

конфигурация кривой рк/р0 = / (Lj) вполне определяется величиной

Рис. 237, Палетка БЭЗ-2-10-113, ГЗ, Шифр кривых
gn/g»; 7Э = 2<; £Ц = 10 g0 — const. Сплошные
кривые — градиент-эопды; пунктирные — потеи-
диал-зоцды.

для различных рп'/Ро ие превосходит паи-

произведения

77=

еп —рц
go

. D

1н ,

называемого параметром U эквивалентности кривых бокового электрического
зондирования (см. ниже стр. 410) или, что то же самое, величиной дополни-
тельного радиального сопротивления области проникновения фильтрата
бурового раствора в пределах клина, имеющего единичную мощность и угол
при вершине в один радиан и отнесенного к удельному электрическому
•сопротивлению по среды, заполняющей скважину.

1 Так как ординаты gH/go кривой бокового электрического зондирования опреде-
ляются не абсолютными значениями сопротивлений gu' и gu, а их отношениями
« сопротивлению g0,
На рис. 238 приведены кривые Qk/Qo — / (^а), рассчитанные для по-
стоянных значений параметра U при gn/{?o ~ 1 и QvJ Qo — 10.

Сопоставляя между собой кривые бокового электрического зондирования
для потенциал- и градиент-зопдоп, следует прийти к заключению, что для
потенциал-зондов кривые зависимости pK/g0 = / (Д1) [^к = / при Раз~
личных отношениях Qu/q0 достаточно резко отличаются друг от друга1.

У градиент-зоядов значительная дифференциация кривых qk/q0 —
— / (Ld) [рк — / (L)] для различных отношений q№/ q0 наблюдается лишь при
малых значениях q^/q0 и при больших размерах зондов L > (10 4- 100) do.
При малых и средних размерах градиепт-зоидов по мере возрастания удель-
ного электрического сопротивления пород, окружающих скважину, кривые
зависимости @tt/@0 — I (Ld) стремятся сблизиться с предельной кривой
рк/@0 — / (Z-d), рассчитанной для пород бесконечно большого сопротивле-
ния. Последняя имеет своей асимптотой прямую, наклоненную к осн абсцисс
под углом v — 63°26' (lg v — 2), пересекающую ату ось в точке с коорди-
натой L, — 0,354, что подтверждается следующим элементарным подсчетом.

При бесконечном сопротивлении пород, окружающих скважину, ток,
отдаваемый заземлением А, протекает только по стволу скважины, причем
половина его направляется вверх и половина вниз от заземления А. При
достаточно больших размерах зондов (практически при L > 0,5 do) эти токи
протекают по сечению скважины с постоянной плотностью

 = 1 = -2L

2 т1*

4

и создают напряженность электрического поля

Подставляя значение Е в формулу (22), получим

Qu =	~ = 8 Qa

или

fl = 8 Ш2 = 8 ДА
ео \ “о )

Следовательно, при достаточно больших значениях Ld зависимость ка-
жущегося сопротивления от размера зонда в логарифмической системе ко-
ординат определяется уравнением

lg= 21g£d + 1 g8,
•	У о

которому отвечает прямая с угловым коэффициентом, равным 2, пересекаю-
щая ось абсцисс в точке с координатой lgLd=.----1£- = — 0,451 или Ld—

= 0,354, что и требовалось доказать.

На особенности зависимости qk — f (L) стремиться к qo при беспредель-
ном уменьшении размера зонда и к рГ1 при беспредельном увеличении раз-
мера зонда оспован способ определения удельных электрических сопротив-
лений пород, а иногда и глинистого раствора, получивший название боко-

1 За исключением зондов, приходящихся на область левой асимптоты кривых

(L < 0,01 da), где кажущееся сопротивление при любых значениях еп стремится к удель-
ному электрическому сопротивлению с(1 бурового раствора.
Рис.' 238. Палетки БЭЗ-С7 (или палетки эквивалентных кривых), а — палетка
БЭЗ-17-1-ПЗ, ГЗ, Си/ео == 1; б — палетка БЭЗ-П-10-ПЗ, ГЗ, 0п/ео = 10. Шифр кривых U.
Сплошные кривые — градиент зонды; пунктирные — потепциал-яоиды; Вп — Вп ~
линия геометрических мест точек максимума qk/q0 для потенциал-вондов; Z?r— Вг-~

то же, для градиент зондов (составлена по данным МИИ и ВИИИГеофизики).
вого электрического (или бокового каротажного) зондирования (сокращенно
БЭЗ или БКЗ).

Сущность бокового электрического зондирования сводится к измерению
в скважине серии кривых кажущегося сопротивления с различными (все
возрастающими) размерами зондов и последующему построению для каждого
из пластов исследуемого разреза кривых зависимости qk от размера L
зонда. Боковое электрическое зондирование, выполненное с потопциал-
зондами, носит название бокового электрического потенциал-зондирования,
сокращению потенциал-зондирования или БЭПЗ, а зондирование, выполнен-
ное при помощи градиепт-зондов, — бокового электрического градиент-
зондирования, сокращенно градиент-зондирования или БЭГЗ.

Выбор типа зондирования зависит от мощности и электрического сопро-
тивления исследуемых пластов и характера задачи, для решения которой
ставится зондирование.

Построенные кривые бокового электрического зондирования
,	, ( ЛМ X ок

сопоставляются с теоретическими кривыми Qu/Qo~ /\—-з—1и—=
_______	\ “о /	£?0
______________________________________________________________ I /АО \	СП Си' Г)	.	Y
— / 1-^— I при	и -j- — const, рассчитанными по форму-

лам (274) и (27G). Эти кривые сгруппированы в палетки (см., например,
рис. 235—238). Сопоставление наблюденных (интерпретируемых) кривых бо-
кового электрического зондирования с теоретическими дает возможность во
многих случаях определить удельное электрическое сопротивление исследуе-
мых горных пород, а также установить наличие зоны проникновения (дать про-
гноз о проницаемости породы). В некоторых благоприятных случаях это
сопоставление позволяет также определить удельное электрическое сопротив-
ление зоны фильтрации бурового раствора и примерно оценить фиктивный
диаметр этой зоны 1. Методика перечисленных определений излагается в спе-
циальных курсах интерпретации результатов геофизических исследований
скважин [6, 7, 123J.

§ 58. СРЕДА С ПЛОСКО-ПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ И КОАКСИАЛЬНО-
ЦИЛИНДРИЧЕСКИМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ РАЗДЕЛА

Задача распределения электрического поля при одновременном наличии
плоских и цилиндрических поверхностей раздела имеет лишь приближенное
решение. Для общего случая, когда сопротивления пластов, слагающих раз-

1 Теория электрического поля, изложенная в настоящем параграфе, выведена для
•случая, когда зона проникновения фильтрата бурового раствора образует область по-
стоянного удельного электрического сопротивления £>п, ограниченную цилиндрической
поверхностью диаметра D, ось которой совпадает с осио скважины. В действительности
же вода бурового раствора, фильтруясь в породы и оттесняя жидкость, насыщающую
поровое пространство, постепенно смешивается с пей и изменяет свое удельное сопро-
тивление. Поэтому при наличии зоны проникновения фильтрата бурового раствора удель-
ное сопротивление этой зоны изменяется в радиальном направлении не так, как показано
на рис. 239 (кривые 1), для которых рассчитано большинство трехслой пых теоретических
кривых бокового электрического зондирования, а по пунктирным кривым 2. Диаметр
зоны проникновения фильтрата бурового раствора в этом случае будет значительно
•больше диаметра D фиктивной цилиндрической однородной зоны, создающей одинаковое
изменение кажущегося сопротивления. Удельное сопротивление $пп зоны проникнове-
ния в непосредственной близости от стенок скважины может быть меньше (рис. 239, а)
или больше (рис. 239, б) удельного сопротивления Qa't определяемого при интерпретации
бокового электрического зондирования. Это следует иметь в виду при испол!>зовании
сопротивления зоны проникновения для изучения коллекторских свойств изучаемых пород.

Аналитическое решение задачи для реального случая, при котором наблюдается
постепенное изменение сопротивления зоны проникновения фильтрата бурового раствора,
•отсутствует, и эта задача в настоящее время решается при помощи электромоделирова-
иия (см. § 59).
Рпо. 239. Характер изменения удельного электрического сопротивления пород в ради-
лльцом направлении от оси скважины при наличии зоны проникновения фильтрата буро-
вого раствора в исследуемые породы.

/ — график изменения сопротивления пород, для второго рассчитаны теоретические кривые Сокового
электрического зондирования; 2 — действительный характер изменении удельного электрического
сопротивлении пород в радиальном направлении.

рез скважины, конечны, приближенное решение весьма сложно и не. опреде-
ляет затрат па производство числовых расчетов. Эта задача значительно
проще и, главное, точное решается способом электромодблирования (см.
§ 59).

В частном случае, когда пласт имеет бесконечно высокое сопротивление
и пересекается екпажиной, заполненной проводящим глинистым раствором
с сопротивлением g0, равным сопротивлению = g3 среды, окружающей
пласт и проведенной перпендикулярно границам пласта, решение задачи
значительно упрощается. Так как в этом случае распределение электриче-
ского поля близко к случаю распределения поля в пласте высокого сопро-
тивления и условие р0 х ~ q3 наблюдается весьма часто, то решение за-
дачи распределения электрического ноля в скважине, пересекшей пласт бес-
конечно высокого сопротивления, имеет большое практическое значение.

В зависимости от того, против какой из сред (подстилающей пласт,
в пласте или покрывающей пласт) находятся в скважине питающий и прием-
ные электроды, решение поставленной задачи будет различным.

1. Питают; ее заземление А и измерительные
электроды М (потенциал-зонд) или М и W (градиент-
зонд) находятся и а участке, окруженном сре-
дой, подстилающей пласт (рис. 240, а).

Для решения задачи заменим скважину в сечении скважина—подошва
пласта плоским заземлителем S диаметра do, равного диаметру скважины,
заземлитель принимает из полупространства, подстилающего пласт, ток is,
равный току, уходящему через скважину в полупространство 3, покрываю-
щее пласт. При такой замене потенциал электрического поля, созданного
источником тока.А в любой точке М полупространства 1, расположенной
па расстоянии L от источника А, равный потенциалу электрического поля,
при наличии скважины может быть представлен суммой потенциала UA
электрического поля источника тока А при отсутствии скважины, пересе-
кающей пласт, и потенциала Us электрического поля, созданного током is,
эмиссируемым в среду 1 плоским заземлителем S. Величина тока is пропор-
циональна потенциалу источника тока А в точке р, в которой ось скважины
пересекает подошву пласта, и обратно пропорциональна полному сопротив-
лению Rs, состоящему из сопротивления RP зоны входа тока из подстилаю-
щей среды в скважину, сопротивления 7?л скважины, окруженной пластом,
и сопротивления R4 зоны выхода тока из скважины в покрывающую среду.
Сопротивления зон входа и выхода численно равны сопротивлению R =
— КРУГЛОГО заземлителя диаметром do, находящегося на поверхности
проводящего полупространства удельного электрического сопротивления
(см. § 51).

Рис. 240. К выводу формул, определяющих потенцирл элек-
трического поля при пересечении скважиной пласта беско-
нечно высокого сопротивления (случай одновременного на-
личия плоских и цилиндрических поверхностей раздела)

Потенциал UA вычисляется по формуле (156). Полагая в этой формуле

А12 =	1 (так как Qi — 03)> а = 0 и z/ = zx, получим

+ <285>

Для определения потенциала Us введем цилиндрическую систему ко-
ординат R Z *Р. Начало системы поместим в точке р и ось Z направим
по оси скважины, ориентировав ее положительное направление вниз от
точки р. Потенциал Us электрического поля должен удовлетворять следую-
щим условиям:

1)	обладать аксиальной симметрией и во всех точках среды! удовлетво-
рять уравнению Лапласа

diUs 1 dUs diUs
dri ‘ r ‘ dr !	5£2

(286)

2)	обращаться в нуль в бесконечно удаленных точках;
3)	быть постоянным по величине на поверхности заземлителя, т. е. Us =
v	d

— iUo= const при £=Оиг<Го=у.

Решение дифференциального уравнения (286) будем искать в виде
произведений двух функций

Vs = Ш<Р (О,

из которых фукция / (г) зависит только от переменной г и функция <р (£)
зависит только от переменной £. Так как потенциальная функция Us не мо-
жет обращаться в бесконечность в точках, расположенных на оси (г =0),
и в бесконечно удаленных точках (в частности, при £ —» оо), то в общем реше-
нии уравнения (286) должны отсутствовать частные интегралы, содержащие
«функции Yo (тг) и етС. В связи с этим

Us = j A(m)J0(mr)^dm.
 б

Для определения неизвестной функции А (т) воспользуемся условием
.3. Согласно этому условию при £ = 0 и г < го

Ufr<rr> :=()) =	(т) Jo (mr) dm = Uo = const.	(287)

о

Равенству (287) удовлетворяет функция

А (т) = -~р- ~ Us0,	- (288)

так как, согласно теории интегралов, содержащих функции Бесселя, при
” < г0 '

ОО

;• SinniFo f .	. 7	Л

J .....т.Jo(mr)dm-=

о

•и, следовательно, при подстановке равенства (288) в формулу (287) послед-
няя удовлетворяется тождественно.

Таким образом, для потенциала Vs получаем следующее выражение:

б

В точках, расположенных на оси скважины (r = 0), Jй(тг) — 1. В этих
точках

j/.-S со	nrjS

us^±^\ «МДе— ^zm=^_arctg4 =

л J	т	л	6 f

о	*

2^0	. d0 '2^0		' dB	/9оа,|

== —— arc tg	=------ arc sin —.	(289)

31 b 2f л	у z^a+^2

Для дальнейшего решения задачи определим LTi Для этого вычислим
-силу тока —is, принимаемого из среды 1 плоским заземлителем S с полной
поверхностью S — лг02: •

S	* S
Но так как

р -	(ди&

(У

= “ U& I sin mr0J0 (mr) dm
6

и, согласно теории интегралов, содержащих функции Бесселя, при г <г&

sin mrnJn (mr) dm — - , -----=r,
7	/ Г02— 7'2

то

rrS	ГГ8 Г“ 2”

1 /•„ ,	2 C'o Г ds 2 Oy , rdrdO

— ie = — / E„ds = — —- / —====7 = —----------------/	/ —7== —

So •/ s 31 Co./ I/z-„2—Г2 « So ' / I/ r02 —Г2

S	S	0	» r

TQ

= — {7(1 /' 	Ul	(290>

Qo J ]/ r02 — Г2 So

Из формулы (290) получим

tjS _____ ____ Qtih _____ _ go^s

G 0 “	' 47'0 ~ 2dn

и, следовательно, [см. формулу (289)]

Us =

__

м1а

arc tg .

(291).

Сила тока is приближенно равна отношению потенциала Up электри-
ческого поля источника тока А в точке р к полному сопротивлению скважины,
равному, как об этом говорилось выше, сумме /?3 сопротивления ствола»,
скважины в зоне пласта

п ___

~T~

и сопротивлений Rp и зон входа и выхода тока из пласта

R» = Rh. + Rp + Rn —	-57- = ~r~2 (ih + nd0).

JIiUqA	L/llf)	JbUig"

Но так как (при zx =* L)

TO



2^Zj ’

Up = _e<J________________1	= Z4a

Hi * go	2z1(4/i + 3t«;o)/
и, следовательно [см. формулу (291)],

Us = - -5—ту агс tg-^- •
ZrcSj, (4/i + ^ao)	ь

Заменяя в последней формуле f равнозначной величиной zx — L и сум-
мируя Vs со значением <7^0=о> получим

тг __ @0^ Г 1 I 1	2d)	,	1/д	"]

U = -^Г ~г~ + -о-----?--------77П--ТТ аГС tg~94-•	(292).

4л I L	Zi (4/i —}—® 2i	I

Подставив найденное значение U в формулу (20), определим величину
кажущегося сопротивления для потенциал-зонда:

Г, । L	2Ldt , do 1

Оп = О„ 1 + 75-------------г------;;у- j г аГС to	——=г .

у ии[ 1 2гх—L	zx (4&.-J-rerf0)	° 2(zi— Л)J

(293).

Для вычисления' кажущегося сопротивления, измеренного градиент-
зоидом, следует, определив предварительно величину напряженности элек-
трического поля (Е = —dU/dE), Подставить ее значение в формулу (22),.
после чего получим

—	(1	£2	।___________4Х2+2_________)	/оа/\

Qk Qo I	—Х)2 1 z, (4/1+лй)) [4 (zj—Z)2 + d02] j'	'

Если z, — Lpd,. и h>L, to arc tg ---A——
" ("1--------------------------------------

и

__________4ГЛ^2

zi (4Л+md'o) [4ZJ—Z,)a+rf(,2]

малы по сравнению c 1 +  L т- и 1 — тп——•
r	1 2zi — L	(2zi—Z)2

В этом случае при измерении потенциал- и градиепт-зондом соответ-
ственно получим следующие выражения:

/. , L \	Г. Z.2	1

+ -^=Т) &>, в» “ [1 - (2^=Т)2]	(295).

Формулы (295) тождественны формулам (168) и (169) при к12 = 1 (@2 =
= оо). Таким образом, при расположении электродов А и М на расстоянии
от пласта, много большем диам,етра скважины, наличие скважины в пласте-
практически не изменяет величины кажущегося сопротивления.

2.	Заземление А расположено в части скважины, окру-
женной средой, подстилающей пласт; электрод М (элек-
троды Я и Л’ для градиент-зопда) — в части скважины, пересекающей
пласт (рис. 240, б).

В этом случае потенциал точки М равен полному падению напряжения электри--
веского поля, созданного током fs между точкой М и со:

4 К+’.-ч

и	231(/^ + лй„)

Qpl ' 8(^+2! — Z) +rot/n
ih+nd0

(296).

Подставляя полученное значение U в формулу (20), получаем для иотенциал-аопда

[8 (Л+zj.—X) +ж/о] L
21 (4Л + ЙЙ)))

(297).
Впив от рапепс.тла (296) производную по L и подставив ее значение с обратным зна-
ком н формулу (22), находим величину кажущегося сопротивления для градиемт-зонда;

87?

Q"~ z1(4/i-|-^(,)e"'	<298>

3.	3 п » е м л е н и е А р п	с	it	о л	г, щ е и о в части	с к в а ж	и и	ы, окру-

ж сапой с р е д о п. поде т	и	л	а ю	щ е й пласт; электрод	М	(потенциал-

зопд) и л и :> л е к т р о д ы М	и	N	(градиоит-иопд) — в	части	скважин ы,

к н х о д я щ о it с, я и я д н л а	с	т	о м.

Для этого случая потенциал (7 электрического поля источника тока А в точке М
равен потенциалу Us, соз/шипому в этой точке током заземлителя диаметра cl0, располо-
женного в кроило ил,чети:

ГТ _ Тг8 _ ^o’-j	,________d„_____ ____ gt)7rf„_______,____________________ лоосп

‘ =4	2[Х -(zx + /i)j	l°2lZ,-(Z1-|-/i)] '	(299)

Подставив найденное значение U и формулу (20), получим величину кажущегося
сопротивления для потецципл-зопда:

е" = Zi (4/i-Нйу urc Lg 2 [7,— (zt-h/i)] '	(300)

Взпв производную по L от равенства (299) и подставив ее с обратным знаком в фор-
мулу (22), находим рн для градиепт-вопда:

„ ___________________________________

-ll z1(4/1 + ,’tf20){/,[£-(z1-|-/i)]“ + ^| '

Формулы (299) и (300) справедлнцы при zx > rf0/2.

4.	3 а з о м л о я и е А расположено в части с к в а ж и и ы, окру-
ж о и и о п п л нет о м; э л е к т р о д М. (потенциал -зонд) или электроды М
и jV (градиент-зонд) — в части скважины, пересекающей среду,
подсг иля то щ у ю п л а с т (рис, 240, <?).

Электрический ток, отдаваемый источником тока А, расходится в подстилающую
и покрывающую среды обратно пропорционально сопротивлениям участков скважины,
расположенных ниже и выше электрода А, Потенциал U электрического поля в точке М,
находящейся в подстилающей среде, равен потенциалу U8, созданному п этой точке пло-
ским зазем.чнтелем диаметра da, находящимся в подошве пласта и отдающим в подстилаю-
щую Cpl’/iy ток

4(й —zi)g0 р„

__	_______2<Га = 8 (А. — Х1)4-да7» . _7_

“ 4ftg0 l С»	4/t-|-5wA>	2

nda^ cla
Следовательно,

IT = rjs = I8 (fe —Zi)+«rfo] e„7 t <i0
2~id0 (4fe-|-ndQ) ”2(7,— zi) ‘

(302)

Подставляя ипачопио U в формулу (20), получаем для потеицпап-яопда (£>zi)

27,е(, Rfe-z,)-;-^]
rf0 (4ft.-|-лг/0)

. °\>
arc tgy77-9	.

«2 \L - Z]_J

(303)

Дифференцируя равенство (302) по L и подставляя полученную производную
с обратным зпаком’п формул.? (22); определяем у для градиент -зонда (7, > zx):

47? [8 (А — zj) -|-rei70]

е" “ 14 (£- г1)а-Ь^](4Л-Ь^0) 00

(304)

5.	Все эле кт роды (А и М — потеццишг-зоид или А, М и — градиент-
зоцд) находятся в ч ас т и с к в а ж и п ы, окруженной пластом
(рис. 240, а),

1 Формулы (297) и (298) дают возможность определить величину кажущегося сопро-

тивления только в точках, для которых соблюдается неравенство zx > d0/2 [5].
Потенциал в точно М определяется величиной полного падения напряжения тока

, во

. . ?tz/q2 2z/q Hz г —?zz/g .1

S	। J?o ih-\-nd„ 2

nd0- z/0

на участке, от точки М до бесконечности. Так как сопротивление этого участка

4(h — zi—L)

RM™ —

8 (h — zt — Z,)4-rozfo
2nz/0“	®0’

то

rr — rrS _ ; p	_ (8ai + rez?0)[8 (fe — zt — X) 4~rcd0] g07

s	4nd02 (4/i -]-nz70)

(305)

Подставив значение U в формулу (20), находим величину кажущегося сопротивле
яия для потенциал-зоцда

би —

L (8гх-|-лг/0)[8 (h — z i-—£)-]-л<?0]

Ь + redo) d02

go-

(306)

Беря производную по L от равенства (305) и подставляя ее с обратным
в формулу (22), получаем '	~	‘

значение gK для градиепт-зонда:

знаком

6.	Заземление

с е it а ю щ е й

— &L2 (8zi-|-rez/0)
$к — doa (4fc-f-:W0)

находится в

eo>

(307)

п е р е-
(потен-

части
пласт;

с к в. а ж и п ы,
электрод М

о к р ы в а ю щ у ю
циал зонд), или электроды М к N (градиент -зонд) —
о к_р уженной пластом (рис. 240, д).

Для данного случая при zx — h > величина потенциала U в точке М опреде-

среду,

в части скважины,

ляется полным падением напряжения тока

2 (zx-|-fc)(4Ji+ nda)

от точки М до бесконечно удаленной точки в среде, подстилающей пласт:
U =

Но так как в данном случае

то

'	— 8 (zi~-b) 4~rezZ0

2лг/„2

[8 (zi — L) 4-_red0] g0<
4л (zi—A)(4/i-]-ndo)

(308)

Потенциал U [равенство (308)] и его производная по L, взятая с обратным знаком,
подставленные в выражения (20) и (22), определяют значения кажущегося сопротивления
для потенциал-зопда:

и для градиепт-зонда:

__[8 (z j —.Z>)-|—лй),] L

Ow = (Zj—/i)(4/z + nz70) Qo

_	8Z*

6lt (zx — h)(ih + nd0) 60

(309)

(ЗЮ)

7.	В с e электроды (А и M — потепциал-зонд Л, M и jV — градиент-зопд)
находятся в скважине, пересекшей среду, покрывающую
пласт (рис. 240, е).

27 закаэ 714.

А
н
Значение потенциала в точке М и кажущихся сопротивлений для потенциал- игра-
диеит-зопдов определяются следующими формулами:

у— gf,/ Г '! |______1—_______________----------arc lg------°-----1	(311)

U~ 4л [L Н 2(-i—/?)+£	(31 ._/t)(4/i-|-^o)	Ь2(21 + £-Л)] ’

[г	<),? т	<7	1

1 +2(T^-hy\L~ 77Г^Щ4Л+^) ,,1'С 182~(ГЙ~Л) j е»’	<J12>

Гр f	Z?	4£М03	1

^ -4" j2 (Z1 — ft)	(2t —Л) (4/: + л</0)[4 (L +-1—Лр + ^oa]j

аналогичными формулами (202), (2!)3у и (294).

На рис. 241 и 242 для иллюстрации приведены кривые кажущихся

сопротивлений для потенциал- и градиепт-зондов, рассчитанные по приведен-
ным выше формулам. Как видно, эти
,	^ч-г,,.»/.,.,.тД7—кривые имеют много общего с кри-

Ряс. 241. Кривые кажущегося сопроти-
вления потенциал-зонда’ в пластах беско-
нечно высокого сопротивления различной
мощности; MN —> со; L = 2 d0; g0 =

,	j	I Л 1

— gj = g8 — 1 ом м. Шифр кривых у .

выми дц для случая, когда скважина
отсутствует (см. рис. 227 и 228). В ча-
стности, на кривых кажущегося со-
противления градиепт-зондов наблю-
даются характерные точки максимума
и минимума рк соответственно в кров-
ле и подошве пласта (обращенный гра-
диент-зонд) и в подошве и кровле пла-
ста (последовательный градиент-зонд).
На кривых кажущегося сопротив-
ления потенциал-зонда в случаях
мощных пластов отмечается симмет-
ричная аномалия повышенных со-
противлений; в пластах малой мощ-
ности она переходит в симметричную
депрессию. Эта общность в кривых
кажущегося сопротивления для
пластов конечного сопротивления

ненной раствором, удельное сопротивление которого

при отсутствии скважины и пластов
бесконечно высокого сопротивления
при наличии скважины дает воз-
можность предполагать, что в прак-
тике против пластов конечного
сопротивления, пересеченных сква-
жиной конечного диаметра, запол-
отличается от сопро-

тивлеиия окружающих горных пород, кривые кажущихся сопротивлений
будут иметь вид, промежуточный между кривыми, приведенными па
рис. 227, 228 (кривые 3) и на рис. 241 и 242. Последнее подтверждается
многочисленными лабораторными исследованиями, результаты которых
изображены, например, па рис. 227 и 228 (кривые 2). О некоторых из
этих исследований будет сказано ниже (см. рис. 246). Это даетвозмож-

ность во многих случаях изучать разрезы скважин, используя имеющиеся

расчетные материалы, несмотря на то, что теоретическое решение задачи
для данных условий отсутствует.

§ 59. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧ ЭЛЕКТРОМЕТРИИ СКВАЖИН

Электрические поля в разнородных средах, идептйчиых средам, иссле-
дуемым в скважине аналитически, изучены лишь для сравнительно ограни-
ченного числа наиболее простых случаев залегания пород отличного удель-
а — обращенный градиент-зонд; б — последовательный градиент-зонд.

кого электрического сопротивления, о которых говорилось выше. При
остальных, даже сравнительно несложных, неоднородностях, как, например,
в простейшем случае пласта ограниченной мощности конечного удельного
сопротивления да, пересеченного скважиной диаметра d0, заполненной
раствором удельного электрического сопротивления q0, отличающегося от
Qa и равного удельному электрическому сопротивлению @вм пород, подсти-
лающих и покрывающих пласт (не говоря уже о более сложных разрезах),
аналитическое решение задачи и расчет распределения электрического поля
оказываются столь трудными, что затрата средств и времени на эти расчеты
становится нецелесообразной.

Электрическое поле в трёхмерном пространстве сложного строения и
характер изменения кажущегося сопротивления значительно проще могут
быть изучены экспериментально на электроинтеграторе с плоскими (обычно
проволочными) сетками и па пространственных электролитических моделях.
Методика решения задач электрометрии скважин при помощи электроинтегра-
тора была впервые разработана лабораторией электромоделирования Мос-
ковского нефтяного института имени акад. И. М. Губкина [116]. Опыт пока-
зал, что при помощи электроинтегратора можно быстро и точно решать боль-
шинство задач электрометрии скважин для самых разнообразных случаев
залегания пород отличного удельного электрического сопротивления. Эта
методика в настоящее время находит широкое применение при решении раз-
нообразных задач электрического исследования скважин [127, 128, 129].

Электроинтегратор с плоской сеткой представляет собой набор перемен-
ных или заранее рассчитанных постоянных, обычно проволочных, сопротив-
лений, установленных рядами в двух взаимно-перпендикулярных направле-
ниях (рис. 243). В мостах пересечения взаимно-перпендикулярных рядов
сопротивления соединены и образуют узлы сетки. К узлам сетки подклю-
27*
Рис.‘ 243. Схема электроинтегратора с проволочной сеткой.

ЭИ — электроинтегратор; Г_— источник постоянного тогда; Р — рео-
стат, регулирующий силу тока; П — измерительный прибор (потенцио-
метр); А и В — точки подключения тока питании; М nN — точки подклю-
чения измерительного прибора.

чаются источник питания, создающий электрическое поле в моделируемой
области, и клеммы измерительных приборов, при помощи которых изучаются
потенциалы и разности потенциалов этого поля. Электроинтегратор дает воз-
можность изучать распределение электрического поля в неоднородной модели-
руемой среде, обладающей аксиальной симметрией.

г	z	Принцип моделирования задач

электрометрии скважин при помощи
электроинтегратора с плоской соткой
основан па следующих положениях.

При аксиальной симметрии изу-
чаемой среды, т. е. в тех случаях,
когда удельные электрические сопротив-
ления исследуемого неоднородного про-
странства не зависят от азимутального
угла, вектор плотности тока имеет лишь
составляющие по осям г и Z. Соста-
вляющая плотности тока по углу ip
равна нулю = о\ При этих
условиях возможно, разбив изучаемое

6

Рис. 244. Схема замены элементарных объ-
емов моделируемого пространства прямоуголь-
ной сеткой линейных сопротивлений элек-
троинтегратора.

а — разделение моделируемой области иа коакси-
ально-цилиндрические объемы пр б — коаксиалыто-
цилиндрпческие объемы моделируемого . пространства
сведены к объемам цилиндрического сектора с малым
углом а при вершине.
пространство плоскостями Pi с координатами zi, перпендикулярными оси
симметрии Z, расположенными друг от друга на расстоянии Дг •= z1 + 1 __
— Zi = const, и коаксиальными цилиндрическими поверхностями Si ра-
диуса отстоящими друг от друга па расстоянии Дг = г.+ 1 — Г{, на эле-
ментарные объемы Дгц (рис. 244, а), заменить каждый из полученных
Кольцовых объемов Д&{, имеющих удельное сопротивление q, двумя сопро-
тивлениями:

а)	одним, расположенным параллельно оси
р<+;.) =_________________________________.

я (г?+1 - гг)

и ранным сопротивлению объема Дщ в"направлении оси Z, и

б)	другим, установленным вдоль радиуса

4+1	4 + 1

/' _______1 /' <&.

г’ * J 2nAzr faidz J г

4	4

и равным сопротивлению объема Д гц в радиальном направлении.

Для наглядности дальнейших преобразований исследуемое пространство
с азимутальным углом у — 2л можно заменить клином (рис. 244, б) с ма-
лым углом а при вершине. Умножая при этом на а/2я удельное сопротивле-
ние исследуемой среды, получают осевое и радиальное сопротивления любого
из элементарных объемов Av'i, составляющих клин с равными сопротивле-
ниями /?<;>» и цилиндрических объемов Д&1, частью которых являются
объемы Zki, составляющие клин.

Сопротивления и Л1,,’*1 элементарных объемов заменяют прово-
лочными сопротивлениями. Узлы этих сопротивлений размещают в центрах
моделируемых объемов. При этом сопротивления i, моделирующие
осевые сопротивления элементарных объемов Avi (осевые ряды сопротивле-
ний), рассчитываются по формуле

i/iz

Дг,1 = ---5------2? (i?2, г “Ь !?*> <+1)>

2Я(^+1-г{)

где g2(i и £>г, i+i — уделыше электрические сопротивления в осевом напра-
влении объемов пород, ограиичоппых параллельными, плоскостями Pi — Pi+i
и Pi+1 — Рг+2 с координатами zi, Zi+i и гг+2 и коаксиально-цилиндриче-
скими поверхностями и 5i+i с радиусами п и ?ч+1.

Сопротивления взаимно-перпендикулярного ряда сетки, моделирующие
радиальные сопротивления объемов (радиальные ряды сопротивления),
вычисляются по формуле

/	4+4+1 \

1	/	г-	2	\

"wT I 1п	г ln 7i I

X	g	1	/

1	/	,	2г;	.	. 4 + 4+1 \

“	1п7~7+й’ + вг> *1п 2Т~~) ’

где Qi, i-i и Qr, г — удельные электрические сопротивления в радиальном
направлении объемов пород, ограниченных коаксиально-цилиндрическими
поверхностями — Si и 51 — Л+i и плоскостями Pi и Pi+i.

В целях максимального приближения дискретной сетки электроинтегра-
тора к моделируемому сплошному пространству радиусы моделируемых
объемов, прилегающих к оси скважины, и расстояния между плоскостями
Pi в этой области подбираются возможно меньшими, что осуществляется
примененном специальной более густой сетки сопротивлений, моделирующей
приосевую часть изучаемого пространства (рис, 245).

Возможно большее увеличение моделируемой области на интеграторе
конечных размеров достигается увеличением приращения Ai\ каждого сле-
дующего радиуса ri + t цилиндрической поверхности, ограинчпиахощей модели-
руемые объемы в геометрической
прогрессии:

Моделируемое пространства

Рис. 245, Сотка электроинтегратора. Пока-
заны радиальные Л,- и осевое сопротивле-
нии. Остальные сопретявления условно изо-
бражены линиями, соединяющими „узлы сетки
(черные кружки).

Ziz-i ?ч+1 - п —

где d/-j — величина приращения
радиуса между первой и второй
коаксиально-цилиндрическими по-
верхностями; а — знаменатель про-
грессии, величина которого выби-
рается в пределах от 1,1 до 1,25.

Для исключения искажений
электрического поля, создаваемых
ограниченными размерами инте-
гратора при моделировании задач
бокового электрического зондиро-
вания, удаленные узлы сотки
обычно закорачиваются по ради-
усу 7?1{. В атом случае распреде-
ление потенциала электрического
поля на внешней границе модели-

руемой области становится тож-
дественным распределению потенциала в однородной среде, при котором
выполняется условие’ существования правой асимптоты. р|( ~ gu у кривых
бокового электрического зондирования.

Между закороченными по радиусу сопротивлениями и отрицательным
полюсом источника тока, имитирующим бесконечность, включают дополни-
тельные сопротивления, числовые значение которых рассчитывают по фор-
муле

» — _

(314)

Когда удельное электрическое сопротивление изучаемой среды изменяется непре-
рывно в осевом направления, сопротивление между узлами сетки рассчитывается
по формуле

4+1 + 4+2

___бгР&

«(^+1-г?)

1

4+1 + 4+2
2

J ez01K

4 + 4+1

2

(315)

где — среднее значение сопротивления для точек моделируемой областис координа-
той Z.

Если удельное сопротивление изучаемого объема изменяется и в радиальном на-
правлении, то

г2 —г2'
о°Р =	г+1____L.

Ti+l

2 /‘ 2*
J Qtz
где giz —сопротивление злсмеитарного объема dv с координатами центра гиг.

В этом случае, подставив значение ост> из последней формулы в формулу (315),
будем иметь

г1-|-1 + гг-|-2

1	I	dz

Лгг = 4-	/	----- 	(316)

2л 7	ч+1	'

4 + 4+1	rtil'

2	J Qrz

Для сопротивлений Rr радиального ряда получим

4 +4+1	4 + 4+1

2	2

/ _ 1 (" ^dr

I ’>.nrAz — 2л/1г	/ г

4-1 + 4

2	2

(317)

где 0“р среднее удельное сопротивление элементарных объемов моделируемой области
с координатой г.

Когда удельное сопротивление объема zf vi изменяется также и в осевом направле-
нии,

В этом случае

(318)

При наличии плоской поверхности, разделяющей среды различного сопротивле-
ния о, и g2, перпендикулярной оси Z и проходящей на расстоянии 3z от плоскости узлов
сотки, сопротивления Яг и Hf в облпсти, включающей поверхность раздела, рассчиты-
ваются по следующим формулам:

[gi^+ga (zlz — <5z)]

(319)

4 + 4+!

dr

zfz	zfz . \

r Qi	02	'

______________0102	______Щ 4 + 4+1

„ Г Adz . \ , /jz , . V] 4-1 + 4

2л gi —--------y-+ <5z	1

I \ Z j \ "	/ I

_______________0102_______________

2л [ (g2 — gi) 8z-\- (gi + (?«) -y

4+4+1

4~i+4 ’

(320)
При другом частном случае, т. е. при наличии коаксиапыго-ципиндрической гра-
ницы радиуса rs (rt< rs <

л1е^+1 —	+ — ',]

(321)

Рис. 246, Изменение конфигурации кривых кажущегося сопротивления.

а — доследовательпого градпепт-аопда в зависимости от соотгкнлйшя мощности пласта и диаметра сква-
жины (расстояния менчду электродами зонда даны в единицах мощности пласта); ца = щ = е8 = свм*
ец = 10 евм; б — последовательного градиепт-зонда против пласта высокш’осопротивлепин огранпчеи-
ной мощности ,(Е > h) в зависимости от отношения сопротивления оц пласта к сопротивлению есм вме-
щающей среды (шифр кривых); t0 — щ — е3 — свм.
амакс

5

Рис. 247. Палетки ПКМ-МНИ для градиент-зондирования в пла-
стах высокого сопротивления ограниченной мощности.
•где gi и Q,, — соответственно сопротивление сред, расположенных внутри  и снаружи
/ ri-l+ ri	'I'H’i.pA

цилиндрическойповерхности радиуса rs, и (при ---------< г8 <---------- I

’’г + пчл

г»	2

п - 6.L_ Г dr I ge /’	— =

r 2nAz J г 2nAz J г

4-1 + с;	г3

2 ’

1	/ ,	2г,ч	,	4 + '4+1 \

= -т—— ei in-----------;—г g« m —7-----------

2:7/12 у Г[_, + i'l к 2rs /

(322)

Для облегчения расчетов при моделировании ограниченных сред их границы обычно
проводит так, чтобы они совпадали либо с плоскостями Pi и Ji, либо с плоскостями,
проходящими через узлы сетки.

Сопротивления сотки интегратора заранее рассчитываются для однород-
ной среды @Од. Те же из сопротивлений, которые моделируют область отлич-
ного сопротивления д, увеличиваются или уменьшаются пропорционально
•отношению удельного сопротивления д этой области к удельному ' сопроти-
влению. род вмещающей однородной среды.
Рис, 248. Палетки крипых бокового электрического потецциал-зондирования для пла-
стов конечной мощности высокого сопротивления (палетки составлены по материалам
фирмы Щлумберже).

При моделировании задач электрометрии л тех случаях, когда удельное
сопротивление изменяется только по радиусу'(пласт бесконечно большой
мощности) электрод А располагается в одном из углов сетки, В этом случае
сопротивления, установленные в радиальном ряду, проходящем через элек-
трод А, и сопротивление /?д удваиваются.

При измерениях кажущегося сопротивления при помощи электроинтегра-
тора один из полюсов А источника тока и клеммы М и N измерительного
прибора поочередно (иногда при помощи автоматического переключаю-
щего устройства) подключаются к узлам сетки, расположенным вдоль оси
/моделируемой области. Расстояния между точками А, М и N измеряются
аз единицах расстояния между узлами сетки. В единицах этого расстояния
набирается и вся модель —- мощности пластов радиусы скважины и зоны
проникновения фильтрата бурового раствора.

Использование электроинтегратора для моделирования задач электро-
метрии скважин дало возможность получить кривые изменения кажущегося
сопротивления в пластах конечных мощностей и сопротивлений, пересечен-
ных скважиной, заполненной средой, сопротивление которой отличается
от сопротивления пласта и вмещающих ого пород (рис. 246). По этим данным
в дальнейшем были построены палетки кривых бокового электрического зон-
дирования (палетки пластов коночной мощности Московского нефтяного
института — палетки ПКМ-МШ4 [7, 120]). Две из таких палеток приведены
па рис. 247 Ч

Были также получены кривые бокового электрического зондирования
для пластов практически бесконечной мощности при реальных условиях
постепенного изменения сопротивления пласта в зоне проникновения фнль-

Рис. 249. Сопоставление кривых бокового электрического зондирования.

а — сопог.тпплеш'ге кривых бонового елоктричоского зондирования, рассчитанных для случаи прпцикпо-
вепиа буроиого раствора и четно ограниченной внешней границей (црипьie 1, сплошной график на схе-
ме б), с опытными кривыми длп случая постепенного тгаменечшя сопоотнпленпп с глубиной щюпик-
новепип (ирииап 2, пунктир па схеме б); а — сопнстпплопис опытных кривых бокового рш-ктричк-кого
воидпроиапап для различных отценпенпй Оц|40; 3 — Оц/а0~ I; 4— D^ld0^ 2; б —0^/6^=» 3.33;
б—D /do = O. Гц—диаметр окружности, па которой расположен центр тяжести фигуры ««-/(г).
.	Шифр кривых — параметр U; в квадратных скобах указаны отношения ец/<?в.

трата бурового раствора [127, 128]. Эти кривые (рис. 249) дали возможность
установить необходимые коррективы, которые следует вводить, интерпрети-
руя кривые бокового электрического зондирования при помощи теоретически
рассчитанных кривых при наличии зоны проникновения фильтрата бурового
раствора.

Электролитическая модель представляет собой ванну, заполненную
раствором соли (обычно раствором хлористого натрия или хлористого калия),
моделирующим вмещающую среду, в которой устанавливаются исследуе-
мые пласты, изготовленные из полупроводящих материалов — керамики
различной пористости, полупроводящой резины или наборных секторов и»
изоляционного материала [126]. Измерительная установка представляет
собой небольшой зонд, перемещающийся при помощи электродвигателя по
поверхности раствора (при горизонтальных электролитических моделях)
или по оси моделируемой скважины (при вертикальных электрических моде-
лях). Отношения мощностей пластов и размеров измерительных установок

1 На рис, 248 приведена для сопоставления палетка кривых бокового электриче-
ского потенциал-зопдирования в пластах конечных мощностей по данным фирмы ПТлум-
бержо. Как видно, кривые потенциал-зопдировапия в левой своей части, так же как и
в случае пластов бесконечной мощности более дифференцированы, чем кривые градиент-
зондирования (см, рис, 247). Это предопределяет целесообразность применения потев-
циал-аоцдирований при исследовании пластов достаточно большой мощности.
9? диаметру скважины и сопротивлений пластов к сопротивлению вмещающей
«роды у модели и у моделирующей среды должны быть одинаковыми.

Кривые кажущегося сопротивления регистрируются полуавтоматиче-
ским или автоматическим потенциометром или фоторегистратором.

По сравнению с электролитическими моделями электроинтегратор с пло-
ской сеткой имеет ряд преимуществ и ряд недостатков, в связи с чем выбор
того или иного способа моделирования задач электрометрии скважин опре-
деляется характером решаемой задачи.

Преимуществом электроинтегратора с плоской сеткой является воз-
мохкность осуществления модели среды с любым характером изменения со-
противлений в радиальном и осевом направлениях при условии аксиальной
•симметрии задачи и изучения характера распределения потенциала электри-
ческого поля в любых точках этой среды.

К числу недостатков электроинтегратора относятся:

1)	сложность получения кривых кажущегося сопротивления (и других
параметров) с большим числом точек исследования в моделируемой области;

2)	невозможность решения неаксиальпо-симметричпых задач (например,
изучение электрического поля в пластах с наклонными границами раздела),
что может быть легко выполнено па электролитических моделях;

3)	необходимость .затраты в некоторых случаях много большего времени
на сборку модели, чем это требуется на электролитической установке.

В тех случаях, когда требуется получить непрерывные кривые изменения
кажущегося сопротивления или когда изучаемая среда не имеет аксиальной
симметрии, а также при исследовании некоторых специфических полей
(например, полей потенциалов вызванной поляризации горных пород) вместо
интегратора с плоскими сетками применяются электролитические модели.
Г JI АВА VIII

ОСНОВЫ ТЕОРИИ МЕТОДОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ЗАЗЕМЛЕНИЙ, РЕГИСТРАЦИИ ТОКА И СКОЛЬЗЯЩИХ

КОНТАКТОВ

§ 60.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ЭФФЕКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

При изучении разрозни ’скважин методами сопротивления заземления»
регистрации тока скользящих контактов и экранированного заземления»
общие сиедоппя о которых были изложены выше (см. ч. 1, § 2), определение-
горных пород производится по данным’измррсчшя полного сопротивления RA
заземления Л, передвигаемого вдоль исследуемой скважины, или тока,
'проходящего через ото заземление. Сила Z этого тока находится в обратной
зависимости от величины сопротивления заземления RA.

Применение перечисленных методов для решения задач бескерновой
геологической документации разрезов скважин требует знания зависимости
величины сопротивления RA заземления от удельных электрических сопро-
тивлений и геометрии исследуемых пород, сопротивления бурового раствора,
и диаметра скважины, а также формы и размеров заземления.

Из теории электрического поля известно, что в однородном безгранич-
ном пространство [см. формулы (ИЗ), (116) и (118) ] сопротивление заземле-
ния пропорционально удельному электрическому сопротивлению р среды»
в которой находится заземление, и зависит от его формы и размеров.

В неоднородном пространстве сопротивление заземления зависит не-
только от его формы и размеров и удельного электрического сопротивления
среды, непосредственно прилегающей к заземлению, ио и от удельного со-
противления и размеров включений, заполняющих, остальную часть изу-
чаемого неоднородного пространства главным образом в области, рас-
положенной вблизи от заземления.

В практике методой сопротивления заземления и регистрации тока при-
меняются заземлечшя, форма которых изменяется от почти сферической
до цилиндрической. В методе скользящих контактов иногда пользуются пло-
скими заземлениями с одной изолированной поверхностью. Поэтому основным
вопросом теории методов сопротивления заземлений и регистрации тока
( в частности, метода скользящих контактов) является изучение зависимости
сопротивления заземлений от сопротивлений и размеров включений, за-
полняющих изучаемое неоднородное1 пространство, в котором находится
заземление. При этом основное внимание должно быть.удолоио рассмотрению»
неоднородностей, идентичных наблюдающимся при исследовании разрезов
скважин.

При изучении со пр о тин ионий, заземления любой формы, находящегося,
в неоднородной среде, целесообразно ввести понятие эффективного удельного’
электрического сопротивления qb этой среды. Под термином эффективное удель-
ное сопротивление неоднородной среды, будем понимать удельное электрическое,
сопротивление такой фиктивной среды, в которой сопротивление RA зазем-<
ления имеет, ту же величину, что и в данной неоднородной среде.

Как видно, попятил эффективного и кажущегося сопротивлений столь
близки друг другу, что их можно считать равнозначными Некоторое отли-
чие эффективного сопротивления от кажущегося может заключаться лишь
в том, что эффективное сопротивление всегда находится в прямой зависимости
от удельных электрических сопротивлений сред, слагающих пространство
расположенное вблизи от заземления, в то время как для кажущегося сопро-
тивления такая зависимость может не наблюдаться. Так, например, в пласте
малой мощности h высокого сопротивления эффективное сопротивление всегда
будет выше эффективного сопротивления вмещающих пород, в то время как
кажущееся сопротивление в тех же условиях, изморенное потенциал-зондом
размера АМ > h, будет ниже их удельного сопротивления.

§ 61.	СОПРОТИВЛЕНИЕ СФЕРИЧЕСКОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Сопротивление сферического заземления в неоднородной среде

п _____ £а_

А 4лИа 2:W3 ’

где R3 и da — соответственно радиус и диаметр заземления.

Отсюда

&> == 4гс R3 Ra = 2ndaRA .	(323>

Коэффициент пропорциональности эффективного удельного электри-
ческого сопротивления qb среды полному сопротивлению RA заземления А
называется коэффициентом К3 заземления.

Для сферического заземления

Ка — 4яНз = 2яй3-

Коэффициент заземления имеет размерность длины и измеряется в метрах.,

Как было сказано выше, в неоднородной среде g3 является функцией,
удельных электрических сопротивлений и размеров включений, составляю-
щих среду, окружающую заземление. Чем дальше расположена среда отлич-
ного сопротивления от заземления, тем меньше ее влияние на величину эф-
фективного ‘сопротивления. Это положение может быть подтверждено расче-
том эффективного сопротивления для следующего элементарного случая.

Допустим, что сферическое заземление радиуса R3 находится в среде
удельного, электрического сопротивления д0, которая ограничена сфериче-
ской поверхностью 6’0 радиуса Ro концентричной поверхности заземления.
За пределами поверхности 80 расположена безграничная среда, удельного.

1	Термин «эффективное сопротивление» научно белее обосновав, чем термин «кажу-
щееся сопротивление», в связи с чем было бы правильнее не пользоваться термином «ка-
жущееся сопротивление», как это делали многие геофизики [132, 136], Однако в связи
с тем, что термин «кажущееся сопротивление» глубоко вошел в практику метода сопро-
тивления, автор не нашел возможным произвести такую замепу в настоящем руководстве,
сохранив термин «эффективное сопротивление,» лишь для методов сопротивления зазе-
млений, при описании которых термин «кажущееся сопротивление» пока но применялся,
электрического сопротивления gn. В этих условиях полное сопротивление
заземления

р	/ 1

А	4л ( В3

1 ) । дп ______

Ro У г4лН0 "

— g"
4wii3

и, следовательно, эффективное сопротивление

@Э = 4л Ия/?л

(324)

На рис. 250 приведена зависимость отношения величины эффективного
•сопротивления @8 к удельному электрическому сопротивлению среды,

прилегающей к заземлителю, от отношения Ro/Rs
для различных значений Qtt/Q0. Из кривых, приве-
денных на рис. 250, следует, что на расстояниях Ro,
превышающих 10Вз, влияние внешней среды
удельного сопротивления @п может быть значи-
тельным лишь при условии, когда ее сопротивле-
ние более чем в 10 раз превосходит удельное элек-
трическое сопротивление qq среды, соприкасающейся
с заземлением. Чом выше .со-
противление внешней среды,
тем больше величина эффектив-
ного сопротивления и тем при
большем расстоянии Ro от за-
земления может быть устано-
влено наличие внешней среды
высокого сопротивления. При

100

о
о

3
г
(О
ю

-5
1000°

0,01

1,5 2 3

4
о

2

/,5

Шо 1,5 2 3 4 5 100

Рис. 250. Зависимость М —
Qo»

, I Rft \ т

= /I—Л) для сферического зазем-
леиия радиуса R3, помещенного
в центр сферического объема с
сопротивлением g0 и радиусом
R„, окруженного безграничной
средой с сопротивлением t-щ.

0,00

£>п < Qo уменьшение сопротив-
ления Q& за счет внешней среды
низкого сопротивления практи-
чески будет наблюдаться лишь
при Ro < 10 Ra, причем это
влияние становится достаточно
резким, когда Ro становится
меньше 2RS. Из рассмотренных
кривых, изображенных на
рис. 250, и из всего сказанного
выше следует, что зависимость
эффективного сопротивления
от сопротивления внешней

среды будет наибольшей при повышенных значениях последнего.

Случай сферически симметричных сред в практике электрометрии сква-
жин не встречается. Он был разобран лишь для того, чтобы показать, как
влияют породы, удаленные от заземления, в случае, поддающемся точному
расчету.

В реальных условиях исследования скважин наиболее простой задачей
является изучение эффективного сопротивления в скважине, заполненной
буровым раствором удельного электрического сопротивления q0, пересекаю-
щей среду практически неограниченной мощности удельного электрического
•сопротивления qu. Для этих условий величина сопротивления заземления А
может быть приближенно рассчитана па основании следующих рассужде-
ний.
Направление тока радиально вблизи и на достаточно больших расстоя-
ниях от заземления Лив плоскости, перпендикулярной оси скважины;
в породах высокого сопротивления оно близко к осевому па боль-

шей части сечения скважины.
Поэтому можно допустить,
что сопротивление заземле-
ния А равно сопротивлению
среды, состоящей из бесконеч-
ного количества бесконечно
близких другу другу слоев,
сферических в пространстве
удельного электрического со-
противления Qn, окружающем
скважину, и плоских на уча-
стках сечения их скважиной
радиуса /*о, заполненной сре-
дой с удельным сопротивлением
qo (рис. 251, а).

Проводимость Y каждого
элементарного слоя, удален-
ного от заземления па расстоя-
ние R, будет слагаться из
проводимости У о окошек ради-

уса го, заполненных средой с
сопротивлением @п, и прово-
димости У„ остальной —сфери-
ческой — частя слоя удель-
ного электрического сопротив-
ления рп:

Рис. 251, Схема расчета (а) и кривые зависимости

-^2- = /	(б) для сферического

<?О	' “в /

в пласте бесконечной мощности

заземления

Сплошные

кривые рассчитаны по формуле (327), пунктир-
ные получены на электроинтеграторе ' Шифр
кривых Qa/et-

Y = Ув + П =

л

1

,	Г Ra sin OdO

ТО

~T~ are B1P R

flodRz ' gQdH

л<702

-f- 4 л: R2

—+ fa

2c,j/H2 — r02dR	en«R

так кай

dW = dR cos 0 =	tffi.

Сопротивление элементарного слоя

1 =______2gf)o„l/>--r„2 dR

У Mo8gu 4- 8л (R2—rQ2) eo] R

gn —1 dx

R	Ori

где ж = — и /лП) о = г
’О	00

28 Заказ 714.
и, следовательно, полное сопротивление заземления

Z? = в°

А	4л R3

1 _ Rs | ^п,0Ка

Г(>	’ ГО I

1

а?2 — 1 dx
^п, 0	.

(325)

Интеграл

]Ла;2—1 dx

подстановкой |/ж2 — 1 = t

приводится к легко интегрируемому виду:

Подставив значения RA в формулу (323), получим

и ”

09 — 00

(326)

и, следовательно,

(327)

На рис. 251, б приведена зависимость 03/0О = / (“), вычисленная для
различных значений да/до. Сопоставляя приведенные кривые с кривыми,
изображенными на рис. 250, можно сделать заключение о достаточно боль-
шом влиянии проводимости бурового раствора, заполняющего скважипу.
При малых отношениях П3/го наличие пород высокого сопротивления, пере-
сеченных скважиной, незначительно увеличивает величину общего сопро-
тивления. Кривые, изображенные на рис. 251, б пунктиром, получены путем
моделирования данной задачи при помощи электроинтегратора. Как видно,
теоретические кривые, рассчитанные приближенно, близки к эксперименталь-
ным кривым при малых значениях /и„, 0 и располагаются ниже эксперймен-
тальных при больших значениях /щ, 0 и ~—>1. Это объясняется недоуче-
том увеличения плотности тока в скважине вблизи заземления, что приво-
дит к увеличению его сопротивления.
В пласте бесконечно большого сопротивления, мощности h, пересеченном
скважиной диаметра do, заполненной средой сопротивления @0, сопротивле-
ние сферического заземления диаметра d3

7?

4 (fe d0) g0 go ,
nd02 ' da

z~ -f- go	,

____/	, _go- 4. I — 1
ж?02	"Г" 2d0 ' ndQ \ da

__

где z — расстояние от центра заземления [до подошвы пласта, /zd и Zd —
,	/, Л	z \

значения лиг, выраженные в диаметрах скважины Irig -г- и zd =	.

\	я о	у

Максимальное значение сопротивления заземления наблюдается в центре
пласта (zd =.	. В этой точке

7?Г--\4hd -|. 2	- -1,43j|.	(329)

При Ad>. А^-1,43

7?“а,;с - е-~г •	(330)

Из формул (329) и (330) получаем выражения для эффективного сопро-
тивления в пласте бесконечно высокого сопротивления:

Qo = 4лВв7?А = р0 А -

и в центре пласта

8^ + 2 (А—1,43

4Лй+2/'А-1,4з')
\ /

е.	+ 2	.1,43)],

8(ftd-%) + 2(A-—1,43'

(331) '

(332)

пли при

4

/. I tig	I

Qo — 2 hdQ0.

(333)

Из последних формул следует, что максимальное значение эффективного
сопротивления в центре пласта бесконечного сопротивления, линейно возрастает
с увеличением hd и при hd достаточно большом с увеличением отношения^-
«о
(т. е. в скважине заданного диаметра с увеличением диаметра заземления и
мощности пласта).
Формулы (325), (328), (329) и (330) не учитывают контактного сопроти-
вления У?11 на поверхности заземления, созданного выделяющимися газооб-
разными и образовавшимися твердыми нерастворимыми продуктами электро-
лиза.

При исследовании скиаяшп исключить величину контактного сопротивле-
ния возможно, определяя сопротивление заземления RAk в колонне

о ~ __£л_

~ 2nda

fl _ фД +

где dK — внутренний диаметр колонны, или в породах, удельное электри-
ческое сопротивление которых точно известно. Наиболее удобными для этой
цели являются глины, сопротивления которых ргл близки к сопротивлению
go бурового раствора, в связи с чем среду можно считать однородной.

В последнем случае

D ________ go

+ R*,

где RA гл — сопротивление заземления в глинах.

Из последних двух формул следует, что контактное сопротивление

Я" Ra, к

go/.J __

или

R" = Ra, гл

So___

2ла!3

(334)

Для определения истинного сопротивления заземления в какой-либо
точке скважины необходимо из измеренной величины RA вычестьнайденное
указанным выше способом контаюттое сопротивление:

Ra = Яд - Л" = Ra - Ra. « +	(1 -	= RT ~ Ra, гл + п£г- •

Контактное сопротивление может быть различным на разных глубинах
в связи с изменением температуры и химического состава бурового раствора
и частоты питающего тока. Поэтому для нахождения истинных сопротивле-
ний заземлений величины Ru следует определять на различных интервалах
глубин, на которых сопротивления пород хорошо известны.

§ 62. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Для расчета сопротивления цилиндрического заземления диаметра d0
и длины L3 рассмотрим электрическое поле, создаваемое цилиндрическим за-
землением в однородной среде удельного электрического сопротивления q0.
Для этого введем цилиндрическую систему координат ARZ у, начало которой
расположим в середине заземления (рис. 252, а).

При полном заряде заземлителя

на единицу его поверхности приходится заряд

а —	______@aL___
В любой точке однородного пространства с координатами гиг потенциал
U электрического поля, созданного цилиндрическим заземлением с равно-
мерно распределенным зарядом поверхностной плотности q, определяется
уравнением

а — поверхности равного потенциала и линии тока цилин-
дрическлго заземления; б — к выводу формулы, определяю-
щей сопротивление экранированного цилиндрического зазем-
ления.

При достаточно большом г ~ слагаемым под корнем, содержащим
ds, можно пренебречь. При этих условиях

^8	_Ч_

2 2я	2

тг qJ г г dida _ Gui /' rff _ ’

и ~ 8л24 J J l/r^z —0a	J 1/754: (z“0T

о	_ -Ц

~T	2

Уравнение равиопотепциальной поверхности U = const удовлетворяется
при

। Lg । 1/ л 1	1 ДЛ2

Z-|--—4~ у ra-|-lz-|--g-1

----—-—------...........-1 = const.

LB /	/	z,„\2

z — 9 у 4" I z j
Обозначив эту величину через D, получим

2 + Ф+ V/^+(z + ^ = D\z-^+ V га + 6=~48Г1-

После освобождения+т радикалов будем иметь

г2 (Z)2 - 1 )2 н- z4D (D - I)2 = Lt?D (D + I)2,
или

г»	,	z2	4

~77 ъ ' z32/£>+i у"= 1 

3 (£> —I)2	4 (/>' — 1 J

Таким образом, равнопотенциальпые поверхности представляют собой
эллипсоиды вращения вокруг оси Z с малой и большой полуосями

„ js.A+A

& = (P=IJ> а= 2 D —1‘

Расстояние от центра эллипсоида до его фокусов

с = /я2-^ =	_ и = 4я 

Следовательно, фокусы эллипсоидов находятся на концах заземления.

Эквипотенциальную поверхность, прилегающую непосредственно к за-
землению, можно рассматривать как поверхность эллипсоида вращения
с большой полуосью, равной Lg/2, и малой da/2. Поверхность такого эллип-
соида будет удовлетворять уравнению

5-+S = t	<336>

Для этого эллипсоида

£в2 _ а2 _ (D-M)2

4’	Ъ* ~ 4D ‘

Из последнего соотношения получаем уравнение

D* + 2D\} -2^7] + 1= 0,

1.	\ “3 / J

определяющее постоянную

° = 2®’-1± |/[2(+’- 1]2-1.

Если А®>-А_ — 0,707, что
заземлителей, то

обычно наблюдается у цилиндрических

/2Хп\2
\ “"В /

D

и, следовательно, потенциал поверхности заземления

U - -^r- In (W= In ^2 .

Uq j QiTX-Lq tfg

Сопротивление такого заземления

R3 = 4- =-/°r- In ^-3 = 0,367 42 1g .

1 2л£й aa	L3 & aa

(337)
В неоднородной среде (при достаточно большом 2La]ds)

R3 = 0,367 -g lg 2-|a,	(338)

откуда получаем формулу для расчета эффективного сопротивления, заме-
ренного с цилиндрическим заземлением:

Q» = 2,73

*8 D

---or” Пд

аз

(339)

я величину коэффициента цилиндрического заземления

(340)

(341)

Так как эквипотенциальные поверхности представляют собой эллипсоиды
вращения, то линии тока, ортогональные к поверхностям равного потен-
циала,

...±..._4

Ф
(В—I)2

z2

,2(Д + 1)а
8 —

(342)

двухполостных гиперболоидов вращения,

г2

(343)

образуют семейство поверхностей
удовлетворяющих уравнению

Z2

а2

Для определения числовых значений осей гиперболоидов а и b восполь-
зуемся условиями, согласно которым:

1)	гиперболоид пересекает эллипсоид, эквивалентный поверхности за-
I ,

земления, в точках z = -у , где I — расстояние между сопряженными
поверхностями гиперболоида вдоль образующей поверхности заземле-
ния;
2)	эллипсоид и гиперболоид, удовлетворяющие уравнениям (342) и
(343), имеют общие фокальные точки.

Согласно первому условию, полагая в формулах (336) и (343) z = ~
и исключая г, получим
1* /	;2 \

1______в / j 4 X____з

4а2	4Ь2Д	I?)

\	-‘-'а

и согласно второму условию будем иметь

' Д, \2_ / ^3 \2

2)	’

а2 + 62 =

в связи с чем

и, следовательно, а2 является корнем уравнения

л

/2	1 /2 \

*__________a { j_______[_)=1

4аа	4аа \	' L% )

ОО	«О'

(344)

Решение последнего уравнения для частного случая будет рассмотрено
ниже.

§ 63. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛОСКОГО КРУГЛОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

В случае плоского круглого заземления, установленного на неограни-
ченной изолирующей поверхности в однородной среде удельного электри-
ческого сопротивления q0, потенциал электрического поля

U = v^-*arc sin
2лгв *

(345)

где I — сила тока, отдаваемого заземлением; га — радиус заземления; г и
х — координаты точки, в которой определяется потенциал х.

Поверхности равного потенциала в этих условиях удовлетворяют урав-
нению

г^ + хг

2

''а

4г 2г2

।___________£ 

= D = const,

которое является уравнением эллипсоидов вращения вокруг оси X (рис. 253)

,.2

гз2

D2.

_____________1

r*(l -D»)
D‘

с полуосями

“~Т->

5 = -g-j/1 — Л*

1 Вывод формулы (345) дан в работе [132].
и фокусами, расположенными иа расстоянии

с = Уа -—Ь*=гз~^-,
где d„ — диаметр заземления.

Линии электрических сил и тока, ортогональные к поверхностям равного,
потенциала, представляют собой гиперболы, фокальные точки которых общин
с фокальными точками равнопотонциальпых эллипсоидов.

Лидии тока удовлетворяют уравнению

(346)1

На поверхности заземления (при х = 0) D

2цгв  2	4r3

и сопротивление плоского круглого зазем-
ления

7? — U .- бо _ go

пл~ 1 - 4г3 “ 2d3 ’

что было уже получено ранее (см. § 58).

Так как размеры изоляционных пластин,
па которых в практике промысловой геофизики
устанавливаются круглые плоские заземления
ограничены, то

= 1 и, следовательно,

Рис. 253. Электрическое поле-
круглого плоского заземления.

1 — линии тока; 2 — линии рав-
ного потенциала.

В неоднородной среде

R

А

Таким образом, эффективное сопротивление плоского заземления

@3 ~s> 2da RA ~ K3RA,	(347)<

где Къ 2da — коэффициент плоского заземления.

В связи с ограниченностью размеров изоляционной пластины иа доста-
точном расстоянии |/г2 -|-z2 )§> гв от пластины эквипотенциальные поверх-
ности, заданные уравнением (344), обращаются в сферы с центром, совпадаю-
щим с центром пластинчатого заземления.

При малых размерах заземления его коэффициент находится опытным
путем. Для этого заземление помещают в металлический водоем большого,
размера и, пропустив пульсирующий ток, измеряют силу I тока и приложен-
ное напряжение U. Вторым заземлением В служит корпус водоема, удален-
ный от заземления А не менее чем на 20 его диаметров. Зная U и I, рассчи-
тывают величину полного сопротивления RA заземления.

Далее берут два идентичных плоских заземления и при помощи распор-
ного изолирующего кольца внутренним диаметром, равным диаметру зазем-
леиия, устанавливают их иа расстоянии х друг от друга. Пропустив через
заземление тот же ток I, находят величину контактного сопротивления:

U’

7?К = ----------1

где U' — разность потенциалов, приложенная к заземлениям; go — удель-
ное электрическое сопротивление раствора, в котором находится заземление.
Определив R", рассчитывают искомый коэффициент заземления:

go __1
r-Rk п-и—
и '2 ' 2ж

JQ<i '

(348)

§ 64. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭКРАНИРОВАННОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ

В методе экранированного заземления определяются сопротивления НА
цилиндрического или плоского заземлопия А (метод сопротивления экрани-
рованного заземления в модификации скользящих контактов), экраниро-
ванного одним или двумя однополярными с пим заземлениями Э. Зависимость
• сопротивления цилиндрического экранированного заземления от удельного
электрического сопротивления окружающей среды и размеров экранирующих
электродов может быть получена следующим расчетом.

При одинаковых потенциалах измерительного и экранных заземлений
цилиндрическое экранированное заземление (исходя из положений, указан-
ных в § 62) может быть заменено эллипсоидом вращения (рис. 252, б) с боль-
шей осью, равной сумме LB длин измерительного и экранирующих электро-
дов, и малой осью, равной их диаметру d8.

В цилиндрической системе координат с началом, расположенным в
в центре эллипсоида, и осью Z, направленной вдоль ого большой оси; поверх-
ность такого эллипсоида удовлетворяет уравнению (336).

Ток, отдаваемый измерительным заземлением, распространяется в про-
странстве, ограниченном двумя сопряженными поверхностями S' и S"
.двухполостного гиперболоида, удовлетворяющего ранее приведенному урав-
нению

21-21	1

a2 is

Так как у экранированного зонда ось 2а гиперболоида меньше длины I
измерительного заземления и, следовательно, значительно меньше общей
длины La экранированного и экранирующих заземлений, а также диаметра
d?, зонда, то

712 — I Lg \2 / \2

2 )	( 2 ) ’

(349)

Решая уравнение (344) относительно а2, получим,

а2

k 2 / \ 2. )

(350)
Подставив найденные значения а2 и Z?2 в уравнение (343), приводим
его к явному виду: .

4z2I,2

4г в

*а(Ь82-4)

Зная характер распределения тока в пространстве, окружающем зазем-
ление, можно рассчитать сопротивление любой части заземления, отдающего
в пространство ток, заключенный в объеме, ограниченном поверхностями
тока. Так как обычно экранированное заземление устанавливается посредине
между двумя экранирующими заземлениями одинаковой длины, то при
L3 % I с достаточно хорошим приближением эквипотенциальные поверх-
ности, ограниченные поверхностями тока S' и S", можно считать цилиндри-
ческими. При этих условиях задача определения сопротивления экраниро-
ванного заземления сводится к отысканию радиального сопротивления ци-
линдрической области, ограниченной сверху и снизу поверхностями S'
и 8" двухполостиого гиперболоида. Для решения поставленной задачи
опишем две бесконечно близкие цилиндрические поверхности с общей осью,
совпадающей с осью заземления, и радиусами, соответственно равными
dr	dr

г -2- и г 4- 2- .

Пересечение этих поверхностей с поверхностями гиперболоида S' и
S" выделит цилиндрический объем высотой 2z, средним радиусом г и толщи-
ной dr. Радиальное электрическое сопротивление этого объема

/77? — -^г = Sdr
2nr2z 4лгг ’

где q — сопротивление среды, заключенной между цилиндрическими поверх-
ностями; z —- расстояние от плоскости Q симметрии до поверхности гипер-
болоида.

Согласно уравнению (343)

2 = a/-J + l =

и, следовательно,



Qdr

4л г -f- &2

Интегрируя последнее равенство от г =-у- до бесконечности, получим
величину полного сопротивления экранированного заземления в однородной
среде:

оо

f—

2

вЬ
4ла

dr

Г Уг2-|-Ь2

д	------

4л; -у г yr2-f-b2

е 1 К zf3a -Н -|-2Ь

4яа	d3

Подставляя значения а и Ъ из равенства (349) и (350), получим

_____g-^з_______in &в-\~У ДР—
2л/ ]/ Л3а—с?а2_da
ИЛИ

= 1п ~ 1) ’
2л I у Х82 —

где

У

Ьз == —— .
t/y

В неоднородной среде

/?л =-----In (Х3 + V Т,ъ -1),	(351)

2л1 У ул2—1

Следовательно, величина сопротивления, замеренного с экранирован-
ным зондом;

£>8 =	R. = KaR

£3 1П ( У Х/д2---------------1)

(352)

/ (hl

аонда

1 — теорел ияеская кривая; 2 — эксперименталь-
ная кривая.

где Ка — коэффициент экранирован-
ного заземления, определяемый ш»
формуле

г,	2,72 г]/ гв2—1

Аэ = ~-------- _—ь

-^в 1g (^эН-г ^а2— 1)

отношение

= / (Ь8) (353)

^а 1g (^з+ V — ! )

является безразмерной величиной,.

При значениях I < £3 и £3 > 2,5
коэффициент Кй зависит только,

от отношения La/dB (рис, 254), Это положение подтверждается эксперимен-
тальными исследованиями, выполненными на электрических моделях [7],.

При малых значениях La/dv теоретическая кривая Кй/ I — / (£а) распо-
лагается выше экспериментальной. Это объясняется изолированностью'
торцовых поверхностей зонда, вследствие чего токовые линии сжимаются
вблизи измерительного заземления в большей степени, чем при эллипсои-
дальной поверхности зопда, для которой выведена формула (353). Различие
в сопротивлениях действительного и эллипсоидального зондов том меньше,
чем больше отношение LB/ds. Из кривых, приведенных на рис, 254, следует,,
что при La/da > 2,7 расхождение между ними не превышает 5%.

Коэффициент зопда, определенный по экспериментальному графику
К9/1 = -j^L^da), является более точным, чем найденный по формуле (353),
особенно для малых размеров зопда (La/da < 2.5),

При измерении сопротивления экранированного заземления по потен-
циальной схеме

и = 1Я. = 1 ~у~ R. = 1 4-

А A Ls А La

£?а_

где I и IА— соответственно силы полного тока, витающего экранированный
зонд, и части его, проходящей через экранированный электрод А.
терния методов сэз, гегистрации тока и скользящих коитактов 445

Следовательно, при измерении сопротивления экранированного зазем-
ления по потенциальной схеме

» _ _J____6з__ ба

A La Хв -	’

где .К" — коэффициент экранированного заземления при измерении его
«сопротивления по потенциальной схеме:

Я" = h. К, =	.	(355)

1 lg(Z3-hV l82-1

§ (55. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭКРАНИРОВАННОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ПЛАСТЕ БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ

Если среда, окружающая экранный зопд, в радиальном направлении
неоднородна и незначительно отличается по электрическому сопротивлению
от сопротивления бурового раствора, то при большой длине зонда LB/da 1
(тем большой, чем выше различие в указанных сопротивлениях:) линии тока
от экранированного заземления имеют конфигурацию, близкую к их кон-
фигурации в однородной среде. В этих условиях в случае пласта бесконечно
большой мощности сопротивление экранированного заземления

/? =	in	,	(356)'

где do — диаметр скважины; — удельное сопротивление бурового раствора;
Qu — удельное сопротивление пласта.

При наличии зоны фильтрации бурового раствора с сопротивлением
.jOaz, н общем случае изменяющемся по радиусу

________ ОО	t

R r In 	+ w f---------(357)

Z32-|-rfo2 +Дч) «з J r 1Л r!3 < У 2
do r "'4

1	2

где Qr = f (r) — функция, определяющая характер изменения удельного
.сопротивления зоны проникновения фильтрата бурового раствора в радиаль-
ном направлении, равная р'п при г = d0/8 и при г —> ос.

Умножая выражения (356) и (357) на коэффициент зонда, получаем зна-
чения эффективных удельных электрических сопротивлений пласта большой
мощности при отсутствии и наличии проникновения фильтрата бурового
раствора. Так как в случае L/ds > 1

rz ‘М 2,72/

Л у —	-Г~.  -----“ ,

in ~~	58 -1-’3

do

то, следовательно, при отсутствии слоя фильтрации бурового раствора

___во___г1п

]П .^2.	(И* -Ьэ2 4“ <А>8 4“ Lb) da

dB L

I „ 1n + dl>2 +Дз
“г о ш

(358)

И при наличии этого слоя
_________________________________'	ОО

__ go 1 (УLae -(- ^з8 La) d0 La /

₽8- in^L "(У£82 + ^2'+^)<(а	2*?° Ч

Aw лг	UO

“al-	T

Qtdr

(359)
Выражения (358) и (359) достаточно точно определяют величины эффек-
тивных сопротивлений лишь тогда, когда длина экранированного заземле-

пия достаточно велика, причем, как сказано было выше, тем ббльшая. чем
Qa и Qn от g0. При малой длине экранного заземле-
ния и qv >> р0 и g„ > g0 ток от зонда будет стре-

значительнее отличаются

Рис. 255, Кривые зависимости
1 / Ф, \

— — /(-—• для экрапиро-
(?о	\ “В /

ванного цилиндрического за-
землении в случае пластов
бесконечно большой мощности
при = 5. Шифр кривых
ад

еп/бо-

Сплошные кривые рас-
считаны по формуле (358),
пунктирные получены па
электроинтеграторе.

миться распространиться по скважине, в.
связи с чем поверхности, ограничивающие ток
от измерительного заземления, будут отли-
чаться от гиперболоидов. Таким образом, ис-
ходные условия, для которых выведены фор-
мулы (358) и (359), нарушаются, что иллюст-
рируется рис. 255.

На этом рисунке приведены кривые зависи-
мости @э/(?о “ / (йо/rfa) Для различных Дн, и и
Li/da=5, рассчитанные по формуле (358) (спло-
шные линии) и определенные эксперимен-
тально на электрических моделях (пунктир-
ные линии).

Уменьшение эффективных сопротивлений,
полученных экспериментально, по сравнению-
с рассчитанными по формуле (358), объясняется
возрастающим ответвлением экранирующих
токов в буровой раствор. В связи с этим
уменьшается эффект экранирования и ток от
экранированного заземления распространяется
в значительно большой области, что при-
водит к уменьшению сопротивления экрани-
рованного заземления,

Влияние электрической неоднородности
пород и бурового раствора на характер рас-
пространения тока от экранированного зазем-
ления может быть значительно уменьшено
применением схемы измерений с автомати-
ческой регулировкой экранного тока, В этой
модификации метода (см. § 69), впервые разра-
ботанной Г. Доллем (фирма Шлумберже), в
значительной степени исключается влияние-
неоднородности среды на радиальность,
истечения тока от экранированного заземления
и тем самым резко повышается эффективность,
метода сопротивления экранированного зазем-
ления.

§ 66.	СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭКРАНИРОВАННОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО
ЗАЗЕМЛЕНИЯ В ПЛАСТАХ КОНЕЧНОЙ МОЩНОСТИ

При исследовании разрезов скважип, сложенных породами небольших
ограниченных мощностей, величина сопротивления экранированного зазе-
мления, а следовательно, и эффективное сопротивление зависят не только,
от соотношений grt/g0 и gn'/g0, но и от соотношений между сопротивлениями
пласта g„ и вмещающих пород gBM, а также между размером зонда и мощ-
ностью h пласта.

В пластах конечной мощности высокого сопротивления некоторая
доля экранирующего тока (тем ббльшая, чем меньше мощность и выше со-
противление пласта) уходит в покрывающую и подстилающую среды. При1
этом уменьшается плотность экранирующего тока 1В вблизи от заземления А.
Гок 1А растекается в больших объемах, что приводит к уменьшению сопро-
тивления НА экранированного заземления. Максимальное эффективное
сопротивление в середине пласта будет тем ближе к истинному удельному
сопротивлению пласта, чем больше отношение h!La и меньше отноше-
ние рп/(?вм- При достаточно больших размерах зонда дальнейшее увеличе-
ние размера зонда практически не приводит к возрастанию сопротив-
ления.

Рис. 256. К расчету сопротивления экранирован-
ного заземления в центре пласта бесконечно высо-
кого сопротивления.

При пересечении тонкого пласта низкого сопротивления будет наблюдаться
обратная картина. При расположении зонда в пласте ток, отдаваемый экрани-
рующими заземлениями,
устремляясь в проводящий
пласт, ограничивает область
растекания тока Iд, что при-
водит к возрастанию сопро-
тивления экранированного
заземления, а следовательно,
и эффективного сопротивле-
п ня.

В пласте очень высо-
кого (практически бесконеч-
ного) сопротивления мощ-
ности h < La зависимость
величины сопротивления
экранированного заземления
А от размера La зонда, мощ-
ности h пласта и диаметра d0
скважины может быть полу-
чена аналитически.

В наиболее простом для
расчета и наиболее инте-
ресном случае, когда экра-

нированное заземление А находится в центре пласта бесконечно высо-
кого сопротивления, окруженного однородной средой удельного электри-
ческого сопротивления р0, равного сопротивлению среды, заполняющей
скважину, ток 7Д, отдаваемый экранированным заземлением, будет, расте-
каться поровну в подстилающую и покрывающую пласт среды.

Так Как сопротивление пласта бесконечно велико, то ток распростра-
няется только вдоль скважины и лишь по выходе из пласта растекается
и проводящей среде, вмещающей пласт. В связи с симметрией
задачи относительно плоскости, проходящей через середину пласта и
центр зонда, ограничимся рассмотрением лишь верхнего полупростран-
ства.

Экранирующий ток, область распространения которого па рис. 256
заштрихована, сжимает токовые липин, исходящие из экранированного за-
земления. Сопротивление пути тока от измерительного заземления можно
разбить иа пять участков.

1.	На участке ab ток имеет вначале преимущественно радиальное на-
правление, которое сменяется затем на осевое. Приближенно средний диа-
метр, на котором токовые линии меняют свое направление от радиального
на осевое, можно принять равным полусумме диаметров зонда и скважины -
Поэтому сопротивление Иаъ участка пути ab может быть вычислено как ра-
.диальное сопротивление цилиндрического слоя с внутренним диаметром dB
da 4- d-л

и наружным диаметром —~ :

ВаЬ =: —

2гг--у 3

2.	На участке Ъс ток IА/2 от измерительного заземления А распростра-
няется в осевом направлении через постепенно сужающееся сечение цилин-
дрического слоя. Часть площади свободного поперечного сечепия сква-
жины, занимаемой этим током, пропорциональна отношению силы тока IА/2,
эмиссируемого половиной измерительного заземления, к сумме этого тока
и тока /у/2, отдаваемого частью экранирующего заземления, расположенной
ниже данного сечения:

&	- —...2 -- (S. - S.) - -4- (S. - Sa),

7	A , 'a	Чт7»

2	+ 2

stdn2	n

где So = ——площадь поперечного сечения скважины; 5а = —>----------пло-

щадь поперечного сечения зонда.

При постоянной поверхностной плотности экранирующего тока (у сек-
1А

циошюго зонда) отношение токов	можно замелить отношением

JA~rJs

поверхностей зонда, отдающих эти токи, или отношением длин этих по-
верхностей:

Г

ТА =	2_______Z

/ , J. гг	, I 2z

Таким образом, площадь SA поперечного сечения скважины, заполняе-
мого током от измерительного заземления на участке Ъс, будет изменяться
по закону

й-4-4 да-ад.

Сопротивление току 1А на элементарном участке dz с координатой z

^Qflzdz

SA

и полное сопротивление всего участка Ъс.

Ьз

=	l J ZdZ = ^2 — rfg2) Z	’

2

Так как La > Z2, величиной Z2 в последней формуле можно пренебречь
аг считать

73	__

ПЬс~ n(d0>-da^r
3.	На участке cd (изолированная верхняя часть зонда) ток от измери-
тельного заземления распространяется и цилиндрическом слое постоянного
сечения

5е; = (50 - 5») £- = 4^ W -

Сопротивление этого участка

gom _ 4gom Z,3

~ n(da*—dя*)l,
A

где m — высота изолированных цилиндрических поверхностей, ограничи-
вающих зонд с концов.

4.	На участке dq (в связи с относительно небольшим размером головки
зопда и малостью диаметра d« кабеля по сравнению с диаметром скважины)
ток от измерительного заземления течет через практически постоянное
сечение

Q<iq _р I __

•	-оо7- - -щ--

Поэтому сопротивление участка

nda°-1	00	nd^l

5.	Сопротивление зоны выхода тока из скважины можно рассматривать
как сопротивление круглого плоского заземления, из которого ток распро-
страняется в верхнее полупространство. Его полное сопротивление

=

go

2о!о-

Для тока IА, отдаваемого

измерительным заземлением, это сопротивле-

ние будет в LK/I раз

больше

1} go -^з

~2d0'~T-

Таким образом, полное сопротивление экранированного заземле-
ния 7?“акс в центре пласта бесконечно высокого удельного сопротивле-
ния будет равно полусумме перечисленных пяти сопротивлений:

вмавс + Ж +	+	+

л —	2

т. е.
г>макс Qo	d ।	। 4m La

— 2 (Ха -T 2m) Leds’d 2jL,;c?8( dh>d -|--g-2—»	(360)

где
?	C?3 V"	t	h

=	La==^’ m==^’ hd=i;-

29 заказ 714.
Прн равных плотностях экранного и измерительного токов в соответ-
ствии с формулой (353)

лмакс
дмакс	(361}

'А ~/(м/

и, следовательно,

g”“KC	/ (Г.,) I	,,макс.	/ (Тз)	In 1 + <za,	d _!

(?о	Со	А 2л	2rf0)

+	+ M + 2к,М>, d ~

_—_ j

<d

- 2 (E;i + 2т) Ud3l л + -J- Ьзйз, d 	(362)

На рис. 257 приведены кривые зависимостей (,ы‘"“7р0 = / (Wn),
рассчитанные по формуле (362), для зонда с отношением J^/da =- 2.5.

Экспериментальные точки этих

Рис. 257. Кривые зависимости (?“aKC/f>0 —
— /(4/Ф>) Для пластов бесконечно высокого
сопротивления, Шифр кривых d.,jiin.

Сплошные кривые рассчитаны теорети-
чески по формуле (362), крестиками обозна-
чены экспериментальные точки, полученные
при помощи электрических моделей.

же. зависимостей, полученные при
помощи электрических моделей,
показаны крестиками. Эти точки
хорошо согласуются с расчет-
ными данными, подтверждая тем
самым достоверность теоретиче-
ских выводов и эксперименталь-
ных наблюдений.

Изучение эффоктиипого со-
противления в пластах конечной
мощности конечного сопротивле-
ния было выполнено на электро-
интеграторе. На рис. 258 приве-
дены кривые сопротивления экра-
нированного заземления, получен-
ные в пластах различных мощно-
стей и сопротивлений. Как видно
из рис. 258, кривые эффективного
сопротивления в пластах конеч-
ных мощностей симметричны. С

увеличением мощности пласта экстремальные значения эффективного
сопротивления возрастают, стремясь к пределу. Этот предел достигается
при тем меньшей мощности пласта, чем менее отличается его удельное
сопротивление от удельных сопротивлений бурового раствора и вмещающих

пород, о чем говорилось выше.

На основании этих работ Е. А. Нейманом были составлены палетки,
определяющие зависимость отношения экстремального эффективного сопро-
тивления ga‘'eTI’ (сопротивления, замеренного в середине пласта) к удель-
ному электрическому сопротивлению р0 бурового раствора от отношения
мощности h пласта к диаметру d0 скважины, т. е.

рЭКОТР

—~’ — Для различных отношений-3 = 0,5: 0,8; 1,35; 2,5; 4 и 8 и
00	' »0 /	“8

-— = 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 и 0,7 (шифры палеток) и отношений= 2; 5; 10;

20; 50; 100 и = 1 и 5 (шифр кривых).
На рис. 259 приведена одна из таких палеток для ~ = 2,5 и ~ =
da

= 0,5, Сплошные кривые полупены для отношения ?^-= 1, штриховые —
6 о

для = 5.

бо

Рис. 258. Кривые эффективного сопротивления просив
одиночных пластов различных. мощностей и .удельных
сопротивлений, а —	— о,, — g0,	— 5 g0; 6 —

61 = 6з — бо> Ра —" 20 6о! в — 61 — ба — 5 (?о, Ра =

= 20 g0; в —	= &э — 5 е0. ба = бо-

Приведенные семейства кривых дают возможность построить кривую
^акетр/^о __ у (/;,/й0) для Любого ПрОМОЖуТОЧНОГО ЗНачеНИЯ Рвм/ро. Такая
кривая в правой части должна сливаться с кривыми палеток того же
модуля да/до, а в левой части иметь асимптотой прямую со значе-
нием g|"OTll/go, равным значению	в пласте бесконечной мощ-

ности с модулем да/д0 = рви/go- Промежуточные точки искомой кривой
получаются путем пропорционального деления расстояний между сплош-
ными и штриховыми кривыми в отношении, в котором асимптота к левой
части искомой кривой делит расстояние между асимптотами сплошных и
штриховых кривых.

Палетки СЭВ дают возможность при известных Z8, d3, h, do, po и pDM
определить значение удельного электрического сопротивления однородного
пласта или осредненное значение его сопротивления при наличии зоны иро-
никновения фильтрата бурового раствора.

29*
Изучение зависимости сопротивления экранированного заземления
от сопротивления окружающей среды, размера L3 зопда, мощности h пласта
и диаметра do скважины и от соотношений плотностей токов на экранирован-
ном и экранирующем заземлениях, выполненное в лабораторных условиях,
позволило установить следующее,

Сопротивление экранированного заземления зависит or следующих
параметров:

1)	длины 4з экранирующих заземлений; с увеличением длины экрани-
рующих заземлений сопротивление RA заземления А возрастает;

Рис. 259. Палетка кривых зависимости g®BOTp/e0 = /(/i/rf0)
эффективного сопротивления, замеренного методом со-
противления :>крашгрова1шого заземления.

2)	длины I экранированного заземления; при увеличении L сопротивле-
ние Ra уменьшается;

3)	диаметра dB экранированного заземления; увеличение d-л так же, как
и увеличение Z, приводит к уменьшению RA.

Работами, проведенными Е..А. Нейманом на электроинтеграторе, было
установлено, что безразмерный параметр

являете# функцией только отношений Lr,!dB, g2/g0 и р1)м/о0.

Максимальное: сопротивление экранированного заземления приурочено
к центру пласта высокого сопротивления и увеличивается с возрастанием
отношения @п1д0. Наличие зоны проникновения фильтрата бурового раствора
высокого сопротивления, как указывалось выше, значительно увеличивает
сопротивление заземления RA и эффективное сопротивление и затрудняет
определение удельного электрического сопротивления пород, находящихся
за зоной проникновения фильтрата бурового раствора. Проникновение
фильтрата, раствора, понижающего сопротивление пород, в меныпей степени
искажает величину эффективного сопротивления и точность определения
удельного электрического сопротивления пород, находящихся за зоной
проникновения фильтрата бурового раствора.
§ 67. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛОСКОГО ЭКРАНИРОВАННОГО
ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Для определения сопротивления плоского круглого экранированного
заземления введем цилиндрическую систему координат ARХу, начало кото-
рой расположим в центре заземления и ось X системы направим перпенди-
кулярно его плоскости. Обозначим через га радиус заземления и через гА
радиус его экранированной части.

Поверхности тока, ортогональные равпопотенциальным поверхностям,
представляют собой гиперболы, фокусы которых (общие фокусы равио-
потепциа явных эллипсоидов) расположены на расстоянии га от центра за-
земления. Поверхности тока удовлетворяют уравнению
г2	а?2   .

Т2	Г32—й2 “

Для поверхности, ограничивающей
заземлениям, радиуса rA < r3, Ъ = гА
Уравнение этой поверхности

ток, отдаваемый экранированным
(см. рис. 253).

г2
га2

(363)

В однородной среде удельного сопротивления сопротивление экра-
нированного заземления равно полному осевому сопротивлению области,
ограниченной поверхностью, выражаемой уравнением (363). Следовательно,

СО	СО	. О О . ,

„ = Г Qgdx = /• ея('з -4)^

J J яг2(ж2+г2-г2)

еп(^—d)

arc tg

где г) =
мления,

gil fl-*?2
2r3t)2

—-- и Kt> — коэффициент плоского
'э

определяемый по формуле

Отношепио

круглого экранированного

зазе-

(365)

представляет собой безразмерный параметр. Зависимость этого параметра
от = —— приведена на рис. 260 х.

гз

1 При ———>1 последняя формула не верна. В этом случае отношение —
Гд	1'а

3	/

плоского экранированного заземления должно стремиться к отношению —— = 4
”з

для

Для

плоского нсэкранировапиого заземления, расположенного в безграничном проводящем

полупространстве,
В общем случае, когда плоское экранированное заземление прилегает
к глинистой корке сопротивления ргв и имеется зона проникновения филь-
трата бурового раствора в породу, удельное сопротивление которой изме-
няется по закону Qa' = f (х), величина эффективного сопротивления, изме-
ренного плоским экранированным заземлением,

(366)

К3

Рис- 260. Зависимость отношения гсозф-
фициоита Кд плоского экранированного
вазомления к его радиусу г3 от отно-
шения Г'л/га.

где Агк — толщина глинистой корки
и /in' -—глубина зоны проникновения
фильтрата бурового раствора.

Следует заметить, что формула
(366) выведена из предположения, что
изменение сопротивления среды в на-
правлении, перпендикулярном плос-
кости заземления (вдоль оси X), не
изменяет существенно характера рас-
пространения тока от плоского экрани-
рованного заземления. Так как в дей-
ствительности изменение сопротивления
в направлении оси X. оказывает тем
большее влияние па характер распро-
странения тока, чем резче это сопро-
тивление изменяется, то формула (366)
будет тем более справедливой, чем
в меньшой степени отличаются значе-
ния рП[ и Qa' от и чем больше
размеры изолирующей пластины, на
которой установлены заземления А и
Э. Для максимально возможного
исключения влияния неоднородности
среды в направлении оси X. на вели-
чину эффективного сопротивления в
настоящее время начинает широко

применяться схема измерения сопро-
тивления плоского экранированного заземления (схема микро-СЭЗ) с
управляемым экранным током (см. § 69).

Для оценки возможности изучения удаленных пород методом плоского
экранированного заземления представляет практический интерес определе-
ние характера приращения полного сопротивления заземления вдоль оси X.
Воспользовавшись формулой (364)', можно написать

— arc

arctg —-1  -



= aCF (т),

где Xi—x и Xi — расстояния от границ обла-
сти, имеющей сопротивление AR, до зазе-
мления; С — постоянная величина для зонда
данной конструкции, определяемая по фор-
муле

С =	=

тгг2 ~	-

(367)

Безразмерная величина AR! qC опре-
деляет зависимость приращения сопротив-
ления AR от расстояния х от участка цепи,
на котором определяется ото приращение,
до экранированного заземления.

На рис. 261 изображен график зависи-
мости функции AR/qC — F (х) от расстоя-
ния х, выраженного в радиусах г8 зазе-
мления. При этом функция F (х) задана в

долях ее значения в интервале х, изменяющемся от нуля до х — г3.
Как видно из рис. 261, по мере удаления от заземления величина
приращения сопротивления резко уменьшается. В частности, на простран-
ство, отстоящее от заземления на расстоянии х > 6 га, падает всего лишь
10% общего сопротивления. Как следствие этого, плоские экранированные
зонды в основном должны использоваться для определения удельного элек-
трического сопротивления пород близ стейки скважины и, в частности, для
определения удельного сопротивления зоны проникновения фильтрата буро-
вого раствора.

§ G8. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ Ra ОТ
СООТНОШЕНИЯ ТОКОВ, ПОДАВАЕМЫХ В ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ

И ЭКРАННЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

Приведенные выше формулы и экспериментальные графики получены
для равных значений плотностей токов на поверхностях экранных и измери-
тельного электродов, т. е. для случая, когда отношение токов IJIл экран-
ного к измерительному равно отношению длин этих электродов:

4  z.3 -1

1 '

В некоторых случаях целесообразно изменять соотношение указанных
токов. Это приводит к сжатию или расширению пространства, в котором рас-
пространяется измерительный ток 1А таким образом, что на некотором рас-
стоянии от зонда плотности токов снова выравниваются. Последнее иллю-
стрируется рис. 262, на котором изображены токовые и эквипотенциальные
поверхности при различных соотношениях токов. Электрическое поле,
подобное полю, изображенному на рис. 262, б или в (без учета тонкого слоя
толщиной Лг, -прилегающего к зонду), могло быть создано зондом с равной
плотностью токов, исходящих из экранных и измерительного электродов,

Рис. 262. Распространение тока от измерительного
заземления при различных соотношениях экран-
ного и измерительного токов.

а — плотности токов экранного и измерительного заземле-
ний равны друг другу; б — плотность экранного тока выше
плотности измерительного тока; в — плотность экранного
тока ниже плотности измерительного тока.

При этом коэффициент зонда К может быть вычислен приближенно*
по формуле

\ J

и, следовательно, в однородной среде

Сбо А>)

А.1 =

/ т т
2\1^У^1а-

(368>

[ J _____I

Если — > —— (рис. 262, б), то величина 7?д, вычисленная по фор--
* л ‘

муле (368), оказывается несколько меньшей, а при	—Z- (рис. 262, в) —

* А '

несколько большей, чем действительное сопротивление заземления. Это
объясняется тем, что формула (369) не учитывает наличия слоя толщиной
Дг, в пределах которого плотности экранного и измерительного 'токов еще-
не полностью выравнялись.

§ 69.	СОПРОТИВЛЕНИЕ ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ
ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКЕ ЭКРАННОГО ТОКА

Наибольшие расхождения между величиной эффективного сопротивле-
ния pl”0’®, замеренного в центре пласта, и величиной его удельного элек-
трического сопротивления вызываются стремлением тока, отдаваемого экра-
нирующими заземлениями, распространиться по скважине и уйти в окру-
жающие проводящие породы в пластах высокого сопротивления и, наоборот,.
отклониться к середине зонда в пластах низкого сопротивления. В связи
с этим эффективное сопротивление, измеренное экранированным зондом,
в пласте высокого сопротивления оказывается значительно . меньшим,
аТв пласте низкого сопротивления бблыпим его истинного сопротивления8
Для получения значений рэ наиболее близких к @а необходимо поддержать
плотность тока на экранирующих заземлениях Э такой, при которой исте-
чение тока из заземления А было бы радиальным. Для обеспечения этого
применяется специальная схема измерений с автоматически управляемым
экранным током 'с экранированными семиэлектродным, цилиндрическим
(рис. 263, а) или четырехэлектродным, плоским (рис. 263, б) зондами. Эти
зонды, как уже указывалось выше, состоят из двух Эг и Эа (см. рис, 263, а)

N И А 3

Рис. 263. Схемы зондов метода сопротивления экраниро-
ванного заземления с управляемым экранным током.

а — схема семивлектродного цилиндрического аонда; б — схема
четырехелекг роди ого контактного аонда. Область истечения тока
из центрального (измерительного) заземления А заштрихована.

или одного Э (еъи. рис4263, б) экранирующих заземлений и среднего заве»
мления, включенных в цепь питания по. схеме, применяемой в методе экра-
нированного заземления, и четырех Mi, М2 и Ми ТУа, попарно замкнутых
между собой (см. рис. 263, а), или двух М и N (см. рис. 263, б) контроль-
ных электродов. При радиальном истечении тока из заземления А разность
потенциалов между электродами М и N равна нулю. При отсутствии ради-
ального истечения тока между электродами М и N возникает разность по-
тенциалов. Эта разность потенциалов в зависимости от ее знака указывает
иа необходимость увеличения или уменьшения плотности экранирующего
тока, что может осуществляться автоматически при помощи устройства,
установленного иа поверхности (например, идентичного по принципу дей-
ствия тиратронному или электронному потенциометру). Мотор этого устрой-
ства передвигает ползунок реостата в цепи экранирующих заземлений Э,
увеличивая или уменьшая силу экранирующего тока.

В том случае, когда электроды А и Э отдают токи 1Л и Та, имеют малые
размеры и могут считаться точечными (рис. 264), а изучаемая среда одно
родна, условие равенства потенциалов

g

4л



А1 , 1д , Т8 \
АМ + 2Э!М\ + 232mJ
И

UN =

g / IА
4л (

А I
2^07 25Л?

контрольных электродов М и N приводит к следующему соотношению между
токами 1А и ~:

Г А   _____Э-iMld-iN	!_______

А ~ AMiAN1(9^M19^N1-9jii19^N1)~

2

Рис. 264, Схема распространения
тока в методе экранированного за-
земления с точечными питающими
заземлениями (латерлог фирмы
Шлумоерже),

Таким образом, потенциалы электро-
дов М и N

UM = UN =

Г-1—

I. АМ

1

В случае неоднородной среды по
аналогии с методом кажущегося сопро-
тивления будем иметь

Um = U м =

£»£ Г । «/—1_—
L AM \ SjMi

_1 Л] — Ss£ / -1 -ь — АА—) /369)
Э2Мг /]	4:7 \ АМ Э.М^МгП

Последняя формула дает возмож-
ность определить величину эффектив-
ного сопротивления:

4л

1 . уЭгЭ2______

АМ^ Э^М^Э^М!

Uu

~I К* I ’

(370)

где Кд — коэффициент экранированного зонда с управляемым экранным
током и точечными питающими электродами, определяемый по формуле

AM ^Mi^Mi

Подставляя в формулу (370) из гл. VII значения потенциалов UM для
различных случаев изучаемого разреза скважины, можно рассчитать эффек-
тивное сопротивление и определить зависимости ра от величин отношений
сопротивлений рп пород и @а' зоны проникновения фильтрата бурового рас-
твора к его сопротивлению р0 и от отношения диаметра D зоны проникнове-
ния фильтрата бурового раствора к диаметру d0 скважины.

§ 70.	МЕТОД РАЗНОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЙ ЗАЗЕМЛЕНИЙ

В'методе разности сопротивлений заземлений в скважину опускается
шаровой зонд. Этот зонд состоит из измерительного заземления А, образую-
щего шаровой пояс, и двух соединенных между собой заземлений С сравне-
ния (см. рис. 10, д и в). Заземления С расположены по обе стороны от измо-
ригельного заземления А и их суммарная поверхность равна поверхности
заземления А.

При питании вазомлепий А и С током силы г, равной половине общего
тока [, в питающей жило кабеля между заземлениями А и С возникает раз-
ность потенциалов

I// == и А - U с - 4	- ~~~ R С = 4-	+ ^~ (Rc + Rc)\ =

где Ra и Rq — полные сопротивления заземлений А и С; Дд и Rc~сопро-
тивления: тех же заземлений без контактных сопротивлений Ra и Кщ
практически равных друг другу вследствие равенства плотностей токов,
проходящих через заземления А и С; AR — разность сопротивлений RA
и Rg.

Заземления сравнения С расположены со стороны скважины, и их со-
противление 7?с в малой степени зависит от сопротивления пород,
окружающих скважину. Заземление А обращено к изучаемым породам, и его
сопротивление RA в основном определяется их удельным электрическим сопро-
тивлением. Следовательно, и разность сопротивлений AR = RA — Rc
будет зависеть главным образом от сопротивления изучаемых отложений,
причем будет возрастать па участках скважины, сложенных породами высо-
кого сопротивления.

Так как поверхности заземлений А и С равны друг другу, то

Ra~

(?а г,	So

—— =	и Rc= — —	,

паа ла	да/, ла

о	<;

где Q* и — эффективные сопротивления сред, расположенных со стороны
заземлении А и С; da и Ка = усс?3 — диаметр и коэффициент шарового зонда.

В породах относительно небольшого сопротивления

=	= Ж	= 1К3 2109 ’

г ( о

4ра = 0э—£>0 и Aqb = K3AR.	(37'1)

На рис. 265 приведена серия кривых, определяющих зависимость
ХА. f (\ при — = const.
во ' \ <<п ] во

Эти кривые получены экспериментально на электроинтеграторе для
случая, когда h > d0. Как видно, смещение зонда с оси скважины изменяет
величину dg0.

Разность эффективных сопротивлений Ард в основном определяется
удельным электрическим сопротивлением пород, непосредственно прилегаю-
щих к стенке скважины, вследствие чего при наличии зоны проникновения
фильтрата бурового раствора Аоа определяется в основном сопротивлением рп
этой зоны.
Рис. 265. Кривые зави-
Л рн 	/ do \

симости —52- = / ( —2- I
е« { /
при h >- d„ для зонда
разности сопротивления
заземлений. Шифр кри-
вых отношения рл/Po-
ll — зонд расположен по оси
скважины; б — зонд нахо-
дится у стенки снважияы.
46(i	ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

„ ------ A?

6 ao
§71. МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ТОКА И СКОЛЬЗЯЩИХ КОНТАКТОВ

Теоретические основы метода регистрации тока непосредственно выте-
кают из теории методов сопротивления заземления. При описании принципа
метода регистрации тока, приведенного в § 2, было указано, что сила тока
® линии АВ

I = Е

где — сумма всех сопротивлений цепи АВ, за исключением сопротивле-
ния RA заземления А.

Величина сопротивления Вл пропорциональна эффективному сопро-
тивлению ga среды, окружающей заземление:

Л . —

-* 1 А - •

При увеличении ВА на ЛВА сила тока в цепи АВ уменьшится на

(372)

Из последней формулы следует, что при пересечении заземлением А
пород отличного удельного электрического сопротивления в том случае,
если SB достаточно велико по сравнению с RA, сила тока будет изменяться
пропорционально zlga. Ток будет возрастать на участках разреза скважины,
сложенных породами пониженного сопротивления, и уменьшаться против
пород повышенного сопротивления. При сферическом заземлении ра-
диуса Га (Кз = 4 тгга)

1

4лга

АГ

(373)

П .и цилиндрическом заземлении радиуса г8, длины I гв

)П ”	7.

А!	-----------

4лг	1П 21_

(374)

В методе скользящих контактов заземление А обычно выполняется
в виде щетки, изолированной от бурового раствора и соприкасающейся со
стопкой скважины.

Если изолирующая пластина, на которой установлено заземление,
имеет достаточные размеры по сравнению с размерами заземления, его сопро-
тивление приближенно может рассматриваться как сопротивление плоского
заземлителя радиуса г3, величина этого сопротивления

п   б>а   J?a_

А — 4лгв	Ка '

Так как радиус заземления А мал, то сопротивление заземления зна-
чительно. В связи с этим в методе скользящих контактов при относительно
небольшом изменении сопротивления пород наблюдается значительное
изменение силы тока

	1	7 4  Д[ =- 	±  Уя+ fl  *•"' /|?'ч

обычно много больше, чем в методе регистрации тока. При атом для обеспече-
ния пропорциональности между Д1 и необходимо, чтобы SR -р Дрэ-

Если породы, отгружающие скважины, имеют высокое эффективное
сопротивление, то при малом значении RR по сравнению с

	1	I л	Zzipo  Д1 ~			51 .	(375)  ift, е	оэ	v '  ~кй
В этом случае		41 _ Дд3  I	8а
ж	qb ~ рэ +Jd@a = fl	г)0в*	(376)

Из последней формулы следует, что, зная силу тока I па участке, сква-
жины с известным сопротивлением ов и изменение Д1 силы тока при пере-
ходе заземления к другой породе с, эффективным сопротивлением р8', можно
приближенно рассчитать величину последнего.
ГЛАВА IX

ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

Индукционный метод исследования разрезов скважин, принципиальная
схема которого приведена в § 3, представляет большой практический инте-
рес для исследования разрезов сухих скважин и скважин, заполненных буро-
вым раствором, приготовленным на нефтяной основе. В утих условиях на-
дежный контакт между окружающей средой и питающими и измерительными
электродами обычных зондов трудно осуществим, что резко ограничивает
возможность использования методов кажущегося сопротивления и сопро-
тивления заземления. Вторым преимуществом индукционного метода перед
обычными электрическими методами является возможность более легкого
выделения топких, особенно проводящих, прослоев вследствие особенное,той
распрос.трапепия токов, индуцированных в породах, окружающих сква-
жину. Втп токи, протекая в плоскостях, перпендикулярных осн скважины,
при угле встречи скважины со слоистыми осадочными породами, близком
к л/2, не пересекают пород различного сопротивления, как это имеет место,
в методе кажущегося сопротивления.

Подобное распространение тока, как будет видно из дальнейшего, зна-
чительно облегчает теорию, а следовательно, и практическое использование
индукционного метода.

§ 72. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ИНДУКЦИОННОГО МЕТОДА
ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

При изложении теории индукционного метода исследования скважин 1
будем считать, что скважина пересекает породы различного удельного элек-
трического сопротивления по нормали к границам раздела этих пород.
Если генераторная катушка индукционного зонда находится на оси сква-
жины, линии токов, индуцированных в породах, окружающих скважину,
будут представлять собой окружности, расположенные н плоскостях, пер-
пендикулярных оси скважины с центрами, находящимися па ее оси.

Задача, требующая решения, заключается в определении величины
э. д. с., индуцированной в приемной катушке в зависимости от электропро-
водностей и мощностей окружающих пород, и расположения зонда относи-
тельно поверхностей их раздела.

При питании генератора токами относительно небольшой частоты
(до 20 кгц) можно пренебречь процессам становления тока в горных поро-
дах, прилегающих к скважине. В этом случае с достаточным приближением*
подтверждаемым опытом, можно рассматривать вторичные магнитные поля
как поля токов низкой частоты, т. е. предположить, что э. д. с., ипдуциро-

1 Теория индукционного метода разработана Г. Г. Доллем (1421.
ванные в приемной катушке, не зависят от диэлектрических свойств среды
и находятся в фазе с током в генераторной катушке.

Для решения задачи введем цилиндрическую систему координат О 7Л{ХР.
Начало системы отнесем к точке О (рис. 266), расположенной посредине
между генераторной и приемной катушками. Расстояние между этими катуш-
ками обозначены через La. Это расстояние в дальнейшем будем называть

Z

____IZ

.Рис. 266. К выводу формул, определяющих ве-
-личины э. д. с., иидуцироваиных в приемной
катушке зонда индуктивного метода исследова-
ния скважин,

ПН — приемная катушка; ГК — генераторная катуш-
ка; Т — ялемеитарпый виток сечении ds; Г — гене-
ратор; У — усилитель; пг и зг — число витков и
площадь витка генераторной катушки; пг, и s„ — то щс,
приемной катушки.

размером индукционного зонда.
Ось Z координатной системы
ориентируем вдоль оси сква-
жины. Разобьем все исследуе-
мое пространство на элемен-
тарные тороиды Т квадратного
сечения. Такой тороид произ-
вольного радиуса г и сечения
ds = drdz будем называть
условно элементарным витком.

Далее допустим, что раз-
меры питающей и приемной
катушек столь малы по сравне-
нию с размером элементарных
витков и расстояниями от этих
витков до центра катушки, что
катушки можно считать точеч-
ными. Это практически вполне
соответствует соотношениям
между размерами катушек и
объемом исследуемого прост-
ранства.

Предположим, что генера-
торная катушка имеет п? вит-
ков, площадью Sr каждый, и
питается переменным током
i = ZMaKC sin	sin шт,

где 1тка и 7ср— соответствен-
но максимальное и среднее зна-
чение переменного тока; ш==
= 2т> —угловая частота тока
(v — частота тока и т — время).

В элементарном витке ра-
диуса г, расположенном в плос-
кости, нормальной к оси зонда
(оси скважины) и находящейся
от центра зонда (точка .0)

на расстоянии | z | < -у, ток i, циркулирующий в витках первичной катушки,

создает магнитное поле напряженности

' = ~R^~

ллгзг/ор sin сот

где Rc = у г2 ч- (-^2 zj — расстояние от центра генераторной катушки
до оси элементарного витка.
Магнитное поле Н, изменяясь во времени, индуцирует в элементарном
витке э. д. с.

йФ
dr

.2____

dr

2re8»'r2nrsrZ0p cos сот

Нод действием э. д. с. е в элементарном витке возникает ток индукции

d[ = _JL_ = _
2пг

ads

an2vrnrsr/cpC0B сот ds

где а — удельная электропроводность среды, в которой расположен виток.

Ток di создает в окружающем пространстве магнитное поле. В точке
пространства, где находится приемная катушка, это поле имеет напряжен-
ность

ттт __ inr^dl

2rtsavrsn.rsvIce cos сот ds

где Rn = j/"г2 +	— zY

ной катушки.

Изменяясь во времени,
э. д. с.

— расстояние от элементарного витка до прием-
магнитпое поле генерирует в приемной катушке

да	dHn

=	~d^

4л4»)!!г3лг8глп8по/ор sin сот ds

где /1ц — число витков приемной катушки и sn — площадь каждого витка.
Среднее значение индуцированной э. д. с.

de

4л‘»>8Г8/1г«Г/1п8п0/ОР '~'S

— KltB,fids,

где JKit —коэффициент зонда; Вп —параметр пространства.

Кя определяется конструкцией зопда (числом пг и па витков генератор-
ной и приемной катушек, размерами площадей sr и sn каждого из витков
и силой питающего тока I):

8л1») 2ЛгЗглпЯпЛСР
и —	т

(377)

Ва определяется взаимным расположением единичной петли по отно-
шению к зонду размера L&:

(378)

Введение множителя 2^/2 дает возможность интеграл fBnds свести
8

к безразмерной величине, равной единице в случае однородной среды, что

30 Заказ 714.
будет доказано ниже. Выражая г, z, dr и dz в единицах размера зонда и обо-
г	z	, dr	,я dz

эначая через =	, с = r— ,dr) = — -sL dQ = -z—, получим

Х'И	Х/ц	-^И	-^И

B„ds =

2

t]adt]dl;

Таким образом, в случае однородной среды удельной электропровод-
ности о в приемной катушке зонда будет индуцироваться э. д. с.

ОО 00

е = Кйо у* Bads = Kvo I j
8	—оо О

t]sdt)d£

co

~ Ku? f Jn d£.

где

Но так как

du
u2(i4“4-2t)s/s

и

4

(1+2C)(1-2C)

то при | z | <-*-	|<-g-

1 f, 1 — 2£\ _ 1
14-2Ц1	2 )	2 *
При |z | >	С | > -у j путем аналогичных вычислений получим

Таким образом, для однородной среды

_Я	L

2	2

е-	=	/	, « + f Jr,,cl<i.‘,t +

8	Дю Ч|С|>у	!	Ч|С|<2-

2

В тех случаях, когда среда состоит из серии пластов, координаты кровли
которых обозначены через zt, выражение (380) приводится к следующему
виду:

е = К„ [<^1 J J Bud^di] -j- f B-ad^dr] . <тп J fj" Badtdr] =
-so 0	Cl 0	Cn_t 0

(381)
где

Jb	f fB&dn.

“	fi-l о

Последний интеграл имеет размерность удельной электропроводности.
Как следствие этого, и отношение

и

'п
имеет также размерность электропроводности, которой в дальнейшем при-
сваиваем название аффективной электропроводности ов:

ffi J f 4 а., / J' lind^dv 4 . .. + <4. J' f l^dcd-i). (382)
—co 0	Ci 0	£n—1 Ь

В частном случае, когда пласт мощности Л, электропровод-
ностью о-2, пересечен скважиной радиуса /4, заполненной средой электро-
проводности <То, отличной от электропроводности ffx и <т8 подстилающих и
покрывающих пород, при наличии зоны проникновения фильтрата бурового
раствора в пласт с электропроводностью сг2' и радиусом проникновения гф,
отношение ~ определяется следующей формулой:

Ли

41 °°	г» со	4<_	*4

/- = о-э ГЛ, Од J J' BndCdy + O's J' f Bud^d->] + J’ | <T3' J BKdi] -|-

—co	C1{ »?((	Cn Vq

4 <t2 J	4-<t0 / J' BadCdri,	(383)

чф	-co ча

где £1T — и £к =	— координаты подошвы za и кровли zn пласта,

Lb ‘ La

?’о	ГЛ,	Го

выраженные в размерах зонда; % -=	; т)а = у- ; г3 — радиус

зонда.

При изучении влияния проводимости удаленных слоен па величину
э. д. с. е и на значение эффективной электропроводности удобно выражение
для коэффициента Вп привести к несколько иному виду. С этой целью рас-
смотрим синус угла у, заключенного между радиусами Пг и Rn, проведен-
ными к элементарному витку из питающей и приемной катушек:

sin у — sin a cos р 4* cos a sin Д

где а и Р — углы между радиусом витка и радиусами Пг и Пп. Подставив
в последнюю формулу значения sin a, sin Р, cos а и cos р, получим

Sin у - — | “777744“ r + “/474“ 'J == Дгй7 

Сопоставляя последнюю формулу с формулой (378), приходим к заклю-
чению, что

/?„ =	,	(384)

Из формулы (384) следует, что значение Ви для единичной петли опре-
деляется величиной угла у, заключенного между радиусами Пг 'и Пп. Таким
образом, элементарные витки имеют одинаковое влияние на величину э. д. с. е,
индуцированную в приемной катушке, при одинаковых значениях
угла у (рис. 267). Как следствие этого, область с одинаковым значением 2?п
должна ограничиваться кругами, проходящими через центры питающей и
приемной катушек (как это показано на рис. 268, где приведены линии оди-
наковых значений угла у, ограничивающие области, в пределах которых
интегральное значение Вп равно 0,1, т. с. 10% от полного значения этого
фактора для безграничного однородного пространства).
Для изучения характера изменения эффективной электропроводности
вдоль скважины, пересекающей пласт отличной удельной электропровод-
ности от электропроводности вмещающей среды, разобьем исследуемое про-
странство на бесконечно тонкие пласты мощностью dz и для каждого из этих

Рис. 267. Элементарные витки с одинаковым пространственным
фактором.

а — местоположение витков с одинаковым пространственным фактором,
sin® GO = sin8 120°= 0,65; б -- племептарныс витки с разливными простран-
ственными факторами, ain 1>0° = 1 и sin8 60° — sins 120° =0,65.

Рис, 268. Области с одинаковым интегральным значением про-
странственного фактора (йп = ОД) в случае однородной среды.

пластов определим интегральное значение пространственного фактора.
Пренебрегая влиянием бурового раствора, заполняющего скважину, полу-*
чим:

а)'для бесконечно тонких пластов, расположенных в пространстве,
заключенном между генераторной и приемной катушками зонда (|С| < Vb).

1_

2

0
б) для бесконечно тонких слоев, расположенных за генераторной
л

и приемной катушками, т. е. с координатами слоя | £ | > -у

Значения в дальнейшем будем называть дифференциальным радиаль-
ным пространственным фактором.

Из сопоставления последних двух формул следует, что при заданной
электропроводности щ бесконечно топкого слоя, расположенного между
генераторной и приемной катушками, влияние этого слоя на величину сг8,
определяемое величиной дифференциального радиального пространствен-
ного фактора, постоянно и не зависит от координаты С — расстояния z
подошвы слоя от плоскости, перпендикулярной оси скважины и проходящей
через центр зонда; при располо женин же бесконечно тонкого слоя за преде-
лами катушки его влияние убывает обратно пропорционально квадрату

Для изучения характера изменения эффективной электропроводности при пере-
сечении зондом горизонтального пласта проводимостью вг, подстилаемого средой
с удельной электропроводностью я, и покрытого средой с удельной электропровод-
ностью а3, обозначим через h мощность пласта, через zi расстояние от подошвы пласта
до сородипы зопда (точка О) и через % и Ct мощность h и расстояние zi, выраженные
в размерах зонда 7,1(. Учитывая далее, что любой из интегралов

ь

Г dA.~ Л_____L

J С2 а-	b

а

и любой из интегралов

J (У;='Ъ—а,

получим следующие выражения.

а) При zj > -ф.

Z \	Z J

_ 1	i

2"	'2	Ci

„	„ ( 1	/* i 1 f в!- l 1	/* d^\U-

—oo	1	j —

T	2



1

er* — F , c3 a3
___+-----___ .

Если мощность пласта h < £И) то при

+



(391)

2

Рис. 269. Кривые зависимости aj^ = / (£).

а — для различных положений индукционного
зонда относительно пласта с влектроп ров ода остью
ац = 5 01 = 5а3, h — Ln; б — для пластов различных
/1 \

мощностей 1Л = £Ln, h — 2Ln и h = 5Ln I с удельной
электропроводностью — 5ai = 5 erg при располо-
жении зопда s середине пласта,

На
кривые,
симость

рис. 269, а приведены
иллюстрирующие зави-

п — f (Ci)-

Из приведенных кривых сле-
дует, что влияние подстилающей
и покрывающей сред, пропорцио-
нальное площадям б-j и ss, огра-
ниченным кривой a Jr, = /(Ср,
в пределах этих сред невелико [за
исключением пластов малой мощ-
ности (h < 2£и)1. Поэтому кри-
вые эффективной электропровод-
ности четко отмечают пласты
различного сопротивления даже
относительно небольших мощно-
стей, что видно из рис. 270, а, на
котором приведены расчетные
кривые ==l/ffB = /(^) для
случая пересечения скважиной
пластов различных удельных
сопротивлений.

Сложное вычисляется эффек-
тивная электропроводность при на-
личии зоны проникновения филь-
трата бурового раствора, изменяю-
щего удельную электропровод-
ность пород в радиальном направ-
лении. В пластах достаточно
большой мощности (практически
в пластах мощности h > 5£и)
эту задачу можно решать как

задачу изучения электропроводности в среде, состоящей из коаксиально-
цилиндрических слоев бесконечной протяженности. В этом случае при

расположении зонда по оси коаксиальных цилиндров

Нэ = Ой f f Bndtjdr + J f Bnardt]d£ -f- од J f Bndr]d^, (392)

”a -CO	<l0 -CO	„ф -00

где сто и од — удельные электропроводности бурового раствора и пород,
не измененных проникновением фильтрата бурового раствора; аг —элек-
тропроводность зоны проникновения фильтрата, в общем случае изменяю-
а	5

Рис, 270. Конфигурация кривых эффективного сопротивления еэ = 1/Са при пересе-
чении индукционным зондом пластов различных удельных сопротивлений и мощностей.
а— кривые еи дли двухкатушочпого зопда; б—то же, для зонда <; фокусирующими катушкам”-
I — пласт удельного сопротивления 0,048 ом л; 2 —то ;не, 1 мм; з —то же, 21 ом лц — сопро-
тивление среды, равное Оеоиоиечпостп.

щаяся но радиусу г; r]a, ?/о и т/ф — соответственно радиусы индукционного
зонда, скважины и зоны проникновения фильтрата раствора, выраженные
в размерах индукционного зонда. .

В частном случае, при or = const = Пц' и с о — 0 (скважина заполнена
газом или нефтью):

Чф	ОО со	со	’’ф	со

с8 = О-П' f	( f Budc) dr/ + ff„ f	J' Bad^) di]	= од' f Jtdi}	+ a„ f Jcdt}.	(393);

f?0	-co Чф	-co	Va	>?ф
Здесь [142]

л = .Гад - 4 • адл?	+ з) (j/адт -1) к (sin-

- (и2 - 1)(\/иГ+Т + 1)Е (sin а)],

где

и 2’7 =	; sin а — 2 и2 1 ——--------------------------- ;

Рис. 271. Кривая зависимости диф-
ференциального осевого простран-
ственного фактора от радиуса
А = r/Lu бесконечно топкого ци-
линдра, к которому относится

К (sin а) и Е (sin а) — полные значения
эллиптических интегралов первого и вто-
рого рода:

Я

2

Е (sin а) = Г -===-.—'=——,
У 1 —sin2 а sin2 О

Л

~2	_____________

Е (sin а) — J' ]/ 1 — sin2 a sin2 0 dO.

Расчет эффективной электропроводно-
сти в этом случае сводится к вычислению
при помощи таблиц значения функции J(,
последующего построения кривой/; — f (у)
и ее графического интегрирования.
На рис. 271 приведен вид функции
/; = / (ц). Относительное влияние лю-
бого слоя, находящегося на расстоянии г
от оси скважины и имеющего мощность J г
(например, слоя проникновения фильтрата

бурового раствора — см. рис. 271), пропор-
ционально отношению площади кривой в пределах от г до г -|- Jr к пло-

щади S — 5о -(-би' ‘S'n кривой в пределах от г = 0 и до г — оо, Из кри-
вой, изображенной на рис. 271, следует, что порода, расположенная от оси
скважины на расстоянии, превышающем 3—5размеров зонда, незначительно

изменяет величину эффективной электропроводности в однородной среде.

В том случае, когда среда неоднородна, влияние каждого слоя увели-
чивается или уменьшается пропорционально его электропроводности. Это
дает возможность рассчитать кривые зависимости эффективной электропро-

водности для различных случаев изменения удельной электропроводности

пласта по радиусу и, в частности, для случая постепенного се изменения.
Последнее наблюдается при проникновении фильтрата бурового раствора,
имеющего сопротивление, отличное от сопротивления пластовых вод.

Кривые эффективного сопротивления, приведенные на рис. 270 для слу-
чая пересечения пластов различных мощностей и сопротивлений (электро-
проводностей), показывают на относительно небольшое различие между эффек-
тивным и удельным сопротивлениями в центре пласта, особенно в случае пла-
стов низкого сопротивления. Это является следствием незначительного влия-

ния пород повышенного сопротивления, расположенных за пределами зонда.

Установка дополнительных фокусирующих и компенсационных катушек
за пределами генераторной и приемной катушек дает возможность получить
еще более дифференцированные кривые эффективного сопротивления.
Численные значения последнего в зондах с фокусирующими катушками
практически достигают истинных значений удельного сопротивления слоя
при всех пластах, мощность которых превышает пять диаметров скважины
(см, рис. 270, б).
ГЛАВА X

МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ПОРОД

§ 73.	ЕСТЕСТВЕННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГОРНЫХ
ПОРОД

Электрические поля собственной поляризации горных пород наблю-
даются в скважинах при следующих физико-химических процессах;

а)	диффузии, солей из пластовых вод в буровой раствор и из раствора
в воды пласта и адсорбции их ионов частицами породы-,

б)	окислительно-восстановительных реакциях, происходящих на поверх-
ности соприкосновения минералов, составляющих породу с окружающей
их средой;

в)	фильтрации пластовых вод и вод бурового раствора в поровом про-
странство породы.

Свойство горных пород создавать электрические ноля собственной поля-
ризации в дальнейшем будем называть собственной электрохимической
активностью горных пород. В зависимости от того, какой из указанных
выше процессов порождает электрическое поле, различают:

а)	диффузионно-адсорбционную (сокращенно адсорбционную) актив-
ность, возникающую при наличии диффузионно-адсорбционных процессов;

б)	окислительно-восстановительную активность, наблюдающуюся при
окислении и восстановлении минералов, составляющих горную породу;

в)	фильтрационную активность, порождаемую процессами фильтрации
пластовых вод и вод бурового раствора в порах пород.

§ 74. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И
ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

При соприкосновении растворов солей различного химического состава
и концентрации наблюдается диффузия ионов из раствора с большей концен-
трацией в раствор с меньшей концентрацией. Так как скорость движения
различных ионов различна, то при свободном соприкосновении растворов
раствор с пониженной концентрацией приобретает заряд, тождественный
но знаку заряду иопов, движущихся с большей скоростью. В частности,
при диффундировании раствора NaCl, для которого скорость иона С1
превышает скорость иона Na+, менее концентрированный раствор заря-
жается отрицательно но отношению к более концентрированному раствору.

ДИФФУЗИОННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Для наиболее простого случая соприкосновения двух растворов одной
и той же соли различных концентраций формула, определяющая величину
диффузионного потенциала, может быть получена следующим образом.
Допустим, что молярные концентрации более и менее концентрирован-
ного раствора равны са и со. Выделим в растворе элементарный объем, огра-
ниченный плоскостями Л и Si (рис. 272), перпендикулярными направлению
диффузии с координатами х и х -|- dx. Пусть в плоскости Л парциальные
давления катионов и анионов и концентрация раствора будут соответ-
ственно рк, ра и с. Тогда в плоскости Su. осмотическое давление будет равно
рк —-с?рк и ра ~~dpa и концентрация с — de. На каждых! поп, находящийся
в растворе, заключенном в объеме, ограниченном плоскостями Л и Si,.
имеющем поперечное сечение я, будут действовать силы:

а) на катион

б) на анион

1(Рк—4Рк)—Рк]« _ __ 1 . rfPit .

cNv^sdx	cNvK dx ’

Рис. 272, К выводу формул, определяющих величину
диффузионного (а)'и диффузионно-адсорбционного (б)
потенциалов.

К/Ц —4Ра) —Pa]s

1
eNva

dPa
dx ’

где vlt и va — число катионов и анионов, образующихся при ионизации мо-
лекулы растворенного вещества, и N — число Авогадро, равное 6,06 X 102s.

Под действием этой силы через сочтите s за время dr будет проходить-
количество катионов

и анионов

dn», * = -ffe- cNv^ *sdT =----sdT’

Где lK и la—соответственно электролитические подвижности катионов; zK и
za •—их валентности; е — F/N —единичный заряд иона; F —число Фарадея,,
округленно равное 96 500 кулонам.
Вследствие различной подвижности катионов и анионов на ионы будут
накладываться силы электростатического взаимодействия. Обозначив через E
значение потенциала электрического ноля, определим, что на каждый катион
и анион будет действовать соответственно сила

, dE	, dE

Is’ "---й2н<! и ^’а~ йГ2ае-

Под действием сил /ЭгК и /в> а через сечение з за время du будет про-
ходить:

а)	катионов

ofer icNv^ *sdT == ~	-тгsdT ~ ~"ir fcNv« sdT'

б)	анионов

dnn> „	/<Ж ~ sdr.

В последних двух формулах через f обозначен коэффициент активности.

Вследствие нейтральности диффундирующего раствора должно выпол-
няться условие

zKe (dnp< It + dn!)i к) — zae (dnPt a + dng, a),
или

, I 'I dnK , , dE \	, / 1 dpa , dE\

— ^к I ~n~ * —5-F i— I	— *-a I ~"e>~ ‘	/c^a^a ~j— I •

J 4 F dx i}^iydx	\ F dx	} dx j

Решая последнее уравнение относительно dE, получим

dE= - Л-	.	(394)

У'/с й<2к}'к-На2а}'а

При небольшой концентрации растворов диффузия ионов подчиняется
закону Клапейрона. В этом случае парциальное давление катионов

Ри = Rlv^jc
и анионов

RT ют ,
Ра - —- = Я/Ч/с,

где v — объем раствора, содержащего грамм-молекулу соли.

Отсюда

dp„ = RTv^d (jc), dp& = RTv&d (fc)
и, следовательно,

dE^-^-	---(395)

hiZuVn + lnWa	jc

Интегрируя последнее равенство в пределах от /псп до /осо, получим

со/о

р     RT_______l^vк—/а,уа	/' d(fe) __

д	Р litzuvu~{'laz'dva J /й

сп7п

 =	in /“£“ ,	(396)

F Zi<2K’'id-Za2a»'a /Чо

где/о и /п — значения коэффициентов активностей при концентрациях
с0 и с„.
Последняя формула определяет величину изменения потенциала
в среде «О» относительно потенциала в среде «П» (см. рис. 272).

Если катионы и анионы раствора имеют одинаковую валентность

<з9’>

Величина разности потенциалов Еа называется диффузионной разностью
потенциалов или потенциалом диффузии.

Из формул (396) и (397) следует, что при одинаковом отношении кон-
центраций соприкасающихся растворов различного химического состава ве-
личина и знак диффузионного потенциала определяются отношением разности
/к^п—ZaVa к сумме ZBzHi'I(-HaZa’’a. Так как у различных химических элемен-
тов скорости ионов различны (см. табл. 23), то отношение	оп-

ределяет зависимость диффузионного потенциала от химического состава
растворенного вещества. В частности, при соприкосновении растворов кис-
лот вследствие весьма высокой подвижности иона водорода (Z!t, ц = 313)
_—>Q и мопое концентрированный раствор заряжается ноложи-
W’t< + ‘»Va
только по отношению к раствору большой концентрации.

Так как сопротивление электролитов обратно пропорционально концен-
трациям диссоциированных ионов, то формула (396) может быть приведена
к следующему виду:

£ =	]п = 2,3 -J 	ig £ ]g (398)

/' /иги’'к4*^ага,’а Sn	F /к2ЩкН"	° Sh

где Qq и — удельные электрические сопротивления растворов с концентра-
цией с,о л с2; Кя — коэффициент диффузионной э. д. с., определяемый
по формуле

К:! = 2,3	= р (Т,Х,С, z,c).	(399),

Г 6At’Ht-HaVa v	v ’

Значение зависит от температуры Т растворов, химического состава
ХС и валентности z растворенных солей и в незначительной степени
от их концентрации с, обусловливающей [величину электролитической
подвижности ионов /а и ZK.

Для растворов NaCl, наиболее часто встречающихся в природе, после
подстановки в формулу (397) числовых значений II, Т, z, F, Z1( и Za полутам

-11,61g -g- [м[	(400)

или при достаточно высоких концентрациях близкий к этой величине диффу-
зионный потенциал.

Значения коэффициентов диффузий для других солей приведены
в табл. 23.

Из табл. 23 следует, что величина коэффициента диффузионной э. д. с.,
в хлоркальциевых и хлормагниевых водах более отрицательна, чем в водах,,
содержащих хлористый натрий, а в водах с сернокислым и углекислым на-
трием и калием Кя положительна. Следовательно, присутствие в пластовых
водах солей хлористого кальция и магния повышает величину э. д. с. диф-
фузии, а наличие сернокислого и углекислого натрия и калия понижает
значение 1?д. .

В тех случаях, когда в соприкасающихся растворах содержатся соли
различных элементов в различных концентрациях сг, величина диффузион-
Таблица 2$

Электролитические подвижности попов, значения отношений ——^2—
и коэффициенты А"д диффузионной э. д. с, для различных соединений,
встречающихся в пластовых водах и в буровом растворе при 18° С

			При бесконечном разбавле- нии					При концентрации 0,1				
			Подвиж-					Подвиж-				
			ность,					ность,			А	
Ф sa			ом	см“	Ft			ом	2 СМ		м еч	
ф						+				1	+	
W w	О	К	о	W  И	Ft	a Ft	ЧЭ	о	ес Й		Й Ft	S
t=c 8 о	co M	tsi W <!	Й  Й й и и	анис		я bl		Й н СВ СЗ й д	анио		ifi N	К ц
NaCl	Na	Cl	43,5	65,5	—0,202		—11,6	36,25	55,5	—0,209		—12,7
KCi	К	Cl	64,6	65,5	—0,0069		—0,4	55,0	55,5	—0,0025		—0,1
CaCl2	Ca	Cl	51,6	65,5	-0,339		—19,6	31,5	55,5	—0.457		—26,4
MgCl,	Mg	Cl	45,0	65,5	—0,389		—22,5	27,5	55,5	—0.	503	—29,1
NasSO4	Na	s/2SO4	43,5	67,9	0,086		5,0	36,25	40,0	0,213		i2;j
KaSO4	К	»Aso4	64,5	67,9	0,231		13,4	55,0	40,0	0,368		21,3
CaSO4		1/SSO4	51,6	67,9	—0,136		-7,9	31,5	40,0	—0,119		-6,9
MgSO4 NaHCO,	VsMg	72so„	45,0	67,9	—0,203		—11,7	27,25	40,0	—185		—10,7
	Na	HCO.3	43,5	40,7	—0,0378		2,2	___					
Na2CO8	Na	J/2CO3	43,5	60,0	0,13		7,5	36,25	38,0	0.232		13,5
KI-JCO,	К	HCO,	64,6	46,7	0,161		9,3							
K2CO3	К	7aCO3	64,6	60,()	0,277		16,0	55,0	38,0	0.387		22,4
Ca (IICO8)2	V2Ca	HCO3	51,6	46,7	—0,212		—12,3	,—					
CaCO,	VsCri	'Aco3	51,6	60,0	—0,076		-4,4	31,5	38,0	—0.0935		—5,4
Mg(IICO8)2	’AMg	ПСО,	45,0	46,7	—0,264		—15,2						
MgCO8	7aMg	VsCO»	45,0	60,0	—0,143		—8,3	27,5	38,0	0.16		9,3 -
h2so„	H	so4	31,5	67,9	0,734		42,4									
HC1	H	Cl	31,5	65,5	0,656		37,9	—	—	0.665		38,3
H2S	H	HS	31,5	42,5	0,762		44,()								
H2CO,	H	nco8	31,5	46,7	0,806		46,6								
NaOH	Na	Oil	43,5	174	0,600		34,7	—	•—			—

ного потенциала приближенно может быть рассчитана но уравнению Гендер-
сона:

Ед =

ЯГ	, иг' + Fx'

т? (6Y + f1')-(h2'+f2') иг'+п

(401>

В этом уравнении

г=п
U 1 == ^-1 C-i j
i = 1

i=n
У1= 2^'Сг\

r2=

г = 1

ien

г = 1

&1, —	J

i — 1

i—n

i = 1

i==n

Ui = UiVci”;

г as 71

K2'= >>'W,
причем индексом один штрих обозначены концентрации а и скорости Ui
и Vi ионов в мопсе концентрированном растворе, индексом два штриха —
концентрации а и скорости щ и vi ионов в более концентрированном растворе;
Zi и Z,-" — валентности этих ионов.

ДИФФУЗИОННО-АД СОРБЦИОННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Теория диффузионных потенциалов, основы которой были изложены
выше, рассматривает процесс, переноса ионов при свободном соприкоснове-
нии растворов. Однако в условиях скважины соприкосновение чистых рас-
творов не соблюдается, так как буровой раствор содержит в большом коли-
честве глинистые частицы н воды, заполняющие поровое пространство,
соприкасаются с частицами горных пород. В этих условиях, как показывают
многочисленные наблюдения, характер прохождения диффузионного про-
цесса изменяется и разность потенциалов, возникающая при соприкоснове-
нии двух растворов, находящихся в порах породы при заданном отношении
концентраций взятых растворов, за исключением крупнопористых пород
(песков, ситчатых и кавернозных- известняков), нс удовлетворяет уравне-
ниям (397) и (401). В частности, если при соприкосновении растворов хлори-
стого натрия, свободных от примесей твердых частиц, раствор с пониженной
концентрацией заряжается отрицательно и разность потенциалов при де-
сятикратном отношении концентраций близка к —11,6 мв, то в случае со-
прикосновения тех же растворов, из которых один насыщает глину, раствор
пониженной концентрации .заряжается положительно, причем разность
потенциалов может достигать -|-30 мв и более. Столь резкое изменение вели-
чины и знака диффузионного потенциала при соприкосновении растворов
в присутствии глины объясняется ^следующим,

Твердые частицы горных пород и, в частности, коллоидальные частицы
глин и глинистых растворов адсорбируют из растворов ионы, Явление ад-
сорбции ионов в настоящее время хорошо изучено, и многочисленными рабо-
тами установлено, что из числа ионов, находящихся в растворе, возможна
адсорбция:

1)	ионов, общих с попами, составляющими кристаллическую решетку
твердых частиц породы;

2)	ионов, образующих с твердыми частицами породы труднорастворимые
соединения;

3)	ионов, индифферентных ио отношению к ионам твердых частиц
породы; эти ионы избирательно адсорбируются вследствие различия их ва-
лентности и гидратных радиусов.

В первом случае— при наличии в растворах ионов, содержа-
щихся в кристаллической решетке, вследствие различных значений термо-
динамического потенциала ионы в различной степени переходят из одной
фазы в другую, что сопровождается образованием двойного электрического
слоя.

Так, например, если поместить кристалл кальцита СаСО3 в раствор
хлористого кальция СаС12 ионы кальция Са++ будут стремиться достроить
кристаллическую решетку кальцита и образовать тем самым па поверхности,
кальцита слой положительных ионов (рис. 273), сообщив тем самым поверх-
ности кристалла положительный заряд. Если поместить кальцит в раствор
углекислого натрия NasCO3, то на достроение кристаллической решетки
будут идти отрицательные ионы СО3~~. Преобладающая сорбция этого
иона приведет к отрицательному заряду поверхности кальцита и к положи-
тельному заряду жидкости, окружающей поверхность. Таким образом,
в зависимости от химического состава раствора, в котором находится каль-
цит, будет наблюдаться преобладающая адсорбция положительных или отри-
дательных иоиов и соответствующий им положительный или отрицательный
заряд поверхности кальцита.

Аналогичный процесс наблюдается па поверхности некоторых минера-
лов (преимущественно из класса алюмосиликатов), гидролизирующихся
в водной среде. При этом молекулы, расположенные в поверхностном слое
минерала, диссоциируют иа ионы, одни из которых (в естественных условиях
обычно анионы) более прочно удерживаются поверхностью минерала. При
этом частицы пород указанного состава, например частицы глин, приобре-
тают электрический (обычно отрицательный) заряд и на их поверхности
образуется двойной электрический слой, прочно связанный с частицей.

Неизмененный р о с т В о р

ft- а" диффузный слой	Na'*' No* No*

пч	лч —•	пч —	г>1~~	НСПОдВиХСНЫЦ .. -р	. +	..	.. +

Cl Cl Cl Cl Cl слой No No Nu Na No1

Ca++ Ca* +	&+ + Ca+ +	СО/~ СО,— 00,— СО,- 00,-

^/#7/7/777/7/7^^^^	ядра 7/7/77//W7/7//7//P////#7///////////7/7/77//,

Co CO,

Рис. 273. Строение поверхностных слоев различных минералов

Coco,

£4 — кальцита в растворе хлористого кальция; 6 — то же, и растворе углекислого натрия; в — глино-
зема в щелочной среде; а — то ;ко, в кислой среде; 6 — кремнезема (при достаточно большом pH).

Так как некоторые из окислов, входящих в состав минералов, амфо-
терны, то при гидролизе в зависимости от значения pH окружающей среды
образуются молекулы, при диссоциации которых могут образовываться
ионы, содержащие элементы, общие с элементами твердой фазы как поло-
жительного, так и отрицательного знака, В связи с этим в зависимости от pH
среды может наблюдаться как отрицательный, так и положительный заряд
частицы.

Так, например, частица гидроокиси алюминия А1(ОН)з в водной щелоч-
ной среде диссоциирует на катионы Н+ и анионы А1О7- Последние более
прочно удерживаются поверхностью частицы и сообщают ей отрицательный
заряд, В водной кислой сродс А1(ОН)з диссоциирует на ион алюминия А1+++
и гидроксильный ион ОН”. Катионы алюминия прочно удерживаются по-
верхностью частицы, заряжая ее положительно.

Во втором случае —при наличии в растворах ионов, входя-
щих в реакцию с твердыми частицами породы, процесс адсорбции отли-
чается от разобранного выше лишь тем, что адсорбированные ионы образуют
с частицами породы новые, трудно растворимые химические соединения.

31 Запав 714.
В третьем случае — при адсорбции индифферентных электро-
литов адсорбция ионов вызвана различной степенью их гидратации. Этот
вид адсорбции, по-видимому, играет также существенную роль в гор-
Е3а,м$	иых породах. Менее гидратированные ионы

Рис. 274, Диффузионно-адсорб-
ционные потенциалы в раство-

рах хлористого калия в раз-
личных горных породах.

1 — глинистый сланец (Урал);
S '— глина ПК промысла
им. Орджоникидзе; з — глина кил
(Крыя); '1 — гашттшш; S — песча-
ник; в — антрацит; z — мергель;
8 ~ боксит; 9 — песок кварцевый;
10 — доломит; 11 — подмосков-
ный ожепеапешшй песок; 1% —
каолин.

вследствяо их меньшого радиуса притягива-
ются ненасыщенными атомами или ионами
кристаллической решетки с большей силой,
чем более гидратированные ионы. Это приво-
дит к образованию на поверхности частицы
ионного слоя с зарядом, соответствующим
заряду менее гидратированного иона. Так как
одновалентные отрицательные ионы менее
гидратированы, чем положительные, то в
этих условиях поверхность твердой фазы при-
обретает отрицательный заряд.

Вследствие адсорбции будет наблюдаться
следующее.

Во-первых, будет изменяться состав диф-
фундирующих ионов. Так, например, некото-
рое количество отрицательно заряженных
ионов, прочио адсорбированных поверхностью
частиц, будет обладать пулевой подвижностью.
Состав диффундирующих ионол в неко-
торых случаях может изменяться также и за
счет обменной адсорбции, заключающейся в
обмене катионов раствора на катионы, нахо-
дящиеся в ионном слое, окружающем твер-
дую частицу. При этом в раствор могут пе-
рейти катионы с большей подвижностью
(например, водорода) по отношению к катио-
нам и анионам, находящимся п' нем.

Во-нторЬтх, двойной электрический слой
адсорбированных ионов, являясь диффузным,
будет создавать в прилегающих областях элек-
трическое поле. Потенциал этого поля будет
зависеть от плотности и характера распределе-
ния зарядов в двойном слое, определенных
адсорбционными свойствами породы. Поле
будет воздействовать на диффундирующие
ионы, замедляя или ускоряя их движение.
Последнее приведет к изменению изучаемого
потенциала диффузии.

Таким образом, величина потенциала,

возникающего при соприкосновении породы,
насыщенной растворами соли одной копцептра-
цип, с раствором другой концентрации (или
породой, насыщенной последним), будет зави-
сеть от адсорбционных свойств породы. Пос-
ледние определяются химическим составом
твердой и жидкой фаз и величиной полной
поверхности частиц породы, соприкасающихся

с единицей объема раствора, насыщающего
породу. Поэтому при наличии породы диффузионные потенциалы

должны зависеть от перечисленных факторов. Данное положение было

впервые подтверждено работами, выполненными в Лаборатории про-
мысловой геофизики МНИ [149]. Этими работами было установлено,
что разности потенциалов, возникающие на границе раствор —горная
порода, зависят от:

1)	химико-минералогического состава горной породы; различные гор-
ные породы в одних и тех же условиях создают разные потенциалы как по
величине, так и по знаку (рис. 274);

2)	химического состава вод, насыщающих поры породы, и их концен-
трации; с увеличением концентраций разности потенциалов падают, а при

наличии многовалентных катионов
могут также изменять и свой знак;

3)	степени насыщения породы рас-
творами солей; чем меньше насыщены
поры породы электролитом, тем в боль-
шей степени отличаются измеряемые
разности потенциалов от диффузионных
разностей потенциалов, наблюдающих-
ся при свободном соприкосновении рас-
творов (рис. 275);

4)	плотности горной породы; чем
плотнее горная порода, тем более
отличаются измеряемые разности по-
тенциалов от потенциалов диффузии
(рис. 276, а);

5)	степени дисперсности породы;
увеличение дисперсности изменяет
измеряемые разности потенциалов так
же, как и уменьшение влагонасыщс-
пия и увеличение плотности породы
(рис. 276, б).

Последние три фактора указывают
иа то, что измеряемые разности потен-
циалов на границе раствор —, порода
тем более отличаются от потенциалов
на границе чистых растворов, чем
больше отношение поверхности сопри-
косновения частиц породы с жидкостью
к объему последней.

Разности потенциалов, возникаю-
щие при диффузии солей в присут-
ствии породы, будем называть диф-
фузионно-адсорбционными *.

Рис. 275/ Диффузионно-адсорбционный
потенциалы в глинах различной влаж-
ности.

J — старогровиспсная глина, платность
36,5%; 2—то же, влажность 47,5%; я —
карачухурская глина, влажность 12%; 4— то
же, влажность 25 %; б—то же, платность 35 %,

1 В литературе эти разности потенциалов называются также мембранными, а в аме-
риканской — потенциалами Маунса. Этими терминами мы пользоваться не будем по сле-
дующим причинам.

Наименование «мембранный потенциал» не определяет физической сущности наблю-
даемого явления и, кроме того, не может быть приложено к горным породам, так как по
нятио «мембрана» определяется как гибкая, топкая, упругая перегородка, обычно закре-
пленная по периметру. Горные породы, заполняющие огромные объемы, этому опреде-
лению не удовлетворяют Ji тому же, как показывают наблюдения, величины диффу-
зионно адсорбционных потенциалов зависят от толщины породы, причем, эта зависимость
распрострапяется до значений, намного превышающих толщины мембран в указанном
выше определении.

Потенциал Маунса назван по имени американского исследователя, наблюдавшего
эти потенциалы, причем значительно позднее, чем это было выполнено нашими учеными,,
что, конечно, полностью исключает возможность подобного наименования диффуэиолпй
адсорбционных потенциалов.
Аналитические зависимости диффузионно-адсорбционных потенциалов
от химического состава диффундирующих растворов и адсорбционных свойств
породы были даны многими исследователями. При выводе этих зависи-
мостей их авторы исходили из тех или иных гипотез происхождения диффу-
зионно-адсорбционных потенциалов. Д. А. Шапиро [167], А, М. Нсчай,
ГЗ. Н. Дахнои, а также В.Мак Кардслл [172] и другие исходили из гипотезы из-
менения потенциала диффузии вследствие изменения концентрации свободных
.ионов раствора, вызванной адсорбцией части их поверхностью частиц по-
роды; М. В. Вилли ['173] —из гипотезы влияния катионного обмена па ве-
личину потенциалов диффузии и Г>. 10, Воидельштсйп [146] —из гипотезы
влияния поля заряженных частиц на процесс диффузии иопон. Из числа
предложенных зависимостей на современном этапе изучения тех сложных

Рис. 276. Зависимость диффузиоюю-адеорбционных потенци-
алов /1’;и от плотности (5 глины (а) и зависимость диффузи-
онно-адсорбционной активности Лда от дисперсности (эффектив-
ного диаметра <Ффф) песчаяо-аловритовои породы (б).

явлений, которые хгроисходят при соприкосновении породы, насыщенной
растворами солей, с другой породой или просто раствором солей иной кон-
центрации, заслуживает внимание вывод Б. 10. Венделыптойиа, который
используем в настоящей работе.

Как было сказано выше, ионы, содержащиеся в растворе;, насыщающем
горную породу, находятся в электрическом поле, созданном двойным элек-
трическим слоем адсорбированных ионов.

В том случае, если норы породы, соприкасающиеся с внешним раство-
ром, соизмеримы с толщиной двойного диффузного электрического слоя, по-
тенциал этого слоя в продолах порового пространства по будет оставаться
постоянным (как это было бы в случае идеального двойного электрического
слоя), При этом свободные ионы, заключенные в порах слоя породы, приле-
гающего к границе А (см. рис, 272, б), отделяющей породу от внешней
среды, заполненной раствором (или породой), содержащим иную концен-
трацию растворонпых солей, будут находиться не только под действием сил
осмотического давления и электростатических сил свободных иопов, но и
под действием электрических сил поля адсорбированных иопов.

Допустим, что молярная концентрация сп солей, растворенных в воде,
насыщающей породу, больше концентрации со солей в растворе, соприкасаю-
щемся с породой. Таким образом, сила осмотического давления будет на-
мравлеиа в сторону раствора. В граничном бесконечно тонком слое раствора,
соприкасающегося с породой, ионы будут находиться под действием следую-
щих сил: '
а)	осмотического давления.	.....	.!	. ।

;	__ йРн „ .[	_ °7’а

----И /р,а-------------777^7-,

б)	электрического поля U адсорбированных ионов, соответственно рав-
ных для катионов и анионов

,э _ dU	,s dU „ а

h< ~ Zl'e и /а - — zae,

в)	электростатического взаимодействия свободных ионов, соответственно
равных для катионов и анионов

/э. к = 2ке и /3> а = =zae.

Под действием осмотического давления ионы будут диффундировать
из раствора более высокой концентрации в раствор более низкой концентра-
ции. Количества dnK катионов и dna анионов, прсдиффундиронавших
за время du через сечение s при наличии осмотического давления и сил поля
двойного диффузного электрического слоя, будут соответственно равны:

dnv

tfrza = -=^~
Fz&e

(cNvBfp, к 4- cNv„fi) sdt =

___

«Vi'K

£^.S'dT~-
dx

F-'ц

F^U

Д-") sdr =
fP,v I dx	***«

sdt,
dx ’

1* \ dP* sdt = — -Д— • sdr,
p, a J	‘ Z“ (iX

где lu и Za — значения электролитических подвижностей иопов при наличии
электрического поля адсорбированных ионов.

Ионы в процессе диффузии будут тормозиться силами электростатиче-
ского взаимодействия. Число катионов dnB, ц и анионов dnB, а, прошедших
через сечение s за время dr под действием указанных сил, будет
соответственно равно:

dn,r), к = 7^ Ksdr = — >" fcNv“ Т

dn3t ь = /сЛЧ-а sdr.

Исходя из условия нейтральности раствора, диффундирующего через
сечение s, должно удовлетворяться равенство

zKe (dnK + dnBl ц) — zae (dna -j- dna, a)
или

1ц (dpH + jczKvaFdE) =Ta (dpa — jczavaFdE),
откуда	_	_

dE = — 1 . i^Pu — i&dpt>.

FF	It +1 iFa'1’л
или, если учесть, что

dpK = RTvKd (fc) и dpa = RTv^d (jc),

получим

ce _	_

£ =	/' Uk^k —k^aWc) =

^да	j? J —=t-—---=--------

(/hZk1'k+ Z azava) 1е

RT_ Г l^(i+^)-za>t(t-Xa)]d(fC)
% J Uk3k’'i< (1 + XK)~\~laWa (1 — Xa)]/с
cs

(402)

Величины Хк и Xa определяются соотношением сил адсорбционного
и электрического полой:

f	А*

v   I к	лк

А« -	= -д---

'р, И zlp, к

А®
' a	za

а — ~j  —

’р, а	р, а

где Л®, Л°, Лр, й и Лр, а — соответственно работа сил /®, /|, fPt к и /Р; а при
переносе ионов из раствора с концентрацией сп в раствор с концентрацией с0.

Интегрируя равенство (402), получим

RT # 1kvr (t + Хв) — Цуц (1 —Хп) , /пДп

F	ZKsKvK ('1 _|_Хц)'ТZaVaИ—Ха) /оСо

9 ц RT Zi;i'k (1 Н~Х„) — 1»уя (1 — Ха) 1 /пгп _ rf 1 Упсп

’ F 4A(Ml+XK)-b/nVa(l-Aza) g /Ос« “л«а1Ь Мо ’

(403)

где fg и /0— коэффициенты активности при концентрации раствора сп и с0;
Кт —коэффициент пропорциональности £яа логарифму отношений актив-
ности раствора:

ГС = ? Ч Zt,yi<(l-bX„)-Zava(l-Xa)
иа F ЧлМ1+х„ЖлМ1-ха)-

В частном случае, когда zrt — sa = z, v1( = i>a и Xn — Xa = X,

^да

RT
zl’'

ZK(1-|-X)-Za(l-X)

Zrt(i+X)-Ha(i-X)

In#^1

/о<зо

RT zIt(1+X)-Za(l-X) , /nfin
zF' /„(l+X) + za(t_X) /oco

= ^alg^.

J060

(404)

При отсутствии электрических сил слоя адсорбированных ионов {X =0)
формула (403) обращается в формулу (396):

jp _ FT Zk^k—Za^a |n/i1Cn _. 2 3	— Zapa fncn

я F ' taftt-HaWa /oco ’ ? lKzRvK+1яг^а s /oco

Так как при X > 1 действительная подвижность одпого из ионов будет .
отрицательной, что не имеет физического смысла, то верхним пределом X.
будет значение X == 1, при котором

£да —

± /осо ‘

(405)
Б. Ю. Всндельштейн, исходя из известного в электрохимии соотноше-
ния

Ар = ЯТ].пЬр-
Р	foco

и полагая

сп

Д — Д с°

/1э — со	,

Ъ+ JA.

св

Где Лэ,оо —- значение А при предельной концентрации раствора сп; Ь — не-
которая постоянная, получил кривые Еда = / [ 1g—) (см. рис. 274), весьма
\ с° /

сходные с экспериментальными кривыми В. Н. Дахпова и В. Н. Кобрано-
вой [149, 150].

Следует отметить, что в состоянии, определяемом формулой (405), диф-
фузия иопов отсутствует, так как формула (405) является интегралом уравне-
ния нейтральности диффундирующего раствора в частном случае, когда

dnK + dn0j к =	+ а = 0,

т. е. при отсутствии диффузии иопов.

Это положение представляет большой интерес в свете данных геофизи-
ческих исследований скважин. Этими исследованиями установлено, что
в топкодисперспых глинистых осадках значение близко к величине,
определяемой формулой (405). Таким образом, диффузия солей из тонко-
дисперсных глинистых осадков может происходить лишь в ничтожных ко-
личествах, что объясняет высокую минерализацию вод, насыщающих глины,
даже в том случае, когда последние в течение длительных геологических
веков находились в соприкосновении с песчаными породами, содержащими
интенсивно фильтрующиеся слабоминерализовапные воды (например, глины
продуктивных карагапских и чокракских отложений Грозненской и Северо-
Дагестанской нефтеносных областей).

Из анализа формулы (403) следует, что величина диффузионно-адсорб-
ционного потенциала том больше будет отличаться от потенциала диффузии,
чем больше Ан и А'а или чем больше значение электрической силы поля U
адсорбированных ионов. Величина последней при заданном химическом
составе пород и раствора должна находиться в прямой зависимости от коли-
чества иопов, адсорбированных из единицы объема раствора, и от степени
диффузпости двойного электрического слоя, определяемой величиной £-по-
тепциала. Но так как количество ионов, адсорбированных из единицы объема
раствора, пропорционально удельной поверхности 5о породы и обратно про-
порционально ее влажности w, то в общем виде

у__s (о Л ______j I St> А

будет возрастать с увеличением ^-потенциала 1, а следовательно, й с умень-
шением концентрации солей, растворенных в поровых водах, с увеличением
удельной поверхности 5о поровых каналов породы, с уменьшением влаж-
ности w породы или с уменьшением ее пористости /сп и увеличением га-
зонефтенасыщенности /си порового пространства. Это положение пол-
ностью подтверждается результатами экспериментальных исследований
(см. рис. 275 и 276).

1 О J-потенциале будет более подробно сказано в § 76.
Преобразуем коэффициент Кял при логарифме в формуле (403) в сле-
дующий вид:

и- ____ on 1кг'к ("I	— Л1?’а (1 — -Х"а) _ о о RT ( /к’’к — lava ।

“	’ р  /кгкРк(1 + хк) + /й2;„а(1__ха5	F \ Wb+Й’й

______________^K^iJa^a (1 2к4~га)(-Д'к+-Уа)________I____д- ,, л

(^к2к('к + ^a2a,'a)Uif;K,'it (I + ЙГК) + iaza’'a — ЙГа) I Я ' Ка’

где Кл — коэффициент диффузионной э. д. с., равный

jr____90 RT. _ й<ук l-ava ,

Д ’ F й[2к’'к-На2а’’а ’

Лда — коэффициент диффузионно-адсорбционной активности горных пород,
определяемый по формуле

А 9 о -^ZL______________й<унй1уа (гк~Ь-а)(-Ук~Ь-^а)____i'ZOK'i

Яа ’ F Ок2к,'к+^а2а,'а)Нк2к,'к (1 "Ь^и)-HaVa О—-^а)]

Величина Дда пропорциональна значениям А’к и АД и, следовательно,
находится в прямой зависимости от ^-потенциала, величины 5о удельной
поверхности породы и в обратной Зависимости от влажности породы, что
подтверждается экспериментальными исследованиями.

Если при выводе формулы, определяющей величину диффузионно-
адсорбционных потенциалов, исходить из гипотезы изменения состава диф-
фундирующих иоиов под действием сил адсорбции, приближенное решение
задачи будет следующим х.

Предположим, что вследствие адсорбции части ионов поверхностью
частиц, составляющих породу, количество свободных анионов уменьшилось
на долю qn и количество свободных катионов в растворе — па долю qK =
— jqa от их первоначального содержания 2.

Под действием осмотического давления за время dr через сечение s
будет проходить соответственно катионов и анионов:

dnp,к = с ~ Nvk1v-"dr

= Тщ с ~ Nvi' с (-1 - q^)NvKdx) = ~ 'F% N sdr'
dnV.a^-pl-NdSsdT,

где dpK и dpa — парциальные давления катионов и анионов.

Под действием электрического ноля ~Е, возникающего в связи с раз-
личными значениями dnVt к и dnVj 8 через сечение s за время dr будет
дополнительно проходить:

а)	катионов

dn9, „ = fcNvtt (1 — qls) fn, vPdt = fc (1 — qu) NvK sdv,

б)	анионов

й«'э,а = -j- /с (1 — qa) Nva sdr.

1 Более точное решение этой задачи изложено Д. А. Шапиро [168),

2 Коэффициент / определяет отношение числа педиф>фуидирующих катионом
к числу недиффуцдиругощих ационов,
При установившемся процессе

zKe (dnPi к 4* dnBt к) — 2ае (dnVi а 4- ditBi а)
и, следовательно,

\dpK+jc (1 — </к) zlivKdE\ = la [dpa — /с (1 — ga) zavadE],
откуда

... _[ ____________________________

F/с йАЦ'к (1 — ?k)4~ Aizai’a (1 gaj '

iio так как парциальные давления

dp« = (1 -qv)RTvnd(Jc)
и

dpa — (1 — ga) Rl\vd (/c),
TO

r’ ___	_ IkI’u (1 — 7k) — lava 0 — 7a) i „

F ZKzKvK(l— git)	(4 — tfa) /oco ’

где с/ и /п'—средняя концентрация и коэффициент активности иопов в
растворе, заполняющем поры породы.

Последнее уравнение преобразуется в следующий вид:

Еца =

2,3

НТ

F~

At^it '— 4i*la~KAi)-'ii7a — йо'кУк)_____

ЙАа'и 4" 1а2 *а’’а — (Й|гк*'к7н4~^о2а,’а7а)

2 3^ /——А<1>к	А}|а ।

’ F ( /игк’’к+

______________йО'к^а (2кЧ~га)(7а — git)________________(
(/к2к’’к4~^а2а,'а)[Й12п1'к (1 —7к)4~^а2а’'а ('1 — 7а)1

— (Ка 4- ^да) 1g ~~Г^~ >
/ осо

1g

/п'сп'
/о'-о

(407}

где Кя — коэффициент диффузионной э. д. с.; Лиа — коэффициент диффузионно-
адсорбционной активности горных пород; эти величины определяются но.
формулам:

тг ___ п о FIT	— lava

Л.17	-1	т* ' .	'	?	?	4

F /к2к1'а +• ^aVa

д _ 9 3 —______________hd-avtf’a_______________(zK 4~2a)(ga — 7к)_________

Да ’ F 0к2п1'к4~^а2а1'а) [ЙАН'к (1—7к)4~^а2а,'а (1 ’7а)]
При Зи — 2а =г 2, Уц — Va И

А — 4 й KF_________________hda (7а — 7к)___________

Да ’ ZF (ZK4-^а)['к4'^а — 0к7к4~^а7а)]

(408}

(409)

При <?а г/к, что чаще всего наблюдается в природных условиях,

Л = л r _______________AtZa______

Ка ’ ^F (Zn4-/a)Un4-^a (1—7а)] а

и в пределе, при ца —> 1 и </к —> 0,
А 4,6/П' 1а
Лда"+ zF ’1к+1а-

В этих условиях

К -К J А -О 4RT (l«~l* j

Ада - Ад 4- ^да - -,3 -р (4^- +	~ZF ~ ‘

1 Для растворов хлористого натрия при температуре 18°	= — 11,8 ms. Дл»

хлоркальциевых вод, как это следует из табл. 23, Еп может достигать —lfi.fi мю

В присутствии щелочных натриевых и калиевых солей по абсолютной величине умень-

шается, При температуре, огличной от 18°, значения Кя, Лда и,ЯГда изменяются пропор-
ционально изменению абсолютной температуры среды.
Количество ионов а (в единицах концентрации), адсорбированных еди-
ницей поверхности частиц, составляющих породу, находится в прямой
•зависимости от концентрации с ионов, находящихся в растворе. Вид функ-
ции а = / (с), но данным различных
исследователей, различен. Наиболее
часто при изучении процесса адсорбции
пользуются уравнением Фрейндлиха
[153, 160]:

а = a v с ,

30

__^_1_я	, _ ।	,	-• - • I	I r	и	I »

2 4 б 8 ГО 12 Л 16 № 20

30-

20-

Л». 6

10-

о —

Ад^Кб'

JO4

,2468/0/2 14 /6

Го-

о —
а9„,м>

-,—.—р-—г—Ар
,2468

нг

ю-

а - ।

_Д1__г

?	4

-г- г-" .... Iff
6 8/0

где а и/5 — постоянные, зависящие от
химического состава адсорбента и рас-
твора.

Относительное количество ионов,
адсорбированных поверхностью, —адсорб-
ционная способность горных пород

где S'— поверхность частиц породы,
приходящихся па единицу объема жид-
кой фазы.

Но так как

S' =

So

—^в) ’

х?

W

О

В

г

W

Рис. 277. Зависимость диффузиоиво-
адсорбциоппой активности /1да от
объемной влажности w для поли-
миктовых песчацо-глинистых пород
доживете,кнх отложений разведочных
площадей Башкирии и Татарии (по
В. Н. Кобраиовой).

Породы: а —с желеяистым цементом, же-
лезистой пленкой вокруг зерен пиритовым
и сидеритовым цементом; б — с глипп-
-стым, глинисто-серицитовым и копта ятко-
глииистым цементом; в — с опаиово-хап-
цедоиовым цементом; в — с доломитовым
цементом.

где — удельная поверхность твердых
частиц породы (поверхность, приходя-
щаяся на 1 смя породы); w — влажность
породы; А'л — коэффициент пористости;
кн — коэффициент газопофтенасыщенно-
сти, то

Sp __	____S Q

wc~'a /гг, (t— k„)

Подставляя значение q в формулу (409), находим

Л да » 4,6 -рг •

Un+ У

/цМ1—7)

(410)

Таким образом, при достаточно большой адсорбционной способности
породы ее диффузионно-адсорбционная активность и величина диффузионно-
адсорбционной разности потенциалов находятся в прямой зависимости от
удельной поверхности породы и в обратной зависимости от ее влажности,
а следовательно в обратной зависимости от коэффициента пористости породы
и в прямой зависимости от коэффициента иефтегазонасыщепности (рис. 277
и 278). Это дает возможность определять но данным измерения потенциалов
собственной поляризации в благоприятных условиях пористость и глини-
стость пород, что было впервые показано работами Лаборатории физических
свойств пород МНИ.

В связи с зависимостью диффузионно-адсорбционной активности от
влажности породы и удельной поверхности, определяемой в основном сте-
пенью дисперсности пород, 4да и .Еда зависят также от проницаемости
пород (рис. 279), что даст возможность в некоторых случаях использовать
значения 4да и Д,а для определения этого параметра [149, 159].

Адсорбционные процессы протекают в области соприкосновения пород
с буровым раствором. Поэтому в общем случае количество адсорбированных
ионов, а следовательно, и значения Лда будут определяться не величиной сп,
а некоторым равновесным значением концентрации:

Рис. 278. Зависимость диффузиоппо-адсорбциопной
акитииое.ги Ада от проницаемости Л'Пр для исечано-але-
вритово-глииистых пород палеогена Ильско-Холмского
района Краснодарского края.

где т0 и ргп — коэффициенты, величина которых определяется степенью
проникновения фильтрата бурового раствора в породу. Однако в связи
с относительно небольшим влиянием концентрации с0 во многих случаях
можно полагать си* = сц, что и было принято при выводе приведенных
выше формул.

Сопоставляя между собой формулы (404) и (407), следует отметить, что
они количественно приводят к несколько отличным результатам. Дальней-
шие экспериментальные исследования установят, какая из выдвинутых гипо-
тез, а следовательно, и формул является более справедливой. Однако рас-
хождение будет, вероятно, незначительным, так как предварительные рас-
четы, выполненные по этим и аналогичным им формулам, согласуются
качественно с результатами экспериментальных исследований.

В последовательности уменьшения диффузионно-адсорбционной актив-
ности горные породы можно расположить в следующий ряд: глинистые
сланцы; тонкодиспсрспые, глубоководные сланцевые глины; морские глины;
плотные мергели; песчаные глипы; глинистые песчаники; глинистые извест-
няки и доломиты; слабо сцементированные песчаники; мелкозернистые и
затем крупнозернистые пески. Ряд горных пород, например чистые извест-
няки и доломиты, некоторые сильно ожелезнспные пески и каолины, характе-
ризуется отрицательной адсорбционной активностью и выделяется боль-
шими значениями отрицательных диффузионно-адсорбционных потенциалов
по сравнению с потенциалами диффузии. Некоторые данные о величине
диффузионно-адсорбционной активности осадочных горных пород приве-
дены в табл. 24.
Рис. 279. Диффузионно-адсорбционные потенциалы в нефтяных песках.

а — песок, паылцепный оурахаисной нефтью: с — песок, насыщенный баиахапской нефтью.

Кривые ааидаимостн диффузиоино-адеорбцпоиших потенциалов от отношении концентрации сонрнка-
CN
сающихся растворов ---,

СМ

NaCIjy	NaCIjy 4-песок

7 —в системе -тгк, : 2 — в системе-----кт-~^.----: 3 — в системе

/Nad	/NaCI

NuCijy + песок-]- 25% нефти

/NaCI

NaCI + иссоп + 75% нефти _	NaCI + неенк + 90% нефти

4 - в системе---------; 5 _ в системе----------------------------------------

Здесь у — условное обозначение различной концентрации раствора.

Таблица 24

Диффузионно-адсорбционная активность Лда некоторых осадочных горных пород
(Наиболее вероятные пределы изменения)

Горные породы		Горные породы	Л да, мв
Пески и слабо сцементи- рованные песчаники, хоро- шо отсортированные , . ,  Песчаники средне сцемен- тированные, плохо отсорти- рованные 	  Песчаники сильно сце- ментированные, плохо от- сортированные 	  То жо, с карбонатным цементом	  Алевролиты, хорошо от- сортированные 	  Алевролиты глинистые .	От —5 до +5  2-10  7—20  5—15  0—10  5—20	Глины (в том числе але- вритистые)	  Известняки чистые (не- растворимый остаток до 2%) 	_	  Известняки слабо глини- стые (нерастворимый оста- ток 2—10%) 	  Известняки глинистые (нерастворимый остаток 10—30%)	  Мергели 	;	.  Ракупгпяки	  Доломиты глинистые . .	20—70  От —7 до +5  От --5 до -f-15  10--40 20—70 10—20 20—55

По мере убывания диффузионно-адсорбционной активности пород на-
блюдаемые потенциалы Ucri все мепее и менее отличаются от потенциалов
диффузии в чистом- виде. В тех случаях, когда породы изучаются в скважинах,
заполненных менее минерализованным раствором, чем пластовые воды,
на участках залегания пород с пониженной адсорбционной активностью
и особенно отрицательной активностью будут наблюдаться смещения кривой
потенциалов собственной поляризации пород в сторону отрицательных зна-
чений потенциала.

Диффузионно-адсорбционная активность горных пород изучается п ла-
боратория при помощи установки, изображенной на рис. 280.

Многочисленпы*ни опытными исследованиями установлено, что зависи-
мости диффузпонио-адс<>рбциошгых потенциалов от отношения концентрации

растворов, насыщающих породу и соприкасающихся с ней, построенные

в полулогарифмическом масштабе = / ^Ig-^-J и области средних зна-
чений концентраций, имеют прямолинейный участок, удовлетворяющий

уравнению

ев, и

где gHi(1 и рВ1П — сопротивление растворов, имею-
щих концентрации с(> и с1Г.

/г

Рис. 280. Схема установки
для определения диффузи-
олпо-адсорбциолной актив-
ности породы.

1 — образец породы; 2 — парафиновая ванна; 2— раствор поотогашой концентрации; 1 — раствор пере-
менной концентрации; 5 — агар-агаровые сифоны; в — стакапы о насыщенным раствором хлористого
калия; 7 — неполяризующнеся иаломслевыо электроды; И — потенциометр; 9 — гальванометр;
ля — ключ; и — конденсатор; 12 — компенсационный элемент потенциометра; 1з — потенциометр,
регулирующий иаприженив; 11 — вольтметр.	*

В данном случае коэффициент Кяц можно рассматривать как сумму
двух коэффициентов: коэффициента диффузии, характеризующего процесс
диффузии солей в чистых растворах, и коэффициента А да диффузионно-адсорб-
ционной активности, определяющего изменение э. д. с. диффузии в присут-
ствии горной породы.

Когда один или оба раствора имеют высокую концентрацию растворен-
ных солей, липейпая зависимость между 1?да и 1gзаданная послед-
Св’ и
ним уравнением, нс соблюдается. При этих условиях

Ь’ла = АдаЬс 1g	,

— II, и

где Ьс — коэффициент, величина которого зависит от концентрации; Ьс тем
меньше единицы, чем больше среднее значение логарифмов концентрации
растворов. По предварительным данным, наиболее вероятный диапазон
изменения кояффициеита Ьс лежит в пределах от 1 до 0,6.

Из сопоставления формул (406) и (408) следует, что числовое значение
диффузионно-адсорбционной активности определяется отношением разности
между величинами диффузионно-адсорбционных потенциалов Лца и диф-
фузионных потенциалов измеренной при концентрациях с' и с" рас-
твора, соприкасающегося с породой 1, к логарифму отношения этих концен-
траций:

и _	~~ (кда ~ ^а)с"

лда ~ —-----------—------------ ,

где (7£да— JEa)e' и (Еда—— соответственно разности между диффу-
зионно-адсорбционными потенциалами и потенциалами диффузии при кон-

Рис. 281. Пример вычисления
коэффициента Лда.

1 — зависимость Еда = / (lg с); г —
зависимость = / (1g с).

центрациях с' и с" раствора, соприкасаю-
щегося с породой (рис. 281).

Диффузионно-адсорбционная разность
потенциалов наблюдается и на поверхности
соприкосновения различных пород. Вели-
чина и знак этой разности потенциалов
зависят от минералогического состава, плот-
ности и дисперсности соприкасающихся
пород и минерализации вод, насыщающих
их поровое пространство. При средних
значениях концентрации а и сг солей, рас-
творенных в водах, насыщающих горные
породы, разность потенциалов

J'h, I = (IG + Лда> , - Лда, 2) 1g , (411)
«в, 1

где 4да, 1 и ЛДя, 2 — соответственно диффузи-
онно-адсорбционная активности первой и
второй породы; р8) j и рП12 — удельные элек-
трические сопротивления вод, насыщающих
эти породы.

§ 75.	ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Окислительно-восстановительные потенциалы в горных породах наблю-
дается при окислительно-восстановительных реакциях, при которых оки-
сляющаяся среда, отдавая электроны, заряжается положительно, а восста-
навливающая, присоединяя их, приобретает отрицательный заряд.

Разность потенциалов, возникающая между окисляющей средой и окис-
лителем, удовлетворяет уравнению

где к — константа равновесия реакции, протекающей в окислительно-
восстановительной цепи; с' и с* — концентрации веществ, находящихся
в высшей и низшей степени окисления.

При электрометрии скважин окислительно-восстановительные потен-
циалы наблюдаются в зонах оруднепия, в породах, содержащих окисли
металлов с высшей или низшей степенью окисления по отношению к окислам
металлов, находящимся в окружающей их среде, и в угольных пластах.

Окислптелыю-восставовнтелы’ые потенциалы зоп орудпепня

Наибольшие окислительно-восстановительные потенциалы наблюдаются
в зонах сульфидного орудпения в результате окисления сульфидов кисло-
родом воздуха, присутствующего в поверхностных водах (и, в частности,

1 В области концентрации растворов, соответствующих прямолинейному участку
кривой Л’на == f (1g с) (см. рис. 281).
в буровом растворе). Реакция окисления пирита протекает согласно уравне-
нию

2FoS2+7Oa4-2HaO=2FeSO4+2HaSO4.

Катионы железа избирательно адсорбируются пиритом, заряжая его
положительно, а воды, насыщающие породу, за счет анионов SO^ при-
обретают отрицательный заряд. На поверхности рудного тела образуется
двойной электрический слой, положительные заряды которого располагаются
на его внутренней обкладке. В этих условиях, при отсутствии резко выра-
женного процесса окисления рудного тела на поверхности сечения его сква-
жиной, рудное тело отмечается на кривых потенциалов собственной поляри-
зации пород повышением потенциала Z7cn.

0киелителы1О-воеста1юв1Г*елы1ые потенциалы па границах горных
пород, содержащих соединения металлов с высшей или низшей

степенью окисления

Подобные потенциалы, по-ви,цимому, отмечаются в некоторых глинах.
Так, например, на границе между малиновыми и зелеными глинами олиго-
цепа Ферганской нефтеносной провинции наблюдается резкое изменение
потенциала от отрицательных (в малиновых глинах) к положительным!
(в зеленых глинах) значениям. Такое изменение потенциала может объяс-
няться наличием па контакте зеленых и малиновых глин двойного электри-
ческого слоя окислительно-восстановительного происхождения. Положи-
тельные заряды этого слоя располагаются со стороны зеленых глин, содер-
жащих соли закиси железа, а отрицательные — со стороны малиновых,,
богатых окислами железа х.

Окислительно-восстановительные потенциалы в угольных пластах

Возникновение естественных электрических полой в угольных пластах
обусловлено окислительно-восстановительными реакциями, происходя-
щими в органическом веществе угля и в неорганических (обычно сульфид-
ных) включениях [4]. При окислении углей кислородом воздуха, содержа»,
щегося в поверхностных водах и в буровом растворе, образуются карбо-
ксильные соединения по следующей схеме:

1 Следует заметить, что аналогичный характер изменения потенциалов собственной
поляризаций может яаблюдатьсЦ также и в связи с. различными адсорбционными свой-
ствами пород, содержащих минералы с окислами. имеющими различную степень окисло-.
НИИ.
Рис, 282, Зависимость потенциалов па границе
горная порода — раствор от содержания в рас-
творе окислителей,

I — антрацит; 2 — полуантрацит; з — бурый уголь;
1 — песчаник; ,5 — аргиллит,

В результате происходящего окисления углей и содержащихся в них
•сульфидов на поверхности угольного пласта возникает двойной электриче-
ский слой, положительные заряды которого располагаются со стороны уголь-
ного пласта.

Гипотеза, объясняющая возникновение электрических полой в камен-
ных углях окислитольио-восстаиовлтелышмн реакциями, была подтвер-
ждена лабораторными исследованиями, проведенными автором над камеп-
было установлено, что при
воздействии на каменный
уголь окислителей КМпО4,
КаСг2О7 и особенно в кислой
среде (например, в HaS04) па
поверхности уголь — окисляю-
щая среда возникают интенсив-
ные электрические поля. На-
блюдаемые потенциалы резко
возрастают при повышении
концентрации окисляющих ре-
агентов в углях с высокой сте-
пенью карбонизации, как, на-
пример, в антрацитах, полуан-
трацитах и тощих каменных
углях.

На рис. 282 в виде при-
мера приведены графики, опре-
деляющие характер изменения
разности потенциалов на гра-
нице уголь —раствор в зависи-
мости от концентрации окис-
ляющих веществ, содержащихся
в растворе. Для сопоставления
укажем, что при соприкоснове-
нии угля с растворами хлори-
стого натрия и хлористого
калия потенциалы, возникаю-
щие в области тех же концен-
траций, мало зависят от вели-
чины последних (см. рис. 274).

Электрические поля собственной поляризации в каменных углях могут
быть созданы не только процессами окисления и восстановления органи-
ческого вещества угля, ио и процессами окисления сульфидов (в частности,
пирита), обычно содержащихся в достаточных количествах н каменных углях.
В результате окисления сульфидов при пересечении угольных плцетов сква-
жиной будут наблюдаться дополнительные аномалии tzcn, идентичные
по знаку аномалиям, возникающим при окислении органического вещества
углей.

Интенсивные аномалии {7ОП отмечаются также и в углистых и особенно
в графитовых сланцах, с которыми приходится встречаться в угленосны х
свитах, затронутых контактным метаморфизмом.

§ 76.	ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕЧЕНИЯ

Потенциалы течения в горных породах наблюдаются при фильтрации
пластовых вод в скважину или уходе фильтрата глинистого раствора в про-
ницаемые пласты в зависимости от того, выше или ниже пластовое давление
но отношению к гидростатическому давлению Сурового раствора на уровне
исследуемого пласта.

Потенциалы течения возникают в связи с адсорбцией ионов поверхностью
частиц, составляющих породу. Вследствие преобладающей сорбции ионов
одного знака жидкость, заполняющая поры породы, приобретает заряд но
знаку противоположный знаку заряда ионов, адсорбированных в преимуще-
ственном количество. Так, например, при преобладающей сорбции анионов,
с чем обычно приходится встречаться в горных породах, пластовые воды или
фильтрат бурового раствора, насыщающего поры пород (в связи с повышен-
ным содержанием катионов), заряжается положительно но отношению
к прочно адсорбированному слою жидкости или жидкости, поступающей
в пласт (рис. 283). При движении жидкости на границах канала, но кото-
рому происходит течение, возникает разность потенциалов, называемая

Hentm. часть раствора -
Движцщаяся +
часть раствора. _

Рис. 283. Схема образования потенциалов течения.

а — распределение зародов н текущей жидкости; В — изменение
потенциала у поверхности твердой фааы.

потенциалом течения или фильтрационной разностью потенциалов. Свой-
ство пород создавать потенциалы течения при фильтрации растворов будем
называть фильтрационной активностью породы.

Математическое обоснование теории фильтрационных потенциалов впер-
вые было дано Гельмгольцем, который исходил из мопомолекулярной при-
роды итого слоя. Последующими работами Гун и Штерна было показано, что
двойной электрический слой представляет слой с диффузным распределе-
нием зарядов. Однако, как показали последующие работы, математическая
трактовка теории фильтрационных потенциалов п первом приближении
вполне может быть дана в простом изложении Гельмгольца, так как уравне-
ние потенциалов течения, выведенное для диффузного распределения
зарядов в двойном слое, преврагцается в уравнение Гельмгольца при условии,
если размер канала, по которому протекает жидкость, достаточно велик
но сравнению с толщиной диффузного слоя. Так как это условие соблю*
дается в крупнопористых породах, то изложение основ теории потенциалов
течения в горных породах возможно изложить в указанной выше концепции
Гельмгольца.

Предположим, что течение происходит в капилляре постоянного ра-
диуса га, длиной I ламинарно со скоростью и под действием внешнего давле-
ния р. Вязкость и удельное электрическое сопротивление жидкости обозна-
чим соответственно через р и р.

Условием установившегося движения жидкости является равенство
приложенной извне силы

P=w2p
силам трения жидкости

Приравнивая правые части последних двух равенств и решая получен”
ное уравнение относительно du, находим

du = — ~^dr.

2ul

32 Заказ 714.
На расстоянии г от осижаиала скорость ламинарно двигающейся жид-
кости

и=- [PLldr	С.

J	4/Ц

Постоянную С определим из условия обращения скорости в нуль па
границе канала, т. е. при г = га

ит^Гп = -^4-^ = 0,
г 'а 4/Д 1

откуда

4/л1

и, следовательно,

11=й	<«2>

Последнее уравнение определяет величину скорости потока на расстоя-
нии га — г от стенок капилляра.

Так как пас интересует скорость жидкости на расстоянии, равном тол-
щине прочно связанного слоя, то, подставляя га — д вместо г в последнюю
формулу, находим



и, пренебрегая величиной вследствие ее малости.второго иорядка, полу-
чим



(413)

С этой скоростью происходит перенос ионов, находящихся в подвижной
части двойного электрического слоя, текущей жидкостью.

Количество ионов q, передвигающихся со скоростью и, определяется
величиной заряда, приходящегося на единицу длины капилляра:

а = сг =

где с— емкость двойного электрического слоя, приходящегося па поверх-
ность $ капилляра радиуса га единичной длины; е — диэлектрическая про-
ницаемость жидкости; £—разность потенциалов между подвижным и непо-
движным слоями жидкости. Эта разность^потенциалов называется электро-
кинетическим или ^-потенциалом.;

Величина С-потонциала зависит от природы адсорбированных иопов. В ионах одной
валентности t-потенциал возрастает с увеличением степени гидратации иона [181]. Чем
больше гидратный радиус иона, тем слабое электростатические силы, удерживающие ион
на поверхности, и тем более расширен диффузионный слой.

При увеличении валентности катиона С-потенциал уменьшается по абсолютной ве-
личине и для трехвалоптных и четырехвалептных иопов меняет знак на обратный, т. е.
неподвижный адсорбированный слой жидкости становится положительным по отношению
к подвижному слою.

Уменьшение f-потенциала и перемена его знака у многовалентных иоиов объяс»
няются увеличением сил электростатического притяжения между многовалентными
катионами и отрицательно заряженной частью поверхности твердой фазы, Вследствие
этого повышается адсорбируемость катионов, что ведет к понижению (рис. 284, а, кри-
вая 2), а в некоторых случаях и к обращению знака С-потенциала. В этих условиях рас-
пределение потенциала вдоль нормали к поверхности твердой фазы будет следующим
(рис. 284, а, кривая 3); на поверхности твердой фазы электрический потенциал по отно-
шению к жидкости отрицателен; далее потенциал возрастает и па некотором расстоянии
<5 от поверхности твердой фазы, будучи положительным, достигает максимума и затем
убывает, асимптотически приближаясь к потенциалу жидкости в точках, достаточно уда-
ленных от границы раздела жидкость—твердое тело. При толщине <5 неподвижной
части двойного слоя J-потеппиал будет положительным.

При увеличении концентрации растворов всвязис повышением их вязкости тепловое
движение ионов затрудняется, двойной электрический слой сжимается и J-потенциал
убывает по абсолютной величине (рис. 284, б, кривые 4, 5 и 6), Убывание J-потенциала
с повышением концентрации растворов солей наблюдается для любых валентностей ио-
нов, содержащихся в жидкой фазе.

При движении жидкости со скоростью и поток жидкости переносит
в еекунду

п _ „„ _ PSra — ePr<^ — т

2	б

Рис. 284. Кривые зависимости потенциала, созданного адсорбцией ионов поверхностью
твердой фазы, от расстояния до этой поверхности.

а — при различных валентностях катионов, содержащихся в электролите; б — при различной копцеп-
трации электролита; 1 — зависимость потенциала от расстояния для растворов, содержащих однова-
лентные катионы; 2 — то же, двухвалентные; а — то же, четырехвалеитные; а — зависимость потен-
циала от расстояния для растворов, содержащих одновалентные попы малой концентрации; г — тоже.

средней концентрации; в — то же, высокой концентрации.

количества электричества, в связи с чем на концах капилляра возникает
разность потенциалов Ев. Под действием этой разности потенциалов в капил-
ляре появится электрический ток обратного направления:

It = Er —

} R ~ el ’

где It — сопротивление жидкости, заполняющей капилляр.

При установившемся процессе количество электричества, перенесенное
в одном направлении, должно быть равным количеству электричества, пере-
несенному в противоположном направлении I = If, и, следовательно,

spraK   ЕдИГа*

4/tZ @Z ’

откуда потенциал течения

Ев — 4^- р (формула Гельмгольца).	(414)

Из формулы (414) следует, что потенциал течения пропорционален
давлению р, под которым происходит фильтрация, ^-потенциалу, димек-

32*
JElf/P от концентрации
фильтрующейся жидкост и
для растворов хлористого
натрия (кривые 1 и 2) и
хлористого алюминия (кри-
вая 3).

, Кривая 7 получена
при фильтрации раствора
через полевошпатовый пе-
сок; кривые 2 и 3 — через
кварцевый песок,

трической проницаемости е и электрическому сопротивлению q фильтрую-
щейся жидкости и обратно пропорционален ее вязкости у.

Из пяти параметров /,г, в, q, С и р. входящих в формулу (414), первые
три у, е и q при всех условиях положительны и поэтому не изменяют знака
потенциала течения. Наоборот, в зависимости от знака £ и р величина потен-
циала фильтрации может быть положительной и отрицательной.

В наиболее часто встречающемся н природе случае повышенной адсорб-
ции отрицательных иоиов, т. е. при отрицательном значении f-потспциала,
Ен отрицательно и, следовательно, потенциал точки входа жидкости
в породу ниже потенциала точки выхода жидкости.

В более редких случаях преобладающей адсорбции катионов (например,
в карбонатных породах), где С-потенциал бывает положительным, Ен поло-
жительно и точка входа жидкости в породу имеет
более высокий потенциал, чем точка выхода.

Так каг< f-потопциал и сопротивление р зави-
сят от химического состава и концентрации солей,
растворенных в жидкости, насыщающей капилляр,
то пропорциональность Ен С-потенциалу и q
определяет зависимость потенциалов фильтрации
от химического состава и концентрации солей
в фильтрующейся жидкости (рис. 285).

Формула Гельмгольца нс объясняет причины
возникновения потенциалов течения в скважине
только на участках разреза, сложенных пропи-
наемыми породами. В самом деле, из формулы
(414) следует, что потенциалы фильтрации должны
наблюдаться во всех случаях, когда сечение ка-
пилляра много больше толщины двойного элшг-
тричссгсого слоя (с чем приходится встречаться
во многих практических непроницаемых грубо-
дисперсных глинистых породах). Так как потен-
циалы течения, согласно формуле1 (414), по зави-

сят от сечения капилляра, по которому происходит фильтрация, то
они и не должны зависеть от проницаемости горной породы.

Эти положения по подтверждаются экспериментальными исследова-
ниями, которыми установлено возрастание потенциалов точения с прони-
цаемостью пород в области малой их проницаемости. Расхождение между
приведенной выше теорией и наблюдаемыми потенциалами в горных породах,
по-виДимому, возникает вследствие протекания жидкости в породе не во
всем объеме порового пространства. Часть этого пространства, а именно
углы пор п углубления в поверхности зерен породы, заполнена так называе-
мой застойной жидкостью,

В связи с этим происходит следующее.

1.	Свободное сечение, норового пространства $/, через которое происхо-
дит фильтрация жидкости, оказывается меньшим сечения $в, через которое
протекает электрический ток. Разница между sa и Sf том больше, чем менее
проницаема порода,

2.	Не вся поверхность зерен омывается потоком жидкости. Последний
будет переносить лишь часть зарядов, приходящихся иа единицу длины
пути, при этом тем меньшую, чем больше объем застойной жидкости, т. е.
чем менее проницаема порода.

3.	Среднее сопротивление фильтрующейся жидкости отличается от
сопротивления жидкости, поступающей в поры во всех случаях, когда поды,
фильтрующиеся через породу, имеют иные концентрацию и химический
состав, чем воды, находящиеся в норах породы, что обычно и наблюдается
при исследовании скважин. Разность в сопротивлениях вод будет тем выше,
чем больше отличается сопротивление вод, поступающих в поры, от материн-
ских и чем больший объем порового пространства заполнен застойной жид-
костью, т. е. чем менее проницаема горная порода. Так как пластовые воды
обычно более минерализованы, чем фильтрат бурового раствора, то с умень-
шением проницаемости уменьшается сопротивление р фильтрующейся жид-
кости и ^-потенциал, а следовательно, и потенциал течения.

На основании приведенных рассуждений возможно дать следующий
приближенный вывод формулы, определяющий потенциал течения в горных
породах.

Для наиболее простых сечений порового пространства скорости и,
с которой переносятся ионы внешней подвижной обкладки двойного электри-
ческого слоя при течении жидкости сквозь поры, пропорциональна корню
квадратному из площади Sf поперечного сечения поры, по которой происхо-
дит фильтрация, т. е.

k sf •

Заряд жидкости q (протекающей со скоростью и), приходящийся на
единицу длины порового капала, пропорционален периметру о канала и не-
которой функции / (/сд , т), убывающей с увеличением части норового про-
странства каа, заполненного застойной жидкостью, и с увеличением пара-
метра т, определяющего шероховатость зерен породы;

q = С2о/ (ка, т).

Так как периметр о канала для каналов простых сечений примерно про-
порционален корню квадратному из площади капала $/, то

q = Са у Sfj(ku, ш).

Возникающий при течении жидкости электрический ток

1} = ди = (киа, т)

создает разность потенциалов jEy, под действием которой в жидкости появ-
ляется электрический ток I обратного направления:

г _

R ’

где й—сопротивление жидкости, заполняющей канал. При установив-
шемся режиме I lj, и, следовательно,

Но так как электрическое сопротивление фильтрующейся жидкости
прямо пропорционально ее удельному сопротивлению q и обратно пропор-
ционально поперечному сечению se, через которое проходит ток, то

Е/~С4~ Qj(kn*,m).

Площади и $/ в первом приближении пропорциональны открытой
пористости породы Ап и эффективной пористости /спф, через которую про-

1 Через Ci ив последующем через С2, С3 и С4 обозначены коэффициенты вроцор
циональпости.
,то и потенциал течения оу

О 10	20	30

^1- ЕЖ 2

Рис. 286, Пример выделения потенциалов течения,
j — кривая потенциалов собственной: поляризации пород
при заполнении скважины буровым ^раствором до устья;
II— то же, при понижении уровня раствора на 150 jw.;
III — кривая кажущегося сопротивления; 1 — песчаники;

2 — глины и глинистые алевролиты.

шей промывки поровых каналов фильтратом
имеющего концентрацию растворенных солей,

ходит фильтрация (суммарной открытой пористости к° за вычетом норового
пространства /сп, заполненного застойной жидкостью). Удельное электри-
ческое сопротивление фильтрующейся жидкости также зависит от эффектив-
ной пористости и соотношений между сопротивлениями фильтратаьбуро-
вог9 раствора и рв2 пластовых вод.

Таким образом,

Е, = C.F	/ (V, т).	(415)

\ (?В2	7сц	/

/ „ /с 0 к т® \

Так как функция Fl-^-, ——-  убывает с уменьшением отноше-
\ ?вг	7сцо /

убывать "но мерс уменьшения
части порового пространства,
через которую возможна
фильтрация. Иными словами,
потенциалы течения зависят
от ' проницаемости горных
пород и при проницаемости,
равной пулю, например в
глинах, т. е. при ка° —
— /с,? = 0, обращаются в
нуль.

Проведенные экспери-
ментальные исследования
показывают, что в области
малых проницаемостой ука-
занная зависимость действи-
тельно имеет место и но мере
увеличения проницаемости
породы потенциалы течения
возрастают. Это объясняется
ие только увеличением части
норового пространства кц° —
к^, через которое происхо-
дит фильтрация, но и повы-
шенном числового значения
функции;/’

в связи с уменьшением кон-
центрации капиллярных вод
по мере уменьшения части
норового пространства, за-
полненного застойной жид-
костью, т. е, за счет хоро-
бурового раствора, обычно
более низкую, чем у норо-

вых вод.

Понижение концентрации фильтрующейся жидкости в свою очередь
приводит к увеличению f-нотснциала. Однако область возрастания потен-
циалов течения с увеличением проницаемости породы ограничена. В породах
проницаемостью порядка нескольких десятков миллидарси дальнейшее уве-
личение проницаемости ведет к понижению потенциалов течения. Это,
вероятно, объясняется характером прохождения электрокинетических
процессов в порах и каналах большого радиуса и возрастающей вероятностью
перехода фильтрации из ламинарного в турбулентный режим, при котором
потенциалы течения уменьшаются.

Зависимость потенциалов течения от проницаемости пород предопре-
деляет в некоторых благоприятных условиях возможность изучения этого
параметра по данным измерения потенциалов течения. Для этого необходимо
выделить последние из измеряемых потенциалов собственной поляризации
пород, что может быть выполнено путем регистрации двух кривых Пеп
при разных давлениях бурового раствора (рис. 286) и последующего построе-
ния но ним разностной кривой. Такая кривая называется разностной кри-
вой (7СН при изменении давления [кривой (SUcu)v или кривой дифферен-
циального dZ7cn давления]. Отклонения кривой (<5Псц)р от «нулевой
линии» зависят от проницаемости исследуемых горных пород.

Фильтрация вод из бурового раствора в пласт сопровождается образо-
ванием глинистой корочки на поверхности пласта. В этом случае, как было
показано работами Научно-исследовательского физического института
Ленинградского государственного университета [4], наибольшее падение
потенциала течения приходится па глинистую корочку.

Методика количественного определения фильтрационной активности
горных пород (свойства пород создавать электрическое ноле при фильтрации
пластовых вод и вод бурового раствора) но разработана. По мнению автора,
фильтрационная активность должна оцениваться величиной разности потен-
циалов, возникающем при фильтрации через породу раствора хлористого
натрия (соли, присутствующей в фильтрующихся водах в наибольшем коли-
чество) концентрации 6,7 г/л (0,108 н), при которой сопротивление раствора
равно 1 ом м под давлением 1 jazn.w при температуре 18°,~

§ 77.	ИЗМЕНЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ПОРОД ПО ОСИ СКВАЖИНЫ В СЛУЧАЕ ОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ

Для изучения горных пород в скважинах на основании исследования
диффузионно-адсорбционных, окислительно-восстановительных и фильтра-
ционных потенциалов необходимо знать, как распространяются электриче-
ские поля, созданные этими процессами в окружающем пространстве и осо-
бенно по оси скважины, вдоль которой передвигается измерительный элек-
трод М. Так как второй электрод N, как об этом уже говорилось выше,
устанавливается иа поверхности (см. рис. 12) и его потенциал в процессе
регистрации кривых {70П остается достаточно постоянным, кривую разно-
стей потенциалов между электродами М и N можно рассматривать и как
кривую изменения потенциала электрода М.

Поле потенциалов собственной поляризации пород в однородной среде

Изучение электрического ноля, созданного диффузией и адсорбцией,
окислительно-восстановительными реакциями и фильтрацией начнем с наи-
более простого случая, когда раствор в скважине и исследуемые породы
(пласт и окружающая его среда) изотропны и имеют одинаковое удельное
сопротивление р.

Поле двойных электрических слоев

Пласт, на поверхности которого протекают диффузионные и окисли-
тельно-восстановительные процессы и в норовом пространстве которого
наблюдается фильтрация вод (при наличии глинистой корочки на границе
скважина — пласт, где происходит почти полное падение потенциала те-
чения), может быть заменен системой двойных электрических слоев (рис. 287):
двумя плоскими слоями 52,1 и 5г,з бесконечного простирания, расположен-
ными в подошве и кровле пласта, и цилиндрическими слоями 5o,i, So,2 и 5о,з,
соответственно находящимися на поверхностях сечения скважиной среды,
подстилающей пласт и не ограниченной снизу, пласта и среды, покрываю-
щей пласт и не ограниченной сверху.

Потенциал любой точки М, расположенной в пространстве, окружаю-
щем пласт, будет равен алгебраической сумме потенциалов электрических
нолей, созданных каждым из перечисленных двойных слоев в отдельности:

^оп= *71,2 + *72.3 + *7о Л +1*7о,2 + Uq.3,

где индексы 1,2; 2,3; 0,1; 0,2 и 0,3 указывают, каким двойным электри-
ческим слоем создай потенциал, к которому придан индекс.

Рис. 287. К выводу формул, определяющих величину потенциала
собственной поляризации пород в скважине.

Из теории ноля известно, что в случае однородного'безграничного про-
странства потенциал двойного электрического слоя

4= -£-®.	(«6»

где а) — телесный угол видимости слоя'из точки, в которой [определяется
потенциал; Е — разность потенциалов (между обкладками двойного слоя.

Значение этой разности потенциалов определяется характером физи-
ческих и химических процессов, протекающих на изучаемой поверхности,
например в частном случае, когда двойной электрический слой создан диф-
фузионными и адсорбционными процессами, значение Е определяется
формулами (404) или (407).

Воспользуемся формулой (416) для расчета потенциала собственной
поляризации пород {7СЦ. Для решения задачи введем цилиндрическую си-
стему координат OZR W, начало которой совместим с, точкой О (рис. 287, б),
где ось скважины пересекает плоскость, проходящую через середину пласта,
и ось Z направим вдоль оси скважины. Обозначим через h, do и z соответ-
ственно мощность пласта, диаметр скважины и расстояние точки М от на-
чала координат; через -Ь’гд, 2?2,з, -Ь’о.ь -Е’о.г и Ео,з значения разно-
стей потенциалов между обкладками слоевх, расположенных в подошве
(JS?2,i)j кровле (Жг.з) пласта и на поверхностях скважина —нодстилаю-

1	Порядок цифр у индексов показывает обкладку слоя (первая цифра), потенциал
которой измеряется относительно другой обкладки (вторая цифра). Следовательно, для
любого слоя . =— ISi Г}.
щис породы	скважина —пласт (J?o,2) и скважина —покрывающие

породы (-®о,з) и через

со2,1 = 2л —СОр,	С1>0,2 — ^р —

“2,3 — 2л; — сод,	а>о,з = Wq,

а>о,1 = 4л — а>р,

телесные углы видимости этих слоев из толки М. В последних формулах
через сор и соа обозначены телесные углы видимости из точки М сечений
скважиной подошвы (плоскости Р) и кровли (плоскости Q) пласта
(см. рис. 287, а).

Подставив значения телесных углов видимости в формулу (416) и про-
изведя суммирование потенциалов, созданных каждым слоем в отдельности,
получим

у г	— ОУ р

67	4л

2л —

4л

— а>р -L
4л

+	е012 + _g. Е0,3 = -L к (£21 -КйЛ + ад _

-<МДз-Д,з + Д,а)| + ^=-^1 н-	(417)

При расположении точки М на оси скважины

Wg = 2л (1 — cos /Зд) = 2л 1

где и Ду— углы между осью скважины и образующими конусов, вершины
которых расположены в точке М и основаниями являются сечения скважи-
ной подошвы и кровли пласта:

___h_

о	~~ 2	2а —h.

Bp = arc cos---======== = arc cos —7==-^-------:---,

j/('z__Ly+

2_|_ _

Bq = arc cos--======JL=====r- = arc cos ~—r==.—----.

у (г	'У <2г + hy +

Подставляя значения а>р и сов в формулу (417) и производя соответ-
ствующие преобразования, будем иметь

ГТ _ Q 5 2z + fe_______JS2,3~-E0,3+-A'o.2 _

сп ’ /(2z4-7i)5+4r '	2

2z — h

y\2z-h)^d^

®2,1 ~ -®0,i +-®0,2	1 ^О.з + ^О,!

2	"*	2

(418)
В практике часто встречаются случаи, когда пласт (например, песчаник
или известняк) залегает в толще отличных но литологии однородных пород
{например, глин), у которых минерализация норовых вод близ кровли и по-
дошвы пласта практически одинакова. В этих условиях

Ei,i = £2,3 и £од = £о,з

и9 следовательно,

гИ' _ ___________________________h__________	^2,1 gp.l ~Ь £q.2 I Г?

СП [ |/(2z 4- /г)2 4- d,*~	/(2z — Л)2 + ^о2 J	2

Выражая для удобства численных расчетов координату z точки наблю-
дения и мощность h пласта в диаметрах скважины и обозначая соответ-
ственно z/do через Zi и h/do через hi, получим

U

СП

_____2%d

2zj — hj
/(2^-лЛЧ-1

^2,1 — g0,l + ^0,2

if rn„ \ £2,1 —^8,1 + Е0.2 I к-
+ £o,t — г (z<e, hi)---------------1-

(419)

где F (Zi, hi) —- функция, определяющая характер изменения потенциала U сп
но оси скважины:

F (Zi, k(l) = .	-----^~Ч	.

-j- /14)®	1	/id)4 *4“ $•

В точках, удаленных от границ пласта,

F (Zd, hi)z._. ет = —J2±^==- - —2Zd^.;=. -+ 0.

]/(2/у hi)1 I	(2zd —	1

Последнее соотношение соблюдается практически даже при относительно
небольших значениях этого расстояния (з^ — hdl2). Так, например, при
hi -> оо и гл — hil2 = 2,F (zd, hd) = 0,0312; при hd-^co и Zi — h#/2 =
=> 3,F(zrl, hd) = 0,0149 и при h -> co и zd —hi/2 = 5,F (zd, hfl) = 0,005. При
меньших значениях hd величина F (z^, hi) будет еще меньше. Так, напри-
мер, при hd = 1 и перечисленных величинах zd — hd/2 значения функции
F,(zd, h,i) будут соответственно равны 0,0208; 0,0062; 0,00150, Следовательно,
при расположении точки М от границы пласта на расстоянии zd' =
= zd—>hd/2>2,5F(zl,h,i) практически может считаться равной пулю
и потенциал

При пересечении пласта электродом М его потенциал но отношению
к потенциалу удаленных точек будет изменяться согласно уравнению

__ тт гг ____________ _I"___~Т ________

СП - СП и спг^ет -	[ /(2^ + ад2+Г

2za— hi 1 £0,1 — £0,2~ £2,1	,7/- 1,4 f0,l“f0.2“f2,l

---'"i----------------------------------------2	== — £ (zd, hi)	- =
у (2zi— /id)a+jl J	z-z

= ~'F(Zi,hi)Es,	(420)

где Ев —* сумма скачков диффузионно-адсорбционных ^потенциалов на гра-<
ницах (исследуемого пласта и скважины.
Сумма Ег называется статическим потенциалом пласта и вмещающих
его пород.

Кривая, удовлетворяющая уравнению (420), симметрична относительно
начала координат (середины пласта) и имеет экстремальное значение (мини-
мум или максимум) в зависимости от знака суммы JS'o.i — ^0,2 — ^1,2
в точке, где

2|/(2zd-j- /ад)2 -j- 1 —

F (zd, Ad) =

2(2zd + fe<i)2
]/~('22„ + /ад)2+1

(2zd -j- /ад)8 -f-1

2 V(2zd - fed)2 -J- 1

(2zd-fed)8+l

2(2zd —fed)2
V~(2z<i —^)а 4-1

l[(2^+fed)2 + ll3/2	[(2ад-/ад)а+l]0/2J

Последнее равенство удовлетворяется при zd — 0, т. е. при располо-
жении электрода М в середине пласта. В этой точке экстремальное значе-
ние амплитуды изменения потенциала?

,«сп .«..^3]/fed2-|-i’	‘ , z

(421)

При увеличении /ад дробь —====^ стремится к единице и при /ад >4
отличается от единицы меньше чем на 3%. Поэтому нри/ад>4 с точностью,
достаточной для практики, возможно считать

ЛИ” = -	- £0.2 ~ ^2,1) =	(422)

Площадь JS,^ограниченная кривой, заданной уравнением (420):

S = 2<

_____2zd -|- fed

/(2zd + fed)2+t

2zd— fed

- 0.5£. j (22Л!+*.)/!+

- (2га - M'K* + (2и-i£A-

Последнее уравнение дает возможность определить мощность /ад пласта
по ."площади S /аномалии и известному значению статического потенциа-
ла Еа:

'— р й

-11/8

а также (в силу аддитивности нолей, созданных каждым^нлэстом в отдель-
ности) рассчитать суммарную мощность™ У,h [пропластков "с отличными

диффузионно-адсорбционными свойствами, залегающих ’ в пачке пород общей
мощности h, отмеченной на кривой /70Ц значением 21/7'п аномалии, имею-

щей площадь S':

2*5=*-^ =< •

Зная точно мощность ^пласта или суммарную ^мощность пропластков
(например, по данным микроисследований скважин) и площадь анома-
лии ZlZ7cn, возможно но последним двум формулам рассчитать величину
статического потенциала Es в тех случаях, когда AUW < Е» (тонкие
пласты). Знание Es необходимо для определения диффузионно-адсорбцион-
ной активности и затем литологии исследуемых пород (см. § 80).

__	/	, hd \

На границах пласта —в подошве и кровле ± -у

Жр = -

сп V4/4-H

(Ji’c,!— Eq,2 — Ei^y

(423)

Сопоставляя формулы (421) и (423), получаем

JyCH = ]/ ^а + 1 = п Г, feda+l
у+ 1	’ /^-|-0,25 ‘

Рис. 288. Теоретические кривые zlJ/cu/j3s в пластах различной мощности.

а — j^oi == L’o3; б — Efri 0,51?оз.

Из последнего соотношения следует, что при h& > 4

----25_ = 0,5,
^^экотр

т. е.

= 0,5 dCr°TP = 0,5 ZltClTP- пи.
UJLL 1 UJLA	'	U11

Таким образом, в пластах мощностью h > 440, однородных с окру-
жающей средой, на диаграмме AUсц кровля и подошва пласта отмечаются
точками, в которых приращение потенциала равно половине наибольшего
приращения zlZ7p™Tp. На рис. 288 приведены кривые зависимости НС7са/£,.ч —
saF(za), рассчитанные но формуле (420), подтверждающие сказанное.

Взяв производную но z в формулах (417) и (418), получим выражение
для напряженности электрического ноля собственной поляризации пород:

Е _ _ £Е°5.____________L Г ЭсЦр. (£„, _ Еп < 4- Еп 9) —

^сн —	р2	- 4Я dz ^2’*	с°-1	с°’2>

--^-(^.з-Жо.з + ад

1 [ £2,1 ~£'о,1 +-^0,2
[(2г(г-^ + 1]3/*
_ ^2,3 '~£О,3~Ь£'о,2 I  ____1 f EQ, 1 —^0,2 — g2,l  

[(2z(i+M2 + l]3/a }~	(1° ( [(2ад -М2 + 1]’/а ~

_^M._~£0,2-_ga 3 | .	(424

[(2зд + М2 + И /а ]

Из последней формулы следует, что при h# > 3:

а)	в подошве пласта

^сп = ^п&= --^-(Еол-Го.г-^л);	(425)

б)	в кровле пласта

&70П = E(.,/z = ~(£о,з -£о,2- £а.з),

где Ф70П—приращение потенциала собственной поляризации породы
на участке Az.

Последние формулы, определяющие, экстремальные значения прираще-
ний потенциала, дают возможность вычислить порознь суммы

£о,1 —£0,2— £2,1 и. £о,з — £0,2—£г,3!

что необходимо знать в тех случаях, когда £од ¥= £о,з и £2,1 ¥= £2,3»

Экстремальные значения функции (424) наблюдаются при значениях Zd,
тем более близких к ±^/2, чем больше мощность пласта, и практически
совпадают с положением границ пласта при h& > 3 (рис. 289, а).

При £0,1 — £о,з и £зд = £2,3

р	, гг ____ '^сп _ 1 / _______4_________

g' сп Oz ' ~ da I i(2zd+^)2 + l]8/2

—----------~----57—1 (Eq 1 — £0,2 — £2 1) ~

= £' (z<i, М (£0,1 — £0,2 — £2,1).	(426)

В этих условиях характер изменения градиента потенциала Ucu по оси
скважины определяется функцией

F' (zd, hd) =-------------57----------------------и— 	(427)

[(2z,/-|-/id)2-]-1)]3^2	[(2ад-М2 + И /2

Если на поверхности сечения проницаемого пласта скважиной глинистая
корочка отсутствует, фильтрация вод создаст электрическое поле простого
электрического слоя, расположенного па поверхности сечения пласта сква-
жиной.

В однородном и изотропном пространстве потенциал простого слоя

тг I"ds Ef /* ds

U^a j = T’

s	s

где a = Eflfat—плотность зарядов на поверхности этого слоя; ^ — вели-
чина э. д. с. фильтрации; R — расстояние от' точки, в которой опреде-
ляется Uf, до элементарной поверхности ds слоя; $ — полная его поверхность.
Рис, 289, Кривые градиента потенциала собственной поляризации пород.

а — кривые градиента диффуаиоиво-адсорбционпых потенциалов; б — то же, потенциалов теченвд.
. Шифр кривых Zl/do.
Для точек, находящихся на оси скважины, последнее равенство может
быть приведено к следующему виду (рис. 290):

। h

z+~

- In 2zd 4- hd + V (2zd + htf + 1

— In [2zd — hd -j- J/ (2zd — hdj2 4~ 1

— [Arsh (2zd 4- hd) — Arsh (2zd — hd)],

(428)

где 3 — расстояние но оси z от точки М до элементарной поверхностиnd^.

Рис. 290. К выводу формул,
определяющих потенциал
фильтрации . па оси сква-
ясины.

Рис. 291. Характер изменения потенциалов-
фильтрации при пересечении пластов раз-
личных мощностей (глинистая корка отсут-
ствует), Шифр кривых — отношение мощ-
ности h пласта к диаметру da скважины.

Напряженность электрического ноля Uf в точках, расположенных
но оси скважины:

Е/ Г 1)1

l Т/,(^2д~Ь^м)2~Ь1	V(^2d4*^ld)®4"l

(429)

На рис. 291 и 289, б изображены кривые зависимости потенциала и
напряженности электрического ноля течения, рассчитанные по формулам^
(428) и (429). Из приведенных кривых следует, что потенциал этого ноля
достигает экстремальных значений в центре пласта. На границах пласта
величина потенциала U}v тем менее отличается от половины (7’и0тр, ч?м
больше мощность пласта.
Кривые напряженности ноля течения имеют экстремальные значения
в точках, расположенных тем ближе к границам пласта, чем больше его
мощность. Практически экстремальные значения К/ находятся против
кровли и подошвы пласта при hd > 4. Из сопоставления кривых, изобра-
женных на рис. 288 и 291, следует, что оба семейства кривых имсчот одно-
типную конфигурацию. Так как потенциалы течения по отношению к диффу-
зионно-адсорбционным потенциалам обычно незначительны и па поверхности
сечения проницаемого пласта скважиной имеется глинистая корочка, при
наличии которой, как об этом указывалось выше, электрическое ноле тече-
ния с достаточным приближением можно рассматривать как поле двойного
слоя, то расчет поля потенциалов течения в большинстве случаев может быть
произведен, исходя из предположения, что это ноле создано не простым,
а двойным электрическим слоем.

В этом случае при расчете ноля потенциалов собственной поляризации
в формулах (419), (420), (422) и (424) Вод следует заменить суммой
£jq,2 -|- JSf.

Формулы (428) и (429) необходимы для расчета электрического поля те-
чения только в тех редких случаях, когда глинистая корочка па поверхности
скважина — пласт отсутствует и потенциалы течения намного превосходят
диффузионно-адсорбционные и окислительно-восстановительные потенциалы.

§ 78.	ИЗМЕНЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ПОРОД ПО ОСИ СКВАЖИНЫ В СЛУЧАЕ НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ

Когда породы, слагающие разрез скважины, и глинистый раствор
имеют различные сопротивления, поле потенциалов собственной поляриза-
ции пород, а следовательно, и конфигурация кривых МUсп иные, чем

Рис. 292. К выводу формул, определяющих
величину потопциила собственной поляризации
пород иа оси скважины в случаи, когда удельные
сопротивления пласта, вмещающих пород и бу-
рового раствора не равны.

в случае однородной среды.

Не останавливаясь па точ-
ном решении этой задачи, впер-
вые изложенном В. Р. Бурсиа-
ном [145], вследствие его слож-
ности и отсутствия количе-
ственных расчетов, определяю-
щих характер изменения потен-
циала собственной поляризации
пород но оси скважины, укажем
лишь на общие положения,
характеризующие особенности
распределения электрического
поля в данном случае.

С этой целью рассмотрим

пространство, состоящее из
пласта удельного электрического сопротивления рп, среды, вмещающей
пласт сопротивления рпм, и скважины, заполненной буровым раствором
сопротивления р0, пересекающей пласт но нормали к поверхности его
раздела (рис. 292, а). Исследуемое пространство разрежем двумя плоско-
стями: одной Pi радиальной, перпендикулярной плоскости чертежа, и
другой Ра, параллельной границам пласта и проходящей через его сере-
дину. Рассмотрим один из квадрантов, образованных указанными плоско-
стями (рис. 292, б).

Допустим, что па поверхности, отделяющей пласт от вмещающей среды,
•находится двойной электрический слой с разностью потенциалов JS. Под
действием этой разности потенциалов в пространстве, окружающем пласт,
возникает электрический ток

.	___________Е__________

вм~ЬА), п *

где 7?вм — сопротивление пути тока в среде, вмещающей пласт; Ра — то же,
в пласте; Яо, вм—сопротивление пути тока в скважине, окруженной вме-
щающей средой, и /{„' п — то же, окруженной пластом.

Величина наибольшего изменения потенциала электрического поля
собственной поляризации пород в скважине

лтт — ; m й 'i_____________-^^о, вм+Др, д)___

/1ЯСП - (Ло, вм + Ло, п) -	вм + Rq п -

_______Д»м~|~Дп_______

Явм + Дп-|-Л0, вм~1~До, п

(430)

Сопротивления Яо, вм, Яо, п, Явм, Яп в правой части равенства (430)
могут быть представлены в следующем виде;

Яр, ВМ = аРо> ЯВм ---------	-- fy^BM, о Qot

Яр, п — а/ (Л) р0, Яп = t	,

где а—коэффициент, связывающий Полное сопротивление области, запол-
ненной скважиной с ее удельным электрическим сопротивлением; b—то же,
для вмещающей среды; /zBM, 0 = Цп, о — ~~ ; / (&) и F (Л) — функции,
(?о	во

находящиеся в прямой зависимости от мощности пласта.

Подставив значения Явм, Яп, Яо, Вм и Яо> п в формулу (430), получим

AUm = E 1

VII

рвм,о+-^-]

л[^вм, о+ ^~] + а6о [1 + /(^)1

4 | *	1+/W

& । ^п’ °_

(431)

Из последнего равенства следует, что JZ7cn будет тем больше отли-
чаться от JE, чем меньше будет величина

о_ a i+f(h)

“ “ 6 ’	, о ’

/*ВМ, о"Г р(Щ

т. е.

а)	чем больше Мвм,о = Рвм^о и Мп, о = Рп/Ро или лем больше удельные
электрические сопротивления вмещающих пород и пласта по отношению
к удельному электрическому сопротивлению бурового раствора;

б)	чем меньше мощность пласта /г; с уменьшением h уменьшаются функ-
ции / (/г) и F (h), а следовательно, и дробь

1+/W	.

, МП|0 ’

‘“вм, о-Г P(hj

33 заказ 714.
в)	чем меньше отношение а/й, т. е. чем больше диаметр скважины,
с увеличением которого а уменьшается.

Вид и пределы изменения функции / (/г) могут быть получены следую-
щим расчетом. Исходя из соотношения сопротивлений Ro> ц/7?0) им»
получим

Rn „ zltCf0- /ВД
/ (М =	= __сп__ —СП

^0, DM	^^СП

Полагая среду однородной (gDM == Qa ~ Qa), будем иметь

/(*) =

Е h* е_______________hd_____

Е _hd________

j/W-H

У v+Г

1.

Из расчета следует, что / (/г) обращается в пуль при hd = 0 и воз-
растает до единицы при hd —> со (рис. 293).

Функция F (h) изменяется в тех жо пределах, что и функция /(/г). При

h _> О, F (k) должна стремиться к

.Рис. 293. График зависимости / (А)
от hd-

пулю, так как в этих условиях сопро-
тивление /?ц возрастает до бесконеч-
ности. При h —» со, F(h) должно стре-
миться к единице, так как в этих
условиях

Rg __ Qn

^dm Sum

Однако явный вид функции F (h)
нс может быть установлен простым
расчетом и при дальнейших рассужде-
ниях будем учитывать лишь монотон-
ность и пределы изменения этой функ-
ции.

Изучая характер изменения В для
различных дп, о> /«вм и hd, следует
прийти к выводу, что при повыше-

нии сопротивления вмещающих пород и

пласта уменьшается амплитуда zJ27cri, причем в тем большей степени, чем

выше сопротивление qu пласта и меньше его мощность.

Ход решения задачи принципиально по изменится, если вместо плоского
двойного электрического слоя рассмотреть цилиндрический слой, располо-
женный на поверхности сечения пласта скважиной или па поверхности се-
чения скважиной вмещающей породы. Решение останется справедливым
и для случая сочетания плоских и цилиндрических двойных электрических
слоев, наблюдаемого в практике исследования скважин. При этом в фор-
мулах (430) и (431) значение разности потенциалов JK следует заменить
суммой разностей потенциалов двойных электрических слоев, последова-
тельно включенных в рассматриваемую цепь. В частном случае, о котором
говорилось выше (см. стр. 506), суммой 7?о,1 —i?o,2 —Rz,i-

На рис. 294 изображены кривые зависимости —~~ = / (,
приближенно рассчитанные по приведенным выше формулам. Величина
отношения —~Е~ а следовательно, и величина экстремального значения
Л7СП в центре пласта (как об этом указывалось выше) тем меньше, чем
больше отношение Дп 0 = -у- и чем меньше отношение мощности пласта
к диаметру скважины.

Рис, 294. Кривые зависимости /It's ~ / (a/rf0) Для различных значений 2п/оа
(шифр кривых); сплошные кривые для овм = да, пунктирные — для рам = р0.

Так как величина отношения

<Wn

I A U си \
мало зависит от сопротивления пласта, то условие (-j —а — I

-» 0,5
hd>4
практически может считаться справедливым для неоднородной- среды Ч

1 Ранее па основании расчетов проф. Л. М. Альпина и G. М. Шейнмана [144] при-
нималось, что

п$и гп гвм= so	. при оп “ евм =оо-

Эта ошибка возникла вследствие того, что указанные расчеты, выполненные для слу-
чая когда на участке пересечения пласта скважиной буровой раствор имеет удельное
электрическое сопротивление g, равное удельному сопротивлению сп пласта, были рас-
пространены на реальные условия, при которых удельное сопротивление бурового рас-
твора сохраняется достаточно постоянным по разрезу скважины.
Наличие зоны проникновения фильтрата бурового раствора, повышаю-
щего сопротивление 11а, будет сказываться так Hie, как и увеличение удель-
ного электрического сопротивления £п, т. о. при наличии зоны проникно-
вения фильтрата бурового раствора, увеличивающей сопротивление пласта,
будет уменьшаться амплитуда аномалии ^сп.

При этом в связи с удалением двойного электрического слоя на границе
соприкосновения фильтрата бурового раствора с пластовыми водами от оси
скважины телесные углы видимости этого слоя из точек, расположенных
по оси скважины, будут возрастать, а следовательно, будет увеличиваться
протяженность аномалии и возрастать влияние мощности пласта.

§ 79. ПОТЕНЦИАЛЫ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ПРИ НАКЛОННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ РАЗДЕЛА

При наклонных поверхностях раздела потенциал поля двойного элек-
трического слоя по оси скважины рассчитывается по формуле (417), причем

в данном случае сор и <wu будут телесными углами видимости эллиптических

сечений^кровли и подошвы пласта скважиной

Рис. 295. К вывЬду формулы, определяющей потен-
циалы собственной поляризации пород при наклон-
ном залегании границ их раздела.

из точки М, в которой опре-
деляется потенциал двойного
электрического слоя [147].

При располояюпии точки
М на оси скважины телесные
углы видимости эллиптиче-
ских сечений а>р и со®
(рис. 295) равны углам ви-
димости оснований круговых
конусов, вершины которых
находятся в точке М и оси
которых образуют с осью
скважины углы

...	fitp—fhp

Vp------2 ’	~------2--

ГДС Ртр, Pin и Ди — со"
ответственно плоские углы
между осью скважины и
образующими конусов, про-
веденными из их вершин к
точкам пересечения больших
полуосей эллиптических се-
чений с поверхностью сква-

жины.

Для расчета телесных углов видимости со®, и со® определяют величины
плоских углов_/?р и /9® при вершине указанных выше конических поверх-
ностей

да _ /?1р+Дар да _

Pv —	2	’ Р —	2

и далее по известным формулам

сор = 2л (1 — cos /9р)	(432)

co^ = 2л (1— cos /9|)	(432')

э э
находят искомые зна иия и a>q.
В качестве примера подробный расчет произведем для одного из этих
сечепий, например для сечения, расположенного в подошве пласта. С этой
целью сперва прообразуем формулу (432) в следующий вид:

0)р = 2л (1----tr----- \ = 2л / 1----;.;-J	' ==---\ .	(433)

\ V1+lg2 £р '	|/ 1 + tg2 hii+h? у

Для вычисления величины tg	предварительно определим

t _ О __ АС ______Гр

SP1P — мс~ Z1—Го tg а

Г"
%P'iP MD *1 +Л, Iga’

Здесь г0 — радиус скважины; — расстояние точки М от точки пере-
сечения осью скважины подошвы пласта. Тогда

г0 I г°

to +	= tg^p + tg 0*Р _ zi—rpiga zi-f-rotgg

ё 2	1 —tgftptgfop_________________r„

«1s—r0’tgs«

•	________2rQ2i_________________________ ______4f i__

— Zi2 — r02 (1 + tg2 «) _ а	l + tgaa — 4G2 — sec2 a’

° —	4

где

Ci = zi/do-

Далее вычислим

f fflp + ffap_ 1^1-Hga (fflp + ffap) — 1 _

°	2	tg ((?ip + Pup)

Подставив найденное значение tg	в формулу (433), получим

<1>р = 2л /1

Рр \

И-Нр8 J’

4

(4£х2—вес2 а) 1/ 14-(Г — 1

' 1	' [Г 1 ( 4ft—soc2a J J

где

1

tg ffip + ffaP

_	_ _4ft ________________.

)4(4fi2—sec2 a)2-|-16 f!2 — (4fxa—scc2a)

Таким образом, при пересечении скважиной наклонно залегающего
двойного электрического слоя, расположенного в подошве пласта в любой
точке М, расположенной на оси скважины, будет наблюдаться электрическое
поле, потенциал которого

£2,1 д	1	; g2,l Sp

2	j/^ 1 | tga Pip+P»p 2 V1 + (fp)a

(434)
На рис. 296 приведены кривые, рассчитанные по формуле (434) для раз-
личных значений угла а (от 0 и до 90°) наклона плоскости двойного электри-
ческого слоя по отношению к горизонтальной плоскости.

Из рис. 296 следует, что увеличение угла а приводит к возникновению
на кривых Z7M = / (z) ступени, точка перегиба которой располагается на

Рис. 296. Кривые
изменения потен-
циала собственной
поляризации по-
род при пересече-
нии наклонно за-
легающих двойных
электрических
слоев (составлены
по данным

Б. 10. Вендель-
штейна).

а — один слой; б —
два слоя (диффузи-
онно-адсорбционные
активности пласта и

вмещающих пород
различны); 1—а=Ь°;
Я — а = 30°;	3 —

а =45°; а =76°;

6 — а = 80°.

уровне пересечения осью скважины следа плоскости двойного электриче-
ского слоя. Следует, однако, заметить, что эта ступень четко проявляется
лишь при углах а > 30°. В дапных условиях эта особенность кривых может
быть использована для качественных суждений о величине угла падения
пород при записи кривых в достаточно крупном масштабе глубин.

При наличии совокупности двойных электрических слоев, расположен-
ных в подошве и кровле пласта, а также па стенках скважины, изменение
потенциала по оси скважины при JS72,i = -Ег.з и E?o,i = •Е'о.з удовле-
творяет следующему равенству:

дтт ____ I Sq	\ А),1 ^0,2 ^2,1

сп~ 2 . ’

где
£ __  ___________________________ 4 (2d~|"	_________________________

’	V [4 (Zd+V)3—SOC2 ар + 16 (зд-Нм')2 —[4 (Zd+^d')2—sec2 а]

и
, , h
/id = з------------------------------------------

d0COS а

и, как и ранее,
= -........................i2d—---------------------------------.

]/ (4zd2 — sec2 а)2	18zd2 — (4zd2 — sec2 а)

Ha рис. 296, б приведены кривые изменения потенциала по оси сква-
жины, пересекшей наклонно залегающий пласт. При больших углах паде-
ния в середине пласта наблюдается уменьшение аномалии А/7С11(рис. 296, б,
кривая 4).

§ 80. СВЯЗЬ МЕЖДУ ИЗМЕРЯЕМЫМИ ПОТЕНЦИАЛАМИ
СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ
АКТИВНОСТЬЮ ГОРНЫХ ПОРОД

Из сопоставления формул (411), (422) и (435) следует, что в пласте доста»
точно большой мощности \ диффузионно-адсорбционные свойства которого
отличаются от диффузионно-адсорбционных свойств вмещающих пород
в условиях однородной среды и соблюдения линейной зависимости между
потенциалами собственной поляризации и логарифмом отношения удельного
сопротивления фильтрата бурового раствора к удельному сопротивлению
пластовых вод 2, амплитуда изменения диффузионно-адсорбционных потен-
циалов

/та*0 = - Е. - - (Ео, 1 - Ео,2 - Е2,1) = -

(тг	Sb, °

лда, вм 1g ~	~

ев. вм

гл 1	@В, О гл	1 SB, п

Ада, п 1g-	Ада) п-вмЧ?

ев, п	«в, вм

(Аа, вм Н” Ед, вм) X

X 1g -------------( Аа, п + Ед, п) — (4да, вм — Аа, п + Ед, п-вм) 1g

вм	*в, п	4?в. вм

“Ь Ед, вм 11g

Sb, о

Sb, вм

Ед, п
Ед, вм

1g

Sb, о

Sb, и

4^-ig
лд, вм

Sb, п

Sjj, вм

(436)

где Ада,.вм и 4да, п — адсорбционная активность вмещающих пород и пласта;
Ед, вм Ед, п и Ед, п-вм — диффузионные коэффициенты на границах сопри-

1 В тех случаях, когда пласт литологически неоднороден, решение задачи ослож-
няется. Некоторые приближенные данные по изучению электрического поля в пласте,
представленном часто чередующимися различными породами, приведены в работе
Г. Г. Долля [170].

1 Соблюдается при низких и отчасти средних концентрациях солей, растворенных
в пластовых водах и в фильтрате_бурового раствора.
косновения фильтрата бурового раствора с водами, насыщающими вмещаю-
щие породы и пласт, и между последними; Кяя, вм = Лда, Вм -}- Кл, вм. Яда, п =
= Ада, п 4“ Кл, п И Яда, п—вм= Ala, дм -^да, п 4“Яда, вм—п ДмффузИОШЮ-аДСорб-
ционные коэффициенты; £в>0, Св, вм и (?в. п— соответственно удельные элек-
трические сопротивления бурового раствора и вод, насыщающих поровое
пространство пород, вмещающих пласт, и поры пласта1. При Кя, вм =
= Яд, п = Яд,п_вм, как это часто наблюдается в условиях скважины,

лт-гмакс I кг 1	<?в,о	&	,	^в, о v	,	^в, п \

Л>СП — — лда, вм 1g ----------------Лда, п 1g  --------Ла, п—вм 1g ~-------- =

\	«э, вм	ев, п	«в, вм /

Л	О Л	<?В, 0<?В, ВМ

-----Ла, вм 1g ---------Ла, П 1g 2
бэ,п--------------------ев,п

И при {?в, вм = £?в, п

ZlfAF = “ (*да, вм - Яда, n) 1g =
ев. п

— Мда, вм — Ла, п) 1g-—°- = — Ял 1g ,	(437)

кв,п	=В,П

где Ял — литологический коэффициент (Яп = Ла, в„ — Ла, п) = Яда, вм —
— Яда, а).

Формула (437) с учетом поправок за температуру может быть исполь-
зована для определения удельного сопротивления и минерализации пласто-
вых вод (при известных Лда, вм и Ла, и или Ял) и литологии пород по Лда, вм
или Лда,п (при известных п, gD 0 и Лдап или Лдавм).

При измерении потенциалов собственной поляризации пород с двумя
буровыми растворами, фильтраты которых имеют различную концентрацию
и удельные сопротивления g' 0 и g‘ 0, при пересечении пластов, отли-
чающихся диффузионно-адсорбционной активностью от активности вме-
щающих пород, на кривых Псп будут наблюдаться аномалии

а)	при буровом растворе, фильтрат которого имеет сопротивле-
НИС (Р

JCfcn= -(Яда,вм12-^ -Яда,п1ЕА^-Яда,п_вм 1g -ев’-^ =
ев, ВМ	ев, П	ев, вм /

= (Ла, ВИ + Яд, вм) 1g - °-----(Ла, п + Яд, п) 1g - —•

-в, вм	"в, щ

(Ла, вм — Ла. п + Яд,п—Вм) 1g ~—
ев, вм

(438)

б)	при буровом растворе, фильтрат которого имеет сопротивле-
ние ft,, о>

с£в,вм	ев, п	ЬВ, ВМ/

= (Ла, вм + Яд, вм) 1g -—— — (Ла, п+ Яд, п) 1g---------------"

ев, ВМ	Ив, П

(Ла, вм Ла, п + Яд, п-вм) 1g ~ '—
ев, вм

(439)

1 Зиаченин диффузионно-адсорбционных активностей и коэффициентов диффу-
зионной и диффузионно-адсорбционной э. д. с. в формуле (436) и других этого параграфа
берутсн для температуры изучаемой среды.
Разность амплитуд аномалий

<5ис11 = ЛГ0П - AU‘gп = - (Кда> DM - Яда, п) 1g «
вв, о

~ — (Лда, вм	-^да, п) 1g ~тг

611, о
ие зависит от удельных сопротивлений вод, насыщающих пласт и
щие породы, и дает возможность вычислить разность величин
dU'rrr — dUGTr
1Z	V	л	л	сп сц

лда, вм лда, п — -"да, вм — лда, п —	г

1g ——
6в, о

при различной минерализации вод, насыщающих пласт и окружающие-
породы.

Разность диффузионно-адсорбционных коэффициентов КДй, вм — ^да, п.
или разность диффузионно-адсорбционных активностей Лда, вм — Лда> п
дают возможность вычислить одну из величин, стоящих в левой и средней
частях равенства (441), если другая известна и далее по значению вычислен-
ной активности определить породу, к которой она относится, если диффу-
зионно-адсорбционные активности пород, слагающих разрез исследуемой
скважины, достаточно постоянны и известны.

Так, например, если пласт представлен рыхлыми песками, для кото-
рых Лда, а ~ 0, диффузионно-адсорбционная активность вмещающих пород.

Лда, вм-------------- ИЛИ Лда> вм — -j .

и» &«_	2в. о

е°	еВ|П

Располагая данными о диффузионно-адсорбционной активности пород,
приведенными в табл. 24, можно по значениям Лда установить литологию'
пород, подстилающих исследуемый пласт. Подобным же образом решается
задача и в том случае, когда известны породы, подстилающие и покрывающие
пласт, литологию которого требуется определить.

В том случае, когда отсутствуют потенциалы фильтрации и диффу-
зионно-адсорбционная разность потенциалов в кровле и подошве пласта
близка к нулю (gv, вм ~ Qb, п). возможно, воспользовавшись формулами (438)
и (439), рассчитать удельное сопротивление вод, насыщающих пласт и вме-
щающие породы, по формуле

—	lg gn-0""zltZcn lg вп-0,	(443)>

Zltzcn~/,tzcn

(440)

вмещаю-

(441)

Когда удельные сопротивления пласта, бурового раствора и вмещающих
пород различны, пласт имеет ограниченную мощность и зависимость,
между Л/7СП и логарифмом отношения удельных сопротивлений фильтрата
бурового раствора и пластовых вод нелинейна, при расчете диффузионно-
адсорбционных активностей следует учитывать, что в этих условиях

и	Хп“=-»£.

Е» = ЬсКц — Ъс (7£да, вм — -^да, п) = (Лда, вм Лда, п),

где v—поправка за влияние мощности и удельных сопротивлений пласта

и вмещающих пород; v = 1 —

ность зависимости Л/7ПГГ

С/11

4

-г-д, (см. стр, 513); Ъс — поправка за нелиней-

-г13

бв, о \

®в, п /
Коэффициент v определяется по палетке кривых, ‘ приведенных на
рис. 294. Коэффициент Ьс в растворах низких концентраций'' близок к еди-
нице. В растворах высоких концентраций (приближающихся к нормальным
и более) Ьс несколько меньше единицы (в растворах очень высоких концен-
траций Ьс понижается до 0,6—0,7). Значение Ея может быть также рас-
считано по площади аномалии Uca и мощности h пласта, как об этом

говорилось на стр. 507.

Из последней формулы, а также из ряда других формул, приведенных
в настоящем и предшествующих параграфах, следует, что амплитуда анома-
лии потенциалов собственной поляризации пород при прочих равных усло-

виях определяется величинами отношений:
а) удельных сопротивлений gB, 0 фильтрата
бурового раствора и gB, п Пластовых вод;
б) полных сопротивлений 7?0) п +7?0. вм буро-
вого раствора и 7?п Явм пород, окру-
жающих скважину; в) мощности h пласта и
диаметра do скважины, а также (при нали-
чии потенциалов фильтрации) разностью
между гидростатическим давлением ро бу-
рового раствора на уровне пласта и его
пластовым давлением ра. Таким образом,
в создании потенциалов собственной поля-
ризации существенное значение имеют пара-
метры скважины (go (gB, 0), do и др.). Это
нужно иметь в виду при измерении потен-
циалов собственной поляризации пород и
стремиться работать с буровыми растворами

•Рис. 297. к методике проведения таких концентраций и химического состава,
нулевой линии па диаграмме по- в условиях которых значения будут

'тенпиалов собственной поляриза- v	он «

- ции пород.	столь большими и характерными, что

интерпретация диаграмм потенциалов
собственной поляризации сможет быть выполнена с требуемой точностью.

Для облегчения определения литологии пород по кривым потенциалов
собственной поляризации желательно знать положение нулевой линии по-
тенциала на диаграммах U п. Эта линия может быть проведена в тех слу-

чаях, когда: 1) отсутствуют значительные разности потенциалов, созданные
фильтрацией бурового раствора в пласт или пластовых вод в скважину,
окислительно-восстановительными реакциями и двойными слоями, располо-
женными в кровле и подошве изучаемого пласта; 2) известна диффузионно-
адсорбционная активность горных пород на некоторых участках разреза
скважины и 3) потенциалы Uca пропорциональны логарифму отношений
сопротивлений растворов. При соблюдении этих условий для проведения
нулевой линии на участках залегания мощных пород с известными значе-
ниями А'да { откладывают от кривой Ucn отрезки

J17i — -Кда, i 1g °' ~ »
«В, t

тде Qnfi—сопротивление пластовых вод t-го пласта,

и через полученные точки (рис. 297) проводят искомую линию нулевых
значений i7cn. Отклонение кривой ?70П от линии нулевых значений ИсП
при известных сопротивлениях пластовых вод позволяет определить коэффи-
циенты Кяя {в других породах, а следовательно, вычислив Лда {	{ —
— ^д> j> установить литологию исследуемых пород (если известны значе-
ния Л да, i для различных пород изучаемого разреза). Для возможного
уменьшения влияния потенциалов фильтрации на точность проведения
пулевой линии рекомендуется использовать диаграммы потенциалов соб-
ственной поляризации, зарегистрированные с буровыми растворами, имею-
щими удельное сопротивление фильтрата g8> 0, < 1 ом м-, при которых потен-
циалы фильтрации ничтожны.

За нулевую линию условно могут быть также приняты значения Z7cn
в породах, в которых /<да1 усп и уоп точно известны. В этом случае, при
соблюдении указанных выше условий и достаточно выдержанных минерали-
зациях и сопротивлениях пластовых вод по разрезу скважины, отклонение
кривой С/'сп от «условной» нулевой линии

^^СПуои ~ (^-да, УВД ^-да, i) 1g ~ = (-^да, уел -^да, i) 1g

кв, i	Ув, i

позволяет рассчитать искомые значения Лда, i для других участков разреза
и, зная диффузионно-адсорбционную активность изучаемых пород, дать
прогноз о вероятной литологии вскрытых отложений. Этот метод детального
исследования литологии горных пород в настоящее время находится в стадии
разработки. Однако его большие возможности позволяют рекомендовать
всемерное расширение дальнейших исследовательских работ с целью созда-
ния полностью разработанной методики определения горных пород по их
адсорбционной активности.

§ 81.	ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Электродные потенциалы возникают на границе металл электрода —
раствор, в котором находятся измерительные электроды зонда, в связи с пе-
реходом металла электрода из атомарного в ионное состояние и химического
взаимодействия металла с анионами раствора.

При переходе металла в раствор между положительными ионами ме-
талла, перешедшего в раствор, и отрицательно заряженной поверхностью
электрода возникает электростатическое притяжение, под действием которого
катионы удерживаются близ поверхности металла, образуя двойной элек-
трический слой с разностью потенциалов величина которой зависит
от химических свойств .металла и окружающего его раствора, в частности
•от содержания в растворе анионов, способных вступать в реакции с метал-
лом электрода.

Если металл находится в растворе собственной соли, переходу металла
из атомарного в ионное состояние препятствует осмотическое давление ионов
металла, содержащихся в растворе. При этом между металлом и раствором
возникает разность потенциалов, известная под названием электродного
потенциала, числовое значение которого определяется формулой

„	„ RT. RT, к

Е» — Ео In сК -zp In ,

где Ео = In к— стандартный электродный потенциал металла; к— кон-
станта равновесия реакции при активности веществ, участвующих в реак-
ции, равной единице; R — универсальная газовая постоянная; Т — абсо-
лютная температура; z — валентность металла; F — число Фарадея; сК —
концентрация ионов металла в растворе.

Наблюдения над электродными потенциалами показывают, что потен-
циал между металлом электрода и раствором его соли наиболее устойчив.
Устойчивость потенциала объясняется, во-первых, большой скоростью про-
цессов, происходящих между металлом электрода и его ионами, в связи,
с чем потенциал равновесия достигается в течение короткого времени, и,,
во-вторых, отсутствием поляризации, обычно наблюдаемой при реакциях
между катионами металла и анионами раствора. Вследствие этого электроды,
у которых металл находится в растворе его соли, называются неполяризую-
щимися. Если в неполяризующихся электродах металл находится в насы-
щенном растворе, содержащем избыток соли металла, то между парой таких
электродов наблюдается незначительная и притом весьма устойчивая раз-
ность потенциалов. Это позволяет рекомендовать неполяризующиеся элек-
троды для измерения потенциалов собственной поляризации пород в скважи-
нах. Использование поляризующихся электродов в практике электрометрии
скважин методом собственных потенциалов нежелательно, так как измене-
ние их электродного потенциала может вызвать на диаграммах ?7СП ано-
малии, соизмеримые, а иногда и более интенсивные, чем аномалии, создан-
ные породами, окружающими скважину. В частности, это наблюдается в тех
случаях, когда поляризующийся электрод находится на участках скважины,,
в пределах которых химический состав бурового раствора изменился вслед-
ствие притока пластовых вод.

Потенциал электрода пропорционален температуре окружающей среды.
Так как в скважинах температура возрастает с глубиной, то потенциал элек-
трода М, находящегося в скважине, а следовательно, и разность Zl£7a элек-
тродных потенциалов между электродом М и электродом N, установленным
на поверхности, изменяется по мере движения зонда в скважине. При этом

= £. -	- (В, - %- In <„ ) -

где индексы М и N указывают, гс какому из электродов М или N отно-
сится символ.

Полагая для упрощения вывода концентрации солей металла в раство-
рах, окружающих неполяризующийся электрод скМ = свд = с, получим

(Т -Г ) 4 In А.

Заменяя в последней формуле Tmm-Tn, равными их значениями TQ 4-
+ tM и То + где То = 273э09_К и t и tN — температуры точек М и N •
в °C, будем иметь

zlZ/8 = ({м — Zjv) ~zp “о-'

Но так как

"I” НГ,

Тде Я—глубина нахождения электрода; М и Г — средние значения гео-
термического градиента до этой глубины, то

Ж = 4- In — = лгн,
zF с	’

где постоянная
Последняя формула показывает, что абсолютное значение изменения
{возрастания (при А > 0) и убывания (при А < 0)] разности электродных
Потенциалов пропорционально глубине Н, на которую опущен электрод М,
и величине Г геотермического градиента х.

§ 82.	ПОТЕНЦИАЛЫ ДВИЖЕНИЯ И ОСЕДАНИЯ

Потенциалы движения или трибополяризации возникают
ири перемещении электродов в буровом растворе. При этом электродный
потенциал возрастает или уменьшается в зависимости от металла, из кото-
рого изготовлен электрод.

Возникновение потенциалов движения, по-видимому, связано с разру-
шением ионного слоя, возникшего на поверхности металла электрода при
•его движении. Эта гипотеза подтверждается опытными
исследованиями, которыми установлено, что потен-
циалы движения располагаются в ряд, обратный ряду
напряжений, и резко уменьшаются у нсполяризую-
щихся электродов. Изменение потенциалов у иепо-
ляризующихся электродов, не соприкасающихся непо-
средственно с буровым раствором, может происходить
только за счет незначительных изменений диффузи-
онных потенциалов на границе бурового раствора и
раствора соли, окружающего электрод.

Изменение потенциала электрода М в связи с его

। постоянным и прак-
конфигурации кривой

движением остается достаточно

тичсски не сказывается на j

Uca. При остановке зонда

Рис. 298. Фиксация
потенциалов движе-
ния на диаграмме по-
тенциалов собствен-
ной поляризации в
моменты остановки
подъема кабеля и
зонда.

потенциал свинцового

электрода М, а следовательно, и разность потенциа-
лов между электродами .М и N мгновенно повышается.
Возрастание потенциала отмечается на диаграмме
Z7'cn (рис. 298). Это позволяет осуществить контроль
за движением электрода, правильностью полярности
соединений и точно отметить момент начала подъема
зонда, при котором кривая Uw смещается в сторону

отрицательных значении потенциала.

Потенциалы оседания (седиментации) возникают в скважине
при осаждении на забой твердых частиц породы из бурового раствора. Если
буровой раствор приготовлен на воде, содержащей соли одновалентных и
двухвалентных металлов, как это обычно бывает на практике, частицы
пород (вследствие преобладающей адсорбции анионов) заряжены отри-
цательно. В этих условиях при оседании частиц на забой будет наблю-
даться уменьшение электрического потенциала в скважине от устья к
забою.

Однако отклонения диаграмм Псц, созданные потенциалами оседания,
отмечаются весьма редко. Заметные отклонения кривых tZcn, обусловлен-
ные процессом оседания, могут встречаться лишь в скважинах, бурящихся
на недостаточно хорошо приготовленном глинистом растворе, на участках
скважины, расположенных близ забоя, где процесс оседания частиц наиболее
интенсивен.

1 Для свинцового электрода, находящегося в растворе собственной соли =
= —0,128 в, Л < 0 и, следовательно, убывает с возрастанием температуры.
§ 83.	ПОТЕНЦИАЛЫ ГАЛЬВАНОКОРРОЗИИ

Потенциалы гальванокоррозии наблюдаются при примоиепии поли-
металлических грузов. Такие грузы, находясь в глинистом растворе, в связи
с различным значением электродных потенциалов у металлов, из которых
изготовлен груз, представляют один или несколько короткозамкнутых галы»

/	2	3 Ua, 4

Рис. 299. Влияние гальвацокоррозии груза на конфигура-
цию кривых £/СП1

1 — кривая кажущегося сопротивления последовательного градиент-
зопда M3A0.25B; 2 — кривая с грузом, удаленным на 3 м OT'anfH-
трода М; a — то я<е, с трупом, удаленным па 4,5 м от а ле пт рода М;

1 — то !цс, с грувом, удаленным па 8,5 от алектрода М.

ванических элементов. Внутренней цепью этих элементов является глина»
стый раствор, внешней —металл груза.

Потенциал электрического поля токов гальванокоррозии груза в среде,
окружающей груз, идентичен потенциалу поля постоянного тока, создан-
ного разнополярными заземлителями (разпометалличоскими деталями груза)
и, следовательно, зависит от удельных электрических сопротивлений этой
среды. При наличии гальванокоррозии кривая Um прямо или зеркально
повторяет кривую кажущегося сопротивления последовательного градиент-
зонда. При этом аномалии, возникающие па кривой Ucl[, созданные полем
гальванокоррозии в породах отличного сопротивления, смещаются от точки
записи кривой кажущегося сопротивления па расстояние (в масштабе за-
писи), равное расстоянию от электрода М до средней точки между разно-
металлическими деталями груза, создающими поле гальиаиокоррозии, и
резко уменьшаются с увеличением этого расстояния (рис. 299). Эта особен-
ность даст возможность установить наличие погрешностей в измерениях ^сп,
созданных потенциалами гальванокоррозии.

В связи с возможным искажением кривых Гсп гальвапокоррозией
следует стараться пе регистрировать кривые Uca с зондами, у которых
электрод М расположен иа небольшом расстоянии от груза, или изме-
рять Z7cn с изолированными грузами. Кривые UGW зарегистрированные
с искажениями, созданными гальванокоррозией, являются браком и непри-
годны для интерпретации.

§ 84.	ПОТЕНЦИАЛЫ ТЕЛЛУРИЧЕСКИХ И БЛУЖДАЮЩИХ ТОКОВ

Теллурические — земные электрические токи естественного происхо-
ждения, изменяющиеся во времени и пространстве, возникают вследствие
ряда физико-химических процессов, наблюдающихся в земле и окружаю-
щей ее атмосфере. К таким процессам, в частности, относятся: 1) изменение
ионизации верхних слоев стратосферы под действием солнечного и косми-
ческого излучений и напряженности земного электростатического поля;
2) перенос зарядов осадками и конвекционными токами в атмосфере; 3) элек-
трохимические (в частности, фильтрационные) и термоэлектрические про-
цессы, протекающие в земной коре.

В районах расположения энергетических установок постоянного тока
с заземленным фидером наблюдаются также изменяющиеся во времени
блуждающие индустриальные токи постоянной полярности. Этгг токи при
достаточной мощности электрических установок могут распространяться
на довольно значительные расстояния (до 10 гм и более) от местоположения
заземления (например, рельсового пути электрической железной дороги)
токонесущих линий.

Теллурические и блуждающие индустриальные токи, протекая в гор-
ных породах, создают разности потенциалов AIT, значения которых про-
порциональны средней величине плотности земных токов в данный момент-
времени, среднему электрическому сопротивлению q пород, залегающих
между точками М и N, в которых измеряются разности потенциалов AUX,
и расстоянию I между этими точками.

Электрические потенциалы теллурических и блуждающих токов в слу-
чае большой их интенсивности регистрируются при измерении потенциалов
собственной поляризации пород и тем искажают кривые Z7cn. На кри-
вых Uca появляется излишняя иззубренность и аномалии, не соответствую-
щие разрезу исследуемой скважины. Диаграммы Z7cn, искаженные теллу-
рическими и блуждающими токами, являются браком и по пригодны для
интерпретации.

Искажающее влияние блуждающих индустриальных и теллурических
токов в наибольшей степени сказывается при исследовании глубоких сква-
жин, расположенных в районах, сложенных породами высокого сопротивле-
ния (известняками, ангидритами, доломитами, гипсами, солью и др.), в кото-
рых даже при слабых теллурических токах могут наблюдаться значитель-
ные разности потенциалов, созданные этими токами. Большая разность
потенциалов теллурических токов наблюдается также в районах, прилегаю-
щих к арктическому поясу, что объясняется повышенной плотностью этих
токов в полярных областях.

Возпикповопие значительных разностей потенциалов, создаваемых тел-
лурическими токами в породах Приуралья, по-видимому, объясняется на-
личием меридионально-расположенного Уральского горного сооружения,
сложенного кристаллическими и осадочными, сильно метаморфизованными
породами высокого сопротивления. Теллурические токи, имеющие в Евро-
пейской части СССР и Западно-Сибирской низменности преимущественно
широтное направление, в Приуралье вытесняются с больших глубин на по-
верхность Земли породами высокого сопротивления. При этом увеличивается
плотность теллурических токов в верхних слоях литосферы и изменяется
их направление из преимущественно горизонтального в наклонное к поверх-
ности Земли, Возрастание вертикальной составляющей плотности теллури-
ческих токов увеличивает вертикальную составляющую разности потенциа-
лов, созданной этими токами, что и приводит к значительным искажениям
при измерениях потенциалов собственной поляризации пород в скважинах.

Разности потенциалов земных токов становятся особенно значительными
на тех участках земной коры, где в осадочной толще пород пониженного
•сопротивления, в которой распространяются токи, вытесняемые с больших
глубин, залегают породы высокого сопротивления, как, например, рифо-
вые известняковые массивы и соляные купола. Такие включения в свою
очередь вытесняют токи к поверхности и создают на крыльях структур осо-
бенно большие разности потенциалов теллурических токов, нередко исклю-
чающие возможность измерения Uca с необходимой точностью без специаль-
ных способов измерений.

Дип исключения искажающего влиянии теллурических и блуждающих индустри-
альных токов рекомендуется следующее.

1)	Проводить замеры Г/Сп в то время, когда интенсивность нестационарных земных
токов минимальна, например в ночное время, когда теллурические токи заметно умень-
шатся, или в часы минимального движения трамваев и электропоездов.

2)	Применять специальный трехэлектродный зонд. Два крайних электрода этого
аонда N, и Nt (рис. 300, в), длиной 25—50 м каждый, приключены к мостику из трех
постоянных сопротивлений’Гд., г, и г3 по 250 ом и одного переменного сопротивления
г4 до 500 ом. В одну диагональ мостика включается элемент Е, в другую (точка N и
средний электрод М зонда) —прибор, регистрирующий разность потенциалов. Электрод М
имеет обычные размеры, Перед началом измерений включают ключ К и, изменяя сопро-
тивление г4, уравновешивают мостик (равновесие мостика устанавливается по отсутствию
отклонения стрелки гальванометра потенциометра при включении ключа К)\ при этом
разность потенциалов поляризации предварительно компенсируется компенсатором поля-
ризации. Затем обычным способом регистрируют кривую Z7cn. Искажающее влияние тел-
лурических и блуждающих токов исключается тем, что эти токи в точках М и N создают
одинаковые потенциалы, разность которых в цепи MN практически равна пулю.

Так как электроды N 4 и^ имеют большую длину, то среднее значение ихяоте.нциала
сохраняется достаточно постоянным, в связи с чем кривая измеряемой разности потен
циалов между электродом М и точкой N становится идентичной кривой Z7cn зарегистри-
рованной при отсутствии теллурических и блуждающих индустриальных токов. В Связи
с незначительным изменением сопротивлений проводов и заземления для большинства
случаев можно вместо мостика применить схему со средней точкой. В этом случае заземле-
ния Ni иЛГа присоединяются к сопротивлению 800—1000 ом и измеряется разность потен-
циалов между заземлениями М и средней точкой N этого сопротивления (рис. 300, б).

3)	Применять «стабильный зонд», состоящий из обычного электрода М и электрода
N длиной 50—100 м (рис 300, в). В стабильном зонде электрод N игрист ту же роль,
что и электроды (V3 и (V, в трехэлектродном зонде. В связи с небольшим расстоянием
между электродами М и N искажающее влияние разности потенциалов, созданный тел-
лурическими и блуждающими индустриальными токами, практически становится
ничтожным.

4)	Регистрировать градиент Z7cn и затем графически строить кривую И(7СП. Гра-
диент (7СП замеряют между электродами М и (V, расположенными иа расстоянии 0,5—1 м
друг от друга (рис. 300, а). Благодаря небольшому расстоянию между электродами М
и N разность потенциалов блуждающих и теллурических токов становится ничтожной
и это дает возможность зарегистрировать кривую градиента Uсп без заметных искажений.
Однако графическое интегрирование кривых градиент Z7cn представляет собой трудоем-
кую операцию. При ее проведении легко внести погрешности, и этот прием может быть ре-
комендован лишь в тех случаях, когда первые три способа не могут быть использованы.

5)	Регистрировать контрольную кривую_^сп с неподвижным электродом М'
(рис. 300, &) и затем, учитывая сопротивление пород, слагающих разрез, вносить исправ-
ления в основную кривую [7].

а	б	в	г	д

Рис. 300. Схемы измерения потенциалов собственной поляризации пород при наличии
блуждающих земных токов.

а — схема 'грехэлектроцного зонда о балансировкой кулевой точки; б — то Hie, с высокими балластными
сопротивлениями; в — схема стабппьпого зонда; г — схема измерения градиента потенциала; б — схема
с контрольным измерением потенциала собственной поляризации па постоянной баае M'N'; М и N —
измерительные электроды; П — измерительный прибор; Мт — мост постоянного тока; й — балласт-
ные сопротивления; Э — элемент; К — ключ.

При измерениях Uca переменные во времени разности потенциалов,
иногда наблюдаются в тех случаях, когда вблизи от исследуемой скважины
бурят другую, и исчезают при прекращении бурения. Возникновение пере-
менных разностей потенциалов в этих случаях связано с индукцией а. д. с.
во вращающейся колонне бурильных труб магнитным полом земли и сейсмо-
электрическими эффектами, наблюдающимися при сотрясении почвы в про-
цессе бурения. При значительной интенсивности этих потенциалов регистра-
ция кривой Uca должна проводиться в периоды прекращения бурения скважи-
ны, при котором наблюдается появление переменных во времени потенциалов,

§ 85. МЕТОД СЕЛЕКТИРОВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ
СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

В методе селектированных потенциалов собственной поляризации, разработанном
фирмой Шлумберже [171], создаются искусственно условия, уменьшающие влияние
мощности пласта и сопротивления вмещающих пород на величину аномалии Uсп. Это обе-
спечивает возможность выделения по кривым селектированных потенциалов коллекторов
малой мощности, залегающих в породах высокого сопротивления.

В методе селектированных потенциалов собственной поляризации в скважину опу-
скается зонд, состоящий из пнти электродов — двух питающих Л' и Л", измерительного М
и электродов сравнении С и С". Электрод М закрепляется посредине зопда, заземления
А' и Л'' — по краям и электроды сравнения С и С" — вблизи от заземлений Л' и А"
(рис. 301). Второе заземление В питающей цепи и второй измерительный электрод. N
устанавливаются на поверхности.

34 Заказ 714.
Когда зонд находится против мощпого однородного пласта (например, пласта глин)
и ток в цепи А'А" — В отсутствует, потенциал точки М и среднее значение потенциалов
точек С' и С” равпы друг другу и, следовательно, разность потенциалов



2

Равенство потенциалов EZJJ и

(Е/С,Г+Е/С,)гл

-----—у-------- определяется при помощи измери-

тельного прибора 1 при отключенной



цепи прибора 2. Потенциал

2

в глинах измеряется по

6.

потенциалу электрода Л, установленного на
поверхности. При измерении этой разности потенциалов
отключается прибор 1, включается прибор 2 и изме-

отношению к

тг

ряется

AUTli =

(Uc, + Uc,)™

UN-

А'

С.

Когда зонд входит в мощный пласт, представленный
породой с мсныпим значением диффузиоипо-адсорбциоп-
иой активности относительно глин (например, песчаной
или карбонатной породой), по мере приближения зопда
к центру пласта потенциалы Uc, и Up. точек С’ и С"
становятся все более и более отрицательными. Однако
потенциалы этих точек при помощи заземлений А' и А"
могут быть увеличены до их значения в глинах. О этой
целмо через заземления А' и А" от источника тока 3
пропускается ток постоянного направления. Сила тока
измеряется и контролируется миллиамперметром 4. Уве-

Рис. 301. Схема измерения
селектиров а цпых поте нциа-
лов собственной поляри-
зации пород.

А' А" — питающие заземления;
М — измерительный электрод;
С С" — электроды сравнении;
Jits —приборы для измерения
разности потенциалов; з —
источник постоянного тока; 4 —
.миллиамперметр; s — реостат
регулирования силы питающего
тока; в — ключ; 1 — переклю-
чатель; В и N — электроды,
установленные иа поверхности.

личивая силу тока реостатом

чепне потенциала

т о с»

2

5, доводит среднее зна-
точек С' и С" до его зна-

лов UM —

(EZCz + £7c„)

(ис, + ис.)™
чения .......t-C в глицах, что устанавливается но при-

2

бору 2 (при отключенном приборе 1) и ио рапсе извест-
пому значению разности потенциалов /Шгл5 выполнен-
ному в глинах.

При этом, если порода И5 и И8 (рис. 302, а) с пони-
женной диффузионно-адсорбционной активностью имеет
большое удельное электрическое сопротивление (например,
представлена плотными известняком или песчаником, в
толще которого ниже зонда залегает пласт Я2 более пористой
породы пониженного сопротивления),то разность нотопциа-

будет по-прежпему равна пулю- Это объясняется тем, что ток от

В $

N

2

2

электродов А и А' будет протекать в основном по скважине в пласт Я8 повышенной пори-
стости и пониженного сопротивления. При этом в точке М возникает потенциал, равный
полусумме потенциалов в точках С' и С",

когда зонд будет пересекать проводящий пласт Я„, распределение тока изменится
так, как это показано на рис. 302, б. При этом между электродами М и С' (С") возникает
разность потенциалов (потенциал UM электрода М будет пижо потенциала Uc, электрода
G') и потенциала Uc, электрода С"„

Для определения разности потенциалов Uмс введем следующие обозначения: Z?„ и
Rn — соответственно сопротивления ствола скважины между электродами С' и С” и
радиальное сопротивление пласта Л2 (см. эквивалентную схему, рис, 302, в), Е —
разность (скачок) потенциалов па границе скважина — пласт Z7S; Z7J? — потенциал
электродов Св глинах; UN— потенциал зле.ктрода N; i—сила тока, отдаваемого
в пласт заземления А' и А". Вычислим разность потенциалов между электродами С и
АГ:
При равенстве потенциала электродов С потенциалу Z7g собственной поляризации
в мощном коллекторе ток по оси скважины будет отсутствовать. При этом

Рис. 302. Схемы распределения токов и кривые метода селектированных потенциалов
собственной поляризации пород (по Г. Г. Доллю).

а —'схема распределения токов при расположении аонда в непроницаемой породе высокого сопротивле-
ния; б — то же, против проницаемого пласта пивного сопротивления; в — знвивалеитвая схема сопро-
тивлений; а — кривые селентировавгюй разности потенциалов собственной полпривадви пород; 1— кри-
вая потенциалов собственной поляризации пород; 2 — кривая селектированной разности потенциалов
собственной поляризации (нулевое значение в песчаных проницаемых породах); з — то же (нулевое
значение в глинах); I’j, 1\, Гв, J’jj — породы высокой двффувиошю-адсорбциовпой активности (клипы);
Иг, Иг, Ид, Яо, Й10 — породы высокого сопротивления (извсстияпн); Ла, Я3, П7, Ло — породы
нивкой диффузионно-адсорбционной активности и малого сопротивления.

Последние две формулы дают возможность, исключив потенциал'!электрода и
разность потенциалов Е, вычислить силу тока;

^ + RB

в рассчитать разность потенциалов между электродами М. и С' (С"):
Эта формула может быть записана в более общем виде:



где zl/T^—значение селектированной разности потенциалов в изучаемом проводя-
щем-’пласте, залегающем среди пород высокого сопротивления; Е—разпость (скачок)
потенциалов на границе скважина— исследуемыйпласт; Uc^— среднее значение .потеи-

3



Рис. 303. Пример кривых селектированных потенциалов собственной поляризации гор-
ных пород.

I — кривая разности потенциалов на границе, скважина — пласт; II — то же, по отношению к потев-
пиалт в глинах; III — то же, селектированных потенциалов по отношению к потыщналу в проницае-
мых породах' IV — кривая потенциалов собственной поляризации; V — то же, с потеццпал-зопдсм;
Vj _ кривая'за регистрированная со сдвоенным градиент-вондом; 1 — плотные породы высокого сопро-
тивления' 2 — проницаемые породы; 3 — непроницаемые породы низкого сопротивления.

циалов электродов сравнения С' и С, созданных током i, проходящим через зазем-
ления А' я А"-

Наличие двух кривых (^Г7^)гл и (Л77£,д)п, записанных с двумя значениями потен-
(U^ + UcA™	(ис, + ис.)п

циала Uc, например в мощных глинах---------у—------и в мощных песках-------------,

дает возможность определить величину диффузионно-адсорбционной разности потенциа-
лов в пластах песков или глин малой мощности, залегающих среди плотных пород боль-
шой мощности и высокого сопротивления.

В этом случае

v £ч) *т~
Исключив дробь
тельно Е, получим

____
Ло 4-2-Rn

иа двух последних уравнений и решая их относ и-

(^)гл- (zWgg)n



_____MEQ™_________
(JE/^)n-(zlZ7^)ra

Условно принимая значение потенциала U™ за нулевое, последнюю^формулу можно
упростить

£==[/п___«)ГЛ

° (Л^е/)гл-0Спп)"

(444)

Метод селектированных потенциалов собственной поляризации пород дает возмож-
ность более четко выделять тонкие пропластки песков и глин среди пород высокого сопро-
тивления и точнее оценивать их диффузионно-адсорбционную активность, а следова-
тельно, и литологию.

На рис. 302, г приведены кривые, иллюстрирующие характер изменения селекти-
рованных потенциалов собственной поляризациив пропластках посков и глин, залегающих
в толще пород высокого сопротивления, и иа рис. 303 — пример из практики.

§ 86. МЕТОД ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ

В методе электродных потенциалов (как об этом говорилось в § 4, ч. 1)
измеряются разность потенциалов между двумя электродами, изготовлен-
ными из металла, возможно далее расположенного в ряду напряжений

Рис. 304, Схема лабораторной установки и кривые разности элек-
тродных потенциалов, зарегистрированные в сульфидной руде с
злектродами, изготовленными из различных металлов (по А. С. Се-
менову).

от металла, разведываемого рудного ископаемого. Один из электродов М
постоянно соприкасается со стенкой скважины, второй N находится в буро-
вом растворе (см. рис. 12, в).
При соприкосновении скользящего электрода М с рудным включением,
имеющим электронную проводимость, между электродами М и N возникает
разность потенциалов Ua, величина которой тем больше, чем больше разность
нормальных электродных потенциалов руды и электрода.

I Л

Рис. 305. Пример диаграммы электродных потенциалов в рудной сква-
жипе (по А. В. Мейеру).

а — кривая метода скользящих контактов,- б — кривая электродных потенциалов;
I — разрез скважины по данным бурения; II — то же, по геофизическим дан-
ным. I — углисто-глинистые сланцы; Я — мелко вкрапленная руда; a — сплошная
Руда; I — богатая вкрапленная руда; £ — песок.

Применяя при поисках тех или иных рудных включений электроды,
изготовленные из различных металлов, при пересечении зондом рудного тела
можно получить оптимальную разность потенциалов.

На рис. 304 изображены кривые разности потенциалов, полученные
А, С. Семеновым [165] в лаборатории при исследовании сульфидных руд
с электродами, изготовленными из различных металлов. Наибольшие зна-
чения разности потенциалов наблюдались при применении железных, цинко-
вых и особенно магниевых электродов. Из перечисленных электродов желез-
ные имеют конструктивное преимущество. Они обеспечивают возможность
изготовления надежных жестких (щеточных) контактирующих электродов.

На рис. 305 приведена кривая электродных потенциалов, зарегистри-
рованная в одной из скважин, вскрывшей рудные объекты. Из сопоставле-
ния кривых, изображенных на рис. 305, следует, что метод электродных
потенциалов отмечает аномалией только рудное тело, позволяя тем самым
во многих случаях однозначно решить задачу исследования.

Границы рудного тела отмечаются на кривых потенциалов электродной
поляризации резкими изменениями потенциала, позволяющими достаточно
точно установить мощность рудного включения, создающего аномалию.
ГЛАВА XI

МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

§ 87. ПРИРОДА ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПОРОД

Потенциалы вызванной поляризации пород возникают в результате
физико-химических процессов, происходящих в горных породах при про-
хождении электрического тока, а именно:

а)	между минералами с электронной проводимостью и соприкасаю-
щимися с ними растворами солей (пластовыми водами и фильтратом буро-
вого раствора) — окислительно-восстановительные процессы и, в частности,
электр од нал поляризация;

б)	на границе между непроводящими минералами и указанными раство-
рами — электроосмос, объемная и адсорбционная поляризации и электри-
ческая емкость породы;

в)	непосредственно в самих растворах — концентрационная поляри-
зация.

Остановимся несколько подробнее на природе указанных явлений,

ЭЛЕКТРОДНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Электродная поляризация наблюдается в породах, содержащих мине-
ралы с электронной проводимостью (сульфиды, некоторые из окислов, гра-
фит и самородные металлы). При прохождении тока на поверхности этих
минералов в участках входа и выхода тока выделяются продукты электро-
лиза (водород — в местах входа тока и кислород или хлор — в местах его
выхода). Выделяющиеся газы насыщают поверхности минералов с металли-
ческой проводимостью и образуют элемент с газовыми (водородными и кисло-
родным или хлорным) электродами. Образовавшийся элемент при выклю-
чении питающего тока разряжается и создает электрическое поле вызванной
поляризации. Потенциалы Um этого поля зависят от содержания в породе
минералов с электронной проводимостью.

Наиболее активными минералами являются сульфиды (особенно пирит,
пирротин, халькопирит) и графит. Менее активны окислы, обладающие
металлической проводимостью, в частности магнетит и гематит.

Величина потенциалов вызванной поляризации минералов с электрон-
ной проводимостью зависит от плотности возбуждающего тока. При малых
значениях плотности тока с ее увеличением наблюдается резкое возрастание
потенциалов вызванной поляризации. При дальнейшем повышении плот»
ности тока возрастание потенциалов становится все менее и менее интенсив-
ным (рис. 306, а, в и е).

При выключении возбуждающего тока сперва отмечается быстрое,
а затем постепенное убывание потенциалов вызванной поляризации пород
со временем. Этот процесс в зависимости от сопротивления среды, включаю-
щей рудные минералы, и их химического состава может продолжаться от
нескольких минут до многих часов. На рис. 307 приведены в виде примера
зависимости Uw = f (т).

В связи с тем, что разрядка микроэлементов происходит достаточно-
медленно, при увеличении и последующем уменьшении силы I и плот-
ности / возбуждающего тока наблюдается характерный ход кривой Z7Bn —
= /(/), по конфигурации подобной гистерезисной кривой намагничения
(см. рис. 306, а, б, в, г и ж).

При замере разностей потенциалов Пвп при назличных силах токов,
через равные промежутки времени площадь «гистерезисной» кривой харак-
теризует скорость разрядки образовавшихся" элементов. Чем больше пло-
щадь кривой, тем более устойчивы эти элементы.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Продукты электролиза, выделяющиеся при прохождении электриче-
ского тока через минералы с электронной проводимостью, во многих случаях
входят в химическое взаимодействие с минералом. Возникающие при этом
окислительно-восстановительные реакции, сопряженные с обменом заря-
дами между окисляющей и окисляющейся средами, создают на поверх-
ности окисляющихся минералов разность потенциалов и в окружающей
среде электрическое поле, по своему характеру тождественное полю электрод-
ной поляризации

Окислительно-восстановительные потенциалы наблюдаются в сульфи-
дах, окислах и высококарбонизированных каменных углях.

Процесс окисления сульфидов, например пирита, протекает по следую-
щей схеме. Выделившиеся при электролизе хлор и кислород в присутствии
воды входят в реакцию с пиритом по уравнениям:

2FeS2©7O2©2H..O =2FeSO4©2H2SO4

2FeS2 4- ЗС1 а © 4Н2О= 2FeCl3 © H8SO4©3H2S

Поверхность пирита, как об этом Говорилось выше, адсорбирует ионы
железа из образовавшихся растворов сернокислого и хлорного железа и
 аряжается положительно. В окружающей среде возникает отрицательны
заряд за счет вротивоионного слоя SO?” и С1~. При выключении тока
образовавшийся элемент разряжается и создает в окружающей среде элек-
трическое ноле вызванной поляризации»

Процесс возникновения вызванных потенциалов при окислении высоко-
карбонизированных каменных углей, по-видимому, протекает по следую-
щей схеме. При окислении угля, содержащего минералы с электронной
проводимостью, в водной среде в зонах выхода тока из угля будет происхо-
дить разрядка ионов Cl~, SOI"” и ОН” по следующим схемам:

4С1— -+ 4С1 -4 2Н2О 4- 4© = 4.НС1 4- 20 © 4©

2S0y -> 2SO4 4- 4© 4- 2Н»О = 2II2SO4 4- 4© © 20

4ОН“ -> = 40 4- 2Н2О © 4©

Выделяющийся атомарный кислород окисляет углистое вещество,
образуя карбоксильные соединения.

1 Процесс электродной поляризации с электрохимической точки зрении является
частным случаем окислительно-восстановительного процесса, при котором реакция
окисления и восстановления происходит с газообразными продуктами, выделяющимися
на поверхности проводника с металлической проводимостью при переходе этих продуктов
из ионного в атомарное состояние.
AU.B,f№	ZVS,,,№

Рис. 306. Зависимость вы-
званных потенциалов от
плотности (силы) возбуж-
дающего тока в различных
минералах и горных поро-
дах.

а — халькопирит; й — гематит;
в — донбасский антрацит; г —
глина; 0 — песчаник; в — наве-
сти як.

Рис. 307. Кривые изменения потенциалов вызванной поляризации во времени,
^вп

«—кривые —(т1> 1 ~ каменный уголь; 2 — песчаник; б — кривые Ц'вп = / (т) в чолулога-
иВП

рифмичесиой системе координат; 3 — железо. Лж = 225 сек ; 4 — известили, Я^ = 25., л|~225 сек.;

5з = 150 сек,, я“ = 190 сек.; в ~ доломит, = 19 сек., Л^=65 сек., Л§=135 сек.; в —песча-
ник ^=30 сек., ^=85 сек., А?= 155 сек.
В результате происходящих реакций поверхность угля заряжается
отрицательно, а раствор, соприкасающийся с углом со стороны выхода тока,
обогащается кислотами, что подтверждается следующим опытом [178]. Если
поместить в ванночку 2, изображенную на рис. *308, образец высококарбо-
низированного каменного угля и заполнить отделения 3 и 4 ванночки рас-
твором КС1, например концентрации 0,1 и. с нейтральной характеристикой
(pH — 7 -г 8), то после пропускания тока в отделении ванночки, с которым
соединен отрицательный полюс источника тока, будет наблюдаться резкое
уменьшение pH в связи с увеличением концентрации водородных иоиов

Рис. 308. Схема измерении потенциал он вызванной поляризации на образцах горных
пород.

а — схема намерения; измерительные ячейки; б — парафиновая ванна; » — резиновая гильза;
г — U-образпая трубка. I — образец; Я — парафиновая ванночка; 3 и 4 — отделения ванночки, запол-
ненные раствором электролита; S — сифоны; в —электродные стаканы с насыщенными каломепевыми
электродами, заполненные KOI; 7 — потенциометр-, 8 — пульсатор; s — питающая батарея; ю — эле-
мент потенциометра; и — реостат, регулирующий яапряжсплс; 12 — вольтметр; 13 — реостат для ре-
гулирования числа оборотов пульсатора; 14 — источник питания мотора пульсатора; В — магазин
сопротивления 1—100 сш; А и В — питающие злентроды; М и N — электроды, измеряющие потенциалы
вызванной поляризации пород,- М' a N' — электроды, измеряющие, величину омического падения напря-
жения на образце.

образовавшейся кислоты. Одновременно с этим будет изменяться поверх-
ность угля, которая со стороны выхода тока покрывается матовым налетом,
характерным окисленному состоянию углей. Со стороны положительного
электрода отмечается возрастание pH, причем поверхность угля блеска не
теряет.

Потенциалы окислительно-восстановительной поляризации пород, так
же как и потенциалы электродной поляризации, возрастают с увеличением
плотности тока, причем тем- более интенсивно, чем меньше эта плот-
ность.

После выключения тока потенциалы окислительно-восстановительной
поляризации уменьшаются с течением времени; характер этого процесса
однотипен с изменением во времени потенциалов электродной поляри-
зации.

Так как при электролитическом окислении и восстановлении минералов,
составляющих породу, одновременно окисляются и восстанавливаются
газообразные продукты электролиза при переходе их из ионного состояния
в атомарное, то потенциалы окислительно-восстановительных реакций не
отделимы от электродных и практически должны рассматриваться как след-
ствие одного общего окислительно-восстановительного процесса.
ЭЛЕКТРООСМОС

Потенциалы вызванной поляризации электроосмотического происхо-
ждения (В. Н. Дахнов) возникают в результате избирательной адсорбции
из раствора ионов одного знака частицами породы. В этом случае раствор,
насыщающий поровое пространство породы, приобретает заряд другого*
знака и при приложенном извне напряжении перемещается к электроду
противоположной полярности. При движении раствора будет повышаться
давление жидкости в порах породы в направлении ее течения. При выклю-
чении тока под действием возникшей разности давлений поровые воды будут
перемещаться в обратном направлении, что приведет к возникновению по-
тенциалов течения. Величина потенциала течения будет зависеть от струк-
туры породы, ее химического состава и концентрации солей, растворенных
в поровых водах.

Так как количество жидкости, протекающей через капилляр при элек-
троосмосе, пропорционально силе проходящего тока I, f-потенциалу, ди-
электрической проницаемости е, удельному электрическому сопротивлению р
и вязкости р жидкости, то и давление жидкости и возникающие мосле выклю-
чения тока потенциалы течения будут линейно зависеть от силы (плотности)
возбуждающего тока, величины f-потенциала, электрических свойств
(е и q) и вязкости р жидкости, заполняющей поровое пространство породы.

ОБЪЕМНАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Потенциалы объемной поляризации (М. Г. Латышова) возникают при
смещении в электрическом поле иоцов, адсорбированных* поверхностью
частиц, образующих породу. После выключения электрического тока двой-
ной электрический слой, деформированный объемной поляризацией, воз-
вращается в исходное состояние, что приводит к смещению зарядов и воз-
никновению тока вызванной поляризации.

Сущность потенциалов объемной поляризации, может быть установлена
на примере поляризации сферической частицы в однородном электрическом
поле напряженности:

E=4q,

где / — плотность поляризующего тока; q — удельное электрическое сопро-
тивление среды, в которой находится частица.

Из теории электрического поля известно [175], что при внесении в одно-
родное электрическое поле сферической частицы радиуса а (рис. 309, а),
имеющей сопротивление p,t, отличное от сопротивления q вмещающей среды,
потенциал этого поля изменяется на величину

AU =	гт

где U — значение потенциала в исследуемой точке до внесения частицы;
R — расстояние от центра частицы до этой точки.

Следовательно, при внесении сферической частицы бесконечно большого-
сопротивления рц = со в однородное электрическое поле его потенциал при-
мет следующее значение:

U' =и + ли = (1 +	= (1';+	(&° - R cos 0Е), (445)

где Ue — величина потенциала поляризующего поля в центре частицы.
Ионы двойного электрического слоя (рис. 309, б) будут смещаться под
действием тангенциальной составляющей

Е9 =

RdO )R~a +

Е sin 9 = -тр- Е sm О
Л

(446)

напряженности поля U' и поляризовать частицу.

Наибольшее смещение иоиов будет наблюдаться в «экваториальной» об-
ласти при 9 = л/2.

При смещении ионов в «полярные» области частиц в этих областях будет
изменяться концентрация водородных ионов, от которой зависит структура
двойного электрического слоя, окружающего частицу.

а	б

Рис. 309. Схема, поясняющая объемную поляризацию
породы.

а — электрическое поле вблизи частицы породы; б — поляризация
двойного электрического слоя.

Судя по длительности спада потенциалов вызванной поляризации со
временем, о чем будет подробнее сказано ниже, поляризация, вероятно,
захватывает наиболее глубокие  области двойного электрического слоя,
сформированные отдиссоциированными ионами гидролизированных молекул
твердой фазы. Эти ионы, относящиеся к трудно растворимым соединениям,
при прохождении электрического тока практически не отрываются от частиц
и создают объемную поляризацию с вектором поляризации Р, числовое
значение которого будет пропорциональным величине приложенного напря-
жения Е. Следовательно, вектор Р будет пропорционален плотности поля-
ризующего тока и удельному сопротивлению исследуемой среды.

Так как?'количество ионов, смещающихся в электрическом поле и соз-
дающих поляризацию частицы, пропорционально поверхности частиц, то
вектор поляризации должен находиться в прямой зависимости от удельной
поверхности So этих частиц, соприкасающихся с растворами:

p =	=	(447)

где С и Ct = ЗС — коэффициенты, зависящие от химического состава твер-
дой и жидкой фазы (в частности, величины С-потенциала); а — средний
радиус частиц.

При поляризации линейного образца породы длиной I на его концах
возникает разность потенциалов вызванной поляризации:

AUж- = Е.Л = 4лР/ = I.	(448)

JMJ.	J511	О	'	'
Безразмерный коэффициент

j ^вп 4яС\
~ а -

называется вызванной электрохимической активностью породы (см. § 88).

Чем больше приложенное напряжение, а следовательно, сила 7 и плот-
ность j поляризующего тока, тем значительнее будут смещены заряды и
больше величина разности 4Z7Bn потенциалов объемной поляризации пород,
Линейная зависимость потенциалов объемной поляризации от силы и плот-
ности возбуждающего тока подтверждается лабораторными исследованиями,
выполненными на обломочных песчано-глинистых породах (см. рис. 306, д').

В области достаточно высоких напряжений прямая пропорциональность
смещения ионов приложенному напряжению не наблюдается, и при дальней-
шем повышении уже достаточно больших значений U и / зависимость =
— j (JZ7) — / (/) возрастает все меиее и менее интенсивно, т. е. так, как
это наблюдается при электродной поляризации пород (см. рис. 306, а и в).

ГИПОТЕЗА АДСОРБЦИОННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Эта гипотеза (В. Ванье) предполагает адсорбцию поверхностью частиц,
составляющих породу, ионов, передвигающихся в электрическом ноле под
действием внешнего (поляризующего) напряжения. Чем мопсе концентри-
рован раствор, заполняющий поровое пространство и, следовательно, чем
более беден ионами слой адсорбированной воды и чем больше находится
в породе глинистых минералов, обладающих большой адсорбционной спо-
собностью, тем в большей степени адсорбируются из раствора движущиеся
в электрическом поле ионы (например, катионы при токе положительного
направления) и сильное поляризуется порода.

При выключении возбуждающего тока потенциалы вызванной поляри-
зации электроосмотического и объемного происхождения уменьшаются со
временем, причем их убывание происходит более интенсивно, чем убыва-
ние потенциалов окислительно-восстановительных реакций.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. ПОРОД

В гипотезе электроемкостного происхождения потенциалов вызванной
поляризации, предложенной К. Шлумберже, зернистая горная порода рас-
сматривается как среда, составленная из большого числа микроконденса-
торов, обкладками которых является раствор, а диэлектриком — частицы,
составляющие породу. При пропускании тока частицы породы заряжаются.
При прекращении тока наведенный заряд стекает в окружающую проводящую
среду и создает в последней разность потенциалов вызванной поляризации.

Малая вероятность возникновения значительных вызванных потенциа-
лов емкостного происхождения в условиях, когда обкладки микрокондон-
саторов замкнуты низкоомным раствором, дает возможность предполагать
второстепенное значение электрической емкости зерен породы в механизме
создания потенциалов вызванной поляризации.

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Вызванные потенциалы концентрационной поляризации, впервые уста-
новленные работами Ленинградского научно-исследовательского физиче-
ского института (НИФИ) \ возникают вследствие изменения концентрации

$ Отчеты по работам НИФИ за П и IV кварталы 1935 г. и сводка по работам
растворов при прохождении электрического тока через породу. Как показали
указанные выше работы, при прохождении электрического тока через
ячейку, заполненную кварцевым песком, насыщенным хлористым натрием,
наблюдается повышение концентрации раствора в зоне входа тока и умень-
шение концентрации в зоне выхода тока из ячейки [4J. При прекращении
тока вследствие разности концентраций растворов в породе возникает раз-
ность потенциалов, тождественная диффузионно-адсорбционной разности
потенциалов собственной поляризации пород.

§ 88.	ВЫЗВАННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ

Свойство горных пород поляризоваться при наложении внешнего элек-
трического ноля оценивается следующими безразмерными параметрами.

а)	Вызванной электрохимической активностью породы

зг7вп Яцн iimp

~дй~ = ~Е~~ = ~Ё~ •	(450>

где AU и Е — разность потенциалов и напряженность внешнего (поляри-
зующего) поля; zJC/'bh и 2?вп—то же, поля поляризации; Р — вектор
поляризации.

б)	Электрической восприимчивостью пли коэффициентом поляризуемо-
сти породы

^ = 4-4-	•

Проведенными исследованиями установлена заииепмость вызванной
электрохимической активности от напряженности внешнего (поляризую-
щего) поля при достаточно высоких ее значениях. Поэтому для сравнитель-
ной оценки изучаемого свойства горных пород целесообразно пользоваться
величинами вызванной электрохимической активности, определенными при
напряженности внешнего поля, стремящейся к нулю, при которой

4 —	— [ £гзп1

в \ 4 й /ди — о \ А /Е О
мало зависит от Е,

Измерениями вызванной электрохимическом активности образцов гор-
ных пород установлена зависимость этого параметра от минералогического
(химического) состава пород.

В породах, содержащих минералы с электронной проводимостью и осо-
бенно легко окисляющиеся минералы, вызванная электрохимическая актив-
ность возрастает с увеличением количества этих минералов в единице объема
породы.

Наибольшая электрохимическая активность наблюдается у чистых
высокоактивных минералов — в сульфидах (пирите, халькопирите, сфа-
лерите) и высококарбонизировапных каменных углях, у которых потенциалы
вызванной поляризации имеют окислительно-восстановительную природу.
Значительно менее активны некоторые окислы (гематит, касситерит и др.)
 и низкосортные каменные угли. Еще меньшей активностью характеризуются
породы, содержащие рассеянные включения высокоактивных минералов,
как, например, пирлтизированпые осадочные и изверженные породы.

Характерной особенностью вызванной электрохимической активности,
возникающей в результате окислительно-восстановительных реакций и,
в частности, электродных процессов, является большая зависимость этого
параметра от напряженности внешнего поля, Эта зависимость наблюдается
(>. омн

Рис. 310. Зависимость
потенциалов вызванной
поляризации песчано-
алевритовых пород от
удельного сопротивле-
ния вод, насыщающих
породу. Цифры у кри-
вых указывают проница-
емость породы в мил-
лидарси (по М. Г. Ла-
тышовой).

даже при относительно небольших значениях Е, причем при возрастании Е
величина Лв уменьшается. Минералы и горные породы, вызванная электро-
химическая активность которых так же, как и у металлов, резко зависит
от величины напряженности внешнего поля, в дальнейшем будем называть
минералами и породами с металлоэлектрическими свойствами или металло-
электрическими минералами и породами. К таким породам и минералам
относятся указанные выше сульфиды и высококарбонпзированные каменные
угли.

Вторым характерным признаком металлоэлектрических минералов и
пород является величина времени, необходимого для разрядки поляризован-
ного минерала или породы. Это время у металлоэлек-
трических пород и минералов значительно больше,
чем у остальных пород, не обладающих явно выра-
женными металлоэлектрическими свойствами.

В обломочных породах, не содержащих замет-
ных количеств мсталлоэлсктрических минералов,
вызванная электрохимическая активность имеет
объемно-поляризационную природу.

В этом случае при отрицательных значениях
f-потснциала величина вызванной электрохимиче-
ской активности возрастает с увеличением абсо-
лютного значения f-потенциала и находится в пря-
мой зависимости от удельной поверхности частиц,
составляющих породу.

Эти зависимости подтверждаются эксперимент
тальными данными, установившими следующее.

1.	Уравнение (448), показывающее пропорцио-
нальность потенциалов вызванной поляризации
удельному сопротивлению породы, справедливо
лишь при удельном сопротивлении поровых вод,
превышающем 0,7 ом м (рис, 310). При более низ-
ких удельных сопротивлениях вод, насыщающих
поровое пространство породы, потенциалы вызван-
ной поляризации падают значительно интенсивнее,
чем уменьшается сопротивление. Это объясняется
резким снижением величины f-потенциала при
высоких концентрациях растворов.

2.	В песчано-глинистых породах вызванная активность находится в
прямой, почти пропорциональной зависимости от удельной поверхности
зерен, составляющих породу (рис. 311, б). Так как величина поверхности
увеличивается с уменьшением диаметра зерен и между диаметром зерен и
коэффициентом проницаемости пород существует обратная зависимость,
то потенциалы вызванной поляризации и вызванная электрохимическая
активность песчано-алевритовых пород зависят от их проницаемости и убы-
вают с увеличением последней (рис, 311, а).

При очень высокой дисперсности пород с увеличением 'степени их дис-
персности и с уменьшением проницаемости пород потенциалы вызванной поля-
ризации резко уменьшаются, и в чистых глинах вызванная электрохимиче-
ская активность практичести равна нулю (см. рис. 306, д, табл. 25). Резкое-
снижение вызванной активности у глин [187], а также у слабо насыщенных
водоносных песков '[184], по-видимому, объясняется повышенной концен-
трацией поровых вод у пелитовых пород, в условиях которой вызванная
электрохимическая активность А3 резко уменьшается.

Кроме того, вызванная электрохимическая активность обломочных
пород, не содержащих металлоэлектрических минералов, убывает с увели-
Таблица 25

Вызванная электрохимическая активность Ав и электрическая
восприимчивость (коэффициент поляризуемости) хэ некоторых
песчано-глинистых горных пород

(при сопротивлении насыщающих вод болоо 0,65 ом м)

Горные породы	Ав X Ю3	иэХ 104
Пески и песчаники крупнозернистые и грубо-		
зориистыо		0,3—1,0	0,25—0,8'
Йески и песчаники средпезорнистые		0,8—5,0	0,65—4
Пески и песчаники мелкозернистые и тонко-		
зернистые		3—20	2,5—16
Алевролиты		10—30	8—25
Алевролиты глинистые 			0—30	0—25
Глиньц (при насыщении водами достаточно		
высокой ^минерализации)		0	0

О

Примечание. Значение Ав настоящей таблицы связано с величинами Ап>
приведенными в ранее вышедшей работе автора [7] следующим соотношением
АВ’~2АВ/РП, где Рп — параметр пористости породы.

Рис. 311. Зависимость вызванной электрохимической актив-
ности песчано-глинистых пород от проницаемости и удельной
поверхности.

а—зависимость Ав от проницаемости породы; 6 — тоже, от удельной
поверхности.

чением влажности породы; вызванная электрохимическая активность воды
равна нулю.

В лаборатории вызванная электрохимическая активность образцов
горных пород измеряется на установке, схема которой изображена на
рис. 308. Для измерения вызванной электрохимической активности опре-
деляется сила I поляризующего тока, разность потенциалов вызван-
ной поляризации и сопротивление R образца породы. Зная	I и R,

рассчитывают Лв по формуле

----б г- 

35 заказ 714.
Вместо определения 7? и I лучше измерять разность потенциалов AU
поляризующего ноля, установив для этого измерительные электроды на тор-
цах образца и измерив AU при прохождении тока. В этом случае

Для пород высокой активности расчет Ао будет более точным по фор-
муле

А —

“ W-Ht/вп ’

так как в связи с поляризацией породы измеряемая разность потенциалов
AU уменьшена на Ji7Bri.

Наряду с изучением вызванной электрохимической активности горных
пород представляет интерес исследование временных зависимостей, опреде-
ляющих характер убывания потенциалов вызванной поляризации после
выключения внешнего (поляризующего) поля.

Измерения показывают, что после выключения поляризующего поля
разность потенциалов (7ВП уменьшается со временем т. При этом характер
зависимости Ивп— / (т) у различных горных пород по одинаков. В простей-
шем случае при поляризации однородного металла функция Um - / т)
подчиняется экспоненциальному закону

= ^вп° « ' ,

где Пвп — разность потенциалов искусственно вызванной поляризации в
начальный момент наблюдения; Лт — постоянная времени, зависящая от
свойств среды.

Для определения постоянной /т зависимость Uim от времени вычер-
чивается в полулогарифмическом масштабе (см. рис. 307, б); по оси абсцисс
в арифметическом масштабе откладывается время т; по оси ординат в лога-
рифмическом масштабе — разность потенциалов Umi вызванной поляриза-
ции. Угловой коэффициент прямой £7ВЦ = / (т) опредтеляе постоянную
времени zT = tg а.

Для горных пород, состоящих из минералов различного химического
состава, зависимости потенциалов вызванной поляризации пород от времени
более сложны, В этих условиях зависимости С7ВП = / (г) в полулогарифми-
ческой системе координат могут быть разложены на ряд прямолинейных
отрезков. Такой характер кривой С7’вп = / (?) дает возможность предпола-
гать, что в горных породах функция Z7Bn = / (т), возможно, является сум-
мой экспоненциальных зависимостей с различными достоянными вре-
мени Л (рис. 307 б).

И. И. Ракитяиский [184] выделяет две основные экспоненты: одну
быстро спадающую с малым значением zT и вторую долго спадающую с боль-
шим Лт. Наличие медленно и быстро спадающих экспонент, на наш взгляд,
по-видимому, связано с поляризацией внутреннего — более плотного гид-
ролизного (медленная составляющая) и внешнего — диффузного (быстрая
составляющая) ионных слоев.

Для некоторых песчаников при измерениях зависимостей Um = / (т)
в скважинах было установлено, что после пропускания тока положительного
направления спадание ?7ВП со временем происходит медленное, чем после
пропускания тока отрицательного направления. Время, в течение которого
потенциалы вызванной поляризации пород практически исчезают при про-
хождении тока положительного направления, исчислялось десятками минут.
У доломитов отмечалось постоянство изменения UVI[ при токах различного
направления. В известняках наблюдались случаи, когда за резким сниже-
нием потенциалов вызванной поляризации в первый момент после выключе-
ния тока отмечалось небольшое возрастание Z7Bn и далее плавное снижение
Цвп до пуля. Приведенные материалы показывают на сложность процессов,
происходящих при разрядке поляризованной породы. Возможно, что
в дальнейшем зависимости £/гзп = / (т) смогут быть использованы для вы-
яснения минерального состава и структуры горных пород в скважинах.

§ 89. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ

Изучение электрического поля потенциалов вызванной поляризации
горных пород начнем с наиболее простого случая, когда скважина диаметра
do пересекает однородную и безграничную среду, вызванная, электрохимиче-
ская активность которой Ав, п отличается от активности Лв,о среды, запол-

няющей скважину; величину
последней примем равной
нулю. Это близко к действи-
тельности, так как буровой
раствор имеет малую вызван-
ную электрохимическую ак-
тивность.

Для решения задачи
введем сферическую систему
координат AROyj (рис, 312, а),
начало которой расположим
в точке А и полярную ось
направим вдоль оси сква-
жины. Обозначим через L и
7?м расстояния от измери-
тельного электрода М соот-

z

Рис. 312. К выводу формул, определяющих значе-
ние потенциала электрического поля вызванной
поляризации пород иа оси скважины,
а — пласт неограниченной мощности; б — то же, ограни-
ченной мощности ft.

Рви

—dll’-

dv

б



ветственно до заземления А и элементарного объема dv пласта с координа-
тами R, 0 и S'1.

При включении тока элементарный объем dv пласта поляризуется
с моментом

7 mi	’j	old-V	A-apIdv

dp -Pdv = - n&jdv =	,

где P — вектор поляризации — дипольный момент единицы объема породы;
иа и Q — ее электрическая восприимчивость и удельное электрическое
сопротивление; j —плотность тока, проходящего через элементарный объем
Av; 1 — сила тока, отдаваемого заземлением А2.

1 Задача впервые была решена В. М. Добрыниным, аспирантом кафедры промысло-
вой геофизики МНИ [179].

2 В дальнейшем изложении знак минус в правой части формул опускаем, так Как
после выключения тока поляризованный объем породы во внешнем’пространстве создаст
электрическое поле, нотенппал которого в точке М будет выше потенциала в любой .дру-
гой более удаленной точке,
Поляризованный объем dv породы создает в точке М электрическое

поле, потенциал которого

и

Но так как

<Я7вп =^cosRBM
rm

HBoIdv COS НПд/

4л R2R^f

R2f =R2 + L2_2RLcos0

cos RRm

2RRjW

R — Z cos#
R2k

TO

g	hqq! (R — L cos 9) Rs sin ddRd&dip. _ xbqI (R — L cos9) sin OdRdOdy

J nI1 ~ “4raR8" ' (R>4-£2 — 2R£ cos 0)3R	“ “ 4л (R2-|-£2 — 2RZ cos9)’78" '

Потенциал вызванной поляризации в точке М, созданный всем объе-
мом поляризованной породы:

тт MpgZ Г Г Г (R — L cos 9) sin OdRMdip______

вц — " 4л J J J ’ (R2+ECT2R£'cUs7)8/«
го 0 0'	'

slnfl

__	Г Г (R — L cos 9) sin QdRdf)

2~ J J	(R2-4-Z,2 — 2R£cos9)’/»

то 0

sm«

Введя вместо R новую переменную

H2 = R2 + L2-2RLcos(5,
приведем интеграл по R к следующему вычисляемому виду:

(R — L cos 0) dR
(R24-£2 — 2R£cos 9)а/2

sin в

р’ ') +W — 2tqL Cig fl

__ ____________sin 0____________

У z'q -I-Z,2 sin8 9—ro-Rsin 29
’ после чего получим

sin2 Odd

]/1-|-Z,2 sin2 9 — £r sin 29

o

A5/ F(Lr),
Wo '

(452)

где Lr =------размер зонда для измерения потенциалов

го

ризации, выраженный в радиусах скважины, и

вызванной поля-

У 1-+-ЬТ2 sin2 9 — Lr sin 29

sin2 9<Z9

функция от Lr, приведенная иа рис. 313. Числовые значения функции F (Lr)
.для различный Lr получены графическим интегрированием выражения (452).
. Из графика функции FfL,) следует, что для всех размеров зонда L <
< 0,5 го значения F (LT) мало отличаются от значения этой функции при
Lr = 0, т. е. для зонда с совмощсппым питающим А и измерительным М
электродами.

Для этого зонда (L = 0)

F (L-r) = л/2,

и, следовательно, для зондов с L—>0

Umi =	1F СМ = ~м~ =		(453)

4л«о	1 oufl	2u()	'	1

Растет поля потенциалов вызванной поляризации при пересечении
скважиной пласта ограниченной мощности выполним для наиболее простого
случая, когда пласт, вмещающие породы и буровой раствор, заполняющий

Рис. 313. Зависимость функции 2/лГ (£г) от отноше-
ния Lr = — дия различных значений отношения
го

/id = h/da (шифр кривых). Точками показаны значения
2/лР (Л,-), полученные экспериментально (по В. М. Доб-
рынину). ,

скважину, имеют одинаковые удельные электрические сопротивления
(gB = £вм = до) и вызванная электрохимическая активность 4В1П (электро-

^в, П \

химическая восприимчивость и8,ц ~—^—) пласта на много превосходит
вызванные электрохимические активности А и 4В, о вмещающих пород
и бурового раствора; значения последних условно принимаем равными
нулю.

Допустим, что расстояние!- между измерительным электродом и питаю-
щим заземлением столь мало, что электрод М и заземление А можно считать
расположенными в одной точке. Выше было показано, что это условие со-
блюдается, если L < 0,5 го, что обычно выполняется при измерениях потен-
циалов вызванной поляризации с четырехэлсктродным специальным зондом
АМА В (см. § 93).

Для решения задачи воспользуемся цилиндрической системой коорди-
нат ARZ4? (см. рис, 312, б), начало которой расположим в точке А и ось Z
совместим с осью скважины. Обозначим через zi и R соответственно расстоя-
ния от источника тока до подошвы пласта и до элементарного объема dv
пласта с координатами гиг.
При включении тока I элементарный объем dv — rdrdzdy пласта поля-
ризуется с моментом

dp= xaiaQj'dv =

«а, и QId_^_
~'4лК»~

иэ п p/r dr dz dip

Im (гг 4-z3)

и создает в точке М потенциал

Pdv Ka nQlr dr dzdip
»	= -цГ = 'zm (гг + г^

Рис, 314. Теоретические кривые потенциалов вызванной поляризации в однородной
среде в случае пересечения пласта ограниченной мощности Л с вызванной электрохими-
ческой активностью Ап р отличающейсн от вызванной электрохимической активности
U	JZ1’’’

вмещающих пород, равной нулю (а), и зависимости—=/ (hd) (б, кривая 1) и —& - =
^Вп
— f (/и) (б, кривая 2).

Потенциал вызванной поляризации в точке М, созданный всем
поляризованного пласта:

объемом

no Z[-^-h 2;

U вп =

4л J J .)

TO Z1 о

i«AL.al.ct

'Я'о	1	О|2;1

r <» ziH-Л
rdrdzdip ____ ^э,	/" f rdrdz

(r’ + z2)8 ~	2 J J '(',s+^2)

ro zi

A, n8d '	. г1~ьй- , zi \

ai'c ta-----------arc tg — .

8ло'о ,	6 r0	6 >’o /

%, Н et

Если обозначить -2,1 = za и = hd, получим
«0	ай

#ВП = ~^~-[arC Ь8 2 (zd + /га) — arc tg 2zd].

(454)

На рис. 314, а изображены кривые изменения потенциала вызванной
поляризации, рассчитанные по формуле (454), для пластов различных мощ-
ностей.
В центре пласта при za -----g-/id

^вп ° = ^Г~(агс hd+ агс	агс tg (455)

В пласте бесконечно большой мощности

макс _ п . Лп, ugJ _ ^1П и gf
вП(Л.=сю) 2	8rf0 '	1JO /

{ранее полученный результат, см. формулу (453)].

Из сопоставления формул (455) и (456) следует, что отношение

маис	-^в, п &

l.iri	\ndr.	. ,	2	. ,

-“маш:---- = --Д, д07 ЭГС	~ ЭТО

ВП(*=~) X ”

возрастает с увеличением мощности пласта (рис. 314, б, кривая I). Прак-
тически . Г7вп° в пласте конечной мощности не отличается от значения
потенциала С7ви'(/1=«>) при /гй > 12, т. е. при значительно ббльших значениях,
чем при собственной поляризации пород.

На границе пласта zt — О

^п=-^^агсЬ£2/гсг.

OJTUq	°

Отношение

_£вп — п ч аго ‘S 2l,<i

^вп" ° ',rctS^	(4Ь/)

при hi —> 0 стремится к 1 и при Ad-+oo к 0,5. Практически Z7bii= 0,5{7вп°
при hd>5. Зависимость(йй) приведена па рис. 314, б, кривая 2.
^вп

Когда удельное сопротивление gn пласта отличается от удельных сопротивлений g0
бурового раствора и gBM пород, подстилающих и покрывающих пласт, решение задачи
значительно осложняется. Даже в наиболее простом случае, когда пласт имеет бесконечно
большую мощность, выражение для плотности тока в среде, окружающей скважину,
оказывается стиль сложным, что числовые расчеты практически становятся невыполни-
мыми. В этих условиях приближенное решение задачи может быть получено при помощи
электроинтегратора. С этой целью па сотке интегратора моделируется*пласт бесконечно
большой мощности, удельного сопротивления gn = /<п о <?о> пересеченный скважиной
диаметра <1п, заполненной буровым раствором удельного сопротивления g0. Далее, на мо-
дели вдоль направлений, проведенных под различными углами 9 к оси скважины, опреде-
ляется зависимость изменения потенциала (7 от расстояния до источника тока А [179]. По
данным этих измерений эмпирически устанавливается вид функции:

U = F(R, 0).

Далее, вычисляются

=	(R 9).

1 ев SR	еп v

момсат поляризации элементарного объем1 а

= *э,л QB1&V = —— dv,
и потенциал электрического поля в точке М, совпадающей с точкой Л:

TT Г Pdv Ai,
£'ВП / R2 2л

и

Г /• Г F' (К, 0) Нг sin 9dRd9dy>

J J 7	R*

To 0	0

sin 0

Л

= ЛВ,„ у у* F(R,0)sm0dRd0.

TO b

Bln в

В. М. Добрынин установил, что в достаточно широких пределах изменение угла 0
функции U = F (R, 0) весьма мало зависит от 0 и может быть пред-
ставлено следующим эмпирическим уравнением:

-ь Г|)

U = ^e	в,	(458)

4лН	'	'

где коэффициент b < 1 является функцией р п 0 = еп/е0- Числовые значения коэф-
фициента возрастают с увеличением отношения /<п 0

В связи со значительным удалением области, расположенной в пределах полярного
угла 6 от 0 и до л/6, от измерительного электрода М неточность определения функции U
в этой области мало сказывастсн на nm'ei ральном значении потенциала вызванной поля-
ризации. Поэтому для всего поляризованного пространства можно принять

U= F (В, 0) =	«~Ь	~ F (И)

И, вычислив

1 du _ I (“ТГ"1-1)	/ В— Ъг0 “ТГ

1 ов ’ dR 4л ’ R2 е 4л ’ R3 е
рассчитать момент поляризации

dp~ —'-------

4л

элементарного ооъема:

R—Ьг0	,	R—Ьг0 -

—— е к dv — dpB----------— е

Ьто_
R

где dpB — момент поляризации элементарного объема в том случае, если бы изучаемое
пространство было однородным и заполненным средой удельного электрического
сопротивления оп-

Согласно принципу взаимности поляризованный элемент объема dv создает в точ-
ке М (zl) элементарный потенциал

2Ьго

^[j — dp dp _хо,ввц1 (R—5г0)2е	В

R2 ' dpv ~ 4л ’ R»

и следовательно, в точке М, совпадающей с заземлением А, потенциал электрического
поля вызванной поляризации

ОО п 2я	—2Ь

г, кэ,п0г/ /•/•/ (R-Msc R IVsinOdRdOdv

и~~ 4л 7 7 /	R»

rp О О

Bln О

«Э> П?П /

со п

sin е

— 9^ u

(R—br0)*e R sin 0dRd0

11*

(459)

Введя новую неременную

25г0
R

261'odR

R8 >

R — Ъго л , и

R	2 ’
получим

(Н-6г0)27?

R4

ЬГ»

--------<ZR =

О

sLtifl

О

8l>r0

eurfu-|“4

d.

—2b sin в

— 2b sin в

ugudu-\- I useudu) =

—2b sin 0

= J-| 2e“-|-2ueu—iAu
8Ьто |

О

и, следовательно,

1__g—2bslnO

~~2b~

*3, ngnl
cl0

— 2Ь sin О

, 2bsln0 sjng — 2b sin в sjnsgj

n

2
e-2bslnOsinS Qde — b f e-2bsinesin30d0
()

~2~

----I (e~2bsiD0—l)sin0<Z0-|“

6

*9, ngn/
d0

(AH-d)-]-J3).

(460)

Интегралы

Л

2

J> - -4г /' (e“2b 81,11) sin

*0

0

л

T

J2 = J e-Mll''siiiW0,
0

я

~2

Js = —b J' e~2b&ia6sinaed6
0

элементарно не вычисляются, и интегрирование их выполняется при помощи разложения
в ряды, При этом

П««СО у	.

J =2L+ У (______________2_______i2n__2^.'!!)L_b2n-1

1	4^ I 4 (п 4-1) (Ml)3 v (2п	1) [(2п)!]г	/’

Пв=а1

г _ П	V71 ( 24пл(п!)2	а2п-1	(2л-|-1)л	,2п}

4	2^ l(2n 4I) [(2n)ip°	4(/ifT)(n!)‘ ° J’

Пве 1

т	»(2п-Н)л ,2п 2in~ln (л!)2(2«-1) h2n-11

J'3 ~ 2Л 4(п + 1)(л!)2 °	(2п4-1)Г(2л)!]2	° I’

п=И

Таким образом,

и== -^“(Л + Л + А) =

eu»o, ri/	V / 24п~1 (п!)а (2па 4 n -f- I.) ;2п-1 л (2п8 4.Зп-|-2), 2пЙ

1=1 d0 \~2	(2л4Л)[(2п)!]а	. T(n 4~f) (и’)2	J)'

tl"4 1

Аналогичным образом решаются и более сложные задачи, например задача определе-
ния потенциалов вызванной поляризации при наличии зоны проникновения фильтрата
бурового раствора [179].
ГЛАВА XII

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА
И АЗИМУТА ПАДЕНИЯ ПЛАСТОВ

Электрические методы исследования скважин, как об этом уже гово-
рилось выше, могут быть использованы для бескерпового определения угла
и азимута падения пород, пройденных скважиной. Эта задача может быть
решена методами сопротивления заземления, микрозондов, потенциалов
•собственной и вызванной поляризации пород с применением так называемой
трехточечной (трехэлектродной) схемы и методом кажущегося сопротивле-
.ния. Измерительные устройства, при помощи которых определяют угол
,и азимут падения пород в скважине, получили название пластовых наклоно-
меров или пандажеметров 1. Основными деталями наклономера являются
измерительная установка, определяющая положение углов падения и про-
стирания пород по отношению к ее координатным осям, жестко соединенная
с инклинометром, ври помощи которого и измерительной установки опре-
деляется положение пластов в пространстве.

§ 90. ТРЕХТОЧЕЧНЫЙ МЕТОД

Определение угла и азимута падения пород с тремя измерительными
•системами (электродами) основан на возможности определения положения
плоскости (кровли или подошвы пласта) в пространстве, если известны
координаты трех ее точек. Координаты этих точек определяются при помощи
трех электродов Mi, М2 и Мз (рис. 315), установленных па одинаковых рас-
стояниях гм от оси скважины, на радиальных направлениях, проведенных
под углом 120° в плоскости, перпендикулярной оси скважины.

Электроды Mi, Мц и Мя служат для регистрации трех кривых потен-
циалов собственной поляризации, сопротивления заземления или потенциа-
лов вызванной поляризации пород. Электроды закреплены па жестком
суппорте из изоляционного материала или на серединах трех пружин
(см. рис. 338). При пересечении электродами подошвы или кровли пласта,
отличающегося электрическими свойствами от окружающих пород в том
случае, когда угол, под которым скважина пересекает пласт, отличается
от прямого, каждый из электродов пересекает границу пласта на разных
высотных отметках (рис. 315, б, точки mi, m2 и тз). Это дает возможность
получить три кривые (сопротивления заземления, потенциалов собственной
или вызванной поляризации пород), взаимное смещение которых (рис. 3'15, в)
позволяет определить угол а и азимут в (азимут плоскости Р) падения Пла-
стов в том случае, если известен угол <5 и азимуты <р и £ (рис. 315, г) пло-
скости D, в которой искривлена скважина, и радиальной плоскости X Z,
проходящей через ее ось и один из электродов (например, Mi). Угол д и апи-

1 Пандажеметр от французского слова pondage «падение», metre «измерять»,
муты <р и £ плоскостей D и XZ находят при помощи инклинометра с закре-
пленными координатными плоскостями, в одной из которых (плоскости XZ)
расположен электрод Mi.

Для решения задачи определим вначале величину видимого угла паде-
пия'пород у, образованного плоскостью Q контакта с плоскостью, перпен-
дикулярной оси скважины 1 *.

Для этого введем прямоугольную систему координат, ось Z которой
совместим с осью скважины, плоскость JXT — с плоскостью, в которой нахо-

Рие. 315. Принципиальная схема трохточочиого наклономера.

<i — схема раеполтксшш индикаторов; б— пространственная отпора к выводу формул, определяющих

угол и азимут падении пласта; о — кривые (1, а, л) параметров, варегистрпропаппыо тремя индикато-
рами; а — схема углов о плоскости, перпендикулярной оси прибора.

дятся электроды Mi, Mi и Мз, и ось X — с радиусом, па котором установлен
электрод Mi. Обозначим через z;,2 и щ,з величины смещения аномалий
па кривых, зарегистрированных с электродами Мз и Мз, относительно кри-
вой, записанной с электродом Mi.

Плоскость Q раздела сред (в частности, кровля или подошва пласта)
в прямоугольной системе координат долзкна удовлетворять уравнению

т + т + т"1-	<4«)

Отрезки а, Ь и с, которые отсекает плоскость Q на осях координат,
определяются на основании излагаемого ниже положения.

1 Видимый угол падения равен углу встречи между осью скважины с. перпендику-

ляром к кровле или подошве пласта.
При трех значениях координаты z (2 = 0, z = 21,2 и z — 21,3) точек
пи, m2 и тз (рис, 315, б), в которых находятся электроды Mi, М2 и Мз
в момент, когда на зарегистрированных кривых (сопротивления заземления,
собственных или вызванных потенциалов) отмечаются характерные анома-
лии, координаты х и у этих точек соответственно будут следующими:

z = 0, х = гл;, у = 0;

гм уТ

z = zli2, х=- —,	Z/=J2-cM;

ГМ	/3

2 = Z1,3, X------g-, у=---------^>’м-

Подставляя координаты х, у и z в равенство (461), получаем систему
трех уравнений, определяющих параметры а, b и с.

’’м

ГМ , УЗ ГМ . z1.2
' 2а ” ~ 2 " Ъ +’ с

_ _с _ Гм । Ли.

2а 2	Ь '	с

Из первого уравнения этой системы находим

а = г

М‘

Сложив второе уравнение с третьим, получим

= 3 или г==...Ч2.+гм.

с	3

Параметр b может системы:	быть	определен	из второго	или	третьего уравнений
У 3~ гм  2b	3  2	zl,2  —— или - с	У~3~ гм _  2  ’' Ъ	*1,3  6’	3  2 ’

откуда

Подставляя найденные значения а, Ъ и св уравнение (461), получим

х , 1/з (21,з ~’ zi,a)	, 3z л	,,„п,

+ у = 1' (,ь2)

Плоскость Q образует с плоскостью ХУ угол, равный видимому углу у
падения:
3rw

У= arc cos —^7-77——_______rL.________—,	(463)

I (21,а + 21,з)2 4-3 (zi,2 —’ 21,з)2 “И

Линия q’q" (рис, 315,6) пересечения плоскости Q с плоскостью А’У
(видимое простирание пород) удовлетворяет уравнению

(г1.2 4- 21,з) Ж + У 3 (21,3 — 21,2) У = гм(г1>2 "Г 21,з)’
Перпендикуляр р'р" к этой линии — направление видимого падения
пород — образует с осью X угол

v = arc tg

dx )	,

-7— — arc гд
ay /	ь

V 3 (г1,з ~ zi,2)
zl,2 + z1.3

(464)

Определив при помощи инклинометра угол д и азимут ср искривления
скважины и угол i = (£—<р) между направлением искривления скважины
в плоскости XY и координатной
плоскости X Z, в которой распо-
ложен электрод М, вычисляют
угол % между проекциями на-
правлений падения пород и
искривлением скважины в пло-
скости XY:

X = v -j- I

и затем, воспользовавшись фор-
мулами сферической тригоно-
метрии, определяют искомые
угол а и азимут 0 падения
пород из следующих отноше-
ний

cos а — cos у cos д -|-

+ siny sin д cos %,	(465)

tg(0 — 99) =

РисЛ316. Столик для определения угла и ази-

sin у sin z

= —-----------=--------------;--,.(466)

sin у cos 8 cos x — cos у sin 8 '	'

Задача определения а и 0
по данным измерения гцг, zi,3,
i, 8 и <p наиболее просто ре-
шается при помощи специаль-
ного столика (рис. 316) [194],

мута падения пород по данным измерения с
трехэлектродной схемой.

1 — буссоль; г — сектор наклона; 3 — сектор столика -1;
5 — градусный круг; 6, 1 и 8—трехреечпый меха-
низм; .9, 10 и 11—направляющие втулки; 12,13 м 14 —
линейки; 16 и 10 — карданные соединения; 11 — план-
гнет; 18 — шаровой шарнир.

Деталями столика являются магпитиай буссоль 1, при помощи которой
сектор 2 (плоскость наклона скважины) ориентируется относительно стран
света. Установив сектор 2 в азимуте <р искривления скважины, в его прорези

поворачивают на угол 5, равный углу искривления скважины, второй сок-
тор 3, закрепленный на столике 4, имитирующем плоскость, перпендику-
лярную оси скважины. Тем самым эта плоскость ориентируется относительно
горизонтальной плоскости, в которой находится буссоль, и магнитного

меридиана. Столик 4 имеет градусный круг 5, при помощи которого устана-

1 Формулы выводят из сферического треугольника wd (см. рис. 318), образован-
ного дугами пересечения сферы единичного радиуса вертикальной плоскостью D, в кото-
рой искривлена скважина, плоскостью падения пород Р и плоскостью К, перпендикуляр-
ной напластованию и проходящей через ось скважины. Для устранения двузначности
в определении 0 — <р по формуле

.	. sin у sin х

sin (0 —	.-----—

'	'' sin a 

вторично рассчитывают 0 — <p.
Рис. 317 Номограммы для определения углов v и у ио данным
измерения трохточечным пластовым наклономером.

а — номограмма для определения угла v ио данным 21,2+ zi,sh zi,a— 21,2;

вливается трохроечный механизм 6, 7 и 8 так, чтобы радиальная плоскость,
в которой находится электрод Mi, образовала с плоскостью искривления
скважины (плоскостью, в которой находятся секторы 2 и 3) угол, равный
углу i = £ —Ч>- Этот угол определяется инклинометром.

Таким образом, достигается ориентация радиальных плоскостей, в кото-
рых находятся заземления Mi, Мч и Ма по отношению к углу искривления
скважин и магнитному меридиану. Затем на рейках 6, 7 и 8 па расстояниях,
равных величинам гм, закрепляются направляющие втулки 9, 10 и 11,
в которых могут передвигаться линейки 12, 13 и 14 с нанесенными на них
масштабными делениями. На концах этих линеек при помощи карданных
соединений 13 и 16 закреплен треугольный планшет 17, устанавливающий
положение плоскости раздела сред в пространстве. Задавая линейкам 13
и 14 смещения относительно линейки 12 на величины 21,2 и 21,3, равные
Рис. 317б.

б — номограмма дли определения угла v по данным zi,a/2rjjf и zi,3/2rj/ (шифр кривых) и ».

смещению кривых, зарегистрированных с электродами Mi и Ms относи-
тельно кривой, записанной с электродом Мх, определяют положение план-
шета (плоскости раздела сред) относительно плоскости, перпендикулярной
оси скважины. Для окончательного определения положения плоскости раз-
дела сред н пространстве освобождают шаровой шарнир 18 и далее устана-
вливают буссоль по уровню в горизонтальное положение и, совместив ее-
стрелку с пулевым делением шкалы, определяют угол и азимут падения
плоскости планшета, равный углу и азимуту падения исследуемой плоскости-
раздела сред.

В том случае, когда электроды наклономера расположены на пружинном»
фонаре, изменяющем свой диаметр в зависимости от диаметра скважины,
радиусы, на величину которых смещаются направляющие втулки 9, 10 и 11'
линеек 12, 13 и 14, определяются по кавернограмме.

Значения а и б могут быть также определены по формулам (465) и
(466) с использованием номограмм, приведенных на рис. 317 [14, 1921.
Для этого па номограмме, изображенной на рис. 317, а, наносят точку Р-
с абсциссой zt'2-pztj и ординатой z^g—гцг и через точку проводят иа
центра радиус до круговой шкалы, на которой отсчитывают искомое зна-
чение угла v [па рис. 317, а для точки Р (zi,2 + Zii3 — 5; zj,3 — Zi,2 — 3)-
угол v — 46°]. Определив ?> и рассчитав отношения zi,2j2rM и	па

номограмме, приведенной па рис. 317, б, находят точку пересечения кри-
вой с заданным значением zli2/2rM или zii3/2rM (шифр кривых)1 с верти-
кальной прямой, пересекающей ось абсцисс в точке с ранее определенным.

1 Берут большее из этих значений.
значением v (точка Р) и затем определяют по вертикальной шкале угол у*.
Найдя у, вычисляют по формулам (465) и (466) искомые углы а и 0.

При малых значениях угла д расчет а и 0 можно производить по сле-
дующим приближенным формулам:
при <5 < 2°

а = у
и

tg(0—9>)=tg%

или

О = д} -f- %
при 8 5°.

В наклономере сопротивлений при помощи трех электродов Mi, М2
и Мз регистрируются три кривые сил токов ii, ii и is, проходящих через
эти электроды, или три кривые сопротивления Ri, Ri и Rs заземлений Mi,
Mi и Мз. В связи с небольшими размерами электродон силы токов и сопро-
тивления заземлений, особенно при применении эластичных пружин, резко
изменяются при переходе заземления из одной среды в другую и тем самым
позволяют получить четкие кривые, по смещению которых определяют
угол и азимут падения пород.

Наклономер, основанный на изучении потенциалов собственной поля-
ризации пород, отличается от наклономера сопротивлений заземлений лишь
тем, что вместо трех кривых ii, ii и is или Ri, Ri и Rs при помощи элек-
тродов Mi, Мз и Мз регистрируются три кривые ?7СП Р #СП1 2 и ^сп, з
потенциала собственной поляризации пород. Точно так же может быть
устроен наклономер, основанный на измерении потенциалов (7ВП вызван-
ной поляризации пород.

В паклономоре фирмы Шлумберже последней конструкции угол и азимут падения
пород измеряются непрерывно. Дип этого используется трехточечный наклономер с тремя
микрозондами и магнитомодуляционпым инклинометром. Последний состоит из буссоли,
представляющей собой два взаимно-перпендикулярпых магцитомодуляпиоиных эломеяла,
закрепленных на карданном подвесе, и два отвеса, также установленные во взаимно-пер-
пендикулярных плоскостях с датчиками.

Кривые микрозондов регистрируются непрерывно, а запись угла искривления
скважины и азимута положения одного из микрозондов производится через каждые
5 сек. При этом показания датчиков азимута, пропорциональные величинам составляющих
магнитного поля в двух взаимпо-перпепдинулярпых направлениях, автоматически пре-
образуются и регистрируются в виде значений азимута, а показания датчиков угла на-
клона — в виде составляющих угла наклона по двум взаимно-перпендикулярным'направ-
лениям. Показания датчиков угла и азимута передаются па поверхность с использованием
токов различной частоты.

§91. НАКЛОНОМЕР КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Угол и азимут падения пород может быть также определен по данным измерения
кажущегося сопротивления анизотропной среды или но конфигурации кривых кажу-
щегося сопротивления близ поверхностей, разделяющих однородные среды [13, 190, 191 ].

В слоистой (нпизотроппой) среде равпопотенциальпые поверхности U = const,
(рис. 318, а) электрического поля, созданного точечным источником, тока А, являются
эллипсоидами вращения вокруг оси/', направленной перпендикулярно плоскостям напла-
стования. Если скважина пересекает эти плоскости под углом л/2 — у, между электродами
О и Л, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и находящимися
на различных равнопотевциапьпых поверхностях Щ и Ut, возникает разность потенциалов
Рх- Эта разность потенциалов достигает наибольшего значения, когда радиальная плос-
кость XX, в которой находятся электроды Q и R, совпадает с плоскостьюпадения изу-
чаемых пород, и обращаемся в нуль при ориентации плоскости XX перпендикулярно

* Для значений-~2- = 0,4 и» = 20 (точка Q на рис. 317, б) получаем у=36,7°.
падению. Измеряя разности потенциалов Рх и Ру между двумя парами электродов Q,
R п S, Т, раиположеппыми в двух взаимно-перпендикулярных направлениях XX и УУ,
возможно при любом наложений в пространстве координатных плоскостей наклономера
XX и У У рцссчитдаь наибольшее оначсцио э. д. с,:

которое было бы получено между электродами Q thR {впкЗ и Т) при расположении этих
электродов в плоскости падеиип'пород. Измерение Рх и ру дает возможность определить
угол v (рис, 318, б) между проекцией направления падения пород на плоскость XY, иа
которой расположены электроды (Q, R, $ и Г), и координатной плоскостью XZ, где

б

Рис. 318. Схема, поясняющая принцип действия наклономера сопротивлений.

а — схема нлектричевкого поля наклономера,- б — положение, координатных плоскостей в пространстве;
А — питающее анзс.маеиис; Q, К, S п Т — измерительные электроды; У — const — аквипотеищтльные
линии в анизотропной среде; М—вертикальная плоскость магиитпого меридиана; Ь — плоскость
искривления иивижипы; XY — ижхжооть, перпендикулярная осп наклономера (в этой плоскости рас-
положены электроды Q, R, S а Т наклономера), Р — вертикальная плоскость, с которой совпадает
Направление чддгппл пород,- Р — плоскость, проходящая черен ось наклономера и вектор напряжения
магнитного полп,- L — плоскость напластования наклонно залегающих пород; к — плоскость, перпен-
дикулярная плоскости L и проходящая через ось наклономера.

находятся электроды Q и R и, если положение последней известно в пространстве (по
данным измерений инклинометром), рассчитать угол а и азимут 0 падении пород:

cos а = cos у сов <5-j-sin у sin <5 cos я,

sin у cos <5 cos х — cosysind’

где б и <p — соответственно угол и азимут искривления скважины (определяются ин-
клинометром); х = т + i — угол между проекциями направления падения пород и искрив-
ления скважин па плоскость XY; v и I— углы, образованные проекциями направле-
ния падения пород н искривления скважины с радиальной плоскостью XZ-, у—угол
видимого падения пород по отношению к плоскости XY. Этот угол определяется по
кернам, взятым с глубины, на которой определяли а и 0, или находится приближенно по

36 Заказ 714.
отношению разности потенциалов, измеренной между электродами Q и R, к разности
потенциалов Р.

В методе определения угла падения пород по кривым кажущегося сопротивления
измеряется параметр

у = tei + е»)

iQR(ei — ps)ei

где P — j/^Рх ~\~Ру — наибольшее значение разности потенциалов между электродами
зонда; 7—сипа тока, проходящего через заземление A; L — расстояние от заземле-
ния А до плоскости, в которой расположены электроды Q, Л, 8 и Т зонда: QR—
расстояние между электродами Q и Л; о( и о2—удельные электрические сопротивле-
ния сред, разделенные плоскостью Q падения пород [13].

Затем строятся зависимости этого параметра от расстояния измерительных электро-
дов наклономера до границы раздела сред. Эти зависимости сопоставляются с теоротиче-

Рис. 319. Кривые зависимости разности потенциалов Р
пластового наклономера от положения измерительных
электродов относительно плоскости раздела сред о2 <
(по Л. М. Альпину). Шифр кривых — значения угла а.

сними кривыми У = / (z) (рис, 319), что даст возможность определить величину види-
мого угла падения пород. Точность метода снижается искажающим влиянием бурового
раствора, заполняющего скважину. Направление падения пород, так же как и в анизо-
тропных средах, определяется по положению вектора Р =j/~Px'i~Py относительно
координатных плоскостей’инклинометра. Зная углы <5, гр, у и %. рассчитывают искомые
зпачоция айв но формулам (465) и (466). Малая точность определения угла и азимута
падения пород по данным измерения кажущегося сопротивления и сложность производ-
ства измерений и аппаратуры заставили отказаться от шестиэлектродной схемы и перейти
на измерение угла и азимута падения пород по более простой трехэлоктродной схеме.

Сведения о наклономере кажущегося сопротивления приводятся л на-
стоящей работе для ознакомления читателя с широкими возможностями
использования электрических свойств горпых пород для решения различных
задач бескернового изучения разрезов скважин

1 Угол и азимут падения пород могут быть также определены при помощи схемы
автора по данным измерения переменных а. д. с . индуцированных в двух или трех взаг
импо-перпеидикулярных катушках магнитным полом тока точечного заземления.
ГЛА ВАХШ

СПЕЦИАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И АППАРАТУРА
ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕТРИИ СКВАЖИН

Кроме стандартной измерительной аппаратуры применяющейся при
промыслово-геофизических работах, описание которой было дано в гл. II,
III и V, при электрометрии скважин необходимо иметь:

а)	специальные устройства для ввода в породы электрического тока
и присоединения к ним приборов для измерения кажущегося и Эффектив-
ного сопротивлений и потенциалов собственной и вызванной поляризации
(зонды, электроды, розистивимотры, наклономеры);

б)	устройства, облегчающие поросоодинепия зондов, — коробки боко-
вого электрического зондирования;

в)	специальную наземную аппаратуру,

§ 92.	ЗОНДЫ СТАНДАРТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ЭЛЕКТРОДЫ

При электрических методах исследования разрезов скважин ввод тока
в породы и присоединение к ним измерительной аппаратуры производятся
при помощи свинцовых и реже медных заземлений (электродов). Совокуп-
ность электродов, закрепленных на общем основании, называется зондом.

Зонды стандартных конструкций, применяемые при работах
с многожильным кабелем

Зонды, применяемые при исследованиях разрезов скважин методами
кажущегося сопротивления и потенциалов собственной и вызванной поля-
ризации пород по схемам измерении с многожильным кабелем, изготовля-
ются из отрезка шлангового кабеля КТШ-4 и реже КТШ-2 (рис. 320). На атом
отрезке па заранее заданных расстояниях устанавливаются электроды зонда.
Длина отрезка кабеля на 2—3 м больше расстояния между крайними электро-
дами. Верхний конец зонда разделывается для присоединения к кабелю,
находящемуся на лебедке; па нижнем конце устанавливается муфта для
присоединения груза. Концы кабеля разделывают по правилам, изложен-
ным. в § 37.

При изготовлении зонда предварительно, исходя из размеров эоцда, отмечают па
поверхности шланговой оболочки кабеля местоположение электродов. Верхний электрод
должен находиться от верхнего края оболочки не менее чем на 50 ем-

В намеченных мостах осторожно снимают оболочку 1 кабеля да участке длиной 50 мм
(рис. 321. а). Выше вырезанного кольца резиновую оболочку разрезают вдоль на 70 mi
и выворачииают ее так, как показано на рис. 32'1, б. Затем разрезают жилу 2, к которой
должен быть присоединен устанавливаемый электрод. В зондах взаимного питания бе-
лую жилу присоединяют к электроду М, красную — к электроду А и сипюю или черную
жилу — к электроду В. В зонда,, прямого питании белую жилу присоединяют к элек-
троду А, красную — к электроду М и сипюю или черпую — к электроду N. .	'

36*
У отрезка жилы 2, идущего к нижнему копну золда, оттягивают резиновую обо-
лочку, обрезают оголившиеся проволоки 3 ца длине 3—5 мм, пропаивают их с, торца и
натягивают резиновую оболочку обратно (рис, 321, в и г). Торец жилы изолируют не-
сколькими слоями сырой резины 4. проклеенной резиновым клеем, иди резиновым паль-
цем б. который закрепляется на оболочке, жилы двумя бандажами 6 из суровой нитки или
топкого пшагата.

На отрезке жилы 2 со стороны верхнего конца зонда срезают резиновую оболочку
на 15 мм (рис 321, б). Очищают стальные проволочки от грязи и окиелов и припаивают
к ним стальную жилу электродной проволоки 7 (рис, 324, д) длиной 40—60 см- Далее
оплавляют свинец электродной проволоки так, чтобы участок перехода от стильных
проволок жилы кабеля к электродной свинцовой проволоке не имел острых выступов;

Рис. 320. Схемы зондов, применяемых при стандартных электрических исследованиях
скважин.

а — общий виц зоцца; б —схема обращенного градиепт-воида с неизолированным подвесом; а — схема
последовательного градпент-зонда с изолированным подвесом; 1 — жилы кабеля; 2 — резиновая обо-
лочка кабели; з — одгитродпая проволока; 4 — подвес дензопиропаипый; .5 — то же, изолированный;
б—груз; г — изоляция концов ;иил кабеля; A it и— питающие заземлении; М — измерительный
алсктрод.

место соединения покрывают резиновым клеем и изолируют его резиной 8. проклеивая
ее клеем. После изоляции места соединения жилу 2 укладывают обратно и вео три жилы
вместе тщательоо изолируют розиной 9. Свинцовую проволоку при этом выводят наружу
(рис. 321. е).

На конце электродной проволоки делают разрез длиной 10 мм. На этом участка
из проволоки удаляют стальные проволочки, после чего конец оплавляют так, чтобы
в дальцойшем стальные проволочки не могли соприкасаться с буровым раствором, что
может вызвать повышенную и непостоянную разность электродных потенциалов. На место
вырезанного участка шланговой оболочки кабеля навивают плотно, виток к витку, свин-
цовую проволоку и укладывают па прежнее место отрезок ранее вывернутой оболочки
кабеля 1 (рис 321, ж), Края электрода покрывают слоем изоляционной ленты, оставляя
оголенными не более 5—6 центральных витков электродной проволоки, Середина витков
должна находиться в той точке зоцда, в которой по схеме должен быть установлен изго-
товляемый электрод. На разрезанную оболочку 1 кабеля накладывают бандаж 10 из
топкого шпагата, Изготовленные таким образом электроды называются обычными или
поляризующимися; они используются для заземлений питающей цепи.

Иеноляризующиеся электроды

Для измерения разности потенциалов следует применять неноляризую-
щиеся уксусносвинцовые или хлорированные электроды.

В уксусносвинцовом электроде, в отличие от поляризующегося элек-
трода, свинцовую электродную проволоку предварительно тщательно очи-
устройства и аппаратура для олвктрометрии скважин

565

щают от окиси и грязи и поело закрепления па кабеле помещают в брозен-
топый шланг (как это показано па рис. 322, а), который заполняют уксусио-
снипцоной солью, и завязывают с торцов. Для уменьшения уноса соли при
диффузии сквозь брезент последний пропитывают раствором коллодия.

Рис. 321. Последовательные опера-
ции изготовления электрода..

1 — оболочка пабеля; 2 — шила кабеля;
з — проволоки жилы; 4 — сырая резина;

5 — резиновый палец; в — бандажи; 7 —
электродная проволока; Зав — резино-
вая изоляция; 10 — бандаж ив шпагата.

Наиболее устойчивые потенциалы
наблюдаются у иеяюляризующихся элек-
тродов, изготовленных из свинцовой
проволоки, электролитически покрытой
хлористым свинцом.

Для изготовлении хлоревппцопого пепо-
ляризующогося электрода отрезок электрод г;ои
проволоки 7 длиной 50—60 см тщательно очи-
щают от окислов и грязи. Затем проволоку
протравляют соляной кислотой и раствором
едкого калия, протирают спиртом и погружают
в электролитическую ванну с 1%-шям раствором
химически чистого хлористого калия в дистил-
лированной водо, К электроду присоединяют

Рис. 322. Неполяризующиеся электроды.

а — спважиипый электрод; б — поверхностный электрод;
в — то жн, в брезентовом чехле; I — свинцовая элек-
тродная проволока, электролитически понрытап хло-
ристым свинцом; 2 — гигроскопическая пата; з —
марли; <1 — брсвептопый чехол (твиаиг); 5 — обяявка
шпагатом; в — хлористый калий; 7 — обвязка изоли-
рованной лентой; « —соединительный проводник: —
эбонитовый отержевь.

положительный полюс источника тока, отрицательный полюс которого подключают
к свинцовой пластине, и погружают в ту же ванну. Хлор, выделяющийся при прохо-
ждении электрического тока, па электроде соединяется со свинцом, образуя на поверх-
ности электрода белую пленку трудво растворимой соли хлористого свинца. Хлори-
рование ведут при плотности тока около 10 ма/см* в два приема.

Спорва хлорируют проволоку до закрепления ее на электроде и затем после закре-
пления проволоки па кабеле. После повторного хлорирования электрод 7 (рис. 322) по-
крывагот слоем гигроскопической ваты 2 для защиты пленки хлористого свщща от меха-
нических повреждений и обшивают марлей 3. Затем на электрод натягивают брезентовый
шлппг 4, предварительно пропитанным коллодием, Шланг снизу обвязывают шпагатом5
и набивают туго химически чистым хлористым квлием 6, плот по завязывают шланг сверху
и оба конца покрывают двумя-тремя слоями изолировочной лоты 7

Так ясе изготовляют псчголяризующисся электроды, устанавливаемые на поверхности
ив практике образно называемые «рыбой». Электродную проволоку поело первого хлори-
рования и присоединения к одножильному проводнику набивают па стерясепь .9 из изоля-
ционного материала и повторно хлорируют. .Затем электрод покрывают гигроскопической
ватой, обшивают марлей и помещают в брезентовый мешок 10, пропитанный коллодием.
Мешок туго набивают химически чистым хлористым калием (300—400 я). После изготов-
ления электроды помещают на несколько часов в насыщенный раствор хлористого калия.
Электроды считаются доброкачественными, если разность потенциалов между изготовлен-
ными электродами гге превышает 10 мв.

Если измерения производят с зондом, иа котором установлены уксусно-
свиицовыс иеноляризующисся электроды, поверхностный нополяризую-
щийся электрод должен быть уксусносвинцовым.

При эксплуатации неполяризующихся электродов нежелательно исполь-
зовать их в качестве токовых, что иногда делают при переходе от замеров
кажущегося сопротивления с нотенциал-зондом к замерам с градиепт-
зондом. Электролитические процессы, возникающие при прохождении тока,
нарушают постоянство потенциала поляризации электродов.

Зонды для бокового электрического зондирования

При измерениях с несколькими зондами (например, при боковом элек-
трическом зондировании) применяют многоэлектродные зонды и зонды с пе-
редвижными электродами.

Электроды многоэлектродного зонда устанавливают иа отрезке много-
жильного, специально свитого, каболя (от семи жил и более). Подключение
электродов многоэлектродиого зонда к жилам кабеля в том случае, когда
кабель, на котором зонд опускают в ысважину, имеет число жил меньше
числа электродов, производится при помощи переключающего устройства,
называемого «коробкой бокового каротажного зондирования» (БКЗ) (см. § 94).
При работе с одножильным кабелем переключающее устройство устанавли-
вают в корпусе основного скважинного снаряда (§ 93).

В зонде с передвижными электродами к двум жилам кабеля, соединен-
ным с передвижными электродами, припаивают соединительные провод-
ники, к концам которых присоединяют электродную свинцовую проволоку.
Длины соединительных проводников берут достаточными для того, чтобы
установить электроды на любом, наибольшем из заданных расстояний от
неподвижного электрода зонда и при этом иметь возможность для прочности
обвить проводник вокруг кабеля.

При использовании поляризующихся электродов поверхностхгое зазем-
ление N изготовляют из свинцового стержня, который устанавливают в ам-
баре с глинистым раствором или в луже раствора у буровой. Электродом N
в некоторых случаях может служить колонна обсадных труб, потенциал
которой, как показывают многочисленные наблюдения, достаточно устойчив.

§ 93.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЗОНДЫ

Кроме зондов стандартных конструкций, описание которых дапо в пре-
дыдущем параграфе, в практике электрических исследований скважин при-
меняют специальные зоиДы, к которым относятся груз-зонды, буферные
зонды, зонды метода сопротивления заземления, шаровые зонды, микрозонды,
зонды метода скользящих контактов, зонды метода вызванных потенциалов,
зонды для замеров с одножильным кабелем.
ГРУЗ-ЗОИДЫ

Груз-зоиды (рис. 323, а и б) отличаются от обычных зондов тем, что
электроды зонда установлены на свинцовом грузе, поверхность которого
снаружи изолирована толстым слоем нефтсупориоп резины. Преимущества

груз-зопдов заключаются в том, что
они не требуют присоединения груза
и тем самым дают возможность иссле-
довать разрез скважины почти до самого
забоя и, кроме того, благодаря боль-
шому диаметру снижают искажающее
влияние бурового раствора; их недо-
статок — ограниченность длины зонда,
не превышающей обычно 2—3 м.

БУФЕРНЫЕ °ОНДЫ

Буферными, (рис. 324, а и б) называ-
ются зонды, конструкция которых дает воз-
можность снизить влияние проводимости
глинистого раствора на величину измеряе-
мого кажущегося сопротивления.

В дисковых буферных зондах путь току
по стволу скважины преграждается резино-
выми дисками./. В градиент-зоддах (рис. 324,а)
диски ставят между сближенными электро-
дами М и А или (в зондах взаимного питания)
между заземлениями А и В. В дисковых потои-
циал-зопдах (рис, 324, б) устанавливают два
дисковых буфера I, между которыми ставят
сближенные электроды зонда.

В цилиндрических буферных зондах
электроды устанавливают на поверхности
трубы 4 (рис, 324, в), изготовленной из изо-
лирующего материала. Диаметр трубы берут
возможно болое близким к диаметру сква-
жины, однако таким, при котором вероят-
ность прихвата зонда невелика. Стенки трубы
преграждают доступ тока по большей части
сечения скважины, а полость трубы допускает
свободную циркуляцию глинистого раствора;
тем самым облегчается спуск и подъем зонда
в скважине.

ЗОНДЫ МЕТОДА СОПРОТИВЛЕНИЯ
ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Зопд для измерения сопротивле-
ния экранированного заземления пред-
ставляет собой цилиндрический элек-
трододержатель I (рис. 325, а), в сред-
ней части которого установлены прием-
ное заземление А и два секционирован-
ных экранирующих заземления Э1'~ЭВ'
и .91"—Э&". Заземления А и секции
заземлений Э' и Э" представляют
собой медные кольца, закрепленные на

Рис. 323. Груз-зоиды.

а — фирмы Шлумберще; б — фирмы Лайн
Веллс; Э — электроды зонда.

изолирующих втулках 2. Секции экранирующих заземлений присоединены
к переключателю секций, который устанавливается в герметической камере
внутри зонда (камера на чертеже не показана). Переключатель дает возмож-
ность включить в экранную цепь различное число секций и тем самым осу-
ществить измерение сопротивления экранированного заземления с различи
пой длиной экранирующих заземлений. Для создания возможно более одно-
родного ноля ток в секции экранирующих заземлений подается через бал-
ластные сопротивления, величина которых находится и обратной зависи-
мости от длины секции. Все заземления зопда закреплены между верхней
и нижней головками 3 и 4. Подвод тока осуществляется через свечи 5, защи-
щенные предохранительным колпаком 6 с. накидной гайкой. При работе по
схеме экранированного заземления с управляемым экранным током экран-
ные заземления Э1 и Э1", Эъ и За" используются в качество контрольных

Рис. 324. Буферные зопда.

ап б — схемы дисковых градиент- и лотепциал-зондов; в —
схема цилиндрического зопда; А — питающее заземление;
М и N — измерительные электроды; t — резиновые буферы;

2 — цилиндр из паолпдующего материала.

(следящих) электродов МкН. На рис. 325, б приведен чертеж экранирован-
ного зонда иной конструкции.

Кроме секционированного зонда, для измерения сопротивления экра-
нированного заземления применяются также экранированные зонды с по-
стоянными длинами экранирующих заземлений.

ШАРОВОЙ ЗОНД

Шаровой зонд, применяемый в методе разности сопротивлений заземле-
ний, представляет собой шар 11 (рис. 325, <?) из изолирующего материала,
закрепленный на полой изолированной с поверхности трубе 12, через кото-
рую проходит кабель 13. К верхней части трубы привинчена головка 14
с установленными разжимным 15 и стопорным 16 шариками для крепления
зонда иа кабеле.

На шаровой поверхности зопда установлено три или шесть заземлений.
При трехэлектродпой схеме среднее заземление А, образующее шаговой
пояс, разделяет два крайних G и Са, закороченных между собой. Суммар-
ная поверхность заземлений С равна поверхности среднего электрода А.

При шестиэлектродной схеме каждое из заземлений A, Ci и С'з посре-
дине разрезано и в прорезь вставлены добавочные измерительные электроды
М и N (на рис. 325, в нс показаны), изолированные от заземлений А и С.
Наличие измерительных электродов уменьшает искажения, созданные
поляризацией питающих заземлений при прохождении тока.
Рис.. 325. Зонды метода сопротивления экранированного заземления и шаровой зонд.

а__доп), метода сопротивления экранированного заземлении конструкции МИИ; б — то жо, треста

Азнефтегеофизика; в — шаровой зонд; А — измерительные заземлении; С — заземления сравнении;
М и N — контрольные (следящие) алектроды; Эг' — Ов' и Э;" — Э5" — экранирующие дапомлеиия;
7 _ эпектрододержатель; й — изолирующие втулки; J и 4 — верхняя и лишняя головки, 6 — свечи;
в — колпак с накидной гайкой; 1 — резиновая труба; « — отнятые болты; S — флянец; 10 — муфт»
Парфенова— Пиврова; И — шар из изолирующего материала; 12 — труба; 13 — кабель; 14 — головка
шарового зонда; 16 и 10 — распорный и стопорный шарики.
Рис. 326. Микрозонды различ

•а— микрозонд первой конструкции Московского нефтяного института; б — микрозонд Киевского за-
Московского нефтяного института,- А — питающее заземление; Э — экранирующее заземление; М и
S — электродные пластины; в — верхняя головка; 7 — подвес для крепления грузов; 8 — апектроды;

па муфтах Парфенова — Йигрова; 13— защитный фонарь;
МИКРОЗОНДЫ

Микрозондами называются зонды для микроизмереиий: кажущегося
сопротивления (микрозонды), сопротивления экранированного заземления
(микро-СЭЗ) и потенциалов вызванной поляризации (микро-ВП). Для этого
электроды зопда устанавливают на пластинах из изолирующего материала,
прижимаемых пружинами к стенке скважины. Микрозонд представляет
собой металлическую трубу 1 (рис. 326, а, б и г) на которую надеты втулки 2
и 3. К втулкам прикреплены три пружины 4, расположенные под углом 120°
одна по отношению к другом. Пружины обеспечивают надежный контакт

них конструкций.

вода «Геофизика»; в, a U 8— микрозонд треста Авпефтегеофпзика; в — неметаллический микрозонд
N — измерительные алектроды; 1 — металлическая труба; 2 и з — втулки; 1 — пружины стальные;
9 — неметаллические пружины; 10 и 11 — верхняя и иижияя неметаллические втулки; 12 — свечи
14 _ кабель; 15 — соединительные муфты Парфенова — Петрова.
при соприкосновении электродных пластин со стоиками скважины (иссле-
дуемыми горными породами). На середине пружины кренят электродные
пластины 5 из псфтсстойкой розипы или другого изолирующего материала.
К верхнему концу трубы присоединяют головку 6 для кропления кабеля
и к пнжпему — подвое 7 для груза.

Электродные пластины 5, установленные па пружинах 4, различаются
конструкцией п числом электродов в зависимости от метода, для которого
применяется зонд.

На электродной пластине, применяемой при регистрации кривых кажу-
щегося сопротивления, в методе микрозондов (рис. 326, в) установлено три
(реже четыре) медных электрода 8, выполненных в виде круглых контактов
диаметром 6—10 лыи. Электроды установлены на расстоянии 20—25 мм один
от другого что дает возможность (в зависимости от назначения электродов)
выполнить измерения с идеальными потеициал-зондамн размера А0,025М;
А0,05М или А0,02М; А0,04М и е градиеит-зондами A0,025M0,025N или
A0,02M0,02N.

При методах микро-СЭЗ и микро-ВП применяются электродные пла-
стины, на которых установлено два электрода (рис. 326, д'): центральный А
в виде диска (электрод А в методе микро-СЭЗ и М — в методе микро-ВП}
и внешний <9 — кольцевой (электрод Э в методе микро-СЭЗ и электрод А —
в методе микро-ВП). В неметаллическом микрозонде конструкции Москов-
ского нефтяного института (рис. 326, е) электроды М и N выполнены в виде
круглых контактов, утопленных по окружности в резиновом теле неметал-
лических пружин 9, закрепленных па втулках 10 и 77 из изолирующего-
материала. Заземления зондов микро-СЭЗ и микро-ВП имеют обычную-
конструкцию. У микрозонда, предназначаемого для измерения потенциалов
вызванной поляризации, центральный электрод желательно иметь неполя-
ризующимся. При работе по схеме микро-ВП с металлическими микрозон-
дами пружины и центральную трубу необходимо покрыть резиной для изо-
лирования от раствора.

ЗОНДЫ МЕТОДА СКОЛЬЗЯЩИХ КОНТАКТОВ

Конструкции зондов, применяемых в методе скользящих контактов,
так же как и конструкции микрозондов, должны обеспечивать падежный
контакт электрода со стенкой скважины. Это достигается различными спо-
собами. В зонде, приведенном на рис. 327, а, контакт с породами осуще-
ствляется при помощи заземлений 7, установленных в обоймах 2 из изоли-
рующего материала на пружинах 3, при помощи которых электроды при-
жимаются к стенке скважины. Пружины жестко закрепляются в кольце 4
и имеют направляющие во втором кольце 5. Груз 6 облегчает спуск зонда
в скважину. В зонде для наклонных скважин, изображенном на рис. 327, б,
электрод 7 прижимается к стопке скважины силой веса груза. Для этого-
половина корпуса зонда, со стороны которой установлен электрод, залита
свинцом 7, а остальная часть 8 изготовлена из дерева, пластмассы или алю-
миния. При исследовании наклонных скважин груз стремится лечь па сто-
рону, залитую свинцом, и обеспечивает тем самым надежный контакт между
электродом и породами.

В зонде, приведенном на рис. 327, в, контакт с породой осуществляемся
при помощи щеток (ершей) 9 из радиальных стальных проволок, изолирован-
ных с поверхности, за исключением торцов. При исследованиях скважин
методом регистрации тока с экранирующими заземлениями применяются

1 В первых конструкциях микрозондов расстояние между электродами микрозонда
соответственно равнялось 20, 20 и 60 мм.
зонды с тремя щетками, из которых крайние являются экранными, а сред-
няя — измерительной. Зонд центрируется пружинными фонарями 10.

На рис. 327, с, д и е изображен универсальный зонд МСК, у которого
к головке 11 могут быть присоединены либо зонд с тремя электродами 1,
установленными на пружинах 3, снабженный фонарем 10, либо зонд с двумя
жесткими и одним пружинящим электродом, смонтированными па ци-
линдре 12, или щеточный электрод 9.

Рис. 327. Зонды метода скользящих контактов.

а — квитаптиый зипд: б — то те, для наклонных скважин; в — щеточный вовд; г, 8 и в — универсаль-
ный воид. 1 — аявгмлекия; 2 — иволирующие обоймы; з — контактные пружины; 4 — неподвижное
кольцо; 5 — кольцо с павами; в — труп; 7 — свинцовый вкладыш; 8 — корпус винда; в — щеточные
аавемлвиия (олонтроды); 10 — пружинящие фонари; и — головка универсального зонда; 12 — цилиндр;
13—кабель.

Зонд со щетками используется также в методе электродных потенциалов.
В этом случае па корпусе зонда по обе стороны от щеточного электрода М
(рис. 327, в) устанавливаются вторые электроды N.

ЗОНДЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПОРОД

Зонд для измерения потенциалов вызванной поляризации пород
(рис. 328, а) представляет собой чотырехэлектродиую установку АМАВ,
смонтированную на шланговом, кабеле 1 типа КТШ-2. Измерительный элек-
трод М изготовляют из свинцовой хлорированной проволоки 2 и устана-
вливают иа кабеле так же, как и электроды стандартного зонда.

После повторного хлорирования электрод М покрывают цилиндриче-
ским слоем массы из агар-агара, сваренного на насыщенном растворе хлори-
стого калия, или массы, приготовленной из порошка хлористого калия иа
клею. После затвердевания массы электрод покрывают резиной 3, которую
затем вулканизируют. В резиновом покрытии вырезают пазы 4, в которых
устанавливают раздвоенное питающее заземление А, присоединенное ко
второй жиле кабеля, и просверливают радиальные отверстия 5. Если элек-
трод М был окружен массой из порошка хлористого калия на клею, то после
разрушения массы в радиальные отверстия 5 при помощи тавотницы вводят
подогретый агар-агар, сваренный на насыщенном растворе хлористого
калия. После заполнения полости 6 отверстия 5 могут быть закрыты проб-
ками из пористой керамики, пропитанной коллодием. Второе заземление 2?
устанавливают иа 6 м ниже заземлений А и М. Этим заземлением мол<ет
служить также груз, присоединяемых! снизу к зонду.

Зонд для измерения градиента потенциала вызванной поляризащхди
(рис. 328, б) отличается от зонда для измерения потенциалов вызванной
поляризации (рис. 328, а) наличием двух электродов N, установленных IJa
расстоянии 20 см от электрода А. Эти электроды изготовляют так же, :к.а.к
и электрод М.

Рис. 328. Зонды для изм'юепия потенциалов вызванной поляризации.

а — зонд для измерения потенциалов виш.аипой полнрияцпин; б — зонд для измерения врвдиента гхо-
тенциалоп вызванной поляризации; / — кабель; 2 — .ьиентродная проволока; з — резиновой покрытие;

'1 — пазы; 6 — радиальные отверстии; п — полости, заполненные деполяризатором.

ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ПОТЕНЦИАЛОВ
СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИЙ ПО СХЕМЕ С ОДНОЖИЛЬНЫМ КАБЕЛЕМ

Для измерения кажущегося сопротивления и потенциалов собственной
поляризации п&род в скважинах по схеме с одножильным кабелем приме-
няется многоэлектродиый зонд 3, соединенный при помощи свечного
моста СМ (муфты высокого давления) с корпусом ОСС основного скважин-
ного снаряда (рис. 329). Снаряд станции ОКС-52 имеет диаметр 90 -мм зге
длину 2950 мм. Малогабаритный снаряд МСП — диаметр 70 мм и длину
3200 мм. В корпусе скважинного снаряда установлены блоки:

1)	выпрямителя, питающего лампы усилителя;

2)	усилителя с детектором — для усиления и последующего выпрямле-
ния измеряемой разности потенциалов;

3)	переключателя чувствительности, изменяющего коэффициент усиле-
ния измеряемых разйостей потенциалов;

4)	переключателя зондов;

5)	поляризованного реле, включающего электродвигатели и схемы
индикации положений переключателей зондов и чувствительпостей.

Основной скважинный снаряд соединяется с многоэлектродным после-
довательным или обращенным зондом. Многоэлектродные зонды для стан-
ции ОКС дают возможность измерять кажущееся сопротивление, исполь-
зуя установки различных типов и размеров (табл.' 26). В табл. 26 указания
масштабы записи кривых кажущегося сопротивления для различных позгг—
ций переключателя чувствительности. Схемы электродов зонда приведены
на рис. 329.

Каждый из перечисленных блоков основного скважинного снаряда,
смонтирован па шасси. Блоки соединены между собой контактными колод-
ками и имеют следующее устройство.

Блок выпрямителя (рис. 330, а). В блоке выпрямителя уста-,
новлен трансформатор 7, первичная обмотка которого .включена в питаю-
щую цепь. В цепь вторичных обмоток включена двухполупориодпая выпря--

Многозлектродный
обращвнншзон!

позиции

ОСС

Многозпектродный

1210 6 7 В 5 0 3 2

ж

0.5

3

0,25

X'0,.25

5.1

(=Н-СМ

*>5^	§

1 I







Рис. 329. Схема многоэлоктродного зонда станции ОКС.

ОСС — основной скважинный снаряд-, СМ — свечной мост; а — зонд; Р — ре-
аистизиметр; 1—13—электроды воинов и резистивиметра (расстояния между
олонтродами зондов указаны в метрах).

мительная лампа 6X5, установленная в защитном кожухе 2. Выпрямитель,
имеет следующую характеристику: напряжение питания 60 в при частоте
300 гц; потребляемая мощность 20 ва, выпрямленное напряжение 210 в
при силе тока 30 ма; напряжение накала ламп 6 в; ток накала 1,65 а. На
выходе выпрямителя установлен фильтр, состоящий из дросселя 5 и конден-
саторов 4 и 5.

Блок усилителя (рис. 330, б). Установленный в скважинном
снаряде ламповый усилитель с-траисформаторным входом имеет два каскада
усиления по напряжению, собранных по реостатной схеме па лампе 6 6Н9,
каскад усиления мощности, включенный на лампе 7 6П6С с выходом на
трансформаторе 5, и двухполупериодный выпрямитель, работающий па
лампе 9 6Х2Й. Выход выпрямителя соединен с центральной жилой кабеля
дросселем 1.0. В зависимости от положения переключателя чувствительно-,
стей на входном трансформаторе 11 коэффициент усиления может быть изме-.
Таблица 26

Зонды и масштабы регистрации кажущегося сопротивления при различных позициях переключателей зондов и чувствительностей
основного скважинного снаряда ОКС-52

Позиции переключа- теля зондов	Назначение позиций переключателя зондов	Обозначение  зонда	Коэффициенты К воида	Коэффициенты ослаб- ления	№ электродов зонда			Позиции переключателя чувствительностей											
					А	М		масштаб, ом/м см										про- верка напря- жения пита- ния и	изме-	й  рение й иСП	Я
								1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Н  О
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12	Резистивиметр ....... Потенциал-зонд Потенциал-зонд ....... Обращенный градиент-зонд То же ............  » ............  > 			  Нуль-снгнал ........ Последовательный гради- ент-зонд .........  Стандарт-сигнал ...... Обращенный граднент-зонд  Резистивиметр .......  Последовательный гради- ент-зонд .........  То же ............ Обращенный градиент-зонд Потенциал-зонд 			  Нуль-сигнал ........ Последовательный гради- ент-зонд .........  То же ............  > ............  Стандарт-сигнал ...... Потенца ал-зонд ....... То же ...... 		z40,04M0,02N  А'5,5М 0,25А 7У7ЛГ0.5А 7VGJ ЛГ0,5А  W0.1 М1А  N0.25Jtf2.25A  Д'0.25М4А  N0.5M8A  A4,25M0,25N  2VO,5M5,75A  А 0.04М0,02Л'  A1M0.1N  АО,5Мб.IN  JV0,2Wtf4A  N8,2oM0,25A  ASM 0.5N  AtM 0.25.V  A2,25M0,25A’  NS.iM0,5A  N8,25M0,75A  A'8,25Af 0.75A	0.3 3,28 6.73 37,7 138 282 853  1710  960  900  0,3  138 37,7 853  3,23  1710 853 282  6.65 1'0,3	0  52,1 1 52,1 25,4 4,53 1.24 6,06  2,0  1.0  1.77  1.9  П о с  5 2,19  1,24  4,53  9  52,9  1  2  6.06  25,7  16,6	б р а 1  13  5  2  2  1  1  1 1  10  5  1 е до  12  5  3  3 3  9 8  6  2  2	ценя  12  6  3  3  3  5  7  9  8  9  вате  11  2  2  7  4  5  4  4  3  4	biff I  И  9  9  4  4  6  8  10  7  10  льны  10  1  1  8  9  3  3  3  9  9	р а Д1  0,01  0,1 0,1 0,1 0,1  1  1 1  Jo  1  1  й г р  0,01  0,1 0,1  1  0,1  1  1 1  0,1 0,1	тент  0,025 0,25 0,25 0,25 0,25  2,5  2,5  2,5  1о  2.5  2?5  а д и  0,025  0,25 0.25 г; 5 0,25  1о  2,5  2,5 2,5  0,25 0,25	-зон;  0,05  0,5 0,5 0,5 0,5  5,0  5,0 5,0  Jo  5,0  5,0  1 Н Т - !  0,05  0,5  0,5  5  0,5 Jo  5 5  5  0,5 0.5	X  од  1  1  1  1  10  10  10  /о  10  10  онд  0,1  1  1  10  1  1о  10  10  10  1  1	0,25  2,5  2,5  2.5  2^5  25  25  25  Jo  25  25  0,25  2,5  2.5  25  25  1о  25  25  25  2,5  2,5	0,5  5  5  5  5  50  50  50  Jo  50  50  0,5  5  50  5  I»  50  50  50  5  5	1  10  10  10  10  100  100  100  /о  100  5 ма 100  1  10  10  100  10 /о  100  100  100  о ма 10  10	2,5  25  25  25  25  250  250  250  /о  250  2 ма 250  2,5  25  25  250  25 /о  250  250  250  2 ма  25  25	5  50  50  50  50  500  500  500  Jo  500  1 ма 500  5  50  50  500  50 Jo  500  500  500  1 ма  50  50	10  100  100  100  100  1000  1000  1000  1000  0,5 ма 1000  10  100  100  1000  100  /о  10 0 0  1000  1 ии 0  0.5 ма  1G0  100	и и и и и и и и и  и и и  и  и и и и и  и и  и и и	Й  §  СП	§  СП	н  СП	О  —	Й  СП  СП	S  СП	g  сп	и  СП	О  СП	W  я ta  сп	°  сп	Е  СП	G  сп	а  СП	й  СП	л  СП  СП  СП

1 Уточняется по действительному значению коэффициента резпстивиметра.
Рис. 330. Детали основного скважинного снаряда станции О КС.

Блоки: а — выпрямителя; б — усилителя; в — переключателя чувствительностей; г — переключателя
зондов; а —поляризованных реле; 1 —силовой трансформатор; 2— кожух выпрямительной лампы;
3 — дроссель фильтра выпрямителя; 4 и 5 — конденсаторы фильтра; о — лампа 6Н9; 7 — лампа 6П6С;
S—выходной трансформатор; В—выпрямительная лампа; 10—выходной дроссель; 11—входной
трансформатор усилителя; is и 16 — электродвигатели 2А-СМ-50; 13 — пятиплатный переключатель
чувствительностей; 14 —то же, переключатель эондов; 1в —автотрансформатор; п и 1& —электро-
магнитные поляризованные реле; 19 — конденсаторы фильтра электродвигателей.

37 заказ 714.
вен в 1; 2,5; 6; 10; 50; 100; 200; 500 и 1000 раз. Усилитель работает в линей-
ном режиме и снабжен защитой от помех, возникающих в результате индук-
тивных паводок, и температурной компенсацией.

Блок переключателя чувствительностей
(рис. 330, в). На шасси блока переключателя чувствительностей установлен
входной трансформатор 11 усилителя, электродвигатель 12 2А-СМ-50 с ре-
дуктором, уменьшающим скорость двигателя в 650 раз (с 1300 до 2 об/мин)г
соединенный с пятиплатным 24-клеммпым переключателем 13. Из 24 пози-
ций переключателя 12 рабочих и 12 холостых. При помощи переключа-
теля 13 осуществляется необходимая коммутация цепей в скважинном сна-
ряде при принятых коэффициентах усиления и отмечается положение пере-
ключателя.

Блок переключения зондов (рис. 330, е). На шасси
блока переключения зондов установлен второй пятиплатный переключа-
тель 14 на 24 контакта (12 рабочих и 12 холостых) электродвигатель 15 типа
2А-СМ-50 с редуктором числа оборотов (с 1300 на 2 об/мин) и автотрансфор-
матор 16. Из 12 рабочих ступеней переключателя при 10 положениях осуще-
ствляется соединение электрических цепей скважинного снаряда с электро-
дами многоэлектродного зонда (см. табл. 26) и две ступени (9 и 11) для полу-
чения пуль- и стандартного сигналов.

Блок поляризованных реле (рис. 330, д). В этом блоке
установлено два электромагнитных поляризованных реле 17 и 18 и конден-
саторы 19 фильтра электродвигателя. При подключении к обмоткам реле
постоянного тока в зависимости от его полярности срабатывает один из ре-
лейных механизмов, обеспечивая работу одного из электродвигателей,,
управляющих коммутацией зондов , или чувствительностей.

Кажущееся сопротивление и потенциалы собственной поляризации изме-
ряют при помощимпогоэлектродного зопда станции ОКС по следующей схеме.

Переключение зондов и чувствительностей (коэффициентов усиления),
как указывалось выше, производится при помощи электродвигателей 121
и 15 (см. рис. 330), управляющих переключателями. Двигатели включаются
релейным механизмом. Для этого блокированный переключатель на цен-
тральной панели управления станции (см. § 34.) устанавливают в положенно
«Коммутация» и включают ключ «Мотор». При этом к жило кабеля и к оп-
летке подводится напряжение 100 в постоянного тока и 100 в переменного-
тока, частоты 50 гц. В зависимости от полярности постоянного тока, упра-
вляемого положением переключателя коммутации, срабатывают одно и»
реле 17 или 18 скважинного снаряда и включается один из двигателей блока
зондов или блока чувствительностей. Электродвигатели переменного тока
защищены конденсатором 19 от постоянного тока.

Для индикации положения переключателя зондов или чувствитель-
ности реле вместе с жилой кабеля и обратным проводом (бронированной
оболочкой кабеля) представляет собой одно из плечей мостовой схемы;
три остальных плеча схемы расположены па центральной панели управле-
ния станции. При рабочих положениях переключателя параллельно роле-
подключаются индикаторные сопротивления, которые изменяют общее
сопротивление цепи реле, что отмечается по микроамперметру, включенному
в диагональ моста иа центральном пульте управления. При холостых поло-
жениях контактов индикаторные сопротивления отключены. При этом поло-
жении равновесие мостовой схемы устанавливается реостатом нуля, распо-
ложенным па центральной напели управления.

Для калибровки показаний прибора, которые могут быть искажены,
емкостными и индуктивными влияниями и изменениями в режиме работы
усилительных и выпрямительных ламп, в зонде предусмотрена проверка
.нуль- и стандартного сигналов.
При проверке иуль-сигнала| (положение 9 переключателя зондов) авто-
трансформатор закорачивается й прибор «Вых. ток» на центральном пульте
управления должен указывать на нуль. Наблюдаемая при этом разность
потенциалов, созданная наводками и неотрегулированностыо схемы усиле-
ния, компенсируется потенциометром «Установка нуля» на центральной
панели управления. При проверке стандартного сигнала переключатель
зондов переводится в положение 11 и переключатель чувствителыюстей —в
положение 7. При этом падение напряжения на эталонном сопротивлении

1,30

Рис. 33'1. Свечной мост и головки много-
элсктродного зонда станции ОКС-52.

стальная головиа; is — герметичные,
вводы; 1в — проводники; 1~ — резиновые
шайбы; 18 — текстолитовые шайбы; 10 —
зажимная гайца; 20 — штуцер; 21 — подвес;
22 — обрезиненный зажим; 23 — бронирован-
ный одножильный кабель; 24 — защитный
колпав; 2S — резиновая трубка; 20—
электроды; 27 — резиновые буфера; 28 —
резиновая трубка; 29 — зажим верхней го-
ловки зо зонда.

2,35 ом подводится к автотрансформатору, усиливается, выпрямляется
и подается на поверхность, где отмечается прибором «Вых. ток». При
отрегулированной схеме величина этого тока должна равняться 5 ма. При
ином значении тока его доводят до указанной величины потенциометром
«Устап. чувств.» на центральной панели управления.

Зонд соединяется со скважинным снарядом при помощи свечного моста.
Это устройство представляет собой стальную головку 14 с тремя герметич-
ными вводами 15 проводников 16 в хлорвиниловой изоляции. В первом вводе
проходят провода от электродов 1, 2 и 13 от центральной жилы кабеля и
бронированной оболочки, во втором вводе — провода от электродов 5, 7,
8, 11 и 12 и в третьем вводе — провода от электродов 3, 4, 6, 9 и 10 (рис. 329
и 331). Из числа проводников 16 проводники 1—10 присоединяются к элек-
тродам зонда (рис. 329 и табл. 26) и 11—13 — к электродам резистивиметра.
Герметизацию ввода обеспечивают резиновыми 17 и текстолитовыми 18
шайбами; уплотнение достигается при помощи гайки 19 и штуцера 20 *.
Свечной мост присоединяют при помощи подвеса 21, в котором при помощи
обрезиненного зажима 22 закрепляется бронированный кабель 23. Место

1 Аналогичное уплотнение имеют свечиые’мосты для многожильных бронированных
кабелей [2].
соединения ,защищено колпаком 24. На кабель надевают резиновую труб-
ку 25. На поверхности трубки укладывают провода 16 от электродов 26 (пар-
ные провода спивают бифилярпо). Кольцевые свинцовые электроды устана-
вливают между резиновыми буферами 27. Между электродами провода за-
крываются резиновыми трубками 23. В верхней части центральной жилы
кабеля 23 устанавливают зажнм 2!), закрепленный в верхней головке 30
зопда. К этой головке присоединяют кабельный патрон или рсзистивимотр
(см. рис. 329). Резистивиметр представляет собой стальной цилиндр с вста-
влеппой. в него резиновой цилиндрической обоймой, иа внутренней поверх-
ности которой закреплены электроды 11, 12 и 13.

Аналогично снаряду ОСС устроен малогабаритный скважинный снаряд
МСП-55 Ленинградского филиала Конструкторского бюро нефтяного при-
боростроения. Основное отличие его от снаряда ОСС заключается в следую-
щем: мепыппй диаметр (70 лик); наличие. 11 позиционных переключателей
(без холостых контактов), дно позиции которых предназначены для изме-
рения микрозондами; отсутствие позиции нуль-си гнала иа переключателе
зондов; наличие двух силовых трансформаторов (одного —- для питания
анодов и другого — для накала ламп); использование малогабаритных ламп
и двигателей; установка ртутпоГо контакта для отключения жилы кабеля
от схемы скважинного снаряда и иная конструкция свечного моста.
В табл. 27 приведены данные о соединениях при различных позициях пере-
ключателей в малогабаритном скважинном снаряде.

Электрическая схема основного скважинного снаряда приведена на
рис. 112,

§ 94.	РЕЗИСТИВИМЕТРЫ

Для. измерения удельного электрического сопротивления бурового
раствора применяются приборы, получившие название резистивиметров.
Скважинный резистивиметр представляет собой небольшой трех- и роже
двухэлсктродпый зопд, электроды которого защищены по возможности от
влияния окружающей среды (железа колонны н пород). Конструкции сква-
жинных резистивиметров различны.

У резистивиметров повода «Геологоразведка» (рис. 332, а) свинцовые плектроды
А и -W вакреплены па эбонитовом старяще 1 на расстоянии 65 мм один от другого. Тре-
тьим.электродом /У сцужит корпус прибора — латунный стакан 2 с. головками 3 и 4.
В ГррешСах выроздцы окна дли свободной циркуляции жидкости. Внутри стакапа 2 уста-
ЙЙЬДо[Г'цШгйн/(р’!из'изолирующего материала (резины текстолита, стекла), который ис-
ЙИЙ*асТ'»лй»1Ние1мйг4ЛДИческого корпуса прибора иа величину измеряемого сопротивле-
НЯЯрйчКДРУдаВДЙ.йторонк^акана 2 закреплены текстолитовые кольца 6’, которые не поз-
воляют корпусу резистищиметра соприкасаться с колонной. При соприкосновения кор-
пуса резиотявиметра с Колбиной изменяется сипа тока и возникают непостоянные погеп-
ЩйДл'Ы'иОлЯрвяйций,1 "понижающие точность измерения сопротивления раствора. Рези-
етивимезщ юпускгрот в сПвдягагпу на трехжнлъном кабеле 7, к которому прибор прикреп-
дяют цри .поцфЩр дцщимногц, щарика 8. Вследствие небольшого сечения стакана реаи-
стйв,иметр легко зануцрриваотся буровой грязью, что ведет к погрешностям в измерении
сопротивлении. Р6зй?Стйвимотр, показанный па рис. 3326, лишен этого недостатка. Он
состоит ий-'двух- головок 43' й скрепленных тремя металлическими стержнями 10.
Жйлы<кабеЛЙ 7 введи,ны, 'в эбонитовый электродержатель 12 и заканчиваются медными
ПрояодцкнррхожщимН, черезизолирующие трубки 14. Торцевые поверхности
Проволок 13 образуют градиент-зонд небольшого размера, Недостатком резиотивиметра
дай конструкции является влияние пород, окружающих скважину, при наличии
в' скважине’ Уступов;

Найб’олбб совершшшымй ’ являются скважинные резистивиметры РА-3
йроэдводства Уфимского"завода/ РЭУ-57 и РСЭ-3-57 завода Нефтеприбор.

Деталями резистивимотра РА-3 (рис. 332, в) являются стальной стакан
Лйу5й.яо<рцам.кот,орого.привинчены верхняя 3 и нижняя 4 головки. В стакане
установлен цилиндр 16 из изолирующего материала, на внутренней стороне
Таблица 27

Зонды и масштабы регистрации кажущегося сопротивления при различных позициях переключателей зондов и чуветвительностей
малогабаритного скважинного снаряда ОКС-56

f Лоанции переклю- чателя зондов	1	Назначение позиций  переключателя зондов	Обозначение • г зондов	j 5  1 =$£ J	о  т§  1 3 о	...	№ электродов зонда			Позиции переключателя чуветвительностей			
			Коэффициент ослабления	А	м		масштаб» ом м/см		1 нуль- k-сп сигнал J ljl1	исп
							!	!	j	>	j	i  I;2;3l4	5	fl	7  I	1	1	1	1	8	i  9	| 10  1	11

Обращенный градпент-зонд

1	Микрозонд 		А0,05М		30—so	А'	М'	6	0,01	0,025	0,05	0,1	0,25	0,5	1	2,5	Нуль- сигнал	СП	СП
О	Стандарт-сигнал					—	1	1	1	—	—	—	—	—	—	5 ма	2 ма	То же	СП	СП
3	Резистивиметр 			0,3	52,1	13	12	и	0,111	0,025	0,0 5	0.1	0,25	0,5	1	2,5		СП	СП
4	Потенцпал-зонд		N7M0,5A	6,73	25,4	2	3	9	0,1	0,25	0,5	1	2,5	э	10	25	»	СП	СП
5	Обращенный градпент-зонд	А’ОДМО.аА	37,7	4,53	2	3	4	0,1	0,25	0.5	1	2,5	5	10	25	»	—	—
6	То же		A'O.IMIA	138	12,4	1	3	4	0.1	0,25	0,5	1	2,5	5	10	25	&		—
7	> 		NO, 25372,25А	282	6,06	1	п	6	1	2,5	5	10	V п	50	100	250		СП	СП
8	» ............	К0.25М4Д	853	2	1	7	8	1	2,5	5	10	25	50	100	250	$	СП	СП
9	Последовательный гради-				10	S					10			100	250			
	ент-зонд 		A4,5M0,25jV	960	1,77			7	1	2,5	□		25	50			»	СП	СП
10	Обращенный градпент-зонд	Л’О.бМЗА	1710	1.0	1	9	10	1	2,5	5	10	25	50	100	250		СП	СП
и	Микрозонд 		АО, 0252110,0251V	—	30—50	А'	М'	М*	0,01	0,025	0,05	0,1	0.25	0,5	1	2,5		СП	СП
			П о с л е д о		вате	л ь и ы й г р а д п			е н т -	3 О II л								
1	Микрозонд-		' AU,05M	—	30-50	А'	М*	ок	0,01	0.025	0,0 5	0,1	0,25	0.5	1	2,5	Нуль- сигнал	СП	СП
2	Стандарт-сигнал		—	—	—	9	9	9	—	—	—	—	—	—.	5 ма	2 ма	То же	СП	СП
3	Резистивиметр 		—	0,3	52,1	12	И	10	0,01	0,025	0,05	0.1	(>,25	0,5	1	2,5	»	СП	СП
	Потенцпал-зонд		N8.5M0.aA	6,65	25,7	2	3	9	0,1	0,25	0,5	1	2,5	5	10	25	»	СП	СП
5	Последовательный гради-	АО, 53/ С1 я 1 N	37,7	4,53				0,1		0,5		2,5		10	25			
	ент-зонд					3	2	1		0,25		1		5			$	СП	СП
ь		AIM U,1N	138	12,4	5	2	1	0,1	0,25	0.5	1	2.5	5	10	25	&	СП	СП
7  8		42,25Af 0.25N	282	6,00	6	4	3	1 	2,5	5	10	25	50	100	250	»	—	—
	» 		44ЛГ0,25Л’	853	2.0	8	4	3	1	2,5	5	1 0	25	50	100	250		—		
9  10	Обращенный градиент-линд  Последовательный гради-	А0.25М4А	853  17Ю	2,0	3	i	8	1	2,5		10  10	2 а	50  50	100  100	250  250	»	СП	СИ
	ент-зонд		.-1SM0.5N		1,0	9	5	3	1	2,5	5		25				»	СП	СП
f 1	Микрозонд		AU.h25M0.025N	—	30—50	А'	М'	м*	0,01	0,025	0,05	0,1	0,25	0,5	1	2,5		СП	СП

Примечания. 1. А', М', М’ — электроды микрозонда; ОК —броня кабеля,
2. СП измеряется электродом № 4,

УСТРОЙСТВА И АППАРАТУРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕТРИИ СКВАЖИЙ

со
Рис. 332. Скважинные резистиви

«х — конструкции завода «Геологоразведка»; б — открытая конструкция; в — РА-3; а — РЭУ-57;
6 — цилиндр из изолирующего материала; в — текстолитовые кольца; 1 — кабель; 8 — защимиая
нитовый электрододержатель; 13 —„медные проволоки; 14 — изолирующие трубки; 15 — стальной
10 — изоляционная пла
различных конструкций.

«етры

я РГ9-Ч-57' 1 — эбонитовый стержень; 2 — латунный стакан; з и 4 — верхняя и нижняя топовви;
8	*	о ттлттнпг плягнтяаг 10__металлические стержни; 11 — распорный шарик; 12 эоо

SS;(Т(та Хирдащего материла; п -свечи; 1S - предохранительный коппаи;

СТИН а; го— суппорт.
которого запрессованы свинцовые цилиндрические электроды А, М п N.
Резистивнметр прикрепляется к кабелю при помощи трех свечей 17 со стан-

дартными муфтами, предохранительным колпаком 18 и опускается в сква-
жину при помощи груза, закрепляемого в подвесе 9 пижпой головки 4,
Резистивнметр РЭУ-57 (рис. 332, г) отличается конструкцией электрод-
ной установки. Дисковый электрод М помещен в центре изоляционной пла-
стины 19, закрепленной па суппорте 20, и окружен кольцевым электродом А.

Электрод N выполнен в виде

Рис. 333. Схема эталонирования
резистивиметра.

Р — резистивнметр; П — потенциометр;
ПУ — пульсатор; КП — компенсатор по-
ляризации; г—источит; тока; Н —
реостат; .«А — миллиамперметр; III —
шунт для измерения силы тона; Мот.—
мотор; 13р. пар. — временная перемычка;

А, М, N и В — электроды.

полуколец. Такая конструкция электродов
обеспечивает стабилизацию электриче-
ского поля.

В резиетивиметре РСЭ-57 (ряс. 322, {))
электрод А представляет собой стержень,
в спиральной канавке которого, изоли-
рованно от стержня А, уложен прово-
лочный электрод М. Электродом N слу-
жит корпус прибора.

При измерении бурового раствора»
розистивпмстрами удел ыюс электрическое-
сопротивление раствора рассчитывают по.
формуле

_ v ли

<?о —	-j- ,

где Ку — постоянная розистивиметра в м;.
AU — разность потенциалов, измеренная
между электродами М и 2V; ,/ — сила
тока, отдаваемого в раствор электродом А.

Для определения постоянной Ку рс-
зистивиметр опускают н бак, заполненный
раствором хлористого натрия или хлори-
стого калия заданной концентрации и
температуры, и включают в питающую и
измерительную цепи так, как показано
иа рис, 333. Сопротивление эталонного
раствора определяют из табл. 21, а также

(для хлористого натрия) по кривым, изображенным па рис. 200, с последую-

щим введением поправки за температуру или по кривым, приведенным па
рис. 201. Измерив силу тока I (в миллиамперах) в цепи электрода А и
разность потенциалов AU (в милливольтах) между электродами М и N,
по формуле

- 7|у

рассчитывают постоянную резистивиметра. У резистивимстрон заводского-
изготовления постоянная резистивиметра обычно выгравирована на кор-
пусе прибора. Однако постоянная резистивиметра нередко изменяется в
процессе его эксплуатации, в связи с чем постоянную Ку следует проверять
не реже чем раз в месяц и обязательно после каждого ремонта п разборки
прибора.

§ 95.	ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Из числа различных устройств для переключения зондов (коробок БКЗ)
в настоящее время наиболее широко применяется переключатель зондов.
Л. С. Сперанского и К. И. Бондаренко.
В этом переключателе электроды
зонда присоединяются к жилам ка-
беля при помощи релейного устрой-
ства, состоящего из электромагнита 1
(рис. 334), храпово1ю механизма 2 и
двух 12-позициопных переключате-
лей 3 и 4, закрепленных на свечном
мосту 5 и помещенных в стальной
стакан 6. К нижнему концу стакана
присоединяется кожух 7 с подве-
сом 8 для подсоединения груза. Чтобы
избежать раздавливания прибора is
скважине гидростатическим давле-
нием бурового раствора и обеспе-
чить герметичность, стакан запол-
няется трансформаторным маслом
и соединяется с компенсатором
давления — дюритовой трубкой 9.
При повышении давления в среде,
окружающей прибор, дюритовая
трубка сжимается и тем самым дав-
ление внутри стакана уравновеши-
вается с наружным давлением. Ввод
жил кабеля и присоединение элек-
тродов зопда к переключателю осу-
ществляются ври помощи 12вводпых
свочой, установленных в свечном
мосту 5. Три свечи 10 усиленной
конструкции служат для ввода жил
кабеля п кропления переключателя
с присоединенным к нему грузом па
кабеле. Остальные девять свечой 11
облегченной конструкции предназна-
чаются для ввода в корпус переклю-
чателя проводников, соединяющих
переключающий механизм с элек-
тродами зопда. В переключателях
последних конструкций несколько
проводов от электродов, запрессо-
ванных в общую резиновую оболочку,
вводятся в гнездо свечи и затем гер-
метизируются уплотнением.

Принцип действия переключа-
теля зондов следующий. При про-
пускании тока через обмотку элек7
тромагиита 1 втягивается сердечник
12 и собачка 13 храпового меха-
низма поворачивает храповой меха-
низм 2, при котором контакты
сдвоенного переключающего устрой-
ства 3 и 4 переходят в следующую
позицию. При выключении тока
электромагнит возвращается в исход-
ное положение пружиной 14. Чтобы
быть уверенным в срабатывании

Рис. 334, Чертеж об-
щего вида переклю-
чателя зондов

JI. С. Сперанского и
К. И4 Бопдарепко.

1 — алевтромя1’ш1т; е —
храпоной механизм: J и
7 — переключатели; 5—
свечной мчит; «—стакан;
т — пожух; S’ — подвес
груза; О — дюрптовый
компенсатор давления;
10 и 11 — свечи; /а —
сердечник мектромаг-
inna; 13— собачка; и —
возвратная пружина;
to — пробна.
храпового механизма, каждый рабочий контакт переключающего устрой-
ства чередуется с холостым. Для определения начального положения, при
котором жилы кабеля соединены с зондом наименьшего размера, последнее
рабочее положение переключателя, соответствующее соединению жилы
кабеля с зондом наибольшего размера, и первое его положение разобщены
тремя холостыми контактами. В некоторых переключателях зондов Уфим-
ского завода к нижней части переключателя присоединяется резистивиметр
РА-3. Электроды резистивиметра к клеммам переключателя подключаются
при помощи проводников, проходящих через пробку 15 дюритовой трубки.

Подключение переключателя зондов к жилам кабеля производится
по одной из следующих схем.

Л
М<>

М(А}
3

tAO,3MO,tN '
lAO.WMOIN
3AO,SSMOJN
AAI.SMOW
SA3flttO/rt
0А?,оГ,О/М

B(N)
М(А)
1>А(М)

8(N}A(H)&

1 в 8,1 MfiSM
г 80,/АО,OSH
з во,щам
а вцымм

5 В1А7.5М

6 Mt,КАО,КВ

Рис. 335. Различные схемы подключения зондов к переклю-
чателю.

a — схема подключения обращенных градиепт-зондов; б — тоже, после-
довательных градиеит-вопдов с иоключениенг индуктивлого влияния обмотки
электромагнита; о — схема подключения обращенных градионт-аопдов с
дополнительной обмоткой электромагнита.

1,	Обмотка электромагнита роле включается в жилу кабеля, постоянно
соединенную с одним и том же электродом А в двухполюсной схеме или М
в однополюсной схеме (рис. 335, а). При таком включении измерения
с зондами, при работе с которыми сила тока превосходит силу тока трогания
реле (0,5—0,9 а), производятся по однополюсной схеме. Значительное, уве-
личение индуктивного сопротивления цепи, в которую включена обмотка
электромагнита, и, как следствие этого, возрастание индуктивных
помех являются недостатками такого способа присоединения переклю-
чателя.

2.	Обмотка реле включается в жилу кабеля, соединенную с непарным
электродом М в двухполюсной схеме или с электродом А в однополюсной
схеме (рис. 335, б). Для предотвращения разрывов цепи холостые контакты
соединяют с рабочими, как это показано на схеме. Невозможность измере-
ния большими зондами по однополюсной схеме является недостатком такого
присоединения переключателя.

3.	На электромагните реле устанавливаются две обмотки, включенные
в жилы кабеля, соединенные с парными электродами зонда; при включении
реле обмотки работают параллельно. В этом случае резко уменьшается ин-
дуктивность цепи, в которой находятся обмотки, вследствие бифилярности
их включения. Недостатком схемы является невозможность перехода от

измерений с градиент-зоидом
к измерениям с потенциал-зон-
дом 1 в связи с резким увели-
чением индуктивных помех
из-за трансформаторной связи
обмоток.

Значительное индуктивное
сопротивление обмотки пере-
ключающего электромагнита,
вследствие которого резко воз-
растают погрешности: в изме-
рениях, особенно при работе
с фоторегистраторами, является
основным недостатком пере-
ключателя зондов этой конст-
рукции.

В безындукционном пере-
ключателе зондов (безындук-
рукции коробке БКЗ) копст-
ционной Киевского завода пе-
реключение зондов осущест-
вляется при помощи трех плат
Я/, ПН и ПШ четырех-
шгатного 12-позициоипого пере-
ключателя Я (рис. 336). Пол-
зунки переключателя передви-
гаются электродвигателем
АСМ-50. Двигатель питается
переменным током частоты
50 ги. Для включения элек-
тродвигателя на промежуточное
реле Р при помощи переклю-
чателя П1 (положение <;3») по-
дается постоянный ток от

Рис. 336. Схема коробки БКЗ Киевского за-
вода (по С. Г. Комарову).

1 — цапель управления; S — глубинный прибор; з —
жилы кабеля; 111 — ворешпочатепь («Переключен, цо-
аиций — Зондирование»); II2 и 113 — переключатели

источника питания (клеммы В,
жила II, земля—клемма Л).

Реле подключает электродвига-
тель к жиле I кабеля и пол-
зунок контрольной платы к
жиле III кабеля. При этом
электродвигатель передвигает
ползунки переключателей элек-
тродов Я/, IIII иШП и пол-
зунки контрольной платы К.
Клеммы этой платы соединены
с сопротивлениями. Это дает

о однополюсных зондов па двухполюсные и с градиент-
з он да па потснйиал-вопд; Ли — кнопка; Л — епгпаль-
пая лампочка; J3 — батарея сухих элементов иа 4, 5 в;
D —дроссель 10 ан; ШТ — прибор М-42 иа 10 .иа;
Л1 — сопротивление (подбирается); R2 — реостат,
180 ом; R3 —сопротивление, 30 олг; 7';>— трансформа-
тор; 01—конденсатор, 4 мкф; 02— конденсатор,
4 мкф; В — купроконый выпрямитель; Р — реле; М —
синхронный электродвигатель АСМ-50; R4—сопротив-
ление, 1,5 koai; Rt> и НО—компенсационные сопро-
тивления; 117— R17— сопротивления индикатора;
II — мпогоииатпый переключатель с платами I, II, III
и К; позиций переключателя; 1—а — зонды; 1о — сво-
бодная; 11 — поротное замыкание (проверка индуктив-
ных'помех); 12 —проверка изоляции жил I и III.

возможность при помощи соответственным образом проградуированного

омметра, установленного в пульте управления, определить положение
переключателя 2.

1 Путем переключения электродов М и В (А и Я).

s Калибровка омметра в случае необходимости осуществляется реостатом
Далее переключатель П1 устанавливается в положение «/» («Зондиро-
вание»), при котором осуществляется требуемое подключение питающей
и измерительной цепей к электродам зонда. Переключение схемы зонда
от однополюсной к двухполюсной осуществляется переключателями П2 и ПЗ.

На рис. 337 приведена схема безындукционного переключателя зопдок
треста Грознефтегеофизика последней конструкции,

JI2

Рис. 337. Безындукционный переключатель зондов треста Грозцефтегео-
ф ив ик а.

Р1 и Р2— реле; II—включатель рейс PT; III, 11s и lit' — переключатели оолдев;
К— контрольная плата переключателя аондов; ИГ/ — измерительный приОор—ука-
затель положения переключатели яоцдов; Л1 и Л.2 — лампы.

В этом переключателе обмотка электромагнита реле Р2, управляющего
четырехплатным переключателем II1, П2, ПЗ и К, подключается к жиле А
кабеля при помощи вспомогательного роле Р1, управляемого неополой лам-
пой Л1. При этом при включении в жилу М кабеля напряжения, превышаю-
щего порог зажигания лампы, реле Р1, срабатывая, переводит переключа-
тель П в правое положение, при котором реле Р2 присоединяется к жило А
кабеля и показатель позиции 1{ — к жиле В. Положение позиции (порядко-
вый номер и размер зонда) устанавливается но измерительному прибору —
омметру Р1П. Переключатель рассчитан на работу 6—9 зондами, резисти-
виметром, электротермометром. Оригинальным в конструкции переключа-
телей зондов является ввод жил кабеля, осуществляемый через наклонно
установленные свечи, расположенные по образующей патрубка, закреплен-
ного эксцентрично в верхней головке переключателя.
§ 96.	ПЛАСТОВЫЕ НАКЛОНОМЕРЫ

Для определения угла и азимута падения
пород пашей промышленностью выпускаются >
пластовые наклономеры с трехточечпым прин- j
цппом измерения. Ранее в небольшом количе- I
•ствс изготовлялись гаестиэлектродпые наклоно-
меры кажущегося сопротивления, вследствие i
меньшей точности измерений они нс получили
распространен ня.

Пластовый наклономер Ш1-1

Пластовым наклопомер НП-1 Киевского ;
завода геофизического приборостроения пред-
назначается для определения угла и азимута
падения пород в глубоких скважинах. Дета-
лями наклономера являются два центрирующих
фонаря 1 и 2 (рис. 338), между которыми
установлен фотоинклищометр 3. Каждый из
фонарей представляет собой латунную трубу, j
на которую надеты неподвижная 5 и подвиж-^
пая 6 муфты. 13 муфтах в радиальных плоско-
стих, сдвинутых одна по отношению к другой
па 120®, закреплены три стальные рессоры 7, §
покрытые резиновой изоляцией 8. В средней
части рессор верхнего фонаря в резине запрес-
сованы свинцовые электроды 9, соприкасаю-
щиеся с буровым раствором через окошко 10.
Провода 11 от электродов проходят в изоля-
ции 8 рессоры и подводятся к свечному мосту
12 фотоипклииометра. В мосту 12 установлено
шесть свечей 13, из которых три усиленные
для присоединения жил кабеля, а остальные — i
для ввода проводников 77 от электродов 9. 1
Мост соединяется с верхним фонарем муфтой 74. !
К трубе верхнего фонаря присоединяется го- ;
ловка 15. Через эту головку и трубу проходит [
кабель 16. Пластовый наклономер комплак- I
туется набором фонарей максимальным диа- !
метром 11" (для работы в скважинах от 7V4
.до 93/4") и 14" (для работы в скважинах от
101/з до 133/4"), что дает возможность на уча-
стке ствола скважин, сложенном достаточно
плотными необваливающимися породами, в
которых диаметр скважины не превосходит
..диаметра инструмента, считать диаметр окруж-
ности, на которой установлены электроды
в рабочем состоянии, равным диаметру ин-
струмента.

Фотоипклинометр, установленный в нак-
лономере, отличается от фотоипклииометра
И.Ф-2 (см. рис. 30) наличием указателя глав-
ного направления радиальной плоскости при-
бора, в которой установлен электрод Мг, и

Рис. 338. Пластовый наклономер НП-1.

1 и S — центрирующие фонари; з — фотоинклпнометр; 4 — латунная труба; s — неподвижная и в — подвижная муфты; 7 — стальная рессора; £ —изо-
топия- 9 электрод- 10 _окошко- 11 — провод; 12 — свечной мост; 13 — токовводящие свечи; 11 — муфта; 13 — головка наклономера; 10 — кабель; 17 —

'винты крепления рессоры; 18 — фиксатор положения фото-инклинометра; 19—герметизирующие прокладки; 20—нижняя цробка^фотопнклппометра;
н	2i — муфта присоединения нижнего фонаря; 22 — нижняя головка.
раздельным подключением электродвигателя, осветительной лампы и кон-
такта контроля протяжного механизма порознь к трем жилам кабеля и к из-
мерительным электродам Мх, М2 и Мя.

Наклономер НП-1 снабжается панелью управления, описание которой
дано в следующем параграфе.

Пластовый наклономер ВИРГ

Пластовый наклономер ВИРГ, разработанный А. С. Семеновым и
О. К, Владимировым, предназначается для определения угла и азимута
падения пластов, пересеченных наклонной скважиной. Принцип действия
наклономера основам иа регистрации трех кривых тока, проходящего череа

электроды М15 Мй и Ms (рис. 339), закрепленные на пружинах фонаря 7.,
Снизу к фонарю на шарнире 2 прикреплен эксцентричный груз 3, всегда,
устанавливающий электрод .М\ в направлении искривления скважины.
Так как азимут искривления при наклонно направленном бурении известен,,
то исключается необходимость использования инклинометра..

§ 97.	СПЕЦИАЛЬНАЯ НАЗЕМНАЯ АППАРАТУРА

К числу специальной наземной аппаратуры, применяемой при электри-
ческих исследованиях скважин, относятся панели для измерения сопроти-
вления экранированного заземления, потенциалов вызванной поляризации
пород и пластового наклономера.

ПАНЕЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Панель для измерения сопротивления экранированного заземления применяете®
в тех случаях, когда сопротивление экранированного заземления измеряется непосред-
ственно (не по потенциальной схеме).
Основными узлами панели являются четырехплечный измерительный мост (рис. 340>.
с двумя параллельными ветвями Л и Л' и диагональными точками М и N для измерения
сопротивления заземления. Параллельно мосту присоединены экранная Э и ложноэкрав-
ная Э’ цепи. Ложноэкранная цепь предназначается для компенсации влияния сопротив-
лений, электрода В я жилы кабеля, соединенной с этим электродом, через которые прохо-
дит питающий и экрапирующийтоки. Для этого необходимо чтобы ток 1$ в ложпоэкрап--

Рис. 340. Измерительная падаль метода сопротивления экрани-
рованного заземления.

ной цепи был равен току 19 в экранной цепи и сопротивление RB — сумме сопротивлений1
электрода В и жилы кабеля, соединенной с этим электродом. Каждое из двух верхних пле-
чей моста Вс и R'c составлено из двух магазинов Rt я R'v R^ и R'n сопротивлений, ве-
личина которых может быть изменена при помощи четырехрычажпого переключателя
Два других плеча моста — измерительное и балансное 2? „—переменные, В измери-
тельное плечо входят сопротивления жил кабеля А и В и сопротивления заземлений,
приключенных к этим жилам. В балансном плече установлен четырехдекадиый магазин
сопротивлений Ro с диапазоном переключений от 0,1 до 999,9 ом и реостат RB, позволяю-
щий плавно изменять сопротивление от 0 до 100 ом. Реостат может быть выключен клю-
чом Л2. Экранная и ложиоэкранная цепи содержат постоянные сопротивления R, и,
Н10 иа 100 о,я, переменные декадные .магазины сопротивления и Л’э со ступенями по
100 ом И реостаты А',» от 0 до 100 <>м

В экранных пенях п цепях мости ус.тппои.к'иы эталонные сопротивления А‘,)Т для
измерения токов. Зги сопротивлевня водкиючпютгн к няморительцому прибору при по-
мощи пероключатолоЛ Яа, Я3 и [Ц. Эталонные сопротиллопия, установленные а плечах
АА' основного измерительного моста могут шунтироваться ключом //5 для определения
масштаба записи кривых НА. Ключ ZCi преди:Лпачмотс.п для выключении ложиоэкраишш
цепи. Подключение измерительного прибора к ра,чл нчцым участкам цепи моста для плморе-
пия токов 1А, /д'и 1 д. установлен не заданного от шипения акранпого тока к измор отель-
ному току (положение «/а,АА = mi>) и равенства токов н экранной и ложпоэкрашюй
цепях (положение «Аэ — 7$») производятся при помощи чэтырохп.чаи'ового переклю-
чателя Я.,.

Разность потенциалов, снимаемая переключателем, подастся на гшп.вацометр через
делитель напряжении Н1Э и Л,4. Делитель напряжения предотвращает возможность
повреждения рамки гальванометра яри балансировке схемы из-за включении больших
значений несбалансированной рнзпостп потенциалов.

Спаренный переключатель служит для переключения гальванометра от шшероцип
токов (положенно «/») ни измерение сопротивлений заземлений (положение

Для измерения потенциалов шдапанпоп поляризации пород на панели устпиовлеи
делитель напряжения с, двумя ступенчатыми переключателями /70 и /Т7, при помощи кото-
рых с делителя снимаются разности потенциалов вызванной поляризации и потенциа-
лов поляризующего поля (кажущегося сопротивления, изморенного малым потепциял-
зондом) *.

Для измерения потенциалов (7ВГ1 вызванной поляризации и разности потспццялов
AUQ поляризующего поля (кажущегося сопротивления) с полуавтоматической аппарату-
рой применяется отдельная измерительная панель упрощенной конструкции, пнполь
имеет два делителя напряжения, к которым подключаются потенциометры 77 и /7ва, из-
меряющие AUQ и 77вп- Делитель напряжения потенциометра ^состоит из трех после-
довательно включенных с ойрот явлений = 50(1 ол«, г2 = 21270 о.я и у, — 19(1860 ом
(см. рис, 353).

При таком включении потенциометр /7„ измеряет разность потенциалов AU =
= 0,01 /15^ при подключении апектрода М к клемме а делителя и 0,001 АН й при под-
ключении электрода М к клейме 1/, что подтверждается следующим адгементар ным расчетом.

Обозначим: AU[(—величина компенсирующего напряжения; AU’— падение на-
пряжения на сопротивлении /у в момент включения поляризующего тока / и линию
АВ; iB — сроднее значение токи, проходящего через гальванометр потенциометра Пе за
время Т полного оборота коллектора пульсатора; R* —полное сопротивление внешней
цепи, присоединенной к потенциометру; тр — продолжительность разрыва измерительной
цепи.

В момент компенсации

zU7K —4Е7' / Т \ , AUnl Т ,	\

,	-Л*——"гр)+лИ-т~Н

----------------=б.

т

Заменяя в последнем равенстве — и rp пропорциональными углами поворота кол-
лектора л и а и сокращая иа В* Т, получим

(zICAk — AU') (л— a) AU,, (л -(- a) = 0,

•откуда

zlt/I( = 2-£-2-zW'.

Но так как

г,	500Zf?7„	500

AU' - —:-------------- All =	~	= 0,02286 AUn,

?’i a 4“	e 21770-^7?^^	21870 e	G

где jRMN — сопротивление цепи MN, присоединенной последовательно к сопротив-
лениям ri и сг, которое обычно варьирует от 50 до 150 ом и при расчете принято
равным 100 ом, то

Ж( = 0,01143 ^^-AUO .
.	Л О

1 Переключатели ZZ8 и Я9, изображенные па рис, 340, служат для измерения по-
тенциалов вызванной поляризации,
У коллекторов вертикальных пульсаторов угол а = 22,5° = л/8; ~~~ = 0,875 и,
следовательно,

/Шк = 0,01143 X 0,875	= 0,01 ZfZ7e .

При другом значения угла а отношение------;—Ц—=-----

О + Гз+Ядгде

определяется из соотношения
--------------------------------;---Г-~----= 0,02	,
Г1~Г ra~T-^MN п — а

откуда, задаваясь RMN и ri = 500 ом, определяют гц.

Так же рассчитывается сопротивление г8 (по известным гг и гх га -J- R^^ я
значению 0,002	и сопротивления делителя напряжения в цепи измерения потен-

циалов вызванной поляризации со ступенями 1 : 10 и 1 : 100 измеряемого напряжения
<см, § 112).

Панель пластового наклономера

На панели пластового наклономера сосредоточены механизмы управле-
ния записью регистрируемых кривых и фотоипклииометром. При помощи
переключателя П2 «Инклинометр, гальванометр» (рис. 341) жилы кабеля
подключаются к схеме управления фотоипклииометром (позиция I) пли

Рис. 341. Схема панели и глубинного прибора пластового наклономера НП-1 (по
С. Г. Комарову).

1 — папель; 2 — глубинный прибор; М1, МВ и МЗ — измерительные мосты; КГП, КП2 и КПЗ — иом-
пспспторы поляризации', Т’р — силовой трансформатор сопротивления; RI, RSI, RSIS («Настройка ПС',
Г, II, Hit} — 500 ом;	RI — R6 — 50 ом; R7	— R0 («Компенсация гр,») — 50	ом;	Ли	— R12 («Ком-
пенсации, точ.») — 10	ом; R13 — RIS — 70 ом; R16 — R1S («Настройка КС;	IIS, II,	1») — 200	ом;

Rig — R2I — 300 ом;	R22 — R27 — 200 ом;	R2S — R30 («Настройка, III,	II,	Г») — 300	ом;

R31 — R32 — 250 ом;	R33 — R30 — 30 ом;	R40 — 140 ом; R41 и R42 —	300	ом;	R43 — 20	ом;

С — емкость, 50 мжф, 2 в; П1 — П4 — переключатели; П1 — «КС — ПС»; П2 — «Ипилипом, Галь-
ваном.»; ПЗ — «Сопротцв. цепи»; П4 — «Раб. напряжение»; кнопки; Кн1 — «Ркспоаиция»; Кн2— «Про-
тяжка»; КпЗ — для проверки напряжения питания; К.1 и К2 — ножевые колодки; 31 — 34 — влементы
1,5 а; ВI — S3 — выключатели; К — контрольный контакт фотошшлинометра; М — влентродаигатель
фотоинклииометра; Л1. Л2 — сигнальные пампы соответственно 6,3 в и 26 «; ЛЗ — Л6 — лампочки
осветителя фотоипклинометра, 26 в, 0,15 а.

38 заказ 714.
к схеме записи кривых RA или Ucn- Управление и питание фото-
инклинометра производится от трансформатора Тр. Переключатель П4
и измерительный прибор VA, включаемый кнопкой КнЗ, дают возможность
отрегулировать и измерить напряжение в цепи питания фотоинклипометра.

При помощи кнопки Кн2 осуществляется включение электродвигателя
протяжки пленки фотоинклинометра. Окончание протяжки фиксируется
по амперметру Л (контакт К в цепи амперметра включается механизмом
протяжки). Кнопкой Кн1 («Экспозиция») включается лампочка осветителя.

При втором положении переключателя когда производится запись
кривых, жилы кабеля подключаются к трем идентичным каналам I, II и III.
В каждом канале установлены реостаты Ш (RII, ШИ) для регулировки
сопротивления цепи, компенсатор поляризации КП1 (КП2 и КПЗ), питае-
мый элементом Э1 (Э2, ЭЗ), включаемым ключом Bl (В2, ВЗ), и мост Ml
(М2, М3) для записи кривых изменения сопротивления RM. Переключение
прибора с записи кривых £7СП на RM производится при помощи переключа-
теля П1 («7ГС», «ПС»). Мост Ml (М2, М3) питается от токовой панели лабо-
ратории.
ГЛАВА XIV

ПРОВЕДЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
ПРИ ИЗУЧЕНИИ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

§ 98.	ПОДГОТОВКА АППАРАТУРЫ И ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ В СКВАЖИНАХ

Геофизические и, в частности, электрические исследования разрезов
скважин производятся промыслово-геофизическими (каротажными) пар-
тиями. Персонал партии обычно состоит из 6—8 человек: двух инженеров
(начальника партии и инженера-оператора), тсхпика-оператора, одного
или двух шоферов и двух-трех рабочих.

До начала работ в скважинах на барабан лебедки перематывают необ-
ходимое количество кабеля, размечают его, изготовляют зопды и необхо-
димые соединительные провода и проверяют исправность аппаратуры и
оборудования.

Кабель выпускается заводами отрезками длиной 1500—3500 м, намо-
танными ла деревянные барабаны. Для перемотки кабеля на лебедку барабан
с кабелем устанавливают иа козлы: так, чтобы его ось была параллельна
оси барабана лебедки. Конец перематываемого кабеля разделывают по пра-
вилам, изложенным в § 37, и присоединяют к отрезку кабеля у лебедки*.
После, этого кабель перематывают на барабан лебедки под натяжкой виток
к витку. Если глубины исследуемых скважин превышают длину куска ка-
беля, соединяют несколько кусков, причем общая длина кабеля должна
на 50—100 м (по не более) превышать наибольшую глубину скважин, буря-
щихся в районе работ партии.

В тех случаях, когда стенки скважин достаточно прочны и не обвалива-
ются, при соединении нескольких кусков небронированного трехжильного
кабеля отрезки кабеля берут с различным разрывным усилием. Если глу-
бина исследуемых скважин не превышает 1000 м, для верхних 500 м ставят
двухтонный кабель, который затем иарагцивают однотонным. При. глубине
скважины до 2000 м для верхних 1000 м берут четырехтенный кабель и нара-
щивают затем двухтонным. Подобное соединение отрезков кабеля умень-
шает нагрузку на кабель, созданную его собственным весом. В скважинах
глубиной свыше 2000 лип скважинах глубиной свыше 1000 м, пробуренных
в осложненных условиях, применяют только четырехтонные кабели или
кабели с большим сопротивлением разрыву.

После монтажа кабеля его размечают для точной привязки диаграмм
измеряемых, параметров по глубине (см. § 37).

Чаще всего разметка кабеля производится па скважине. В этом случае устанавли-
вают автомашину с лебедкой па расстоянии 30 м от устья скважины, закрепляют блои-
балаис и кабель с грузом опускают в скважину так, чтобы шарик (зажимная втулка)
находился близ блока со стороны лебедки. Затем берут мерную ленту и, отмерив от ша-
рика 20 м, ставят на кабеле милую метку (обычно перевязывают кабель шпагатом). Уста-
38*
нов ив первую (малую) метку, опускают кабель до тех пор, пока эта мотка по подойдет к ме-
сту, где ранее находился шарик. Отмеряют от этой метки следующие 20 ж и ставят вторую
(большую) метку Эту метку делают из нескольких оборотов изоляциоппоп лоты, поверх
которой укладывают бандаж из шпагата и покрывают вновь изолнциоппой лептой.
Далее опускают кабель снова па 20 м и патом же расстоянии от большой метки ставит
следующую малую метку ц г. д. Размечая кабель, нужно внимательно следить, чтобы
большей'и малая метки па кабеле располагались поочередно и расстояние между боль-
шими метками равнялось точно 4С) ж-. Иногда большие, метки устанавливают через каждые
L00 м. В этом случае устанавливают подряд четыре малые метки и затем пятую, большую.

При установке меток мерная лента должна прилегать it оболочке кабеля
для обеспечения возможно более точного промера кабеля. Следует напомнить,
что недостаточно точная размотка кабеля ведет к ошибкам в определении
глубины залегания исследуемых горизонтов, вследствие чего может быть
произведено неправильное вскрытие пластов и том самым нанесен серьезный
ущерб промышленности. На крупных базах кабель размечают при помощи
специальной разметочной установки (см. рис. 140). При работе с бронирован-
ным кабелем устанавливают магнитные метки при помощи специального
устройства, описание которого было приведено в § 42.

Соединительные проводники (в случае необходимости) 1 изготовляют
в соответствии со схемами, по которым производится измерения в скважинах
и расстановка оборудования. Зонды изготовляются по правилам, изложен-
ным в § 92.

При проверке аппаратуры следует обратить особенное внимание на
исправность измерительных приборов — потенциометров, осциллографа и
пульсатора и установить в приборах новые компенсационные элементы.
Мотор пульсатора должен работать бесперебойно и сообщать коллектору
плавный ход.

§ 99.	СВЕДЕНИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В СКВАЖИНАХ

Перед выездом на место работ начальник партии должен располагать
основными сведениями о состоянии скважины и предполагающихся работах.

В большинстве случаев необходимо знать следующее.

1.	Наличие и еостоиште дорог и примерное расстояние от базы до скважины.

2.	Комплекс проводимых исследований (для подбора соответствующей измеритель-
ной аппаратуры).

3.	Глубину, диаметр скважины и интервал исследования. Эти е.ведпнпя позволяют
начальнику партии проверять, достаточна ли длина кабеля, находящегося па лебедке,
подобрать грузы и уточнить время, в течение которого партия будет задержана па сква-
жине.

4.	Вязкость и удельный вес бурового раствора. Эти данные позволяют проверить
пригодность кабеля и грузадля производства работ Еслив исследуемой скважине буровой
раствор имеет больяюй удельный вес и вязкость несть возможность их временно понизить
без риска возникновении аварий в скважине, следует об этом дать указании буровой
бригаде, чтобы к приезду партии скважина была заполнена менее тяжелым буровым рас-
твором и тщательно я ромы га.

5.	Расстояние от устья скважипы до уровня бурового раствора Если это расстояние
больше глубины нахождения башмака обсадной колонны (а частности, кондуктора) или
превышает 50 м (при обсадке скважины на глубину свыше 50 м), следует дать указание
буровой бригаде о заполнении скважины буровым раствором до ео устья.

Если уровень буршого раствора будет низок, то исключается возможность иссле-
дования позакроплегпгого участка скважины выше уровня бурового раствора; увели-
чивается вероятность обрыва кабеля при прихватах из-за большего веса кабеля, находя-
щегося выше уровня бурового раствора; («меняется величина удлинения кабеля, что при-
водят к ошибкам в определении глубин.

1 Современные автоматические самоходные измерительные установки (станции)
Комплектуются соединительными проводниками заводского изготовления.
6.	Состав раствори и налично в растворе химических примесей, например кислот,
нефти и т. п., которые могут повредить оплетку или оболочку кабеля. Располагая данными
о составе раствора и о наличии нефти, начальник партии может своевременно (па базе)
заменить обычный кабель па кабель с оболочкой жил из пефтеупорнон резины или пропи-
тать перед спуском текстильную оплетку кабеля водой (при исследовании скважипы
с. нефтью) или слабым раствором щелочи (если буровой раствор содержит кислоты).

Если уровень вода— нефть паходитси ниже верхней Гранины исследуемого участка
скважины, следует дать указание буровой бригаде о закачке в скважину бурового раствора
дли подъема уровня раздела вода—нефть выше верхней границы исследуемого интервала,
а если возможно, то и пол пост ыо втеснить дефть из сквнжипы.

7	Техническое состояние скважин; предполагаемое искривление, наличие вторых
стволов и уступов и глубина их нахождения, состояние стенок скважины, вероятность
обвалов и выбросов, возможность газирования скважины. Все ати сведения необходимы,
чтобы при исследовании скважины возможно было соблюсти необходимые предосторож-
ности дли избежания прихвата зонда (например, приготовиться к спуску кабеля через
свечи, выбрить соответствующие грузы и подобрать кабель необходимой прочности).

8.	Сведения о наличии электрической энергии: напряженно силовой и осветитель-
ной сети, наличие распределительных устройств и расстояние, от них до скважины. Эти
данные требуются при работе с, разборными установками для выбора привода к лебедке
и необходимого количества соединительных проводов.

9.	Состояние бурового оборудования и сведения о буровой бригаде, особенно в тех
случаях, когда скважина заполнена тяжелыми растворами и возможны выбросы и при-
хваты кабеля. Эти сведения необходимы, чтобы знать, па что может рассчитывать персо-
нал партии в случае прихвата кабеля, когда потребуется помощь буровой бригады для
скорейшей ликвидации аварии.

10.	Конструкцию выхода колонны (для выбора типа блок-бпланса),

11,	Время окончания и длительность промывки скважины.перед геофизическими
исследованиями. Необходимо отметить, что скважину следует промывать и течение 2—
4 час. и партию вызвать к копну подъема колонны бурильных труб, прочем, в процессе
подъема длительных остановок ц‘е должно быть. В противном случае колонну бурильных
труб рекомендуется вновь спустить па забой и скважину повторно промыть.

§ 100.	РАССТАНОВКА ОБОРУДОВАНИЯ У СКВАЖИНЫ

По прибытии к месту работ автомашину с подъемником устанавливают
близ буровой скважины (рис. 342). При этом по возможности должны быть
выполнены следуют,ис условия:

1)	барабан лебедки должен занимать горизонтальное полоягепие, и его
ось должна быть перпендикулярна прямой, проходящей через центр сква-
жины и середину барабана;

2)	в пределах угла, образованного прямыми, соединяющими центр
скважины со щеками барабана, нс должно быть предметов, которые могли
бы затормозить спуск и повредить изоляцию кабеля;

3)	блок-баланс должен быть хорошо виден рабочим у тормоза лебедки.

Промыслово-геофизическую лабораторию устанавливают вблизи подъ-
емника. Удобно обо автомашины устанавливать так, чтобы оператор из окна
лаборатории видел рабочего у лебедки па подъемнике, что облегчает в неко-
торых случаях связь.

Если лебедка приводится от заднего колеса автомашины, с чем иногда приходите»
истрепаться при работе с подъемниками старой конструкции, затормаживают автомашипу.
подкладывают под передние колеса деревянные клинья и поднимают домкратом полу-
ось, над которой иа трансмиссионном валу расположен ведомый шкив лебедки. Затем ov
тормаживают автомашину и надевают приводной ремень на наружный скат иля п<1 тор-
мозной диск заднего колеса поднятой полуоси автомашины и ведомый шкив лебедки
Вторым домкратом поднимают раму машины до создания необходимой натяжки привод-
ного ре.хпш.

При использовании переменного тока промысловой сети для питания
измерительных и вспомогательных устройств и привода лебедок присоеди-
няют силовую линию станции к сети (для этого используют специальный
силовой кабель). При присоединении необходимо вольтметром проверить
соответствие напряжения сета величине напряжения первичной обмотки
спь ст спа спэ

Рис. 342. Схе.мы установки станции AKG у скважины и электрических соединений лаборатории с подъемником.

а — при работе с датчиком из комплекта лаборатории-, б — то же, с датчиком из комплекта подъемника; 1 — лаборатория; 2 — подъемник;
3— блок-баланс; -1— лебедка подъемника; 5 — кабель; о — коллектор лебедки; 7 — датчик глубин; S—датчик натяжений; 9—маг-
нитный меткоуловитель; 10 — размагничивающее устройство; 41—контрольная панель подъемника; 12—выносной динамик; СП1— сете-
вой провод; Ctls —провод датчика глубин; СПЗ — соединительный провод к подъемнику; СП4 —провод присоединения электродов; СПЗ —
коллекторный провод; СПб — провод заземления; СП?—провод метки; СПЗ—провод выносного динамика.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖ1Ш
силового (входного) трансформатора. Подключения силового кабеля стан-
ции к сети и к распределительному щитку станции необходимо производить
в резиновых перчатках во избежание поражения электрическим током.
При этом должны быть отключены рубильники силовой сети или вынуты
плавкие предохранители. Для присоединения жил силового провода к клем-

мам или шинам распределительного
щитка иногда используют пружинные
зажимы, которые в практике назы-
вают «крокодилами».

Одновременно с расстановкой
измерительных установок рабочие
прочно закрепляют блок-баланс на
роторном столе. Способ крепления
Олок-балапса, бурильных свечой,
показанный на рис. 343, является
одним из наиболее удачных. Свечу
или квадрат подвешивают па элева-
торе к талевому блоку и затем
плавно опускают на деревянную
доску, которая плотно прижимает
-станину блок-балаиса к столу ро-
тора. Блок-балансы конструкций,
изображенных на рис. 175, б, кре-

Рис. 343, Кропление	блок-бал ап с а на

столе ротора при помощи бурильной
трубы.

пятся клиньями: в столе ротора —
роторными, в колонне — деревян-
ными. Плоскость вращения блока
должна быть совмещена с верти-
кальной плоскостью, проходящей через ось скважины и середину ба-
рабана лебедки. После установки блока к его щеке прикрепляется
датчик автосишгой передачи со счетчиком.

§ 101.	СПУСК КАБЕЛЯ И ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
В СКВАЖИНУ

Для обеспечения сохранности измерительной аппаратуры и кабеля
спуск кабеля и аппаратуры в скважину и подъем их на поверхность произ-
водятся с соблюдением ряда предосторожностей.

После установки подъемника конец кабеля с присоединенным зондом
и грузом переносят к устью скважины. Шарик, установленный иа конце
кабеля, обвязывают веревкой, петлю которой подвешивают за крюк подсоб-
ной тали, всегда имеющейся на буровой, известной под названием якоря
или легости (рис. 344, а), или па крюк легости надевают специальный крю-
чок, которым зацепляют шарик (рис. 344, б). Далее, при помощи легости
поднимают зонд с грузом над скважиной и, осторожно уложив кабель в же-
лоб блока, опускают зонд в скважину. Затем натягивают кабель лебедкой
и освобождают шарик.

Опустив груз и зонд, поднимают или опускают кабель настолько, чтобы
шарик или первая метка оказались па уровне стола ротора. После этого
устанавливают на счетчиках глубин пуль, записывают расстояние от точки
замера до первой метки (цепу начальной метки) и начинают спуск кабеля
в скважину.

Кабель в скважину опускают с постоянной скоростью. В скважинах,
заполненных буровыми растворами небольшой вязкости при удельном весе,
не превышающем 1,4, спуск кабеля производится со скоростью до 5000—
6000 м/час. В скважинах, заполненных тяжелыми и вязкими буровыми рас-
творами, эта скорость обычно снижается и при очень вязких и тяжелых
растворах при работе с небронированными кабелями иногда не превосходит
200—500 м/час.

При спуске кабеля не следует его резко затормаживать. При резком

торможении

в кабеле возникает дополнительная динамическая нагрузка,

что иногда может привести к обрыву кабеля.
Нужно следить и за тем, чтобы кабель опу-
скался в скважипу под натяжкой. Это исклю-
чает возможность спуска лишнего кабеля при
задержке груза пробкой или уступом. Петли
кабеля могут привести к обвалу стенок сква-
жины и к прихвату кабеля. Остановка груза
и замедление его движения устанавливаются
по динамометру, величине прогиба отрезка
кабеля между барабаном лебедки и блок-балан-
сом и по кривой СП \ При замедленном пере-

Рис, 344, Схемы закрепления
кабеля над устьем скважины,
а и б — крепление кабеля при
спуске скважинных снарядов; в, г,
3 и <! — крепление кабеля при ава-
рийных работах. I — кабель; 2 —
канат.

движении груза или остановке отрезок кабеля
между лебедкой и блок-балапсом образует
ббльшую стрелу прогиба,-чем при нормальном
спуске. Одновременно наблюдается уменьше-
ние показания динамометра и при остановке
груза прекращение движения системы изме-
рительного прибора, регистрирующего потен-
циалы собственной поляризации пород. Так
как незамеченная остановка груза в скважине
может привести к аварии, то при спуске ка-
беля рекомендуется внимательно наблюдать за
динамометром, подвижной системой (бликом
светового луча или стрелкой) прибора, реги-
стрирующего Псп, и натяжением кабеля.

Если в кабеле имеются места соединения,
то при их прохождении через ролик блок-
балаиса следует замедлять скорость спуска
кабеля, чтобы не повредить изоляции и пре-
дотвратить соскакивание кабеля с ролика.
При остановке кабеля или чрезмерно низкой
скорости спуска кабель несколько раз подни-
мают па 10—20леи затем спова опускают. Эту
операцию повторяют несколько раз до начала
нормального спуска кабеля. Если при мпого-

кратном подъеме и спуске кабеля не удается
пройти препятствие, что бывает при образова-
нии пробки, пытаются пробить пробку. Для
этого поднимают кабель с грузом па 25—50 м
выше места остановки груза и затем спускают
кабель вниз с возможно большей скоростью.
Подъем и быстрый спуск кабеля повторяют

несколько раз, пока груз не пройдет пробку. При каждом спуске реко-

мендуется отмечать показания счетчика при остановке груза, что по-
зволяет проследить, продвигается ли груз вниз при каждой следующей
попытке пробить пробку.

1 При измерениях в скважинах, заполненных буровым, раствором высокой минера-
лизации, вследствие слабой дифференциации кривой f/cn для указанных целей рекомен-
дуется использовать кривые других параметров.
В тех случаях, когда при 5—10 спусках кабеля пробку пробить не
удается, опускают груз с зондом и кабель через свечи. Для этого опускают
колонну бурильных свечей на 20—25 м ниже места, па котором происходит
остановка груза. Колоппу закрепляют в столе ротора и в течение 5—10 м
ведут промывку глинистым раствором для очистки выходного отверстия ко-
лонны от пород, набившихся при спуске. После промывки подвешивают
к кабелю груз небольшого диаметра (до 40 мм) и через свечи опускают зонд
с грузом и кабелем до забоя.

§ 102.	ПОДЪЕМ КАБЕЛЯ

Кабель в процессе измерений поднимают со скоростью, величина кото-
рой зависит от мощности пластов, слагающих'разрез исследуемой скважины,
и параметров регистрирующей аппаратуры Ч Скорость подъема обычно-
варьирует в широких пределах (100—4000 м/час). Ее максимальное значение
рассчитывают по формуле

wMa«° = 1800,	(467)

где h — минимальная мощность пластов, имеющих практический интерес;
Т — время установления подвижной системы измерительного прибора
с погрешностью до 2% его отклонения при идеальном (критическом) режиме
его работы; b — коэффициент, устанавливающий увеличение времени успо-
коения Т системы при различных условиях се работы [6=1 при крити-
ческом режиме; при «переуспокооииом» (апериодическом) режиме b > 1;
обычно b < 3].

При подъеме кабеля внимательно следят за показаниями динамометра
и натяжением кабеля, чтобы в случае прихвата груза предотвратить обрыв
кабеля. Особенно внимательно необходимо следить за подъемом кабеля при
прохождении грузом или измерительным прибором башмака колонны.

Прихват груза или кабеля чаще всего наблюдается при длительных
остановках зонда. Поэтому при прекращении измерений, например при
изменении схемы соединения или при текущем ремонте оборудования, до
возобновления измерений следует опускать и поднимать кабель па участке
в 5—10 м.

При прихвате груза и кабеля, что узнается по резкому натяжению-
кабеля, останавливают лебедку и, опустив 5—10 м кабеля в скважину,
снова начинают подъем. В том случае, когда груз цепляется за уступ в сква-
жине- или за башмак колонны, его удается освободить в результате много-
кратных опусканий и подъемов кабеля.

Когда при многократном опускании и подъеме кабеля поднять груз или
измерительный прибор выше места прихвата кабеля нс удастся, прибегают
к извлечению груза при помощи желонки. Если вытащить кабель лебедкой
не удается, пытаются извлечь кабель при помощи талей бурильного станка
или опускают в скважину колонну бурильных труб с ловильным колоколом.

При извлечении кабеля талью бурового станка кабель 1 наматывают
па крюк талевого блока (рис. 344, в), па отрезок трубы, подвешенной к тале-
вому блоку (рис. 344, г), вокруг каната 2 (рис. 344, д) или вокруг кабеля 1
обматывают канат 2 (рис. 344, е) и дают кабелю ряд натяжений. Каждое
натяжение поддерживают в течение нескольких минут, пока кабель не будет
освобожден от прихвата.

При подъеме кабеля тщательно смывают с его оплетки буровую грязь.
Для хорошей отмывки кабеля струю воды следует направлять под пеболь-

1	Если в скважине не производят измерений, кабель поднимают со с, корпеть го
до 8000 м1час.
шим напором и дать возможность воде стекать по кабелю и обмыть его обо-
лочку,

При намотке кабеля на барабан лебедки следят за том, чтобы кабель
укладывался иа барабан виток к витку с максимальной плотностью, При
неровной укладке кабеля витки нижнего ряда могут сползать на виток верх-
него ряда, что при последующем спуске может привести к резкому торможе-
нию. небезопасному для целостности кабеля.

§ 103.	ПРАВИЛА ВЫБОРА МАСШТАБОВ РЕГИСТРАЦИИ КРИВЫХ
И СИЛЫ ТОКА ПИТАНИЯ

Масштабы регистрации кривых кажущегося сопротивления, сопроти-
вления заземления и потенциалов собственной и вызванной поляризации
пород определяются значениями удельного электрического сопротивления
и электрохимических естественной и вызванной активностей исследуемых
отложений, дифференциацией разреза скважин и степенью детальности его
изучения.

В районах, где имеется большое число скважип, и в скважинах, распо-
ложенных па разведочных площадях, прилегающих к этим районам, обычно
ныбирают единые (стандартные) масштабы регистрации кривых ри> /?А,
& и Пвп. При этом кривые изучаемых параметров, зарегистрированные
в выбранных масштабах, должны наиболее наглядпо отражать геофизиче-
скую характеристику всего разреза в целом и особенно структуру и физиче-
ские свойства пород, слагающих продуктивные участки разреза.

Выбор масштаба регистрации кривых и Ra

Выбор масштаба диаграммы кажущегося сопротивления и сопротивле-
ния заземления зависит от электрического сопротивления исследуемых
горных пород и бурового раствора. Масштаб кажущегося сопротивления
.должен быть таким, чтобы при минимальных кажущихся сопротивлениях
кривая рк смещалась от нулевой липин па 5 мм 1 в породах, не представляю-
щих промышленного интереса, и не мепее чем на 20 мм па тех участках
разреза, где по кажущимся сопротивлениям предполагается детально изу-
чать электрические свойства исследуемых отложений (например, для опре-
деления пористости, нефтенасыщелности пород или типа каменных углей).

Если кривую кажущегося сопротивления нельзя записать в одном мас-
штабе, то наиболее интересные участки (зоны очень высокого или очень
низкого сопротивления) перекрываются кривой в более мелком или более
крупном масштабе. При потенциометрической записи кривых при смене мас-
штаба обычно ток сохраняют постоянным и изменяют предел измерений,
пропорционально которому увеличивается или уменьшается масштаб записи
кривой ок. При фоторогистрацни диаграмм кривые кажущегося сопроти-
вления записывают одновременно в трех или двух масштабах, в связи с чем
перекрытие участков в другом масштабе производится редко, лишь на уча-
стках залегания пород с очень высоким или очень низким сопротивлением.
Для уменьшения масштаба записи в породах очень высокого сопротивления
основной гальванометр (в лабораториях АКСЛ/50) при помощи ключа пере-
водится на запись в масштабе 1 : 125. В породах очень низкого сопротивле-
ния укрупнение масштаба записи производится соответствующим увеличе-
нием тока питания.

Стандартными масштабами записи кривых кажущегося сопротивления
обычно являются масштабы, кратные 1,0; 1,25; 2; 2,5 и 5 ом м/см.

1 Или, в крайнем случае, не менее .чем на 3 л4.н.
Масштаб кривой сопротивления заземления берут таким, чтобы ампли-
туды изменения сопротивления па промышленно интересных участках раз-
реза в наибольшей степени заполняли 8-сл/. рабочую полосу стандартной
регистраториой (рулонной) бумаги. При этом для получения максимально
дифференцированных кривых RA допускается выход кривой за пределы
рабочей полосы бумаги с перекрытием этих участков в более крупных мас-
штабах. Протяженность перекрытий может достигать 10—25% от общей
длины диаграммы в зависимости от степени детальности регистрации кри-
вой RA. При работе с фоторегистратором для основного масштаба записи
кривой Ra рекомендуется использовать второй гальванометр регистрации
(чувствительности i/6) и одновременно регистрировать кривые RA в пять раз
более крупном масштабе основным гальванометром и в пять раз более мелком
масштабе третьим гальванометром.

Выбор масштаба записи кривых Uw

Масштаб записи кривой потенциалов собственной поляризации опреде-
ляется величиной электрохимической активности пород, слагающих раз-
резы исследуемых скважин, и соотношением сопротивлений рП1 о вод бурового
раствора и рв, 2 пластовых вод. Чем больше разница в сопротивлениях о
и рп, 2 и больше дифференциация в электрохимических активностях исследуе-
мых пород, тем в более мелком масштабе может быть зарегистрирована кри-
вая Ucn. Обычно для записи кривой (7СП берут один из следующих масшта-
бов:

а)	при фоторегистрации 1 мв/см; 2,5 мв/см; 10 мв/см; 25 мв/см; 50 мв/см
и 100 мв/см при постоянной гальванометра по току 1,25 мка/см и в масшта-
бах 0,5 мв/см; 1,25 мв/см; 2,5 мв/см; 5 мв/см; 12,5 мв/см; 25 мв/см и 50 мв/см
•при постоянной гальванометра по току 0,625 мка/см с возможной одновре-
менной регистрацией кривой в пять раз болей крупном масштабе;

б)	при автоматической потенциометрической регистрации 0,5 мв/см;
2,5 мв/см; 12,5 мв/см и 62,5 мв/см;.

в)	при полуавтоматической потенциометрической регистрации
0,625 мв/см; 2,5 мв/см; 12,5 мв/см; 62,5 мв/см и при удвоенном компенсирую-
щем напряжении (при работе с двумя компенсационными элементами)
1,25 мв/см; 5 мв/см; 25 мв/см и 125 мв/см.

Из числа приведенных масштабов регистрации кривых рекомендуется
масштаб, при котором на кривой UGn отмечаются возможно' большие ампли-
туды зарегистрированных аномалий, однако не выходящих за ширину
8-сл1 рабочей полосы регистраториой бумаги. И а участках залегания коллек-
торов рекомендуется перекрывать запись в пять раз более крупном масштабе.

Выбор масштаба записи кривых (7ВП

Записи кривой (7ВП производится в одном из указанных выше масшта-
бов записи кривой UCTl. При этом кривые (7ВЦ обычно записывают либо в том
же масштабе, что и кривые Ucw либо в масштабе, в 10—25 раз более мелком,
при котором влиянием изменения потенциалов собственной поляризации
пород на ход кривой (7ВП практически можно пренебречь.

Выбор масштаба глубин

Запись кривых qk, Ra, (7сп и иъа при стандартных исследованиях
нефтяпых скважин обычно производится в масштабе 1 : 500 и лишь изредка
в масштабе 1 : 1000. При детальных исследованиях применяются масштабы
1	: 200 и реже 1 : 50. В угольных и рудных скважинах используются мас-
штабы 1 : 200 при стандартных и 1 : 50 и 1:20 при детальных исследованиях.
Кривые пластового наклономера регистрируются в масштабе '1 : 20.

Выбор силы тока

При выборе силы тока обычно руководствуются следующими сообра-
жениями.

1.	Ток должен быть допустимым для длительной работы источнике»
питания и нс изменяться более чем на 5% за время исследования скважины.,

2.	При взятом напряжении источников питания ио должно наблюдаться
заметного искрения на коллекторе пульсатора.

3.	При взятых масштабах регистрации кривых и RA ток должен
создавать разности потенциалов, отклоняющие подвижную систему реги-
стрирующего устройства не левее чем па 5 мм.

В большинстве случаев для питания измерительных установок исполь-
зуют токи, не превосходящие 0,5—1 а.

§ 104. ПРОИЗВОДСТВО ИЗМЕРЕНИЙ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ
СТАНЦИЕЙ АНС1

После установки лаборатории станции АКС заземляют ее корпус,,
экраны измерительной цепи (заземления 3 и Зп), при помощи специального
двужильного кабеля подключают силовую линию лаборатории к промысло-
вой сети переменного тока частотой 50 гц. или к сети переменного тока подъ-
емника и устанавливают электроды N и Nx. Эти?электроды обычно заземляют
в амбаре с буровым раствором, в желобе (при неподвижном растворе) или
в сырой земле под полом буровой возможно дальше друг от друга и от метал-
лических предметов.

Затем проверяют сопротивление изоляции питающей и измерительной
линий. В сырую погоду и при низкой температуре окружающего воздуха
для улучшения изоляции рекомендуется предварительно прогреть лабора-
торию. В сырую погоду контактные панели входной коробки рекомендуется
протереть вазелином.

. Во избежание влияния токов утечки па измеряемые величины заземле-
ние приборов станции Зп устанавливают возможно дальше от заземления
лабораторий и подъемника. Исправность заземлений проверяют при помощи
пробника.

Проверив сопротивление изоляции, подключают жилы коллекторного
провода к гнездам входной коробки, предварительно проворив, какая из
жил кабеля коллекторного провода соединена с питающими и приемным
заземлениями; соединяют с лабораторией датчик глубин и сигнальное'
устройство (специальным шестижильным проводом), а также подъемник
(двепадцатижильным проводом).

Затем проверяют действие синхронной передачи фоторегистратора,,
громкоговорящей связи, сигнализации и устройства для отметки меток..
Соединив провода на схеме наполи переключении, приступают к спуску
зонда. При прохождении нулевой метки через уровень стола ротора спуск
кабеля приостанавливают и ставят па нуль-указатель (счетчик) глубин.
Когда электроды зонда войдут в раствор, регулируют сопротивления кана-
лов КС и ПС, устанавливают силу тока и, включив измерительную цепь,
подготовляют фоторегистраторы к измерениям. Сила тока в цепи подмагни-
чивания гальванометров должна соответствовать ее паспортному значению 2.

1 Более подробно см. [14, 15, 207],

2 Эта сипа тока должна поддерживаться в точение работы постоянной.
При помощи реостатов в цепи накала ламп, освещающих зеркальные
«истомы гальванометров и вертикальную разграфку, дают яркость света,
обеспечивающую четкость фоторегистрации линии. При регулировке поло-
жения бликов для облегчения регулировки пакал осветительных ламп сле-
дует несколько увеличить.

Далее проверяют:

а)	действие горизонтальной разграфки; для этого вращают ручку «Про-
тяжка»; в лаборатории станции АКС/Л-50 при глубинах, кратных 2, 5
и 10 м (в зависимости от включенного масштаба глубин регистрации), и в лабо-
ратории станции АКС/Л-51 при глубинах, кратных 5 и 50 л, должна заго-
раться контрольная лампочка «Горизонтальные линии»; по вспышкам
контрольной лампочки «Запись» проверяется исправность лентопротяжного
механизма;

б)	исправность цепи меткоотбивателя (по вспышкам лампы при включе-
нии кнопки «Метка»);

в)	работу гальванометра, отмечающего марки времени (в АКС/Л-50)
и релейного механизма (в АКС/Л-51).

Убедившись в исправности работы станции, оператор даст указание 
лебедчику о спуске зонда па забой. При опытном, персонале партии для
минимальной задержки скважины фоторегистратор можно проверять во
время спуска измерительной установки к забою. При спуске установки на
забой в тех случаях, когда требуется возможно более точное определение
глубины залегания исследуемых пластов, производится контрольный про-
мер кабеля.

На участке скважины, закрепленном колонной, блики гальванометров
капала КС при включенном токе питания должны находиться в пулевом
положении. Отклонение бликов от пуля указывает па наличие в приемной
цепи разности потенциалов., созданных одновременными утечками тока в из-
мерительной и питающей цепях или индуктивными паводками. При значи-
тельном отклонении блика основного гальванометра поднимают зонд в про-
изводят необходимый ремонт изоляции и переключение жил кабеля, обеспе-
чивающих качественную регистрацию диаграмм.

После выхода зопда из башмака колонны (момент входа фиксируется
по резким отклонениям бликов гальванометров) регулируют сопротивления
цепей КС и СП, включают и устанавливают силу тока питания К Регулиро-
вание сопротивления цепи КС в лаборатории станции АКС/Л-50 произво-
дится при помощи тока питания / и в лаборатории станции АКС/Л-51 инди-
катором Л.

Доведя сопротивление измерительной цени до 800 ом, устанавливают
силу тока. Сила тока определяется размером зонда, пределом измерения
(ценой деления шкалы фоторегистратора) в мв/см и принятым масштабом
регистрации кривой кажущегося сопротивления. Следующие соображения
положены в основу расчета силы тока.

Разность потенциалов AU, отклоняющая блик гальванометра па 1 см,
численно равная цене деления шкалы фоторегистратора т [мв/см}, 'будет
наблюдаться при кажущемся сопротивлении

1 Но следует включать ток до входа зонда в буровой раствор (момент входа зонда
в буровой раствор фиксируется по плавному отклонению блика гальванометра капала СП).
При включении тока, когда зода находится выше раствора, могут образоваться искры,
небезопасные в газирующих скважинах. Кроме того, ток, проходя по влажной поверх-
ности зопда, может создать между электродами М и N высокие разности потенциалов
небезопасные для рамок гальванометров.
и, следовательно, масштаб записи кривой р1(

М = 4	(468)

I I CAt I	z

Из формулы (468) следует, что для записи кривой кажущегося сопроти-
вления в масштабе М [ом м/см] при цене деления фоторсгистратора мв/см
в цепи заземления А та В должен протекать ток

I =	[лш].	(469)

Последняя формула получена для тока постоянного направления.
Но так как зонд питается пульсирующим переменным током, то действитель-
ное его значение должно несколько превышать величину, опроделясмухо
формулой (469). Это значение тока находят по величине разности потенциа-
лов, возникающей на эталонном сопротивлении Ва (контрольном шунте)
включенном в цедь переменного тока.

В этом случае ток I, проходя по сопротивлению /?8, создает разность
потенциалов = 1R„. Но так как в принятом масштабе регистрации кри-
вой

, _ Кт

то

лтт _Кт г,

Ди i — Лэ,

т. е. ток должен создавать на эталонном сопротивлении разность потенциа-
лов, которая во взятом масштабе регистрации разностей потенциалов откло-
нит блик гальванометра на

(470)

Таким образом, для определения силы тока I для принятых размера
и типа зонда К, масштаба М записи кривой кажущегося сопротивления и?
масштаба т измерения разности потенциалов фоторегистратором необхо-
димо, взяв одну из величин Вв по формуле (470), рассчитать отклонение Г
блика гальванометра. Для повышения точности сопротивление 7?0 берут
таким, чтобы I достигало 5—10 см. Далее, установив предел измерения,
при котором предполагается записывать кривую кажущегося сопротивле-
ния, подключают канал КС к эталонному сопротивлению 7?э и при помощи
декадных реостатов изменяют силу тока до тех пор, пока блихх гальванометра,
не даст расчетное отклонение I. Отрегулировав силу тока, замечают вели-
чину отклонения стрелки миллиамперметра в цепи тока и это отклонение
при помощи реостатов поддерживают постоянным в процессе регистрации..

После установки тока вновь проверяют положение пуль-пунктов галь-
ванометров и при помощи емкостного шунта устраняют (при наличии) виб-
рацию бликов гальванометров.

Отрегулировав канал КС, проверяют канал СП. Регулировка сопроти-
вления производится при помощи компенсатора поляризации. Для этого»
приводят блик гальванометра в среднее положение шкалы, условно прини-
маемое за нулевое, и при наименьшем пределе измерения, включив компен-
сатором поляризации разность потенциалов в несколько милливольт и изме-
няя сопротивление цепи, гальванометра капала СП, добиваются отклонения1
блика на величину, равную отношению числа милливольт, включенных
компенсатором поляризации к масштабу т записи кривой в мв/см, и пере-
ходят на предел, соответствующий принятому масштабу записи кривых
Затем проверяют полярность включения (для большинства районов при М
положительном по отношению к N блик гальванометра должен отклоняться
вправо).

Закончив регулировку и включив каналы КС и СП, при спуске зонда
производят контрольную запись. Наличие контрольной записи дает возмож-
ность проворить надежность работы аппаратуры и в некоторых случаях
избежать погрешностей в отсчете глубин близ забоя.

Достигнув забоя, проявляют заснятую лепту и, убедившись в качествен-
ности записи кривых кажущегося сопротивления и потенциалов собствен-
ной поляризации, приступают к основной записи, которую ведут при подъ-
еме Ч Скорость подъема не должна превышать того минимального значения,
при котором наблюдается расхождение в записи при данной и значительно
меньшей скоростях.

Если иа контрольной записи кривых, произведенной при спуске зонда,
отмечаются погрешности, необходимо устранить недостатки записи согласно,
указаниям, приведенным в инструкциях [205].

При регистрации кривых кажущегося сопротивления и потенциалов собственной
поляризации пород руководствуются следующими правилами,

Яркость освещения зеркал гальванометров и вертикальной разграфки должга быть,
том большей, чем ввило скорость регистрации кривых, Яркость освещения регулируют
реостатный, положения ручек которых для каждой скорости указаны в паспортефо-гореги-
страторов.

Если блики гальванометра СИ выходят за пределы шкалы, дальнейшую запись
прекращают и блики смещают при помощи компенсатора поляризации. Величину смеще-
ния в милливольтах и глубину, на которой было произведено смещение, отмечают в жур-
нале. Также отмечают участки кривых, на которых блик гальванометра второй записи
выходил па пределы шкалы. Эти участки перезаписывают в пять раз более мелком мас-
штабе. Дия этого в станции АКСЛ-50 основной гальванометр переключают на запись
в 125 раз более мелком масштабе.

При прохождении метки через уровень стопа ротора при ручной отбивке меток
рабочий у ротора нажимает кнопку «Метка» и лампочка «Метка» отмечает черту па фото-
ленте.

В начале, в процессе (через каждые 200 л*) и в конце записи оператор отмечает поло-
жение нулевой линии гальванометров. Для этого па 1—2 сок. останавливают подъем
кабеля и выключают ток питания. Если породы, слагающие разрез скважины, достаточно
однородны, то ток выключают на возможно короткий промежуток времени в процессе
подъема зонда. В начале и в конце записи для точного положения пулевой линии про-
кручивают ведущий валин лентопротяжного механизма вручную. При измерениях запол-
няют журнал наблюдений, в который вносят все изменения, выполненные в процессе-
записи. После окончания замера фотолопту проявляют и партия приступает к следую-
щему виду работ. Полученные диаграммы должны удовлетворять требованиям, указан-
ным в § 115.

§ 105.	ИЗМЕРЕНИЕ КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

И ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ СО СТАНЦИЕЙ ОКС

При работе со станцией ОКС сопротивление и потенциалы собственной
поляризации пород измеряют раздельно. В тех случаях, когда нет основа-
ний предполагать возможность прихвата снаряда и кабеля при спуске,
регистрация Um моясет быть произведена при спуске скважинного снаряда
и замер qk — при подъеме.

Установив лабораторию станции ОКС и соединив се с подъемником ?,
на роторном столе закрепляют блок-баланс, устанавливают датчик глубин

1	Пока лецтп с контрольной записью не будет проявлена, рекомендуется вести оенов-
цую запись на малой скорости подъема, и лишь после проявления контрольной записи,
убедившись в хорошей работе аппаратуры, переходят па нормальную скорость регистра-
ции, предельное значение которой определяется формулой 067).

2	Для уменьшения индукционных паводок со стороны двигателя подъемник лабо-
ратории рекомендуется устанавливать не ближе чем иа 10—20 л4 от подъемника.
и натяжения, меткоуловитель, указатель (счетчик) глубин и переговорный
пульт. Лабораторию присоединяют двужильным силовым и днепадцатижиль-
пым соединительным кабелем к датчикам глубин и натяжений блок-балаиса.
Корпуса лаборатории и подъемника заземляют и к измерительной схеме
подсоединяют поверхностные заземления. При питании станции ОКС от
промысловой сети подъемник станции подключают к сети силовым кабелем.

Включив станцию, проверяют согласно инструкции [208] нормальную
работу фоторегистратора или электронного потенциометра, схему комму-
тации зондов и чувствительностей в скважинном снаряде и напряжение
питания скважинного снаряда (после 15-мииутного прогрева аппаратуры
напряжение иа выходе выпрямителя должно равняться 210 в). Это напряже-
ние может быть проверено по величине пуль-сигиала при отключенном ком-
пенсаторе. Затем, включив автоматическую регулировку усиления [пере-
ключатель 26 (см. рис. 114) находится в положении «Работа»], реостатом 27
«Длина кабеля» доводят силу тока питания до исходного ее значения. В даль-
нейшем силу тока питания поддерживают автоматически. Установив силу
тока, компенсируют нуль-сигнал. При'этом переключатели чувствительио-
стей зондов в основном скважинном снаряде и чувствительностей в мало-
габаритном скважинном снаряде устанавливают в положения согласно
табл. 26 и 27. Компенсация нуль-сигнала производится при чувствительности,
принятой для замера кажущегося сопротивления. При этом, если стрелка
прибора 41 находится в нулевом положении (см. рис. 115), пишущие устрой-
ства регистраторов должны находиться также в пулевом положении.

Для переключения зондов и чувствительностей устанавливают переклю-
чатель 33 в положение «Коммутация», выключатель 30 — в положение
«Включено», выключатель 35 — в положение «Зонды или чувствительности»
(в зависимости от того, что требуется изменить) и. установив выключа-
тель 32 в положение «Мотор», по прибору 36 определяют необходимую пози-
цию переключателя зондов или чувствительностей.

Установив нуль приборов при помощи реостата 43, регулируют схему
по стандартному сигналу. Для этого переводят переключатели зондов и
чувствительностей в положение измерения стандартного сигнала согласно
табл. 26. При этом для основного скважинного снаряда отклонения стрелки
прибора 41 и пишущих устройств регистраторов должны соответственно
равняться 1 ма и 8 см шкалы основного гальванометра (при положении .9
переключателя чувствительности) и 5 мв и 8 см шкалы вспомогательного
гальванометра (при положении 7 этого переключателя). Последнее также
относится и к малогабаритному скважинному снаряду. Проверив надежность
работы сигнально-переговорных устройств и установив па счетчике глубин
цену первой метки при ее положении па уровне стола ротора, подключают
переключателем зондов к скважинному снаряду зонд, с которым должны
производиться измерения кажущегося сопротивления. Затем, установив
переключателем чувствительности необходимый масштаб записи кривой,
переводят переключатель 33 в положение КС и переключатели 40 и 45
в положение «Измерение». В этом положении разность потенциалов, усилен-
ная и выпрямленная в основном скважинном снаряде, по жиле кабеля по-
дается на измерительную панель управления и далее иа регистрирующий
прибор.

Запись производится при наименьших пределах измерения  фотореги-
стратора или электрического потенциометра. Для проверки отсутствия
погрешностей, созданных паводками при спуске зонда, производится проб-
ная регистрация в колонне, где при отсутствии помех должны быть по-
лучены пулевые показания. Отсутствие пуля в колонне указывает па неточ-
ную компенсацию пуль-сигиала или на изменение величины помех. Кри-
вую КС регистрируют при подъеме зонда. В процессе подъема кабеля магнит-
ным меткоуловителсм осуществляется автоматическая отбивка меток. При
входе скважинного снаряда в колонну для контроля вновь записывают кри-
вую При стабильно работающей аппаратуре эта запись должна дать
вновь нулевую линию.

Регистрация кривых потенциалов собственной поляризации

Для измерения потенциалов собственной поляризации переключателе 40
(см. рис. 115) центральной панели управления ставят в положение «Раз*
блок», переключатель 33 — в положение «Коммутация» и переключатель 35—
в положение «Чувствительность». Далее, замыкая включатель 32 «Мотор»,
приводят стрелку прибора положений в позицию 12 для основного скважин-
ного снаряда или в позиции 10 я 11 для малогабаритного снаряда. Установив
переключатель 35 в положение «Зонды», замыкают включатель 32 до тех
пор, пока стрелка прибора положений не займет позиции, при котором воз-
можна запись кривой 77сц (см. табл. 27). При фоторегистрации запись кри-
вой потенциалов собственной поляризации в зависимости от положения
переключателя пределов измерения производится в масштабах, указанных
в табл. 28.

Таблица 28

Масштабы регистрации кривых (7СП

Положение переключателя продолов измерения		2	3	4	5	6	7
Расчетное сопротивление цопи Л-, ом	4	8	16	20	32	40	80
Масштаб записи в мв/см при посто- янной гальванометра 0,625 л4 ка/см	2,5	5	10	12,5	20	25	50

При записи кривой £7СП электронным потенциометром в зависимости
от положения переключателя пределов (4, 20, 40, 100 и 500) регистрация
производится в масштабах 0,5; 2,5; 5; 12,5 и 62,5 мв/см.

При работе с одножильной станцией наиболее часто встречающимися
неисправностями являются потеря эмиссии и перегорание электронных ламп,
сгорание предохранителя выпрямителя, выход из строя некоторых сопроти-
влений и конденсаторов, плохая работа рело, утечка и реже обрывы и корот-
кие замыкания в схеме электрических соединений. Описание признаков
повреждения цепей с указанием мест повреждения и способов их устранения
приведено в наставлении по эксплуатации станции ОКС [208].

§ 106.	МЕТОДИКА РЕГИСТРАЦИИ ДИАГРАММ
АВТОМАТИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПОТЕНЦИОМЕТРОМ (ПАСК-5)

При регистрации диаграмм рк и Иса с автоматической станцией АЭКС
лабораторию станции устанавливают и соединяют с подъемником и блок-
балансом так же, как и лабораторию станции АКС1.

До начала измерений проверяют пуль-шкалы, нормализацию режима
и регулировку усиления. Включив электронные блоки, дают им про-
греться в течение 5 мин. Затем замыкают накоротко выводы каждого
из каналов и, перемещая ручку установки нуля, приводят перо па нулевую

1 При работе со станцией АЭКС-900, лаборатория которой размещена в машине
подъемника, производится соединение подъемника .с блоц-балаисом и в случае необходи-
мости подсоединение станции к силовой линии.

39 Зана 714.
линию диаграммной бумаги, а указатель на пуль-шкалы. При этом пуле-
вое положение реохорда должно находиться также против нулевой от-
метки шкалы.

Установив нуль-шкалы, производят нормализацию компенсационной
цепи. Для этого в цепь потенциометра подают известную разность потен-
циалов от отдельного эталонного устройства с нормальным элементом, или
точным миллиамперметром, от градуированного компенсатора поляризации
или* контрольного шунта токовой цепи станции. Далее, изменяя сопроти-
вление реостата ((Нормализация», добиваются отклонения подвижной системы
потенциометра, при котором смещение пера от нулевой линии в принятом
масштабе соответствует подключенному напряжению. Нормализация может-
быть также достигнута при помощи регулировки тока в цепи компенсацион-
ного элемента. Для этого в цепь компенсационного элемента включают мил-
лиамперметр, на котором при помощи реостата (Нормализация» устанавли-
вается ток 6,25 ма.

После нормализации компенсационной цепи подают на вход потенцио-
метра напряжение, равное половине предела измерения на линейном шкапе,
и затем, включая и выключая это напряжение, добиваются при помощи
потенциометра «Усиление» электронного блока такого режима работы,
при котором при включении напряжения перо устанавливается в положении
равновесия с точностью до 0,2 мм. При этом амплитуда норного колебания
относительно положения равновесия не превосходит 2—3 мм.

Проверив работу каналов потенциометра, приступают к спуску зонда.
После входа зонда в буровой раствор включают мотор пульсатора, перево-
дят переключатель «У—Z» в положение «/» и устанавливают ток питапия.
Силу тока I в зависимости от типа и размера зонда (коэффициента К зонда)
и масштабов М и т регистрации кривой кажущегося сопротивления и изме-
ряемой разности потенциалов AU рассчитывают по формуле

7 = к = К ™	.	(471)

gl(	М [0Л4 м/см]	'	7

Но так как масштаб регистрации

где Пи—предел измерения прибора в мв, то

(472>

Сила тока может быть установлена путем подключения капала к эта-
лонному сопротивлению (контрольному шунту станции) и последующего
изменения тока регулирующими реостатами до такой величины, при кото-
рой отклонение стрелки прибора *

-<«3>

где /?8 — величина эталонного сопротивления; mi и Hi — масштаб и пре-
дел, при котором производится измерение смещения стрелки прибора.

Установив силу тока I, замечают положение стрелки миллиамперметра
в цепи питания и в дальнейшем в процессе измерения ок при помощи рео-
стата в цепи тока поддерживают стрелку в этом положении.

Отрегулировав цепь тока, переводят переключатель V—I в положе-
ние V. Компенсатором поляризации смещают перо потенциометра СП в сред-
нее положение шкапы и при спуске зонда к забою производят контрольную' -
вапись. При этом переключатель лентопротяжного механизма «Спуск-
подъем» ставят в положение «Спуск».
При спуске зонда:

а)	проверяют в колонне наличие нуля; смещение пера потенциометра КС
от нулевой линии указывает иа наличие в цепи MN разностей потенциалов,
созданных индуктивными и емкостными наводками или утечками; причины
помех должны быть исключены;

б)	повторно проверяют оптимальный режим усиления электронной
схемы; усиление должно быть таким, при котором стрелки потенциометров
слегка вибрируют в пределах до 0,5 мм шкалы, что дает возможность обеспе-
чить запись измеряемых параметров наиболее точно;

в)	следят за стрелками и отмечают глубины участков, иа которых
стрелка потенциометра КС приближается к пулевой линии ближе чем
на 5—10 мм (в зависимости от поставленных условий точности регистрации
кривой кажущегося сопротивления) или выходит за пределы второго мас-
штаба регистрации, а стрелка прибора СП выходит за пределы шкалы;
па этих участках при подъеме зонда необходима повторная запись кривой
в другом масштабе сопротивлений и смещение кривой СП или изменение
масштаба регистрации этого параметра.

После достижения зондом забоя скважины переводят переключатель
йСпуск—подъем» в положение «Подъем» и при скорости, определяемой
формулой (467), при подъоме зопда регистрируют кривые и Z7cn. В про-
цессе подъема рабочий у блок-балаиса, нажимая кнопку «Метка», отбивает
моменты прохождения меток через уровень стола ротора. При наличии метко-
уловителя метки отбиваются автоматически.

§ 107. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГИСТРАЦИЯ

Полуавтоматическая регистрация кажущегося сопротивления и потенциалов соб-
ственной поляризации производится с полуавтоматической станцией ПАКС или с разбор-
ным комплектом регистраторов, устанавливаемых непосредственно в помещении буровой1.

РЕГИСТРАЦИЯ ДИАГРАММ СО СТАНЦИЕЙ ПАКС

Лабораторию станции ПАКС устанавливают ла скважине и соединяют с. подъемни-
ком так, как показало па рис. 345. В станциях типа ПАКС, в которых лаборатория смонти-
рована на одной автомашине с подъемником, подъемник устанавливают по ранее изло-
женным правилам,

При измерениях по схеме взаимного питания поверхностное заземление. N под-
ключают к гнезду N (ПС) измерительной панели, жилы коллекторного провода, соеди-
ненные с жилами кабеля и далее с электродами М, А и В. — соответственно к гнездам
того же наименования и гнезда М (ПС) и А [РО (НС)] замыкают накоротко,

При измерениях по схеме прямого питания жилы коллекторного провода, соединен-
ные (через коллектор лебедки и кабель) с электродами А, М и JV, подключают к гвездам
A, N (РО) и N (ПС) и заземление В, установленное на поверхности, — к гнезду В. Гдезда
М (ПС) и [РО (ZCC) 1 замыкают накоротко. В этой схеме измерений, прнмопяюрдейся
при наличии значительных переменных блуждающих токов и при зопдах большого раз-
мера, потоппиомотр СП используют для записи кривой градиента потенциала собствен-
ной поляризации или как компенсатор поляризации, исключающий искажающее влияние
нескомпенсиролаплой части потенциалов собственной поляризации па запись, кривой
кажущегося сопротивления. Включив линии, устанавливают переключатель пульсатора
в верхнее положение («Вкл.»), при котором в линию АВ проходит переменный пульси-
рующий ток.

Расчет масштабов регистрации кривых, пределов измерения и силы тока

Выбор масштаба записи кривых производится по правилам, указанным в § 103.
При расчете масштаба записи кривой потенциалов собственной поляризации пород иехо
дят из следующих положений: при повороте, декады единиц потенциометра на одно дсло-

1 Полуавтоматическая регистрация диаграмм в настоящее время сохранилась лишь
при изучении разрезов неглубоких скважин: рудных, угольных, скважин, бурящихся
при сейсморазведке, разведке на воду и картировочпом бурении, и в очень редких слу-
чаях используется при исследовании скважип глубокого бурения,

39*
нив карандаш регистратора смещается па 0,08 см и в цепь MN вводится разность потаи
циалов, равная цело U деления декады единиц потенциометра. Следовательно, при сме-
щении карандаша регистратора на 1 см потенциометром будет введена разность потенциа-
лов

т =

U Гмв

6,08 см

(474)

численно равная масштабу регистрации кривой (70Гх

Таким образом, для пределов измерения с целой единицы декад, равной 0,05; 0,2;
1 и 5 мп, масштабы закиси кривых [7СП будут соответственно равны 0.625; 2,5; 12.5 и
62,5 мв/см. Эти масштабы могут быть удвоены включением в компенсационную цепь по-
тенциометра последовательно второго комяеисационцоро элемента

Рис. 345. Схема соединений полуавтоматической станции.

1—аптомашипа-лабораторкя; 2—автомашина-подъемник; з — блок-баланс; if и S — регистра-
торы КС и СП; в — пульсатор; 7 — пульт управлении; S — указатель глубин; 9 — входная папель;
10 — лебедка; 11 — геиоратоппаа rpyittin; 12 — контрол;,пая панель; 13 — кабина лебедчика; 14 — дат-
чик глубин; 16 и 10— двепадцатшивльные соединительные провода; 17 — коллекторный провод;

18 — опвемлеиие; 19 — силовой провод

При расчете масштаба кривой кажущегося сопротивления учитывают, что в поро-
дах с сопротивлением 1 ом м при питании зонда током I возникает разность потенциалов
l/К [л«], для компенсации которой ггеобходимо будет ввести я.= ИКи делений декад,
,	’	0,08/

чему будет соответствовать смещение карандаша регистратора па —— и, следовательно,
масштаб кривой кажущегося сопротивления

<475>

При регистрации кривой кажущегося сопротивления в ааданном масш; абе М для
питапия зонда необходим ток силы

'--даг-12'5^0-	<476>

В табл. 29 приведены значения сил токов для наиболее часто применяемых зондов,
различных зпачеций цоггьг деления декады единиц потенциометра и масштабов регистрации
кривых @н- Так как яри увеличении (уменьшении^ масштаба записи в 10 раз сила тока
уменьшается (увеличивается) во столько же раз, в табл 29 укачаны силы токов дли мас-
штабов, числовые значения которых заключаются в пределах первого десятка единиц.

Выбор предела измерений потенциометра зависит от масштаба регистрации Криных
и для кривых рн, /?д и от силы питающего тока. Чем выше продел измерений, тем
бблыпве разности потенциалов приходится измерять при одном и том же сопротивлении
и тем легче, аа первый взгляд, должны быть измерения с полуавтоматической аппарату-
рой Однако в действительности положение будет иным. Практика показывает, что трудно
регистрировать кривые на пределе измерения 0—99 мв и особенно 0—495 мв. Это объяс-
няется гем, что при высоких пределах измерений при смещении ползунков декад на еди-
ницу включается значительная цескомпенсироваоная разность потенциалов, наличие
-торой ?езко отклопяот стрелку гальванометра, что затрудняет регистрацию и утомляет

При измерениях па пределе 0—4,95 мв наблюдается обратная картина. При атом
продело отклонения стрелки гальванометра весьма незначительны и нужно с большим
напряжением следить за движением стрелки. Кроме того, при измерениях па пределе
0-—4.J5 мв требуется постоянно наблюдать за устойчивостью луль-пуикта гальванометра.
Непостоянство иуль-пуцкта приводит к искажению регистрируемых кривых. Для проверки
постоянства нуль-пункт а ключом Л потенциометра разрывают линию MN. При
стабильном пуль-пункте стрелка гальванометра должна стать в нулевое положение или
другое, условно принятое при регистрации з'а нулевое. Отклонение стрелки от этого поло-
жения показывает иа смещение пуль-пуцкта, к которому рамка гальванометра приводится
корректором. Наиболее удобным для записи кривых является предел измерения
О—19,8 хе.

Спуск зонда, установка питающего тока

Включив продолы измерения, соответствующие масштабам регистрации кривых
Sit и 17сп (в большинство случаев масштабы указываются заранее или определяются
по контрольным записям), приступают к спуску зонда в скважину. При спуске оператор
включает потенциометр капала СП и наблюдает за стрелкой гальванометра для определе-
ния момента, когда зонд войдет в раствор. После этого включают ток в линию АВ и по
эталонному сопротивлению в процессе спуска кабеля устанавливают силу тока. Для этого
переводят переключатель «77» в положение «7», при котором потенциометр КС присоеди-
няется к клеммам эталонного сопротивления. На потенциометре устанавливают разность
потенциалов и, изменял регулирующими реостатами в цепи тока'его величину, доводят
стрелку гальванометра до нулевого положения:

ди = л?э.

При эталонном сопротивлении 1 ом тока в миллиамперах численно равна ком-
пенсирующей разности потенциалов в милливольтах. При эталонных сопротивлениях
0,1 и 10 ом сила тока в миллиамперах соответственно в десять раз больше и в десять
раз меньше установленной разности потенциалов в милливольтах.

При спуске зоила в скважинах, расположенных в новом районе, для которого мас-
штаб регистрации кривых ри и Uсп не установлен, рекомендуется, как об этом указыва-
лось выше, при спуске зонда записать контрольные кривые о[( и (7СП в одном из масшта-
бов, применяемых при изучении разрезов скважин, расположенных на соседних площа-
дях с близким разрезом, и, учитывая результаты контрольной записи, выбрать наиболее
подходящие масштабы регистрации.

Подготовка к измерениям

Перед началом измерений оператор, работающий на приборе, регистрирующем
потенциалы собственной поляризации, ставит переключатель полярности (-)—) потенцио-
метра в положение «-|-», включает ключ Э и, сделав пять полных оборотов диска, выводит
карандаш регистрации па среднюю линию бумаги. Затем компенсатором поляризации
вводится разность потенциалов, при которой стрелка гальванометра возвращается в ну-
левое положение..

Оператор, работающий с потенциометром, измеряющим кажущееся сопротивление,
проверяет силу тока и, установив ток, запоминает деление шкалы, на котором находится
стрелка миллиамперметра. В этом положении, как говорилось выше, стрелка миллиампер-
метра должна находиться ври регистрации кривой йК; Затем, проверив правильность закре-
плении карандаша регистратора, оператор устанавливает предел измерений, соответствую-
щий масштабу регистрации диаграмм кажущегося сопротивления и силе тока питания.

Поело нроподепин всех указанных операций выключают ключ Л одного из потенцио-
метров 11 проверяют нулевое'положение стрелок гальванометров. Если стрелки не нахо-
дятся в нулевом положении, необходимо либо привести их к нулю корректором, либо
заметить их положение, в последующем условно принимаемое за нулевое. При записи
кривых па проделе измерения 0—4,95 мв пуль проверяют при отметке каждой метки.
Кривые при подтеме зонда регистрируют со скоростью 120—600 м!час в зависимости от
мощности слоев, слагающих исследуемый разрез.

Правила регистрации диаграмм

При полуавтоматической регистрации кажущегося сопротивления и потенциалов
собственной поляризации пород оператор, компенсируя измеряемую разность потенциа-
лов, поддерживает стрелки гальванометров близ нулевого положения. Для этого диск
регистратора вращают в направлении, обратном направлению движения стрелки гальва-
нометра. Так, например, если стрелка гальванометра отклоняется вправо (по часовой
стрелке), что указывает на недостаточность компенсирующей разности потенциалов, диск
Таблица значений силы тока и миллиамперах для различных

Зонды			Масшта							
			1					2,5		
			пределы изморе							
наименование и обозначение зондов	размеры зондов, м	1 коэффициент । зонда К, м	0—500  (0—499)	1 0—100 (0—99)	0—20 (0—19,8)	0—5 (0—4,95)		0—500  (0—499)	0—100 (0—99)	0—20 (0—19,8)

Градиент-

>0,09X0,025	0,1	6,2202	389	77,8	15,6	3,89	3,11	156	31,1	6,22
>0,24X0,02В	0,25	39,206	2450	490	98,0	24,5	19,6	980	196	39,2
МО,225X0,055	0,25	15,550	972	194	38,9	97,2	77,78	389	77,8	15,6
>(1,475X0,055	0,5	62,673	3920	783	157	39,2	31,3	1570	313	62,7
>0,45X0,17?	0,5	31,101	1945	389	77,8	19,4	15,6	778	156	31 1
МО, 95X0,15	1,0	125,35	7835	1570	313	78,3	62,7	3135	627	125
>0,90X0,25	1,0	62,202	3890	778	156	38,9	31,1	1555	311	62,2
'1/1X0,25	1,1	75,396	4710	942	189	47,1	37,7	1885	377	75,4
>1,9X0,25	2,0	250,69	—	3335	667	157	125	6670	1255	251
>1,8X0,45	2,0	124,34	7740	1555	310	77,7	62,2	3110	622	124
>2,0X0,255	2,1*25	226,19	—	2830	566	144	ИЗ	5655	ИЗО	226
>2,5X0,255	2,625	345,56	—	4320	864	216	173	8640	1730	346
>3,8X0,45	4,0	501,14	—	—	1255	313	250	—	2500	501
>3,75X0,55	4,0	400,54	—	5010	1000	250	200	—	2000	401
>4X0,55	4,25	452,38	—	5655	ИЗО	283	226	1	1 	2260	452
>5,75X0,55	6,00	903,18	—	—	2260	564	452	—	4520	903
>5,5X15	6,00	449,23	—	5615	1125	281	225			2245	449
>7,8X0,45	8,00	2008,3	—	—	5020	1255	1005	—			2010
>7,5X15	8,0	801,08	—	—	2005	501	401	—	4005	801
>8,0X15	8,5	904,75	—	—	2260	566	452	—	4525	905
>11X25	12	898,47	—	—	2245	562	449			4490	899
>15X25	16	1602,2	—	—	4005	1000	801	—	8010	1600
>12,5X55	15	549,76	—	6870	1375	344	275			2750	550
>22,5X55	25	1555,0	—	—	3890	972	778	—-	7775	1555
									П о т е п ц и	
>0,1X0,955	0,1	1,389	86,8	.17,4	3,47	0,868	0,695	34,7	6,95	1,39
>0,1X125	0,1	1,267	79,2	15,9	‘3,17	0,792	0,634	31,7	6,34	1,27
>0,25X1,8755	0,25	3,561	223	44,5	8,90	2,23	1,78	89,0	17,8	3,56
>0,25X25	0,25	3,534	221	44,2	8,84	2,21	1,77	88,4	17,7	3,53
>0,25X2,55	0,25	3,456	' 216	43,2	8,64	2,16	1,73	86,4	17,3	3,46
>0,25X255	0,25	3,143	196	39,3	7,86	1,96	1,57	78,6	15,7	3,14
>0,5X3,755	0,5	7,121	445	89,0	17,8	4,45	3,56	178	35,6	7,12
>0,5X45	0,5	7,068	442	88,4	17,7	4,42	3,53	177	35,3	7,07
>0,5X255	0,5	6,409	401	80,1	16,0	4,01	3,20	160	32,0	6,41
>0,5Х	0,5	6,283	393	78,5	15,7	3,93	3,14	157	31,4	6,28
Л/1Х255	1	13,07	817	163	32,7	8,17	6,53	32,7	65,3	13,1
Ml А	1	12,57	785	157	31,4	7,85	6,28	314	62,8	12,6
М'ШМЗ	2	27,14	1695	339	67,9	17,0	13,6	679	136	27,1
>2Х	2	25,13	1570	314	62,8	15,7	12,6	628	126	25,1
>4X255	4	58,31	3645	729	146	36,4	29,2	1460	292	58,3
>4Х	4	50,26	3140	628	126	31,4	25,1	1255	251	50,3
>6X255	6	93,49	5845	1170	234	58,4	46,8	2335	468	93,5
>6Х	6	75,40	4710	942	189	47,1	37,7	1885	377	75,4.
>8X255	8	132,7	8295	1660	332	82,9	66,4	3315	664	133
>8Х	8	100,5	6285	1255	251	62,8	50,3	2515	503	101
>12х	12	150,8	9425	1885	377	94,2	75,4	3770	754	151
	зондов,	пределов измерения и			масштабов		диаграмм qk				Таблица 29		
	бы, ом	М в с м											
			5						10				
иий потенциометра, мв													
	0—5 (0—4,95)	0—4  	' 1	0—500  (0—499)	0—100 (0—99)	0—20 (0—19,8)	0—5 (0—4,95)		4,	0—500  (0—499)	0—100 (0—99)	0—20(0—19,8)	0—5 (0—4,95)	т о

зонды

1,56	1,24	77,8	15,6	3,11	0,778	0,622	38,9	7,78	1,56	0,389	0,311
9,80	7,84	490	98,0	19,6	4,90	3,92	245	49,0	9,8	2,45	1,96
3,89	3,11	194	38,9	7,78	1,94	1,56	97,2	19,4	3,89	0,972	0,778
15,7	12,5	783	157	31,3	7,83	6,27	392	78,3	15,7	3,92	3,13
7,78	6,22	389	77,8	15,6	3,89	3,11	194	38,9	7,78	1,94	1,56
31,3	25,1	1565	313	62,7	15,7	12,5	783	157	31,3	7,83	6,27
15,6	12,4	778	156	31,1	7,78	6,22	389	77,8	15,6	3,89	3,11
18,9	15,1	942	189	37,7	9,42	7,54	471	94,2	18,9	4.71	3,77
66,7	50,1	3335	667	125	33,3	25,1	1565 	333	66,7	15,7	12,5
31,1	24,8	1555	310	62,2	15,6	12,4	774	156	31	7,77	6,22
56,6	45,2	2830	566	ИЗ	28,27	22,6	1445	283	56,6	14,4	11,3
86,4	69,1	4320	864	173	43,2	34,6	2160'	432	86,4	21,6	17,3
125,3	100	—	1255	250	62,5	50,1	3130	625	125	31,3	25,0
100	80,1	5010	1000	200	50,1	40,1	2505	501	100	25,0	20,0
ИЗ	90,5	5655	ИЗО	226	56,6	45,2	2830	566	ИЗ	28,3	22,6
226	181	—	2260	452	113	90,3	5645	ИЗО	226	56,4	45,2
112	89,8	5615	1125	22,5	56,2	44,9	2810	562	112	28,1	22,5
502	402	—	5020	1005	251	200	1 1	2510	502	125	100
200	160	—	2005	401	100	80,1	5005	1000	200	50,1	40,1
226	181	—	2260	452	ИЗ	90,5	5655	ИЗО	226	56,6	45,2
225	180		2245	449	112	89,9	5615	1125	225	56,2	44,9
401	320	—	4005	801	200	160,2	—	2005	401	100	80,1
137	110	6870	1375	275	68,7	- 55,0	3435	687	137	34,4	27,5
389	311	—	3890	77,5	194	156	9720	1945	389	97,2	77,5
ал-зонды											
0,347	0,278	17,4	3,47	0,695	0,174	0,139	8,681	1,74	0,347	0,0868	0,0695
0,317	0,253	15,9	3,17	0,634	0,158	0,127	7,92	1,58	0,317	0,0792	0,0634
0,890	0,712	44,5	8,90	1,780	0,445	0,356	22,3	4,45	0,890	0,223	0,178
0,884	0,707	44,2	8,84	1,77	0,442	0,353	22,1	4,42	0,884	0,221	0,177
0,864	0,691	43,2	8,64	1,73	0,432	0,346	21,6	4,32	0,864	0,216	0,173
0,786	0,630	39,3	7,86	1,57	0,393	0,314	19,6	3,93	0,786	0,196	0,157
1,78	1,42	89,0	17,8	3,56	0,890	0,712	44,5	8,90	1,78	0,445	0,356
1,77	1,41	88,4	17,7	3,53	0,884	0,707	44,2	8,84	1,77	0,442	0,353
1,60	1,28	80,1	16,0	3,20	0,801	0,641	40,1	8,01	1,60	0,401	0,320
1,57	1,26	78,5	15,7	3,14	0,785	0,628	39,3	7,85	1,57	0,993	0,314
3,27	2,62	163	32,7	6,53	1,63	1,31	81,7	16,3	3,27	0,817	0,653
3,14	2,51	157	31,4	6,28	1,57	1,26	78,5	15,7	3,14	0,785	0,628
6,79	5,43	339	67,9	13,6	3,39	2,71	170	33,9	6,79	1,70	1,36
6,28	5,03	314	62,8	12,6	3,14	2,51	157	31,4	6,28	1,57	1,26
14,6	11,7	729	146	29,2	7,29	5,83	364	72,9	14,6	3,64	2,92
12,6	10,1	628	126	25,1	6,28	5,03	314	62,8	12,6	3,14	2,51
23,4	18,7	1170	234	46,8	11,7	9,35	584	117	23,4	5,84	4,68
18,9	15,1	942	189	37,7	9,42	7,54	471	94,2	18,9	4,71	3,77
33,2	26,5	1660	332	66,4	16,6	13,3	829	166	33,2	8,29	6,64
25,1	20,1	1255	251	50,3	12,6	10,1	628	126	25,1	6,28	5,03
37,7	30,2	1885	377	75,4	18,9	15,1	942	189	37,7	9,42	7,54
регистратора вращают против часовой стрелки, в связи с чем возрастает разность потен
цианов, введенная на потенциометре. Придв гонении стрелки гальванометра влево (против
часовой стрелки) диск регистратора вращают по часовой стрелке и уменьшают тем самым
величину компенсирующей разности потенциалов.

При записи кривых нужно реагировать па каждое перемещение стрелки гальвано-
метра возможно быстрее, но не допускать при этом перекомпепсации измеряемых вели-
чии. Для получения доброкачественных кривых необходимо помнить два оспой пых по-
ложения.

1.	Компенсация разности потенциалов полуавтоматическим регистратором произво-
дится ступенями. Вследствие этого измеряемая разность потенциалов может »быть
нескомпопсировапа в пределах до половины числа милливольт, приходящихся па ступень
декады единиц потенциометра. При этом в цепи гальванометра будет проходить ток, от-
клоняющий его стрелку па чпело делений шкалы, достигающее половины числа де-
лений, на которое отклоняется стрелка гальванометра при включении одной ступени
декады единиц потенциометра иа установленном пределе измерений. Поэтому если

Рис. 346. Пример искажения диаграмм вследствие несоблюдения пра-
вил полуавтоматической регистрации.

а — неискаженные диаграммы; (б — скаженные диаграммы.

стрелка гальванометра отклоняется меньше чем па пх/2 делений, то при включении сле-
дующей ступени декадного механизма, вместо приближении к пулю, стрелка откло
иитсн в противоположную сторону на пг/2 делений. При этом оператор предполагает,
что искомая разность потенциалов перекомпецсирована. Так как второе отклонение было
больше первого, то оператор, добиваясь компенсации, поворачивает диск в обратную
сторожу па больший угол, Преувеличенный поворот диска приводит к еще большой
недокомпепсации. В результате, стремясь привести стрелку к нулю, оператор «гоняет»
стрелку и получает иззубренную запись (рис. 34G) диаграмм, по которым невозможно
точно определить местоположения тонких ластов и числовые значении й)( и U^. Та-
кие диаграммы являются браком.

Чтобы исключить ошибки в измерениях, вызванные неточностью регистрации!) связи
со ступенчатостью компенсации, необходимо перед началом регистрации заметить, па
сколько делений пх отклоняются стрелки гальванометров при включении одной ступени
декады единиц на установленном пределе измерений. В дальнейшем при регистрации не
следует производить компенсацию, если стрелка гальванометра отклоняется от нулевого
положения меньше чем на n.J2 делений.

2.	Период колебания подвижной системы гальванометра при малом сопротивлении
внешней цепи может достигнуть 10—15 сек В этих условиях подвижная система гальвано-
метра при компенсации измеряемой разности потенциалов медленно возвращается в ис-
ходное положение. Если при регистрации замедленный характер движения стрелки не
будет учтен, оператор легко может перекомшпгеировать измеряемую разность потенциалов.
В этом случае при дальнейшем движении стрелки гальванометра потребуется вращение
диска регистратора в обратном направлении, что приведет к иззубренной и диаграммы,
не соответствующей исследуемому разрезу.
В тох случаях, когда на отдельных участках разреза разности потенциалов, измег
ряемые потенциометром ЛкС' превышают максимальное значение ЛЕ7 для устаповлен-
иого предела измерения или снижаются настолько, что смещение карандаша от пулевой
линии не превосходит 5—10 мм, кривые о1; этих участков перезаписываются в более
мелком или крупном масштабе.

При выходекривоп потенциалов собственной поляризации пород запределы регистра*
торной бумаги приостанавливают подъем кабеля и, вращая диск регистратора, переводят
карандаш на среднюю линию. При этом карандаш слегка приподнимают рукой так,
чтобы сделать пункт ирную черту. Затем компенсатором поляризации возвращают стрелку
гальванометра в пулевое положение, дают указание о дальнейшем подъеме зонда и про-
должают запись кривой.

РЕГИСТРАЦИЯ ДИАГРАММ С ПЕРЕНОСНЫМ КОМПЛЕКТОМ
ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

При работе с переносным комплектом полуавтоматической аппаратуры регистра-
торы устанавливают на треногах па полу буровой вышки близ блок-бплпцеа па расстоя-
нии, обеспечивающем возможность соединения лентопротяжного механизма регистратора
с редуктором блок- баланса при помощи 1 или 1,5 м гибкого вала, Под батареи уклады-
вают резиновый коврик.

Рис. 347. Монтажная схема соединения полуавтоматических регистра-
торов при установке ла буровой скважине.

ЛКС — регистратор кривой кажущегося сопротивлышл; ^сп—т0 >ке’ кривой
потенциалов собственной поляризации пород; Б — батарея сухих элементов; ПУ —
пульсатор. 11а схеме показаны длины соединительных проводников.

Электрические соединения потенциометров и пульсатора выполняются по схеме,
приведенной на рис. 347,

Электрод N, установленный, как обычно,' при помощи одножильного провода,
соединяется с клеммой N потенциометра Псп. Клемма М потенциометра приключается
к одному из выходных гнезд компенсатора поляризации. В гнездо / (см. рис. 49 и 58J-
компенсатора поляризации вставляется штифт, которым заканчивается одножильный
провод длиной около 3 м, Второй конец этого провода приключается к гнезду N пульса-
тора ПУ (рис, 347). В гнездо М пульсатора вставляется штифт, которым закапчи-
вается белая жила трохжидьпого провода, соединяющая измерительную установку с кол-
лектором лебедки, К клеммам «-]-» и «—» пульсатора присоединяются клеммы М и N
потенциометра 77КО> регистрирующего кажущееся сопротивление, К гнездам и «—»
распределительной доски регистратора присоединяются токоведущяе провода от источ-
ников питания. Один из проводников, подходящих к панели батареи Б, оставляют не-
включеппым, чтобы до начала работ не разряжать батарей при случайных замыканиях
питающей цепи.

Клеммы с надписью «Пульсатор» на распределительной доске регистратора соеди-
няют с гнездами «-)-» и «—» пульсатора. В гцезда А п В пульсатора включают красную А
и сипюю В жилы коллекторного провода. На доске регистратора короткозамкнутой вил-
кой замыкают шудг амперметра. Предел измерений ампермегрн (указан между гнездами
шунта) берут таким, при котором измеряемый ток дает максимально возможное отклоне-
ние стрелки прибора.

Электромоторчик пульсатора приключают к аккумулятору на 12 в или ко вторичной
обмотке понижающего трансформатора, питаемого от промысловой сети. В цепи электро-
моторчика пульсатора рекомсцдуогся установить выключатель для включения моторчика
только на время производства измерения. Этот выключатель закрепляется па треноге
регистратора НС.

। Удобно всю регистрирующую установку смонтировать па общем пульте с постоян-
ными соединениями (рис. 318), что значительно сокращает время на подготовку аппара-
туры к измерениям.

Рис. 348. Монтаж регистраторов и пульсатора на общей панели.

§ 108.	ТОЧЕЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Точечные измерения кажущегося сопротивления и потенциалов собственной и вы-
званной поляризации или измерения с бодопом1 производятся в отдельных точках сква-
жины, отстоящих одна от другой па равных расстояниях. Для фиксации точек измерения
на ролике блок-балавСа 1 (рис. 349), установленного на столе ротора 2, укрепляют счет-
-чик и контактор 3, который включает цепь электрического звонка 4, как только кабель
5 и зонд пройдут заранее заданное расстояние I (1 м или его долю). По этим сигналам
рабочий, находящийся у тормоза лебедки в, останавливает подъем кабеля и операторы
производит замеры. Потенциометры 7 и 8, измеряющие кажущееся сопротивление и раз-
ность потенциалов собственной поляризации, обычно включаются последовательно по схе-
ме, приведенной на рис. 349. Гальванометр потенциометра S разарретируется, и при спуске
зонда следят за отклонением стрелки этого гальванометра, приводи ее в пулевое положение
компенсатором поляризации 9. Отметив минимальное Значение компенсирующей разности
потенциалов, оставляют- в этом положений потенциометр компенсатора поляризации

Подъем кабеля производится по двукратному сигналу электрического звонка,
подаваемому оператором сигнальной кнопкой 10. По этому сигналу лебедчик додцимает
кабель до однократного звонка — сигнала остановки.

После остановки зонда потенциометром 8 измеряют разность {/сп потенциалов соб-
ственной поляризации пород. Записав результат измерений б’сп в журнал и оставив
включенной компенсирующую разность потенциалов на потенциометре СП, оператор,
нажимая боден потенциометра КС, регистрирует; разность потенциалов AU. По разности
потенциалов AU, току I и коэффициенту К зонда помощник оператора вычисляет ри =

1 Название «измерения с боденом» происходит от наименования тяги, управляю-
щей ключом, замыкающим одновременно цепь тока питания и цепь компенсирующей
разности потенциалов потенциометра (§ 20). Этот способ измерений, являвшийся един-
стг.ениым в первые годы возникновения промысловой геофизики, в настоящее время вы-
теснен автоматической и реже полуавтоматической регистрацией диаграмм. Описание
точечных измерений представляет в основном исторический интерес и ярко иллюстрирует
огромный прогресс в технике промысловой геофизики, происшедший с введением непре-
рывной и особенно автоматической регистрации диаграмм.
= К’ —j— и записывает данные измерений Усп и gIt в журнал, где, кроме того, отмечает
Глубину,ща которой были проведены измерения, и показания счетчика при прохождении
меток кабеля через уровень стола ротора. Для удобства вычисления кажущегося сопро-
тивления зонд питают током, равным или кратным величине коэффициента зонда К. При
I = К числовое значение кажущегося Сопротивления в омметрах равно измеренной раз-
ности Л U потенциалов в милливольтах. При работе с токами, кратными К, рекомендуется
брать I — 0,2 К (числовое значение кажущегося сопротивления равно показанию декад
потенциометра, измеренному иа пределе 0—19.8 мв), I = 0,5 К (значения AU удваивают)
и / = 2К (значения AU делят иадва). В последних двух случаях измерения обычно про-
водят на пределе 0—99 мв.

Рис. 349. Схема точечной регистрации кривых кажущегося с.ойротивиониг и потенциалов
собственной поляризации.

I — блоп-балапс; 2 — стол ротора; 3 — счетчик глубин о контактором; 1 — электрический авонок;
л — кабель; в — лебедка; т — потенциометр для измерения кажущегося сопротивления; s — то же, для
измерения потенциалов собственной поляризации; 0 — компенсатор поляризации; ю — кнопка элек-
трического звонка; 11 — реостат для регулирования тока; 12 — батарея питания; 13 — коллекторный
провод.

§ 109.	ПРОВЕДЕНИЕ БОКОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ЗОНДИРОВАНИЙ

При проведении бокового электрического зондирования (см. § 57) кажу»
щееся сопротивление в скважине измеряется с серией зондов различных
размеров.

Наиболее рекомендуемыми являются следующие серии зондов.

При и о т е и ц и а л-з о п д и р о в а и и я х: резистивнметр и зонды
А0,1М; А0,25М; А0,5М; А1,0М; А2,0М; А4,0М. Электрод В должен быть
удален от электрода М на расстояние, превышающее мощность пластов вы-
сокого сопротивления. При применении бронированных кабелей электро-
дом В служит стальная оплетка кабеля.

При г р а д и е и т-з о н д и р о в а и и я х: резистивнметр и зонды
АО — ОД м; АО — 0,25 м; АО — 0,5 м; АО — 1м; АО —2 м; АО = 4 м;
АО —8 м, например обращенные зонды — В0ДА0,05М (применяются
редко), ВО ДАО, 2М; В0ДА0.45М; ВОДА 0,9М или В0,2А0,9М; В0,2А1,9М;
В0,2АЗ,9М или В0,4АЗ,8М и В0,4А7,8М. Зонды большого размера часто
дублируются последовательными зондами того же размера. При производ-
стве боковых электрических градиент-зондирований с последовательными
зондами (указанных размеров) зонды большого размера дублируются обра-
щенными зондами.

Если размер стандартного зонда не равен размеру одного из указанных
выше зондов, при выполнении бокового электрического зондирования зонд
по размеру наиболее близкий к стандартному, заменяется последним.
Боковое электрическое зондирование проводят одним из следующих спо-
собов:

1)	серией заранее изготовленных зондов, поочередно опускаемых в сква-
жину;

2)	зондом, состоящим из одного неподвижного и двух подвижных электро-
дов; после регистрации каждой из кривых бокового электрического зонди-
рования зонд поднимается па поверхность и электроды передвигаются в но-
вое положение, соответствующее схеме расположения электродов в зонде
следующего размера;

3)	специальным миртоэлектродным зондом для бокового электрического»
зондирования, электроды которого присоединяют к жилам кабеля при по-
мощи переключателя зондов (коробка БКЗ) по схемам, приведенным па рис.
335, 336 и 337;

4)	одновременным измерением кривых бокового электрического зонди-
рования с использованном многоканальной аппаратуры 1.

При проведении бокового электрического зондирования каждую кривую
кажущегося сопротивления записывают по правилам и схемам регистрации
стандартных кривых р1(. Несколько мсныпей берут скорость регистрации
кривых; величина ее определяется мощностями исследуемых пластов, типом
применяемой аппаратуры, размерами зондов и обычно варьирует от 200
до 3000 м,1час. С наибольшей скоростью производятся измерения с автомати-
ческой аппаратурой и зондами небольшого размера в отложениях, предста-
вленных чередующимися мощными пластами.

Для измерения кажущегося сопротивления с зондами малых размеров при-
меняют схему взаимного питания (двухполюсный зонд). При градиелт-зои-
дах большого размера (8 л, а иногда it 4 ж) для уменьшения погрешностей,
созданных блуждающими переменными токами, а иногда и индуктивностью
жил кабеля, рекомендуется схема прямого питания (однополюсный зонд).

Масштаб записи кривых кажущегося сопротивления должен быть столь
крупным, чтобы на любом участке кривой можно было отсчитать сопротивле-
ния с точностью до 5% от измеряемой величины. При этом желательно со-
хранить единый масштаб для регистрации большинства кривых (по возмож-
ности равный масштабу стандартных диаграмм рк). При проведении боко-
вого электрического зондирования рекомендуется зарегистрировать по ме-
нее двух кривых Z7cn (из которых одну в пять раз более крупном масштабе,
чем другую) и кривую градиента потенциалов собственной поляризации,
записываемую с одним из зондов, включенным по схеме прямого питания.

Масштаб глубин записи кривых бокового электрического зондирования
берут равным 1 : 200, 1 : 50 и роже 1 : 500. Погрешности при измерениях
глубин не должны превышать 0,5—0,75 м на каждые 1000 м опущенного
кабеля. При этом расхождения по глубине между кривыми, зарегистри-
рованными с различными зондами, не должны превышать 0,25 м.

При применении переключателя зондов замер кажущегося сопротивления
с различными зондами обычно производится в том порядке, в котором элект-
роды зопдов присоединены it переключателю. Однако в тех случаях, когда
скважина заполнена весьма вязким и тяжелым буровым раствором и под-
вержена обвалам стенок, т. е. в условиях, когда нот уверенности в возмож-
ности проведения измерений всеми зондами, замор рк в первую очередь
производится с зондами, представляющими наибольший интерес — обычно
с самым большим зопдом (для выяснения характера сопротивления пород
за зоной проникновения фильтрата бурового раствора) и самым малым
(для расчленения разреза). Первоочередность изучения кажущегося сопро-

1 Это наиболее совершвппая схема измерений, в настоящее вромя она находится’
в стадии промышленного опробования.
тивлеиия с малым зондом не обязательна в тех случаях, когда в скважине
проводились микроисслодования методами микрозондов и сопротивления
•экранированного заземления.

На заголовках каждой из кривых бокового электрического зондирования
приводится комплекс сведений о скважине и проводимых работах., перечис-
ленных в § 115. При проведении бокового электрического зондирования
обязательно измерение диаметра скважины каверномером.

§ 110. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МИКРОЗОНДАМИ

Регистрация отдельных кривых кажущегося сопротивления микрозон-
дами производится по стандартным схемам измерений. При одновременной ре-

гистрации диаграмм кажущегося сопротивления с двумя микрозондами

двухколлокторпый пульса-
тор заменяется трехколлек-
торным и измеряют по
схемам, приведенным на
рис. 350.

Для удобства сравнения
кривых 0К, зарегистрирован-
ных с двумя микрозондами,
их запись производится в
одинаковых масштабах со-
противления. Для этого мас-
штабы т регистрации разно-
стей потенциалов должны
быть обратно пропорциональ-
ными коэффициентам зондов.
Так, например, для кривых
градиепт-зонда размера
.3,75 см и потенциал-зонда
размера 5 см, с которыми
«обычно производятся микро-
исследования скважин,
должно соблюдаться следую»
щее соотношение:

Рис. 350. Схема измерения с микрозондами.

а — схема замера еи о мииропотепцязл- и микроградпепт-
аондами; б — схема измерения потенциала влектрола для
исключении влияния индукции: А и В — питающие заземле-
ния; Mi, Mt, N и N' — измерительные влентроды; = —
генератор постоянного тона; Р — реостат; мА — миллиам-
перметр; Hi и Ui — приборы, намеряющие разности по-
тенциалов (кажущееся сопротивление); Ип — питающий
коллектор пульсатора: Ki и Ь'а — измерительные иолиеи-
торы пульсатора.

го3,75
т6

_ К. _ А3! _ а 25

-	~ 0,305 ~ А

(477)

где т5 и ти,з,7Б—масштабы записи разностей потенциалов, зарегистриро-
ванных потенциал- и градиоит-зоцдами, в мв/см-, Кз,75 — коэффициент
1градионт-зонда А0,025Мх0,025Ма; К-— коэффициент потопциал-зонда
А0,05М.

Следует заметить, что незначительные различия в геометрии зондов мо-
гут оказывать большое влияние иа величину их коэффициентов. Поэтому
рекомендуется периодически проводить эталоиировку микрозонда. Для этого
электродную пластину зонда помещают в достаточно большой сосуд (расстоя-
ние от стенок сосуда до пластины должно быть ио менее 40 см), заполненный
раствором хлористого натрия известного удельного электрического сопро-
тивления 03Т- В сосуде устанавливают электроды В и N на расстояниях не
менее 40 см от пластины и друг от друга. Включив ток IА в цепи заземлений
А и В, измеряют разность потенциалов AU между электродами Мх и Мч.
.зонда и электродом N (потенциал-зонд) и между электродами Мг и М2 (гра-
диент-зоида).
Коэффициенты зондов вычисляют по формулам

тг __ CstAjt ' гг _ СотЛуг //	_ @зт^эт

м' ~ *UMiN ’ ЛМ2 - -ЖМ2Л, - ЛМ.М2 “	’

где KMi КМг и ZfM Ms — коэффициенты иотеициал-зоидов и градиепт-зонда;

N,	11	- разности потенциалов между электродами, ука-

занными в индексе.

Полученные коэффициенты должны, удовлетворять равенству

1	1	1.

•ЙдИкИа	%МХ	£Mt

которым провернется правильность проведенных измерений.

При фоторегистрации кривых рк наиболее часто применяемыми микро-
зондами AO,025Mi.40,025M2 н АО,05М со станций АКС/Л-51 для гальвано-
метров каналов КС и СП устанавливают одинаковые пределы измерений.
После сборки схемы согласно рис. 350 градуированным компенсатором по-
ляризации ГКП задают отклонение блика гальванометра Гй, кратпоо 1,25
(например, 5 см). Затем компенсатор поляризации переключают в цепь вто-
рого капала и, сохранив введенную разност1> потенциалов регулировкой рео-
стата 7?доб, устанавливают отклонение блика гальванометра Г1 в 1,25 раза
меньшее, чем рапсе полученное отклонение блика гальванометра Г2 (в дан-
ном примере 4 см). Далее компенсатор поляризации вновь'переключают
в прежний капал, подключают капал КС к эталонному сопротивлению /?э.
и, исходя из принятого масштаба М регистрации, устанавливают силу тока
по отклонению блика гальванометра:

где л'з,7б — коэффициент микроградиеит-зопда размера 3,75 см.

При регистрации диаграмм двух потенциал-зондов, например зондов
А0,025М и Л0,05М, гальванометр Г1 устанавливают на седьмой продол
и гальванометр Г2 — на шестой предел измерений и при включении одина-
ковых разностей потенциалов в цепи гальванометра Гх. и 1\ способом, опи-
санным выше, добиваются, чтобы отклонения бликов гальванометров отно-
сились друг к другу кан

	-- 2,23 (например, 4 и 8,9 си).

JL 2 5	и, 17	'	•	'

Вследствие большой величины сопротивлений заземлений микрозондов
для стабилизации силы тока в токовую цепь следует вводить максимально
возможное балластное сопротивление и при необходимости дополнительный
реостат.

При регистрации кривых микрозондов на переменном- токе кривые ри
микропотенциал-зоидов в той или иной степени искажаются индуктивными
наводками. Для их исключения повторно регистрируют кривую потенциал-
зонда с одновременным измерением потенциала вспомогательного элект-
рода Л\, установленного на расстоянии 0,25—0,5 м от башмака микрозонда.
Для этого при помощи переключателя, установленного в головке зонда,
присоединяют жилу кабеля от электрода Мх микрозонда к электроду Nx.
Кривая вспомогательного электрода на участке залегания пород низкого
сопротивления дает значение индуктивных помех. В последующем интерпре-
тируют либо кривую разностных значений потенциала электрода М2 микро-
зонда и вспомогательного электрода N1, либо кривую микропотенциад-
зопда, полученную при первом измерении, за нулевую линию которой при-
нимают точки кривой вспомогательного потснциал-зонда в породах низкого
сопротивления (например, в глинах).

При отсутствии трохколлекторного пульсатора диаграммы двух микрозопдов могут
быть одповрсмепио зарегистрированы на постоянном токе.

В атом случае измеряемые разности потенциалов являются суммой или разностью
(и зависимости от направления тока питающего заземления А) потенциалов электрического
поля этого тока и собственной поляризации пород.

Для максикальпого уменьшения влияния потенциалов собственной поляризации1
пород на измерения ек с микрозондами необходимо ио возможности увеличитьпотеициалы
искусственного поля, т. о. повысить силу питающего тока I. Кривые необходимо реги-
стрировать при таких масштабах измерения разностей потенциалов, при которых макси-
мальная величина изменения /П7С11 потенциалов собственной поляризации пород создает
отклонение кривой @к не более чем иа 2 мм. Так, например, если	= 50 мо, мас-

штаб записи Ди должен быть не менее 250 мв!см.

Для регистрации кривых в столь крупных масштабах следует включать в цепь
капала дополнительные сопротивления. Набор таких сопротивлений изготовляют зара-
нее. При этом для записи кривых qk в одинаковых масштабах М кажущихся сопротив-
лений необходимо, чтобы масштабы регистрации разностей потенциалов ДВ. а следова-
тельно, и сопротивления цепей гальванометров, так же как и при записи кривых микро-
зондов на переменном токе, были обратно пропорциональными коэффициентам микро-
зондов [см. формулу (477)].

Сила тока, обеспечивающая требуемый масштаб кривых кажущегося сопротивле-
ния, устанавливается по отютонепию I блика гальванометра цепи КС, присоединенной
К эталонному сопротивлению Лэт, величина которого в зависимости от коэффициента
микрозонда и масштаба М регистрации кривой <эк вычисляется по формуле (470).

Положение пулевых линий диаграмм ок определяют по кратковременным выклю-
чениям тока на участках плавного хода кривых qk.

Для уточнения положения пулевой линии рекомендуется также на отдельных участ-
ках разреза переключать регистрацию кривой микроградиент-зоида на переменный (пуль-
сирующий) ток. По сопоставлению зтой диаграммы с кривой ок. зарегистрированной на
постоянном токе, устанавливают наличие смещения диаграмм, созданного поляризацией,
пород и электродов.

§ 111. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭКРАНИРОВАННОГО
ЗАЗЕМЛЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ ШАРОВОГО ЗОНДА

Для измерения сопротивления экранированного заземления используют
схему моста и потенциальную схему.

Измерение сопротивления экранированного заземления по схеме моста

При измерении сопротивления экранированного заземления этим методом исполь-
зуют специальную панель, которая была описана в § 97. Предварительно определяют
сопротивление жил А и В кабеля. Для этого каждую жилу поочередно подключают к
клеммам А и В моста и при отключенной ложпоэкранной цепи, изменяя сопротивление
110, добиваются нулевого положения гальванометра (см. рис, 340). Полученное значение
Rn равно искомому сопротивлению жил А и В кабеля- Это сопротивление остается вклю-
ченным при последующих операциях.

Далее присоединяют жилы кабеля к электродам зонда и к заземлению В и к гнездам
пульта подключают жилы А, Э и В коллекторного провода. Опустив зонд в скважину на
участке, крепленном колонной, устанавливают отношение сил тока экранной и приемной
цепей. Это отношение, обычно равное отношению длин экранного и измерительного зазем-
лений, берут следующим:

А = А = 2; 4; 8; 16; 32.

7 А	1А

Для получения указанного соотношения токов переключатель П1 ставят в положе-
ние, соответствующее выбранному отношению Переключатель Па переводят в по-

1 Эта кривая представляет собой кривую gK неидеальпого микропотепциал-зонда
при практически исключенном влиянии индукции.
ложеяие «7Д» и переключатель 774 — в положение «1д/1л«, при которых гальванометр
подключается к точкам и Ai схемы.

Включив питающий (пульсирующий) ток регулировкой сопротивления Rg выводят
блик гальванометра на пуль. При этом достигается равенство падения напряжения на
участках экранной и приёмпо!) цепей от точек Э и А до точек ch и Ai и, следопатольпо,
обеспечивается заданное отношение /д// токов в экранной и измерительной пенях:

Ч ~	‘

Отрегулировав ток, определяют сопротивление линий В RB = RB -|- 7?даб; так как
сопротивление кабеля R'B° обычно много больше сопротивления заземлении RB, то при
предварительной оценке величины сопротивлении RB величиной сопротивления RB пре-
небрегают и производят грубую установку сопротивления RB'. Для этого переключатель
П. ставят в положение «Т?А», выключатель /Доставляют в положении «со», выключатель
£ — в положении «О» и магазином Rg компенсируют разность потенциалов в диагонали
моста, возвращая том самым бл ик гальвапомег ра на нуль. Затем сопрот ивлопио в магазине
Rg уменьшают па рацее измеренную величину 77даб, выключатель Кв ставят в положе-
ние «7? д» и, регулируя сопротивление R^, мостик снова балансируют, т, е. обеспечивают
равенство В'в = Вва6

Далее в ложпоэкряпиой цопп устанавливают ток, равный току в экранной пени.
Для этого переключатель Us ставят в положение «7», переключатель 774 — в положение
= 7» и выключатель £д — в положение

Этим достигается включение гальванометра между точками 7Д иЭ,

Регулируя сопротивление 77', выводят блик гальванометра на нуль; при этом обес-
печивается равенство 1д — 1д. Отрегулировав ток в ложпоэкрапной цепи, переходят
к точной установке сопротивления RB, Так как при балансировке мостика 77О — RA~b
-)- 77™° и при RB = 7?B-|- R'BS и 7 д 1д = 7А4- 1д приращения ЛТ?А сопротивле-
ния заземления RA равны приращению <477О сопротивления магазина 7?„, то дли точной
установки сопротивления RB необходимо переключатель Я3 поставить в положение
«7?д» и, регулируя сопротивление RB, добиться такого положения, когда при одно-
временном шунтировании одинаковых эталонных сопротивлений в измерительном и ба-
лансном плечах мостика (нажатием кнопок 7<01 и Zfg р и 7Г или 7<10 и 7<10) блик
гальванометра не смещается.

MacilrraG регистрации кривых RА устанавливается путем изменения величины об-
щего тока, подаваемого на пульт до величины, при которой при коротком замыкании клю-
чами К1 и Kia эталонных сопротивлений в 1 или 10 ом блик гальванометра смещался на
величину I — где М — заданный масштаб регистрации кривой RA (шунтирование
производится нажатием кнопок £ или 7ft„.)

Отбалансировав мостик и установив масштаб записи, зопд опускают па забой и при
подъеме ведут регистрацию- В случае, если регистрируемая кривая уходит аа пределы
шкалы, она может быть смещена вправо или влево, смотря по необходимости, умспъгпе-
нием или увеличением сопротивления реостата Rg. Значение сопротивления 7?с, при кото-
ром ведется запись, и все его изменения записываются в журнал и указываются на диа-
грамме.

Потенциальная схема измерений сопротивления
экравпровашюго заземления

При потенциальной схеме измерения сопротивления экранированного
заземления (см. рис. 10, б) потенциометром или фоторегистратором Г за-
писывается потенциал UA экранированного заземления, с которым эффек-
тивное сопротивление связано известным соотношением:

— _Еа 7ГП

лл. Q	й	,с
Здесь I — сила тока, питающего зонд; ТС" — приведенный коэффициент
зонда экранированного заземления при включении его по схеме измерения
потенциалов

1А

где La—суммарная длина заземления зонда; 1А — длина ого экранирован-
ной части.

При потенциальной схеме регистрации эффективного сопротивления
в зависимости от принятых масштабов т и М регистрации кривых AU и
силу тока вычисляют по формуле (471) или устанавливают ио величине I
отклонения блика гальванометра, подключенного к эталонному сопротивле-
нию 7?э. Это отклонение рассчитывают по формуле (473), куда, вместо К,
подставляют величину приведенного коэффициента зонда К я.

Для записи диаграмм 7?л (@э) в достаточно крупном масштабе градуи-
рованным компенсатором поляризации смещают пуль кривой влево па пс-
обходимую величину. Величину этого смещения записывают в журнал.

РЕГИСТРАЦИЯ КРИВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
ШАРОВОГО ЗОНДА

При регистрации кривых сопротивлений заземления шарового зонда к токовому
коллектору пульсатора подключают жилу кабеля А с. присоединенными к поп на копне
эаэомпитолпми С, и А (рис, 325) и заземлитель Я, установленный в» поверхности. Припс-
следовапипх скважин методом шарового зоила регистрируют дно диаграммы — разности
AR сопротивлений RA и /?с заземлений А и (7 п полного сопротивлении /?л заземления.

Для записи припой АН (см, рис, 10, е) к измерительному коллектору пульсатора
присоединяют жилы М и N кабеля и прибором П регистрируют кривую

auac~-^ar,

гдо I — сипа тока в питающей жиле кабеля; AR — искомая разность сопротивлений
заземлений А и С.

Диаграмма AUАС в масштабе 2// является диаграммой AR,

Прй регистрации диаграмм полного сопротивления заземления к измерительному
коллектору пульсатора подключают жилу Л/ кабеля и электрод N, установленный на
поверхности, а затон регистрируют разность потенциалов

AU = i (7?д+^)= -{- (Лд + ^),

где —контактное сопротивление заземления А.

П том случае, когда на шаровом зонде установлен дополнительный электрод М,
измеренная разность потенциалов



Силу тока I рассчитывают в зависимости от принятых масштабов т ttM регистрации
кривых AU и рэ по формуле (471) или устанавливают по величине / отклонения блика
гальванометра фоторегистратора, подключенного к эталонному сопротивлению-R»T (ом-
формулу (473)1.

Полученная кривая представляет собой кривую эффективного сопротивления в мас-
штабе 2К!1т, где т — масштаб записи кривой AU.

40 Заказ 714.
§112. РЕГИСТРАЦИЯ ДИАГРАММ ПОТЕНЦИАЛОВ
ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ

Потенциалы вызванной поляризации измеряются по принципиальным схе-
мам, изображенным на рис. 13, причем наиболее часто по схеме рис. 13, а.
При этом одновременно с регистрацией кривой Пвп записывают кривую рн
микропотеициал-зонда.

На рис. 351, а приведена одна из наиболее простых потенциометрических
схем одновременного измерения /7ВД и @к с делителем напряжения ДН, а на

Рис. 351, Схема измерения потенциалов вызванной поля-
ризации.

а — схема включения измерительных приборов; б — вваимнос рас-
положение щеток питающей и измерительной цепей; Л ко и Лвп —
потенциометры, намеряющие иажушееся сопротивление и потенци-
алы вызванной п< ляриазции; Пр — пульсатор; ДН — целитель
напряжения; КП — компенсатор поляризации; 1И — источник
постоянного тока.

рис. 352 — кривые изменения питающего тока и разностей потенциалов в це-
пях потенциометров 77вп и Пко, регистрирующих потенциалы вызванной по-
ляризации и кажущееся сопротивление.

После сборки схемы соединений необходимо проверить, чтобы щетки пи-
тающего и измерительного коллекторов пульсатора Пр замыкались по оче-
реди. Когда замкнуты щетки А и «-(-» (или А и <(—») питающего коллектора,
должны быть разомкнуты щетки М и Q» (или М и <( —») измерительного кол-
лектора и наоборот. При этом положение щеток измерительного коллектора
по отношению к щеткам питающего коллектора должно быть таким, как это
показано на рис. 351, б. Необходимо также обратить внимание на поперемен-
ное включение потенциометров Пко (при прохождении тока) и 77вп (при
выключении тока).
Масштаб записи кривой 77пп берут либо равным принятому масштабу за-
писи кривой f/on или (если потенциалы 77вп значительны или, наоборот,
потенциалы f/on малы) в 10 раз и более мелким, чем масштаб записи кривой
Z7on. В последнем случае используют делитель напряжения г4, г8, гв (см.
рис. 351, пунктир, г4 = 500 ом; г5 = 1590 ом; гв = 19680 ом) \ позволяю-
щий измерять 1 : 10 или 1 : 100 величины Uw.

Масштаб записи кривой д„ в зависимости от силы тЮка2 и предела изме-
рения потенциометра рассчитывается по формулам, приведенным в § 106

Рис. 352. Характер изменения во времени токов в питающей и наприжоиий
в измерительной цепях при регистрации потенциалов вызванной поляризации.

и 107, с учетом уменьшения величины регистрируемой разности потенциа-
лов делителем напряжений (см. §97). Сила тока при записи кривой 77пп без
делителя напряжения измеряется в цепи АВ при остановленном пуль-
саторе, а с делителем напряжения — при вращающемся коллекторе пуль-
сатора.

Регистрация диаграмм потенциалов вызванной поляризации с автомати-
ческой станцией АКС требует некоторых переключений в измерительных
и питающей цепях лаборатории станции и может быть выполнена по двум
следующим схемам (рис. 353).

При работе по первой схеме осуществляют следующее.

1.	Находят пробником две пары щеток питающего и измерительного кол-
лекторов пульсатора, замыкающихся поочередно, например А и «-(-» (питаю-
щего коллектора) и М и <(-—)> (измерительного коллектора).

1 Для горизонтального пульсатора (а = 50°)	= г4 = 750 ом, г2 = 26230 оМу

г3 = 243670 ом, г6 — 1858 ом и = 24310 ом (HMN — 100 04»),.

« Измеряется на эталонных сопротивлениях (шунтах) при вращающемся коллекторе
пульсатора.

40*
пульсатора (см. Со на рис.

Щетки, противоположные выбранным, В й'«—» (питаюхцсго коллектора)
и N н (измерительного коллектора) отводят от соприкосновения с кол-
лекторными пластинами и концы проводов, подведенных к этим щеткам,
замыкают, помимо пульсатора, накоротко (провода ab и cd на рис. 353).
При таком включении цепи АВ и MN замыкаются пульсатором поочередно.

2.	Ключом, установленным па панели пульсатора, закорачивают разде-
лительный конденсатор С, отключают конденсатор в измерительной цепи
и подключают канал СП к входной
клемме М,. помимо дросселя, че-
рез балластное сопротивление Вц
в 720000 ом.

3.	Переключают гальванометры
капала СП в капал КС и наоборот.
При этом потенциалы вызванной поля-
ризации будут записываться гальва-
нометрами канала КС и 'потенциалы,
созданные кажущимся сопротивле-
нием, — гальванометрами канала СП 1.
Переключают градуированный компен-
сатор поляризации из капала СП
в капал КС.

4.	Гальванометр капала СП (пере-
ключенный в канал КС) шунтируют
емкостью 200 мкф и гальванометры
канала КС (переключенные в капал
СП) —емкостью 200—500 мкф.

5.	В 125 раз уменьшают чувстви-
тельность гальванометра 1/1 капала ЯС.
Устанавливают необходимые пределы
измерения.

6.	Отключают искрогасящие кон-
денсаторы у питающего (токового)
коллектора пульсатора.

Правильность собранной схемы про-
веряют медленным (от руки) поворотом
пульсатора. При этом в линии АВ
в течение половины периода наблю-
дается ток и канал КС (гальванометры
СП) размыкается. В следующую поло-
вину периода линия Л В размыкается
и замыкается канал КС.

Вторая схема отличается от первой
наличием балластного сопротивле-

ния, присоединенного к щетке М (пунктир с точкой). При этой схеме галь-
ванометры канала КС нс регистрируют С7ВП. Однако эта схема может быть
выполнена только при работе с пульсатором, у которого изолирующие ла-
мели не соединены сопротивлением, как это сделано в пульсаторах лабора-
торий АКС/Л-51.

Рис. 353. Схема измерения потенциа-
лов вызванной поляризации пород с
лабораторией станции АКС.

Ги — генератор постоянного тона; мА —
миллиамперметр,- Пр — пульсатор; Гдп —
гальванометр канала СП; 1 цс- Г]^о и 1 нс —
то те, канала КС; ГНИ — градуированный
компенсатор поляризации,- Д и С — дроссель
и конденсатор фильтра; f?a — эталонное со-
противление; Ло — балластное сопротивле-
ние; Ri и /?2 — магазины яаменения проде-
ло» намерении; /? — сопротивление для регу-
лировки тока питания; ab, cd, и р/ —
вспомогательные соединения.

1 При этом гальванометры icaiiaira СП вместе с Z7KC будут регистрировать потен-
циалы ?7ВИ вызванной поляризации. Однако вследствие малости UBU по отношению
к Е7КС значениями £/вп можно пренебречь. В некоторых случаях гальванометры можно
не переключать ^регистрировать кривые потенциалов вызванной поляризации в трех
масштабах.
Выключив ток I в цепи АВ, корректором нуля устанавливают блики
гальванометров, регистрирующих кажущееся сопротивление, в пулевые'
положения, а блик гальванометра, записывающего потенциалы вызванной
поляризации, — на шестое деление визуальной шкалы фоторегистратора.

М-а сштабы регистрации

При фоторсгистрации потенциалов вызванной поляризации масштаб
записи //’вп зависит от времени разрыва цепи MN пульсатором. Для учета
влияния разрыва цепи в канале, регистрирующем (7ВП, устанавливают
один из грубых пределов измерения, после чего при работающем пульсаторе
и включенном токе питания при помощи градуированного компенсатора
поляризации вводят в цепь ВП разность потенциалов 10—50 мв, затем до-
полнительным реостатом подбирают сопротивление капала ВП таким, чтобы
при введении разности потенциалов 50 мв блик гальванометра в выбранном
масштабе отклонился па расстояние, соответствующее введенной разности
потенциалов.

Для записи кривой КС в принятом масштабе силу тока устанавливают
по отклонению блика гальванометра, величину которого вычисляют по фор-1
муле (473). Коэффициент зонда находят опытным путем.

При исследовании разрезов нефтяных скважин рекомендуется брать
предел измерения разности потенциалов, при котором сила тока была бы не
менее 0,5 а.	,

При этом если работают с большими токами в районах с большими зпа-,
чепиями ?7ВП потенциалов вызванной поляризации, рекомендуется про-
водить измерения //BLt в возможно более мелком масштабе, зарегистрировав
при спуске зонда в том же масштабе кривую Ucn.

Для точного определения положения нулевой линии в процессе реги-
страции в глинах через каждые 100—200 м производятся кратковременные
выключения тока.

На диаграммах Пвп указываются сведения, приведенные в §115,

§ 113.	ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ ПОТЕНЦИАЛОВ ВЫЗВАННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ ОТ СИЛЫ ВОЗБУЖДАЮЩЕГО ТОКА И ВРЕМЕНИ

Зависимость лотенпиалов вызванной поляризации пород от силы питающего токе •
может быть получена на основании регистрации серии кривых С/вп при токах различной,
силы или путем измерения с тонами различной силы при остановленном зонде

По первой методике регистрируется серия кривых Пвл стоками / различной силы’
прямого и обратного направления (от минимального до максвмальпо возможного зпаче-'
ний) в следующем порядке:

1)	кривая Uсп;

2)	кривые 17вп с токами отрицательного направления (электрод А соединен с отри-
цательным полюсом источника тока'1 от минимального до максимального значении;

3)	кривые Увп при положительном направлений тока (электрод А присоединен?
к положительному полюсу источника тока) от минимального до максимального ого зна-
чения

При записи кривых с различными токами минимальную силу тока берут равной,'
1 ма. и яри последующих регистрациях U Еп токи увеличиваются до 1000 ма., Рекомен-'
дуются следующие шкалы изменения токов: а) детальная —1 ма, 5 ма. 25 ма, 100 .иа,
500 ма и б) упрощенная — 10 ма, 100 ма и 1000 ма или 5 ма, 50 ма и 500 ма Ту или'
иную шкалу применяют в зависимости от интенсивности, потенциалов вызванной поляри
зации пород, характера их изменения при увеличении тока и степени детальности иссле-
дований.

При изучении разрезов нефтяных скважин в условиях, когда искусственно вызван-
ные потенциалы относительно невелики, токами до 10 ма можно не пользоваться.
Поданным диаграмм Псп и Г/вп вычисляют потенциалы вызванной поляризации
против изучаемых пластов (см. § 115) и затем вычерчивают кривые зависимости Z7BI1—
= /(А, которые в дальнейшем и используют для изучения горных пород.

При получении зависимости UBn = / (Z) в отдельных точках скважины техника
заморов упрощайся. Сперва записывают кривую Uca и затем кривую t/Bn при относи-
тельно небольшом токе питания (10—50 л«г). На этой кривой выделяют наиболее инте-
ресные участки разреза, против которых при повторном спуске зонд останавливают и
регистрируют кривые [7ВП = / (Z), подобные приведенным на рис. 306, и £7ВП =
= / (т) (где т — время, прошедшее с момента выключения тока до замера Г7ВП, см.
рис, 307). Регистрацию кривой Е7ВП = / (т) начинают с замера EZcrr, Затем включают
ток, который при помощи реостата постепенно увеличивают, а потом' медлеипо снижают
до пуля, После этого направление тока изменяется и измерение повторяется в указанном
выше порядке.

Для непрерывной записи кривой UBa = / (/) рекомендуется один из регистрирую-
щих приборов подключить к эталонному сопротивлению и, приводя в движение лентопро-
тяжный механизм, получить сяцхронную запись кривых Um и I,

Так как при регистрации кривой Пвп = f (/) разность потенциалов UMN, изме-
ряемая между электродами М н N, представляет сумму трех величин:

UMN *=	+ ^СП + ^ВП’

где иъл — электродная разность потояциалов; Псп — разность собственной поляризации
пород; Z7Bn — разность потенциалов вызванной поляризации, то для получения каче-
ственных кривых Z7Bn=/(Z) необходимо, чтобы величина Um оставалась в процессе
измерений постоянной, Длн этого рекомендуется пользоваться наиболее стабильными
неполярмзующимися измерительными электродами и чотырехэлоктродным зондом,
исключающим поляризацию электрода М питающим током.

Для регистрации кривых t/Bn = f (Z) через токовые электроды Л иЙ в точение 2 -
3 мин, пропускают максимальный ток (500—1000 ма) постоянного направления. Затем
тон включают ис.ипхроппо с измененном времени измеряют разность потенциалов. При из-
мерении зависимостей t/Bn = /(т) фоторегистратором для этой цели может быть исполь-
аовап лентопротяжный механизм с отметкой гальванометром марок времени. Наблюде-
ния показали, что при записи кривой EZB]1 = f (т) с разными токами следует начинать
измерения при отрицательном токе, так как после пропускания тока положительного
направления остаточные разности потенциалов во многих случаях спадают медленнее.

§ 114.	ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА И АЗИМУТА ПАДЕНИЯ ПЛАСТОВ

При определении угла и азимута падения пластов с трехэлектродной
схемой (по данным измерения сопротивления заземления и потенциалов
собственной и вызванной поляризации пород) по предварительно зареги-
стрированным диаграммам ЛА, Ucn, J7Bn выделяют участки разреза с рез-
кими изменениями измеряемого параметра. Такими участками обычно
являются границы раздела пород (пластов), резко отличающихся своими
физическими, а следовательно, и литологическими свойствами. К таким
пластам, в частности, относятся пласты известняков и мергелей в песчано-
глинистом разрезе и пласты мергелей и глин в карбонатном разрезе. Опре-
деления а та в будут наиболее точными для тех границ, близ которых диаметр
скважины сохраняется неизменным.

Установив местоположение участков разреза скважины, благоприятных
для определения угла а и азимута в падения пластов, опускают наклономер
на 2—4 м ниже участка исследования. При этом панель наклономера под-
ключают к жилам кабеля и фоторегистратору так, как это показано на
рис. 354. Фиксируют на пленке инклинометром значения угла азимута <f>
искривления скважины и угла i между плоскостью искривления скважины
и плоскостью X Z, в которой находится заземление Мг. При подъеме накло-
номера при помощи электродов Mlt М2 та Мг одновременно регистрируют
три кривые. При изучении песчано-глинистых разрезов в скважинах, буря-
щихся иа достаточно пресном буровом растворе, в условиях которого зна-
чения потенциалов собственной поляризации достаточно велики, рекомен-
дуется измерение кривых Ucn. В скважинах, заполненных сильно минера-

лизованным раствором, и при изучении карбонатных пород лучшие резуль-

таты дает измерение кривых сопро-
тивления заземления.

При регистрации кривых /7СП при-
водят сопротивление всех каналов к
расчетной величине (800 ом). При за-
писи кривых сопротивления заземления
компенсатором поляризации предвари-
тельно в каждом канале исключают
влияние Uw и устанавливают силу
тока питания. Блики гальванометров
выводят на среднюю часть шкалы
(среднюю часть фотолонты) и устанав-
ливают на расстоянии 2 см друг от
друга. Кривые записывают в возможно
более крупных масштабах глубин:
1 : 10, 1 : 20 и реже (при больших
углах падения) 1 : 50, со скоростью
100—300 м/час.

Зарегистрировав кривые перечис-
ленных параметров до точки, распо-
ложенной на 2— 4 м выше исследуемой
границы раздела, производят повтор-
ную фоторегистрацию углов д, ср и г.
Если'углы <р и i при предваритель-
ном (до подъема наклономера) и по-
следующем (после подъема наклоно-
мера) измерениях расходятся более чем
на 10° для ср и г и более чем на 3° для
Л, производят повторный замер. Опу-
стив наклономер ниже исследуемой
границы и определив снова д, ср иг,
при подъеме записывают кривые Uca,
R А или Z7Bn повторно и в конце подъема
измеряют снова 5, ср иг. При небольших
расхождениях в определениях д, ср и
i пользуются их средними значениями,
по данным которых и величинам сме-
щения г1а и г18 кривых рассчитывают
искомые угол а и азимут в падения
пород (см. § 90). Для наиболее точных
измерений угла а и азимута в падения
пород на участках разреза, для кото-
рого определяются а и в, рекомен-
дуется выделить несколько близко

кровли и подошвы нескольких соседних пластов, по измерениям в которых
определяют наиболее вероятные средние значения углов а и в. Закончив
измерение иа первом участке, поднимают наклономер на'следующий уча-
сток, где весь цикл измерений повторяют вновь.

Рис. 354. Схема подключения трех-
электродиого пластового наклономера.

I — наклономер; II — фотоиннлиноыетр;
III — панель наклономера; IV — измери-
тельная, токовая nanenii и фоторегистратор
станции АКС; V — ваземлепие; Mi, Мг и
М8 — электроды наклономера; М — мотор
фотоилклииометра; Л — лампы освещения;
К — контрольный контакт; II i — переклю-
чатель измерения сопротивления заземления
и потенциалов собственной поляризации; И»—
переключатель измерения наклономера и
инклинометра; Mmj, Mms и Mm, — мосты
измерения сопротивления заземления; ЯП,
,КП1р НПа, КП, — компенсаторы лолярива-
пии; ГШ1 — градуированный компенсатор
поляризации: Hi, и й,—реостаты для
регулирования сопротивления каналов,-
Г] — Г5 — гальванометры фоторегистратора;
мА — миллиамперметр; ГИЛ — гнезда панели
переключений.

расположенных границ, например

Наилучшие результаты получаются при определении а и в при углах
падения от 10° и выше. При углах падения пород 5—10° углы а и в опрсде-
ляются с погрешностями, величина которых тем больше, чем меньше диа-
метр скважины близ изучаемой поверхности раздела. При а < 5° возможно
указать только румб падения пластов и в очень редких случаях определить
угол падения (обычно с недостаточной степенью точности).

§ 115.	ТРЕБОВАНИЯ, КОТОРЫМ ДОЛЖНЫ ОТВЕЧАТЬ
ЗАРЕГИСТРИРОВАННЫЕ ДИАГРАММЫ. ОКОНЧАТЕЛЬНОЕ

ОФОРМЛЕНИЕ ДИАГРАММ

При регистрации кривых кажущегося сопротивления, сопротивления
заземления и потенциалов собственной и вызванной поляризации пород не-
обходимо соблюдать следующие требования.

1.	Кривые должны соответствовать нормальной электрической харак-
теристике района, в котором находится исследуемая скважина. Если наблю-
даются резкие расхождения диаграмм с нормальным разрезом, то произво-
дитель работ должен обязательно указать вероятные причины, вследствие
которых возникли эти расхождения (резкое отличие в сопротивлении буро-
вого раствора и диаметра скважипы, длительный простой скважины, в про-
цессе которого образовалось глубокое проникновенно бурового раствора,
и др.).

2.	Ошибки в определении Т?А, Ucn та Uw нс должны превышать
5—10% от их действительного значения.

3.	В скважинах, верхнюю часть которых исследовали рапсе, следует
проводить повторные измерения нс менее чем па 50 м пижпей части рапсе
исследованного участка. В интервале повторных измерений расхождения
в значениях gK, JiA, Uсп и f/Ijn пс должны превышать погрешностей, указан-
ных в п. 2. Расхождения свыше 5% допускаются лишь в тех случаях, когда
повторные измерения проводились при отличных условиях замера.

4.	Кривые нс должны Сыть искажены утечками, индуктивными павод-
ками, вибрацией бликов гальванометров х.

5.	Ошибки в определении глубин не должны превосходить dr.0,75 м
на каждые 1000 м кабеля.

6.	На диаграммах должно быть точно зафиксировано положение ме-
ток и указаны их глубины.

На ленте (фотобумаге при осциллографической записи) должны быть
помещены следующие сведения: наименование промыслово-геофизической
организации, проводившей работы, и помер партии; трест, район и промысел,
к которым относится скваясипа; номер скважины; название измеряемого
параметра (рк, 7?л, ^сп, С/'вп); Дата исследования; глубина забоя скважипы
(по данным бурового журнала) и диаметр d0 долота, с которым скважина бу-
рилась; диаметр и местоположение (глубина) башмака колонн; сопротивле-
ние р0; удельный вес 30 и вязкость бурового раствора (с указанием темпера-
туры t, при которой эти параметры измерялись); предел измерения прибора
(масштаб регистрации измеряемой разности потенциалов, цепа деления
шкалы); сопротивление /?„ изоляции жил кабеля; длина отрезка кабеля от
точки замера до начальной метки (цена начальной метки). На рис. 355 при-
веден пример оформления диаграммы. Кроме перечисленного, записывают:

1) па диаграмме кажущегося сопротивления — тип, размер и коэффи-
циент К зонда, силу I питающего тока, масштаб М регистрации кривой ка-
жущегося сопротивления, величину I отклонения блика гальванометра при
измерении силы тока с указанием эталонного сопротивления — контроль-
ного шупта;

Признаки искажений диаграмм, созданных утечками, индуктивными наводками
и блуждающими токами, разобраны в гл. XV.
2)	па кривой сопротивления
экранированного заземления —
размеры 1А я 1а измерительного и
экранирующих заземлений, отно-
шение сил токов 1А и /0 в экра-
нирующей и измерительной цепях,
коэффициент А'« зонда, масштаб М
регистрации кривой ЛА, сопро-
тивления жил А и В кабеля (при
измерениях со схемой моста);

3)	на кривой потенциалов
собственной поляризации — мас-
штаб регистрации кривой Z7(,r|, ве-
личину разности потенциалов
между электродами М и N при
начальном положении зонда и
величину Л£/а разности электрод-
ных потенциалов;

4)	па кривой потенциалов
вызванной поляризации — силу
и полярность питающего тока и
частоту пульсатора.

Объединение.....................................,

'Греет ........................................,.

Промысел............ • . .....................  .

. . , .Промыслово-геофизическая база . . . .J95'r)

Сив. №...

Глубина забои 1270 м
Диаметр сииижииы 78Ц"
Глубина 1.1>пдутп<1рз fio м
Диаметр iwnjijтора | 4"
Глубина полошил 749 л
Д1И1м,т]1 типы И/'
Ъ’делипий вес раствора 1,26 е/сле*
Uiisu<kt(. раствора 65 сев.

УцеЛ1.1И>с еоиротпилсиие раствора 2,2мл
при темпера1 У ре 21е С

У]61нчп, раетцо|а — ретам
Скорость замера 1600 м/час

Вицы работ; о

Зопд B0.2AI .ОМ: т— 5 о-м лЦсл»; Х»«250,7.иГ
7»* 175 лш; I =и ! 0 с.и; 7?$»• 0,2 о.п

Зонд .	.ы| м/см: К= . .	7 — . . ма

Ua“ i I лю; [/дл «• 76 л(в; 12,5 мв/см

Цена начальной метин 4,6 м (по подлиннику)

Изоляция кабели: жилы А 3,2 Мам; жилы В 6 Мол»;'.

ЖИЛЫ М 7.3 Мим

Обработка п оформление диаграмм

После возвращения партии с
работ диаграммный материал
сдают в обработку. В процессе
обработки уточняют глубину и
оформляют эталонную копию диа-
граммы, “в дальнейшем называе-
мой эталонной диаграммой или
эталоном, с которого в последую-
щем снимают все остальные копии.

Диаграммы обрабатывают в
следующем порядке. Предвари-
тельно обводят зарегистрирован-
ные кривые тушью и отмечают
точно глубины нанесенных меток.

Как известно, между истин-
ными глубинами точек замера и
глубинами, определенными по
масштабу подлинника, вследствие
пробуксовывания кабеля, неточ-
ного определения расчетной

Станция АКСЛ/51 №...
Дополнительные сведения.................

Главп. ниш. базы............ Нач. Партии...,.......

Пач. бюро оформления.,_____Оператор................

Рис. 355. Пример оформления диаграммы
кажущегося сопротивления и потенциалов
собственной поляризации.

окружности ролика, загрязнения
его желоба и других причин могут
наблюдаться расхождения, дости-
гающие нескольких метров па
интервале между двумя метками.
Поэтому при оформлении эталона

производится необходимое сокращение или удлинение подлин-
ника. Для этого, отмстив на подлиннике глубйпы меток, наносят в мас-
штабе этих глубин линии, соответствующие глубинам, кратным 20 м при
регистрации в масштабе i : 1000, 10 At в масштабе 1: 500, 4 м в мас-
штабе 1 : 200 и 1 м в масштабе 1 : 50. Затем борут отрезок регистра-
ториой бумаги, па которой в колонке глубин, над поперечными жир-
ными линиями, в масштабе подлинника надписывают цифры глубин. Далее
накладывают эту бумагу па подлинники, при копировании кривых посте-
пенно смещают бумагу эталона относительно подлинника так, чтобы попе-
речные жирные линии на регистраторпой бумаге эталона всегда совпадали
с указанными выше глубинами подлинника. При этом необходимо строго
следить за точностью нанесения кривой по величинам измеряемых парамет-
ров. Кривые, зарегистрированные в дополнительных масштабах, записы-
вают на ту же регистраторную бумагу, причем кривую основного масштаба
в случае ее выхода за пределы рабочей полосы бумаги проводят по ее пра-
вому краю.

Диаграммы потенциалов собственной
поляризации пород

После вычерчивания кривой qk на ту же ленту обычно копируют диа-
грамму ?7СП, внося исправления в глубины так же, как это делается при ко-
пировании диаграмм рк. При этом следует учитывать, что замеры Uca от-
носятся к электроду М и, следовательно, смещены относительно точек за-
мера qk на МО кверху при последовательных зондах и книзу при обращен-
ных зондах. Если это смещение не было внесено в процессе автоматической
регистрации диаграмм, то кривая UGn должна быть соответственно сдви-
нута относительно кривой Это смещение определяется ценой начальной
метки. Кривую Z7CII обычно вычерчивают красной тушью. Масштаб и поляр-
ность диаграмм обозначают стрелкой длиной 2 см со знаками и «—»
на се концах. Над стрелкой надписывают цифру, указывающую число мил-
ливольт, соответствующее 2 см смещения кривой, численно рапное удвоен-
ной величине масштаба регистрации. Знак «+» показывает направление
возрастания потенциала и обычно находится справа. На заголовках эталона
переписывают из подлинника все сведения о скважине и технических усло-
виях проведенных работ, указанные выше.

Диаграммы микрозондов

При составлении оригинала диаграмм микрозондов совмещают их ну-
левые линии. При этом нужно учитывать, что диаграммы потепциал-зопдов,
записанные с двухэлектродными зондами, искажены влиянием индук-
ции, Для исключения влияния индукции диаграммы градиопт-зонда
А0,025М10.025Ма и потенциал-зонд а А0,05М совмещают по глинам, где зна-
чения qk для обоих зондов практически одинаковы. За истинную пулевую
линию принимают нулевую линию кривой градиеит-зонда, нс искаженную
индуктивными наводками.

Для определения истинного положения нулевых линий диаграмм, за-
писанных двумя потеициал-зондами, определяют опытным путем величину
э. д. с. йпдукции в жилах кабеля, соединенных с каждым из зондов, и, зная
отношение у этих э. д. с., в дальнейшем учитывают, что индуктивное сме-
щение кривой зонда А0,05М будет в у раз больше, чем смещение зопда
А0,02М, что позволяет рассчитать величину этого смещения. При этом усло-
вии, измеряя qk в глинах, получим следующие формулы:

(4,9)
7 — 7и ।	'

— ‘5 ~Г '5 >

где ?2,5 И 15— смещения кривой qk для зондов АМ = 2,5 см и
АМ —5 см-, 1В2КЪ и — смещения кривой, созданные омическим падением
напряжения; If 6 и I* — смещения кривой, созданные э. д. с. индук-
ции.

Так как в глинах 7|и6 ~ и Zg = у!) 5, то, подставляя значение^
во вторую формулу системы уравнений (479) и решая эту систему отно-
сительно Zg5, получим

Ч yzi г5 — г2,5-

Диаграммы сопротивления экранированного
заземления

При оформлении диаграмм, сопротивления экранированного заземления
после перечерчивания кривой с корректировкой глубин определяется масштаб
эффективного сопротивления. С этой целью по кривым gIt выбирают пласт
возможно низкого и постоянного сопротивления (лучше всего пласт глин)
и определяют его удельное сопротивление @а. Злая удельное электрическое
сопротивление р0 бурового раствора, диаметр d0 скважины, длину La
и диаметр с?а зонда, вычисляют d3/d0, Qn/Qo и LB/dB и по палетке кривых
“ = (см. рис. 259) для заданных отношений dBl!d0, qhIq0 и Lg/йв
Qo “о '

находят qv/Qo и, зная q0, вычисляют Проводят линию, параллельную оси глу-
бин, проходящую через точки диаграммы ЛА на участке се привязки, и, отмстив
значение <эа в точке пересечения этой линией масштаба Т?А, по формуле
qb — КВЛА пересчитывают масштаб ЛА в масштаб кривой qb.

Диаграммы потенциалов вызванной
поляризации

В тех случаях, когда потенциалы вызванной поляризации значительно
превосходят изменения потенциала собственной поляризации пород и по-
следними можно пренебречь, диаграмма Z7Bn с корректировкой глубин пере-
черчивается иа бланк бумаги по правилам оформления диаграмм qk я Z7cn.
При положительном направлении поляризующего тока возрастание потен-

Рис. 356. Построение кривой Una по данным кривых Uca —
— ит и ^сп + ^вп-

1 — глины; 2 — пески и песчаники крупнозернистые, высокой проницае-
мости; 3 — то же, мелкозернистые и алевролиты; 4 — алевролиты, мелко-
зернистые пески и песчаники глинистые.
циалов {7ВП откладывают вправо, а при отрицательном — влево. Если изме-
нения £7(.п разности потенциалов собственной поляризации значительны,,

то предварительно из кривой £7СП ± £/вп графически вычитают кривую'

Uca, зарегистрированную при спуске зопда.

Рис. 357. Пример изобрпжопия результатов
измерения угла и азимута падения пород пла-
стоиым пакловомером (указаны: глубина точки
определения а и 0, угол а и азимут падения
пород).

За пулевое зпачс'пис потенциала
этой кривой принимают вели-
чину потенциала <7СГ| в глинах,
в которых потенциалы вызван-
ной поляризации близки к
пулю. При соизмеримых значе-
ниях t/дн и <70П потенциалы
вызванной поляризации нахо-
дят по двум кривым — ^|Ш+ исп
и Ulin	зарегистрирован-

ным при одинаковых токах
прямого и обратного напра-
влений.

После уточнения глубин
па кривых Z7cn {7ВП и Ucn —
— Z7Bn наносят прямые ляпип,
параллельные оси глубин по
линии пулевых значений £7ПП
(обычно однородных глин).
Затем перечерчивают па бланк
регистраторпой бумаги кривую
/7СП -ф- (7ВП и на этот же бланк
копируют зеркальное изобра-
жение кривой (7СП — Um отно-
сительно указанной выше пря-
мой и проводят линию средних
значений — искомую кривую
Z7Bn (Рис- 356).

Другой способ определения
величины потенциалов вызван-
ной поляризации по кривым
^вп + ^сп и ^вп Н-^сп 8а“
ключастся is следующем. Нанеся
кривую ?7СП, копируют па
бланк кривые — (7ВП U(yn и
Z7Bn Н~ ^сп таким образом,
чтобы эти кривые сливались
друг с другом и с кривой ?7СП
на участках залегания пород,
нс содержащих заметных по-

тенциалов вызванной поляри-
зации (например, глин, не содержащих пирита).* При таком способе вычер-
чивания диаграмм расстояние между кривыми — Um и -|-?7вп в масштабе

записи кривых равно удвоенному значению U3TV

Если при регистрации диаграмм £/пп производится проверка в глинах
положения нулевой линии путем кратковременных выключений тока, необ-
ходимо кривые С/gu, зарегистрированные при отрицательном и положитсль-
пом направлениях поляризующего тока, совмещать с кривыми Ucn таким
образом, чтобы точки, отмеченные гальванометром ?7ВП, при выключении
тока совпадали с кривой {7СП.

В тех случаях, когда наблюдается четкая зависимость потенциалов
вызванной поляризации от величины потенциалов возбуждающего поля,
вместо численного значения £7ПП пользуются отношением —°-— , где UQ —
величина потенциала в точке-М при пропускании поляризующего тока. Зна-
чение потенциала Ue берется из кривой микропотенциал-зопда, зарегистриро-
ванной с кривой ^иП. Так как UQ обычно во много раз превосходит Uva, то
вместо отношения Z7Bn/Z7e; берут 100-^-. Этот параметр обозначается
ВП %.	°

При замерах Ue одновременно с IL регистрируют Z7cn. Поэтому, когда
Ucn соизмеримо с Ue, для исключения £/сп по кривым Ut Z7Pn и —Ue~}-
-Ь ^сп’ записанным при одинаковых токах прямого и обратного направления,
описанным выше способом графического вычитания получают кривую
Так как в большинстве случаев потенциалы UQ намного превосходят С^сп,
то исключение потенциалов собственной поляризации пород из диаграммы
Ue £7СП методом графического построения обычно не производится, и для
возможного уменьшения влияния t7fn На замер Ue ограничиваются компен-
сацией Ucn в отдельных точках скважины, например через каждые 100,
200 или 500 м (в зависимости от постоянства {7РТТ).

Диаграммы пластового наклономера

Результаты исследования для каждой границы, по которой спреде-*
ляются а и О, представляются в виде данных измерения (р инклиномет-
ром (в частности, фотоинклиномстричсских снимков), диаграмм Ucn, 7?д
и t/Bn, зарегистрированных с тремя электродами, и таблицы, в которую за-
писывают значения угла д и азимута <р искривления скважины, азимута 5
положения начальной плоскости, смещения диаграммы zt,2 и zi,a, угла а
и азимута 0 падения исследуемой плоскости раздела. На рис. 357 приведен
пример изображения результатов измерения пластовым наклономером, при-
нятого за рубежом.
ГЛАВА XV

ПРИЧИНЫ ИСКАЖЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН
КАЖУЩЕГОСЯ И ЭФФЕКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ
И ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ И ВЫЗВАННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ ПОРОД И БОРЬБА С НИМИ

Измеряемые величины кажущегося сопротивления и разностей потенциа-
лов собственной и вызванной поляризации пород могут быть в значительной
степени искажены и нс соответствовать изучаемому электрическому разрезу
вследствие утечек тока в питающих и измерительных линиях и аппаратуре;
индуктивных и емкостных паводок; изменяющихся во времени и простран-
стве естественных земных и индустриальных блуждающих токов; по-
грешностей в измерениях, созданных неправильным выбором силы тока,
неверным расчетом коэффициента зонда и неточностью замера разностей
потенциалов.

§ 116. УТЕЧКИ ТОКА

При утечках электрического тока в питающей и измерительных цепях
изменяется сила тока, проходящего через заземления А та В, и величины
измеряемых разностей потенциалов, что приводит к погрешностям в измере-
ниях £>t((ga),^cn и (7ВП. Возникающие погрешности могут быть столь значи-
тельными, что получех-шые величины кажущегося сопротивления и потен-
циалов собственной и вызванной поляризации горных пород не будут соот-
ветствовать действительным их значениям. Поэтому при измерениях элек-
трических параметров в скважинах изучению утечек уделяется серьезное
внимание; оператор должен хорошо знать, какие погрешности в измерениях
могут быть созданы утечками и как установить наличие и местоположение'
утечек с целью последующего их устранения.

В дальнейшем при определении погрешностей, вызванных утечками
тока, будем считать пространство, в котором находится зонд, однородным,
йзотропным и имеющим удельное электрическое сопротивление, равное из-
меряемому кажущемуся сопротивлению @к, а утечки — расположенными иа
небольших участках питающих и измерительных цепей. Такие утечки на-
зываются сосредоточенными, они чаще всего наблюдаются в практике.

Утечки в питающей цепи

Утечки в линии АВ и а участке зонд — пульса-
тор (рис. 358, а).

Допустим, что в некоторой точке F питающей жилы кабеля коллектор-
ного провода или на кольце коллектора, вследствие повреждения изоляции
в землю ответвляется ток

h =	’

где — коэффициент, указывающий долю тока утечки от общего тока
отдаваемого источником питания в линию АВ.
Обычно р исчисляется тысячными и более мелкими долями едипитты

Так как в разветвленной электрической цепи силы токов в параллельных
проводниках обратно пропорциональны сопротивлениям этих проводников,,
то

_ дс + ra

I ip	Rp

где 7?д — сопротивление заземлений (Л или В) в зависимости от того,.

в какой жило кабеля А или В находится утечка тока; Rc — сопротивле-

ние жилы кабеля на участке зазем-
ление — точка F повреждения изоля-
ции; Rp —сопротивление места утеч-
ки тока.

Следовательно,

_______ Bc~^ra

I	Rc-\-RA-\-Rp '

Обозначая через RCA сумму со-
противлений Ra -f- Rc и учитывая,
ЧТО обычно Rp Rca, получим

R

~R^‘

(481)

Рис. 358, Схемы уточек в питающей цеп».
а — утечка в цепи электродов (после пульсато-
ра); б — то же, в цепи источника тона (до пуль-
сатора); Ди В — питающие завсмления; ЛГ и
N — измерительные электроды; Пко — прибор,
намеряющий кажущееся сопротивление; Hqj —
то же, потенциалы собственной полприаации,
Г — источник тона; л;А—миллиамперметр;
Пр — пульсатор; F — место утечки; Rp—ао-
противление утечки.

Из равенств (480) и (481) сле-
дует, что коэффициент V и ток утечки
тем больше, чем больше сопротив-
ление R. заземления. А, чем дальше
находится место утечки тока от
питающего электрода (т. е. чем
больше 7?с) и чем меньше сопротив-
ление Rp места утечки тока.

Если утечка тока находится в жиле А, то при включении тока в ли-
нию АВ между электродами М и N возникает разность потенциалов

^ = иАМ + ирМ + иБМ-ирК =

екв — п')! , Qifii
4лАМ

QiR_______QiCr]I

inBM	fatFN

о JAB _l ( 1
tocAMBM ' /ira \FM

1
fn

-J^'\=4U+AUp,
AMI	F

(482>

где UiM, UpM, UBM и UFN — потенциалы в точках M и IV, электрических
полей заземлений А и В я заземления F утечки; 4U — разность потен-
циалов между электродами М и N при отсутствии утечки; 4Up — добавоч-
ная разность потенциалов на электродах М и N, созданная током утечки

\ Тм FN AM ) '

(483)>
Числовое значение последней пропорционально полцчипам кажущегося
сопротивления и силе тока утечки iF =т]1 и находится в обратной зависи-
мости от расстояния между измерительными электродами зопда и местом
утечки тока.

Подставляя значение Д1Г из формулы (482) в формулу (21), приходим
к заключению, что при наличии утечки тока измеренное кажущееся сопро-
тивление

ЬпАМВМ ли'	(, , Г К ! 1	1 \

АВ	I	I L 4л. \ FM	FN )

ДМ]) //П„

==]рк (484)

(<где К~ ко; ффицисвт зонда) будет отличаться от кажущегося сопроти-
вления £к, которое было бы получопо при отсутствии утечки тока.

Относительная ошибка в определении кажущегося сопротивления

_	= ли? = Л f _____________________о

— gl( ди 4л y-F&1	aai /

__ п* Г к (Л__________О _ вм 1

“	[ 4л ( рщ	~FN ) АВ ]

(485)

При
получим

утечке тока, в жиле В, исходя из аналогичных рассуждений,

л „Г к / 1	1

L 4л \ FM	FN

(486)

При измерении кажущегося сопротивления с зондом прямого питания,
вместо формулы (484) и (485), соответственно получим

= -UjL = gK~gK = Д' ( 1________1\

ли	4л ( pm Fn '

(487)

(488)

Из равенства (485) и (488) следует, что относительная ошибка в опреде-
лении сопротивления возрастает с увеличением коэффициента Az зонда и
'зависит от расстояния между местом утечки тока и приемными электродами.
В частности, у обращенных зондов, у которых ВМ всегда больше АМ (ВМ)
возрастает с увеличением расстояния от места утечки тока до электрода
’той жилы, в которой находится утечка, так как при возрастании расстояния
АВ (ВВ) увеличивается V и {'BN и уменьшается 1/ВМ. Поэтому в обра-
щенных зондах наиболее опасны утечки тока в коллекторе и коллекторном
проводе.	____

В последовательных зондах с увеличением ВМ погрешности, созданные
утечками, возрастают при ВМ > АМ и уменьшаются при ВМ < АМ.
В последнем случае ошибка может достигнуть огромных значений,
когда место утечки тока будет находиться близ электрода М.

Например, если уточка тока будет расположена ва расстоянии 2 ем от электрода
М (утечка произошла в зонде вследствие повреждении изолинии питающей жилы при мон-
„таже электрода М), то при измерениях рк « зондом Л/2,5Л,0,25й {К = 346)

Два — 4375?; %,
Из последний формулы следует, что ошибка в определении кажущегося сопротивле-
ния превысит 100% , если в месте утечки будет ответвляться всего лишь 0,1% тока, т. е.
если при сопротивлении заземления 11А == 100 ом место утечки будет иметь сопроти-
вление

В.

R	z= 100000 о,«.

2 ’/

Так как наибольшие погрешности создаются утечками тока, располо-
женными близ измерительных электродов, то при установке на кабеле элек-
тродов следует вскрывать оболочку кабеля с большой осторо жноапыо и остав-
шиеся жилы кабеля, на которых устанавливается измерительный электрод,
тщательно изолировать несколькими слоями резиновой ленты.

Особенно большие погрешности в измерениях могут быть допущены
в том случае, когда исследуемая среда неоднородна, причем раствор, запол-
няющий скважину, или зона проникновения его фильтрата имеют сопроти-
вление, значительно превышающее сопротивление окружающих пород.

Допустим, например, что величина кажущегося сопротивления при из-
мерении его с установкой FMN, питаемой утечкой тока, будет в т раз
больше, чем величина ’определенная с зондом АВМ. В этом случае,
при измерении зондом взаимного питания, вместо формул (484) и (485),
будем иметь

' L . Кт I 1	1 \ ВМ |	/'/ош

=	+	(489)

и

Л	Г Kni I (	1 \ ВМ

L 4л \ вм PN / АВ

и при измерении с зондом прямого питания, вместо формул (487) и (488)
получим

' L , Кт I 1	1 \ .’ll

QK---- 1 1 -ф-	- I -2=2--—_2,- I - 1 I

\	\FM FN ) J j

И

-Л	'	(490)

L4я \ FM FN I J	7

rn	ВМ	Кт / 1	1 \

1 ак как обычно отношение много меньше -г— ——--------------- ,

АВ	4я ( pM pn )

то формула (489) приближенно может быть переписана так:

где

рк =•• 11 + тщ у-1 рк,

,, faFMFN

1\. р =-==----- ,

MN

К — коэффициент установки FMN, питаемой током утечки.

Формулу (491) можно распространить иа случай любого числа

тока:

(491)

утенок

<?к —

.лая» ль £

1 + КНА
л I лшд - \ П ТГ

4rtWW

1=1.	’

где тц — отношение тока г-ой утечки к общему токе; гщ — отношение кажу-
щегося сопротивления, измеренного с установкой 1<\MN (где /{ — точка
41 Заказ 714
г-ой уточки тока) к кажущемуся сопротивлению, измеренному с установкой
ABM", RP< i — сопротивление i-ой утечки; КР> i — коэффициент установки
FiMN, питаемой током утечки iPt i.

Следовательно, при наличии нескольких уточек тока величина относи-
тельной погрешности в определении кажущегося сопротивления равна:

1~п

П

т,-

Лр {к

А8ц = кУ^р~ = квА У
ллиазА Л- к» |	'йквй

1=1	'	1 = 1

(492)

Если утечки тока находятся в жилах А и В кабеля, то

Ап _ к V ’?v”i

~ Л 2j j

i = nB

1Z \Л ’Й'Ю

где nA и np — количество уточек в жилах А и В провода.

Утечки тока на участке зонд — пульсатор нс искажают диаграмм по-
тенциалов собственной поляризация пород, так как потенциалы, созданные
утечками тока в питающей цепи, имеют переменное направление и пе реги-
стрируются приборами, измеряющими Z7cn.

Вследствие малого значения тока ir утечки "они практически нс иска-
жают также и диаграмм потенциалов вызванной поляризации пород.

Утечки тока в питающей цепи па участке источник
постоянного тока — пульсатор (рис. 358, б).

Уточки тока на участко источник постоянного тока — пульсатор по вносят погреш-
ностей при измерении рк. так как:

1)	потенциалы между электродами М и ДЦ созданные током утечки, преобразуются
измерительным коллектором" пульсатора в потенциалы переменного tianраплопия, кото-
рые не регистрируются приборами вапцсынаклцими диаграммы кажущегося сопроти-
вления;

2)	уменьшение разности потенциалов из-за уточки тока, проходящего через-зазом-
ления А 'и J5, не влияет на величину измеряемого кажущегося сопротивления, так как. при
полном оборою пульсатора среднее Значение измеряемой разности потенциалов будет
таким же, как и при отсутствии утечки тока [5].

Уточки тока в питающей цепи па участке источник тока—пульсатор могут вносить
погрешности в измерения разностей потенциалов собственной я вызванной иодяризяции
пород. При измерении (7ПС эти погрет пости обычно мало замет цы и становятся ощутимыми
при очень больших утечках в сырую погоду, особенно когда электрод N заземлен близ
источников питания. При измерении потенциалов вызванной поляризации пород эти
утечки могут вносить большие погрешности, особенно при малых значениях {/вц. Поэтому
при измерении потенциалов вьгаваппой поляризации следует обращать особенное внима-
ние на состояние изоляции питающей линии на участко источник питания — коллектор
пульсатора, включая коллекторные пластины пульсатора, где уточки тока особенно-
опасны.

Утечки тока в измерительной цепи

Утечки в измерительной цепи на участке
э л е к т р о д ы М и N —пульсатор (рис. 359, а). При утечках в ли-
нии MN замеры рк, Ucn и (7ВП искажаются уравнительными токами, цирку-
лирующими между электродами и участком повреждения изоляции ли-
нии М.
Пусть утечка тока находится в точке / жилы М кабеля. При пропуска-
нии электрического тока в линию АВ между электродом М и точкой / воз-
никает разность потенциалов

AUj = UM	- X'l -	(-Л------

 4лЦ AM BM J 4л Aj Bf

QtU Г 1	1	.	/ 1	1 \1

4» [ AM	BM \ Bf	Л/ Л

где m—коэффициент, указывающий, во сколько раз выше кажущееся
сопротивление р1(, измеренное с зондом АВ], по сравнению с кажущимся
сопротивлением, полученным с зондом АВМ.

г.

Рис. 359, Схемы уточек в измерительной цепи.

а — утечка в дели электродов; б — утечка в цепи измерительного прибора; « — шунтирующие утечки;
А и В — питающие заземления; М и N — измерительные электроды; — прибор, [измеряющий
кажущееся сопротивление; Прц — то же, потенциалы собственной поляризации; Г — источник тока;
Пр — пульсатор; льА—миллиамперметр; , 1" J*, i**—места утечек; Rf', Rj", Rj*, Rj** — c.o-
противле.иия утечек.

Под действием разности потенциалов AU} между точками Ми/ жилы
кабеля появится ток

AUj	AUf

ly~ Bf + Blc + BM ~ В/ + ВсМ

где 7?/ — сопротивление места утечки; В/с — сопротивление кабеля от точки
/ до точки М\ 7?м — сопротивление электрода М; Всм— сумма сопроти-
вления Вм и BjC.

Так как обычно В/^Всм, то

Ток /у создает в жиле М кабеля падение напряжения

m	4 п	Лсм Лгг	е>В Г 1

AUy = 1уЯсм - -R— AUt = -4- • ~А— | =

==-1— 7/i j

ВМ \ Bf

Л/
вследствие которого полученная разность потенциалов

ли' = ли- ли?

qR ( 1

А | АМ

1__Дс.М

RM	в/

— ---------	л._ т —— ___

АМ ЛА/ \ Hf Af

будет отличаться от разности потенциалов AU, измеряемой при отсутствии
уточек тока.

Подставляя значение АН' в формулу (21), приходим к выводу, что при
наличии утечек тока в линии MN измеренное кажущееся сопротивление

' ^АМВМ .ли' __ L_ВсМ_ . _£

~ Ал /	|	4л

будет отличаться от кажущегося сопротивления ри, полученного при отсут-
ствии утечек.

Относительная погрешность в определении кажущегося сопротивления

oj -- е»

ек



_______1 ,_ + /rtL...L... —..LJ

BI L AM UM ' ' 11 j	А/

/‘cM_
Hj

(494)

Из формулы (494) следует, что величина относительной погрешности
в определении кажущегося сопротивления возрастает с увеличением коэффи-
циента, а следовательно, и размера зонда, и сопротивления /?(,м и с умень-
шением сопротивления В; места утечки и, кроме того, зависит от (-го поло-
жения относительно питающих заземлений /1 я В. Ошибка в определении
может достигнуть очень больших значений, если А/ или В/ будут близ-
кими к пулю, т. е. в тех случаях, когда место уточки будет расположено
вблизи от одного из питающих электродов. Поэтому при изготовлении обра-
щенных зондов, устанавливая на жилах кабеля ааоемлвния А и В, необходимо
вскрывать оболочку кабеля с большой осторожностью, чтобы не повредить
изоляции жилы М.

При измерении кажущегося сопротивления с зондом прямого питания
и при наличии утечки тока в измерительной линии, например в жиде М,
будем иметь

и

4л АМ

I-L -т

L AM

AUt
Л)

ч

В!

у — i.yRcM

QiB Л,.м Г .J

В!\-Хм~т

> AU-AUy

tfll — Л	Т --- ~

R,

тК /

Р;

Л!

Л/.V

ек

ВсМ
Rf

тК
4л

A-V

д/

л/

MN


Сопостанляя между собой формулы (496) и (485), а также (494) и (490),
приходим к выводу, что при наличии утечек тока в любой из жил кабеля при
переходе от однополюсной схемы измерений к двухполюсной схеме при со-
хранении типа и размера зонда, т. е. при АВ ~ MN, ВМ — AN, ВМ — А /,
FN—lBf, ЛеА — ВсМ и R„ ~ Rf, ошибка в измерении кажущегося, сопро-
тивления не зависит от того, с каким зондом (прямого или взаимного- пита-
ния) замерено кажущееся сопротивление, что соответствует принципу
взаимности.

• Утечки в измерительной цени па участке электроды М и N — пульсатор вносят
погрешности в измерения потенциалов собственной и вызванной поляризации пород.
Рскажепия создаются током, протекающим между электродами 2И и N и точкой /, в кото-
рой находится утечка тока. Этот ток возникает вследствие неравенства потенциалов
электрического поля собственной поляризации пород в точках, где находятся заземчопия
М, N и /, и различных значений их электродных потенциалов. Расчет влиания этих уто-
чек па измерения Псп приведен в работе [5].

Утечки тока в измерит е яь по й ц о ц и и а у ч а с т ко р е-
г ист р и р у ю щ и й п р и б о р — п ул ь о ат ор (рис. 35!), й).

Предположим, что уточка тока находится в проводе, соединяющем клемму М по-
ттгшиометра или иного измерит ельпого прибора с клеммой «» пульсатора. В течение
полуоборота коллектора пульсатора, при котором провод с утечкой тока соединен с элек-
тродом М, измеряемая разность потенциалов

,){/ = QiB ( J _ 1	. RM

1 I АМ рМ Т” ,Rf

/_1_____1_\ _ ( 1 ,1

\ Af ВТ I АМ ВМ j

При следующем полуобороте коллектора пульсатора этот провод будет приключен
к электроду N. Так кик потенциалы электрического поля заземлений А и Л в точках N
и / малы, то в течение второго полуоборота коллектора пульсатора уравнительный ток
близок к нулю и, следовательно,

AU* = AfJ.

Среднее значение измеренной разности потенциалов аэ полный' оборот коллектора
пульсатора

f>KI [ 1	1	J Вм	, -1____________1 \ ____ / 1_________1 \	|

4л I AM	ВМ 2[if	\ АТ	» ВТ /	\ АМ	ВМ	| '

Подставляя правую часть последнего равенства в формулу (21). приходим к вьгаоду,
что при наличии утечки тока между прибором, регистрирующим qk, и пульсатором изме-
ряемое кажущееся сопротивление

<? к

АВ

АЦ'

I

( Вм	тК II 1	\	)

1 -4- -ктг- -г— -=.------— 1 ок (497)

I	' 2.Н/	4л \ Af	Sf	j	рк	'

отличается от кажущегося сопротивления gK при отсутствии утечки тока. При этом от-
носительная погрешность в измерении кажущегося сопротивления

21 Ск

Qk' — Qu J RM

" • 2Rf

mK

4si

(498)

Из сопоставления формул (498) и (494) следует, что при одних и тех же условиях
утечка тока в измерительной цепи'между пульсатором и прибором, регистрирующим рк,
вызывает в два раза мопьшую погрешность при определении кажущегося сопротивления,
чем утечка тока той ясе интенсивности в цепи между пульсатором и электродами М и N,
При утечках тока в измерительной цепи на участке измерительный прибор — пуль-
сатор могут создаваться погрешности в определении кажущегося сопротивления токами
поляризации, проходящими в цепи М между точкой / и электродами М и N. Эти по-
грешности обычно наблюдаются только при работе с разборными комплектами полуав-
тематической аппаратуры, поэтому их расчет в пястопщом руководство по приводится
.и интересующиеся читатели могут едим познакомиться и ранее вышедшей работе
автора [51.

Утечки тока в цепи MN, шунт и р у ю щ и о и в м с р и-
тельный прибор. Утечки тока в цени MN, шунтирующие измери-
тельный прибор, чаще всего возникают в приемном коллекторе пульсатора
при загрязнении участков, изолирующих тежоведущие кольца коллектора.

Предположим, что утечки тока находятся за измерительным коллекто-
ром пульсатора (рис. 359, в). В этом случае, вместо разности потенциалов
AU, измеряется падение напряжения zIZZ' между точками /' и созданное
током в линии Mff'N, Величина

zlZ7' = iMf'fN R/ =	ли’

где Rf, Rf, Rm, Rn и Re — соответственно сопротивления мест утечек /'
и /", электродов М и N и проводов, соединяющих эти электроды с точ-
ками

Наличие разности потенциалов ЛЦ", созданной уточкой тока, вызывает
погрешность в измеряемом кажущемся сопротивлении. Относительное зна-
чение этой погрешности

.	0к~ е« ли' —ли Rf-yRf d

Q*~ e* ~ ли л/+Д'+у/г	~	л/+«/

где

%R~=Rm + Rn+ Пс.

(500)

Если утечка тока, шунтирующая цепь потеициолготр.ч, находится ни участке пульса-
тор— потенциометр (утечка /*/**, рНС, 359, вр то при компепсацшпщом ешюибо реги-
страции в момент разрыва линии Д/Д через гальванометр пройдет ток

t' =____лик______

“ R*+R*'+Jiu ’

где ЛО—разность потенциалов, включенная па потопциомотрс в момент компенсации;

nRf —сопротивления мост /* и/** утечек тока; Ля—сопротивление потенциометре
(включая гальванометр). Разность потенциалов /Р7К (неравная измеряемой разности
потенциалов JZ7) стремится отклонить подвижную систему потенциометра в шшравле-
вии, обратном оо смещению при токе

ЛЦ' -ЛЦК
Лц

который проходит чероз потенциометр, когда приемные щетки «-р—s> пульсатора на-
ходятся на токоведущих коллекторных пластинах,

Обозначим через а угол поворота коллектора пул г.сатора, на продолжении которого
происходит разрыв цепиЛ/Лб Так как в момент компенсации среднее Зиачоиис тока про-
ходящего через гальванометр,	’ н

то

. _ лип
tap — —;-----гг-----

•й^-ру?^ -р-йп

/1Ука

Rf + Rf + Ra

ЛО' - лик

Ли

лц’ — лик
к 

• а

и, следовательно,

ЛВ

а
’r^+R? +Rn

-г~-	)

Л1Г ) л —а
Подставлял значение AU' в равенство (499) и решая его относительно AUlt, по-
лучаем зависимость между разностью потенциалов AUF, установленной па потенциометре,
и разпостью потенциалов AU, измеряемой при отсутствии утечки тока:

(л a) (.Ry-|-Лп) (Ry-|-Ry ) AU

[(йу 4--йу Rn) л — (7?y-|-Ry ) а] (Ry -|- Ry

Относительная погрешность в измерении кажущегося сопротивления

.	— Ск AUn — AU

(?к	AU

(л—a)(Ry-|-Ry -|-Rn) (Ry-Ь^у )
[(Ry-|-Ry -|-Rn) п — (Ry-|-Ry )a](Ry-|-Ry -l-'X R)

(та — a) У] R -|- “Rii)
«-------------—.	.	(501)

(та— a)(Ry-|-Ry -{-У, Д)Ч~лДп)

Если принять R"-|-Rj* 2R и Rn и положить Rn й: 3 R, ’мо часто бывает в
практике, получим

~	(л —- а) 2 R-paRn	~	(та-|-2а) У] R

(л — a) (Ry Ц-Ry* + У] R)’-|-ttRn (л — a) (Ziy-|-Ry*)

Из сопоставления формул (500) и (501) с,подует, что при равном значении Ry-Ь
-|-Ry и Ry-l-Ry* погрешности в определении кажущегося сопротивления, созданные
утечками тока, шунтирующими пульсатор на участке потенциометр—коллектор пуль-
та + 2a

сатора, превышают в - раз погрешности утечек той же интоиснвпости, шупти-
7t — d

ругощих пульсатор па участке электроды М и N— коллектор пульсатора.

Следует заметить, что при утечках тока в цепи потенциометр — коллектор пульса-
тора погрешности могут в свою очередь возрасти в том случае, если в точках /* и /**
в связи с соприкосновением металла провода с влагой возникнут электродные разности
потенциалов, Их искажающее влияние будет таким же, как и в случае утечек в линии,
соединяющей потенциометр с пульсатором.

Одновременные утечки тока в измерительной и питающей пенях

Уточки тока в измерительной и питающей це-
пях и а участке между пульсатором и заземле-
ниями. Предположим, что утечки тока находятся па питающей жило ка-
беля А в точке F и па измерительной жиле М в точке / (рис. 360), и допустим,
что в точке F ответвляется у доля тока. Рассмотрим случай, когда точки
F и / находятся в скважине (см. рис. 360, а). Для определения погрешно-
стей, созданных утечками тока, вычислим предварительно потенциалы J7m,
U'N и Uf точек М, N и /:

и' _ AaL	-I- -XU

м 4та \ АМ ВМ FM /

__ вк! Г 1	1- I „ / 1	1 \~]

L АМ	ВМ \ FM	AM /J

и' ~ -^AL. —L.
N ~ 4та FN ’

Vl = asL /	_ _4. +	= e*L Г_£_ _ X + r ГХ

4та ( Af .R/ Ff) 4та [	Bf \ Ff

1 V

Af). ‘
Затем найдем величину падения напряжения, созданного током

и',— Uf

?'у = -Ti^+RT "а Утастке W--

J£Zy = (Rm +	Сйм + Лс) «

£££+Дс) г 1______1___1 ___1

4лЛ/ [ АМ	вм	Af ' Bf '

\ FM AM Ff Af

а	б	В

Рис. 360, Схемы одновременных утечек в питающей и измерительной цепях.

а — одновременная утечка в жилах кабеля; б — то же. в жилах, находящихся на барабане лебедки;
в — то же, в пульсаторе; А и В — питающие вааемлепия; М nN — измерительные олсктроды; Л^С —
прибор, измеряющий кажущееся сопротивление; Под — то же, потенциалы собствышой поляризации;
Пр — пульсатор; Г — источник тока; .нА — миллиамперметр; F — место утечки в питающей цепи;
f — то же, в измерительной цепи; Rp — сопротивление утечки в питающей цени; Л/ — то же, в измери-
тельной; йа — сопротивление заземления лебедки.

Так как при наличии утечек тока разность потенциалов в цепи MN

AU' = U'M- U'b - zltfy

отличается от разности потенциалов при отсутствии утечек, то при изме-
рении кажущегося сопротивления возникает погрешность, относительное
значение которой

QK — en
q«

=

$U'—AU	—Ujy—AUy AU

""~AU~~~	AU

17 £ _ _£____L_\ „ _ Г J_ _ _£_______L

FM	AM	FN ) I AM	DM	Af

—:--1- 1? |

 B f \ FM

1 \"l

к

4л

AM *" AF
Заменяя в последней формуле г/ через —	, 7? •[- ,RC через 7? „

Jijqi	•***	С2И

и полагая для упрощения выводов Нл 7?с = 7?м -f- R,, и 7?/ = Rp, по-

лупим

Дд„ = | (-L---	+ -£-------=L- + -Л=---A-'j

L\ ™	AM ВМ	FN AF	RF)	R/

\ FM АМ Л/ Ff / Я® J ?1Л ’	.	''

Из формулы (502) следует, что погрешности, вызываемые утечками
тока, возрастают при увеличении сопротивлений заземлений Им, RA и. коэф-
фициента К (т. о. с. увеличением размера зонда, уменьшением расстояния
между электродами М и Л" и при переходе от потеициал-зопда к градиену-
зоиду) и при уменьшении сопротивлений мест утечек R/ (Rp). Погрешности
особенно велики в тех случаях, когда знаменатель одной из дробей, стоящих
в круглых скобках, стремится к нулю, т. е. тогда, когда место утечки тока,
в питающей линии приближается к приемным электродам или место утечки
в измерительной линии — к питающим заземлениям.

Сопоставляя формулу (502) с формулами (484) и (494), приходим к вы-
воду, что погрешности в измерении q„ при одновременных утечках тока
в питающей и измерительной линиях слагаются из погрешностей, созданных
порознь утечками в питающей и измерительной цепи, а также возникающих
в связи с непосредственным влиянием тока утечки в питающей па утечку тока
в измерительной цепях.

Так как обычно	> т0 в частном случае, когда расстояния

Ff, FM и Af достаточно велики:

, к ( 2 1,1 1,1 1 \ 
AM ВМ FN Af Bf FM ) £

Если утечки тока находятся в части провода, расположенной на бара-
бане лебедки (рис. 360, б), при ip < 1 величину погрешности в определе-
нии Qu вычисляют так.

Обозначим через RcM и RCA полные сопротивления измерительной и
питающей линий от точек утечек тока до заземлений, включая сопротивления
последних, через и Rp — сопротивления мест утечек тока, через 7?3 —
сопротивление оплетки'кабеля от точки разветвления тока утечки до за-
земления оплетки (барабана лебедки), включая сопротивление этого заземле-
ния, и через

,,___~ RgR/

R3A-Rf~\~RCM R3A-Bf

суммарное сопротивление параллельной цепи, составленной из сопротивле-
ний 7?/ и 773-

Ток утечки

. _	£)А , __	- Rg^Hs+Ri)

f Rp A-R	R» R3 + R/Ra+R/RP

разветвляется в оплетке кабеля..Часть этого тока заземляется через корпус
лебедки или блок-баланс, а другая частх> поступает в жилу М кабеля через
точку /, в которой повреждена изоляция этой жилы.
Ток

,• _ -ЙВ  _ rcar^

'	R3+R! RpR3+RfRa+RfRp

«создает в цепи MN падение напряжения

АП _ Р i _ RCARcMRn Т

1	Ла/Ч R^+R/Rz+RjRp1’

что вызывает погрешность при измерении кажущегося сопротивления,
«относительное значение которой

.	_ AUP _ RCARcMRZ! К

AU ~ RFR3 + R}R:i + RpR/'~QlJ ~

______^СА RcMR»_____

(Rp^ + RjR^-RpR/) ек ’

Так как обычно R/ и Rp много больше 7?3, то

л RCARcMR^
R/rpQx	(504)

и для частного случая, когда RCA ~ RcM и Rf Rp,

4)lt=/^±V д0А .

\ rf у ек

Из последней формулы следует, что погрешности, созданные утечками
тока в кабеле, находящемся на лебедке:

1)	пропорциональны, коэффициенту зонда К и, следовательно, возра-
стают при увеличении размера зонда, уменьшении расстояния между элек-
тродами М я N и, в частности, при переходе о'т потенциал- к градиент-зоиду;

2)	пропорциональны квадрату отношения сопротивления жил кабеля
и сопротивлений заземлений к сопротивлению места утечки тока — чем
дальше расположены утечки тока от электродов А и М, тем значительнее
погрешности,. вызываемые этими утечками;

3)	обратно пропорциональны измеряемому кажущемуся сопроти-
вленшо;

4)	пропорциональны Ra; искажающее влияние утечек уменьшается при
понижении RB, в частности при заземлении корпуса лебедки; отсюда сле-
дует правило, что корпус лебедки необходимо всегда заземлять;

5)	изменяют свой знак на обратный, если утечка находится в жиле В
„(в связи с изменением знака AU), которому пропорционально dpK).

Формула (504) симметрична относительно RGA и RcM, Rf и Rp- По-
этому ошибки в измерениях ок сохраняются при переходе от зондов прямого
питания к зондам взаимного питания (при одинаковых размерах и типах
зондов, местоположениях и интенсивностях утечек тока).

Погрешности в определении рк при наличии одновременных утечек
-тока в питающей и измерительной цепях при расположении мест утечек на
барабане лебедки могут быть весьма велики даже при значительном сопро-
тивлении мест утечек.
Прибор. Допустим, что утечки тока находятся в части кабеля, навитой па бара-
<бац лебедки, и имеют сопротивления R/ = Rp = 500000 ом. При измерении кажущегося
«onротявления 2 ам м зондом М4Л0.5В (К ----- 452,4 .м), если сопротивления заземлений
RCA — ИаМ — 100 ом и 7?3 — 200000 ом, кажущееся сопротивление определится с погреш-
«юетыо

4„ =	^СА^сМ^З

R^+RjR^RpR/

—. 100 =
ек

1000(1-2- 10°. 452,4 ,пл лппг„,
(5'2-1-5-2-1-5’5)-lol»-2 '10°	100,5/о'

Эта погрешность огромна, несмотря на то, что сопротивление мест уточек тока до-
•статочпо велико. Погрешность будет сильно снижена, если заземлить лебедку итем самым
уменьшить сопротивление 2?а,

Уточки тока в питающей цепи па участке источ-
ник тока — пульсатор и в измерительной липки па
участка пульсатор — электроды. Одновременные уточки тока в питаю-
щей цепи на участке батарея — пульсатор и в измерительной цепи па участке пульсатор—
электроды по вносят ошибок в определение q1(, однако они могут искажать потенциалы
собственной я вызванной поляризации пород.

Уточки тока в питающей цепи па участке источник
тока — пульсатор и в измерительной линии па участке
‘пульсатор — регистрирующий прибор. В частности, при наличии
наиболее опасных утечек тока в пульсаторе (см. рис. 3G0, в) погрешность в определении
кажущегося сопротивления определяется по формуле

. ^СА^з^м + ^n) К

Ql'~ RpR^RfR^RpR, ' 2е„ '

(505)

где Ra — сопротивление заземления пульсатора.

Для,умои1-шепия ошибок в измерения созданных этими утечками, следует хорошо
-заземлять корпус пульсатора

При измерениях по схеме с одножильным кабелем значительные погреш-
ности в замерах рк могут быть вызваны одновременными утечками в питаю-
щей и измерительной цепях в скважинном снаряде, где питающая цепь
«мест высокое напряжение (до'100 в) относительно измерительной цепи.

Утечки в измерительном приборе

Утечки тока в измерительном приборе особенно опасны в тех случаях,
когда ток утечки проходит через рамку гальванометра. При этом,луч света
от зеркальца гальванометра, его стрелка или подвижная система электрон-
ного потенциометра отклоняются па несколько ббльшую или меньшую вели-
чину, чем при отсутствии утечек. При потенциометрическом способе изме-
рений для компенсации этого отклонения потребуется введение добавочной
разности потенциалов AUy. При токовом способе измерений на величину
,JZ7y будет изменено показание регистрирующего прибора. В том и в другом
случае возникнут ошибки в определении кажущегося сопротивления и по-
тенциалов собственной и вызванной поляризации пород.

Погрешности в определении силы тока, вызванные утечками тока, мо-
гут быть рассчитаны следующим образом. При потенциометрическом спо-
/?

собе измерений ток утечки i =	(£ — напряжение источников питания;

2	^F

Rp — сопротивление места утечки) в момент компенсации должен быть
равен дополнительному компенсационному току tKy =	, где RK — сопро-

тивлеиие цепи потенциометра между клеммами М и N.
Так как в момент компенсации iF = il(i, то

' Ли'у = ф Е.

Относительная погрешность в определении силы тока

Л1 __	ЕЛК

~Т~ ~	~ 1{рГВ7 ~	’

где Л(7Э—разность потенциалов, возникающая при прохождении тока че-
рез эталонное сопротивление при помощи которого измеряют ток;
Ддв — сопротивление цепи АВ.

Так как /?3 мало, то произведение R0Rp может быть соизмеримым
с произведением 7?АНЯК, в связи с чем при измерении тока могут воз-
никнуть значительные погрешности, даже при достаточно больших значе-
ниях RF.

г Погрешности в измерениях разностей потенциалов, вызванные уточ-
ками п измерительном приборе, имеют наибольшие значения при утечках
в цепи компенсационного элемента, в частности элемента компенсатора по-
ляризации. В этом случае при прохождении тока утечки через измеритель-
ный прибор его подвижная система получит дополнительное отклонение,
для компенсации которого при потенциометрическом способе измерений
потребуется ввести добавочную разность потенциалов

• I?

ЛТТ — _±IL R

ZJL/y—•

’где Elt — э.д. с. компенсационного элемента; — сопротивление измери-
тельной линии MN; R/— сопротивлении места утечки.

Введение разности потенциалов Д1Г приведет к погрешности в опреде-
лении (в„ относительное значение которой

zICTy	EltFl^fN . /у

~au~	~~ЁГ 	

(507)

Так как AU’ ио должно превышать 1% от максимального показания
дамако ПрИ взятом Пределе измерений, с которым производится запись /1(7,
то сопротивление Rf изоляции электрических цепей измерительного прибора
должно быть больше или равно......	 Подставляя в это соотношение

числовые значения Е,,— 1,5 <?; RMn = 400 ом и беря наименьший продел
измерения потенциометра 4 мв па шкалу, получим

Rf>

1,5 -400-100

-“15 мом.

4 -10—3

Таким образом, сопротивление изоляции электрических цепей измери-
тельного прибора должно быть очень высоким.

Емкостные токи утечки

Кроме утечек тока, обусловленных несовершенством изоляции питаю-
щих и измерительных цепей, при питании измерительной схемы переменным
током возникают емкостные токи утечки. Последние возрастают с частотой
питающего тока и имеют наибольшую величину и жилах кабеля, емкость
которых между собой и относительно земли достаточно велика,

Емкостные токи утечки в жилах кабеля распределяются равномерно
и поэтому, особенно при низких частотах питающего тока (порядка 8—12 ец),
по вносят заметных искажений в измеряемые величины. Влияние этих уте-
чек становится ощутимым лишь при токах более высокой частоты и при на-
личии индуктивных наводок, о чем будет сказано ниже,'

Значительные емкостные токи уточек, наблюдающиеся в высокочастот-
ных схемах измерений с одножильным кабелем, компенсируются регулиров-
кой тока при стандартном сигнале.

§ 117.	ПРИЗНАКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ
УТЕЧЕК. ПРОВЕРКА ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ

Из расчетов, приведенных в § 116, следует, что при наличии утечек тока
в линиях АВ, MN н в измерительном приборе могут возникать значительные
погрешности и измерениях кажущегося сопротивления (иногда сопротивле-
ния заземления) и потенциалов собственной и вызванной поляризации пород.

Рис, 3GI, Пример искажения диаграмм кажущегося сопротивле-
нии и потенциалов соЗствеиной поляризации пород уточками тока,
1 — кршкда ск, зарегистрированные при отсутствии утечек; 2 --то же, при
налички утечек; л — кривая Псд, п°луч<:ннан при отсутствии утечек; 4 —
то ate, при наличии уточек,

Ошибки могут быть столь большими, что в некоторых случаях измеряемые
величины будут совершенно нс соответствовать действительным их значениям.
Поэтому оператор, производящий измерения, должен! уметь своевременно
обнаружить наличие и местоположение утечек и устранить их.

Наличие, утечек тока устанавливается по следующим признакам.

1.	Заниженные или. завышенные значения кажущихся сопротивлений
и потенциалов вызванной поляризации по всей или большей части разреза
скважипы. При этом изменения р1( особенно велики па участках'залогаш-ш
пластов низкого сопротивления (рис. 361).

2.	Получение «отрицательных» кажущихся сопротивлений (рис, 36'1, б).
«Отрицательными» р(, условно называют кажущиеся сопротивления, при ре-
гистрации которых разность потенциалов между электродами М и N отри-
цательна, когда к заземлению А приключен положительный полюс источ-
ника тока и электрод М находится ближе к заземлению А, чем к заземле-
нию В.

3.	Иззубрснпость диаграмм, по соответствующая гооэлоктричсской ха-
рактеристике исследуемого разреза (при условии точной регистрации кри-
654	ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОД!,. ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН

—   — —--—-—— ...................'      ———_—

вых, что особенно относится к измерениям с полуавтоматической аппарату—
рой).

4.	Отсутствие плавного отклонения подвижной системы гальвапомотрогэй
при включении тока. При наличии утечек подвижные системы гальваномет-
ров иногда приходят в положение равновесия, совершая нерегулярные ко-
лебания. Наличие этих колебаний вызывается поляризацией места уточки
а следовательно, и изменением разности потенциалов, созданной током утечки,.

5.	Отклонение подвижной системы прибора, регистрирующего кривую»
Ucw в момент включения тока в линию АВ (при наличии уточек тока в цепи;
источник тока —пульсатор).

6.	Заметная разность потенциалов между электродами М и N, когда,
зонд находится в колонне (смещение нулевой линии). Эта разность потенциа-
лов обычно наблюдается при одновременных утечках тока в питающей и из-
мерительной жилах кабеля, находящегося на барабане лебедки, и в схеме»
соединсний цепи MN.

7.	Нестабильность подвижных систем гальванометров при пеподвиж—
ном зонде.

8.	Изменение значения измеряемой разности потенциалов при измене-
нии частоты питающего тока.

Следует отметить, что признаки уточек, отмоченные в п. 1,2, 3, 4, 6, 7
и 8, могут наблюдаться также при индуктивных наводках и наличии иска—
жений, созданных переменными индустриальными токами.

Отличить погрешности, созданные утечками тока от искажений, обусло—
вленпых индукцией и влиянием переменных токов, возможно по следующим
признакам.

Погрешности, созданные утечками:

а)	сохраняются при переходе па измерения по схеме постоянного тока,
и в меньшей степени зависят от частоты пульсаций питающего тока (скорости
вращения пульсатора);

б)	обычно резко изменяются по величине, а иногда и по знаку при пере-
ключении жил кабеля к электродам зонда (при сохранении типа и размера,
зонда);

в)	в большинстве случаев не зависят от глубипы, па которую спущо»
зонд;

г)	иногда резко уменьшаются пли возрастают па отдельных участках:
диаграмм (например, при переходе моста уточек тока на барабан лебедки).

Так как установить сразу наличие утечек не всегда возможно, то для
исключения погрешностей в измерениях следует до и после каждого цикла
измерений в скважине измерять сопротивление изоляции питающой и изме-
рительной линий.

Для получения качественных диаграмм необходимо, чтобы сопротивле-
ние изоляции питающих и измерительных липин было по меньше 2 мг ом--

Для уменьшения искажающего влияния утечек при исследовании скважин требуете я
выполнять следующие моры предосторожности.

1.	Заземлять барабан лебедки, охранные кольца коллектора и корпуса измеритель-
ной аппаратуры.

2.	Тшатслъпо протирать от влаги и грязи соединительные панели, панели измери-
тельных приборов, пульсатора, источников питания и кольца коллектора. Особенно это
относится к наружным панелям, которые рекомендуется покрывать в сырую погоду
слоем вазелина и защищать от дождя.

3.	Изолировать источник тока от земли. При установке источников тока вис отлип,пт®
необходимо подкладывать под гего резиновый коврик, поверхность которого должна бытт’-
сухой.

4.	Все соединительные проводники изготовлять из шланговых проводов.

5.	Аккуратно заделывать провода в соединительные вилки. Жилы проводов следует-
очищать от изоляции только па том участке, па котором проволоки жилы прикоепляютсяа
к вилке или гнезду.
8, Протирать досуха муфты соединительных проводников и концы жил коллектор-
ного провода и смазывать изолирующую поверхность муфт вазелином.

7. Не допускать придавливания проводов и кабеля тяжелыми предметами, что мо-
жет привести к повреждению их изоляции и возникновению уточки тока.

Сопротивление изоляции кабеля и соединительных проводов измеряют-
мегомметром, омметром или определяют при помощи потенциометра или фото-
регистратором. При измерении сопротивления изоляции соединяют одну
из клемм перечисленных приборов  с проверяемой жилой кабеля К
(рис. 362, a, I nil), а вторую — с оболочкой жилы. При этом оболочки ка-
белей типа КТО и КТШ должны быть хорошо увлажнены, а концы ясильг
просушены и протерты вазелином. Если кабель находится на барабане ле-
бедки, вторую клемму потенциометра присоединяют к корпусу лебедки

Рис. 362. Схемы измерения сопротивления изоляции жил кабеля и измерительных при-
боров.

а — схема измерения сопротивления изовлпии тип кабеля (I, II, III и IV — различные схемы килю-
чсиия приборов); б — схема намерения сопротивления изоляции гальванометра, фоторегнетра’юра и
иогопцоометра; It — кабель; Л — лебедка; Г — гальванометр; П — потенциометр; М — меггер или
омметр; Я — балластное сопротивление; V — вольтметр; S — источник постоянного тока (батареи).

(рис. 362, а, III и IV). При определении сопротивления изоляции мегом-
метром или омметром величину сопротивления читают непосредственно па
шкале прибора. При определении сопротивления изоляции потенциометром
или фоторсгистратором вводят па приборе достаточно большую разность
потенциалов от градуированного компенсатора поляризации или потенцио-
метра и, включив прибор, отмечают число п делений шкалы, па которое сме-
стился указатель (стрелка, блик светового луча) отклонения подвижной си-
стемы прибора, и рассчитывают искомое сопротивление изоляции

R =	= _g_ [жго<	(508}

где Е — напряжение, введенное в цепь, в в; Si — чувствительность гальва-
г» 1

помстра по току; Ci = -----постоянная гальванометра.

В тех случаях, когда сопротивление изоляции велико, для повышения
точности определения последовательно с потенциометром или фоторсгистра-
тором включают одну или две секции батареи Б-30 (см. рис. 362, а, II),
или берут напряжение от выпрямителя станции, величину которого посте-
пенно увеличивают.

При использовании для измерения изоляции напряжений выпрямителя
или батареи Б-30 последовательно с источником напряжения необходимо
включать предохранительное сопротивление порядка 10000 ом для исклю-
чеиия возможности пережога током рамки гальванометра при значительном
повреждении изоляции.

При измерении сопротивления изоляции измерительного прибора,
один из полюсов батареи присоединяют через предохранительное сопроти-
вление к корпусу прибора, а второй приключают по очереди к его клеммам
М и N (рис. 362, б). При наличии утечки при одном из включений (например,
при присоединении источника тока к клемме М измерительного прибора)
будет отмечаться отклонение подвижной системы измерительного прибора,
по величине которого, ис-пользуя формулу (508), вычисляют сопротивление
изоляции прибора. Сопротивление изоляции измерительных приборов не
рекомендуется проверять мегомметром, так как возможен пробой изоляции
гальванометров высоким напряжением.

В некоторых случаях небольшие отклонения подвижной системы галь-
ванометра могут наблюдаться и при отсутствии утечек вследствие электро-
статического взаимодействия между подвижной системой гальванометра и
его корпусом. В этом случае направление отклонения подвижной системы
гальванометра по зависит от полярности приложенного напряжения.

Определение местоположения утечки

Установив наличие утечки тока, приступают к определению ее место-
положения. В кабелях КТО место утечки находят методами трех контак-
тов и высокого напряжения1.

При определении местоположения утечки методом трех контактов ка-
бель 1 .(рис. 363), в котором определяют место утечки, перематывают с рабо-
чей лебедки 2 па лебедку 3, установленную в 20—40 м от червой. При пере-
мотке кабеля его оплетка, предварительно хороню увлажненная в наппе 4,
заполненной подсоленной водой, соприкасается с тремя неподвижными кон-
тактами /, g и h. Контакты представляют собой металлические ролики,
по желобам которых проходит кабель. Ролики / и h заземлены, ролик g
установлен на изоляторе и присоединен через предохранительное сопротивле-
ние R в 10000 ом к одной из клемм потенциометра 5 с заземленной второй
клеммой. К жилам кабеля, в которых определяют местоположение уточки
тока, через коллектор лебедки подключают батарею 6. Второй полюс батарей
заземляют пли присоединяют к общей точке проводов, идущих от контак-
тов /, g и h. Из схемы следует, что до тех пор, пока место утечки тока будет
находиться за контактом /, стрелка гальванометра потенциометра будет
неподвижной, так как токи утечкп, протекающие по оплетке кабеля, будут
ответвляться через контакт / в батарею б. Когда место утечки минует кон-
такт /, часть тока, выходящего из места утечки, будет проходить через кон-
такт g и потенциометр, вследствие чего стрелка гальванометра начнет откло-
няться. Отклонение стрелки будет том больше, чем.ближе находится место
утечки тока от точки g. В момент прохождения утечки через контакт g от-
клонение стрелки гальванометра будет максимальным и при дальнейшем
движении кабеля снова уменьшится.

Установив местоположение уточки, по максимальному отклонению
стрелки гальванометра определяют жилу кабеля, в которой находится утечка.
С этой целью приключают батарею 6 поочередно к каждому кольцу коллек-
тора лебедки и находят кольцо, при соединении с которым наблюдается от-
клонение стрелки гальванометра. Утечка будет находиться в жиле кабеля,
соединенной с этим кольцом.

1 Метод высокого напряжения в производственных партиях в настоящее время не
применяется. Интересующиеся читатели могут познакомиться с. этим методом в ранее
изданных руководствах по промысловой геофизике [5, 13, 212].
При отсутствии иа базе специальной установки контакты /, g и h изго-
товляют из тряпок, смоченных в соленой воде, в которые закрепляются концы
проводников. Тряпки поддерживаются рабочими, причем рабочий с контак-
том g должен стоять на резиновом коврике или поддерживать контакт ру-
кой в резиновой перчатке. При отыскании мест утечки тока на скважине
контактом h служит блок-баланс 7, а кабель 1 не перематывают на другую
лебедку, а опускают в скважину (рис. 363, б).

Г~«1—-и

Рис, 363. Схема определения места утечки тока в жилах кабеля спо-
собом трех контактов.

а — с двумя лебедками; б — а одной лебедкой на буровой скважине; 1 — кабель;
S и г — лебедки; 4 — ванна; В — потенциометр; в — батарея; 7 — блок-бапаис;
s — гальванометр фоторегистратора или потенциометр; R — балластное сопротив-
ление; /, д и h — контакты.

Определение мест утечки в жилах бронирован-
, н о. г о кабеля

Места утечки тока в жилах бронированного кабеля определяют методами
измерения разностей потенциалов и сопротивления жил кабеля.

При определении места утечки тока методом измерения разностей потен-
циалов (рис. 364, а) через жилу кабеля пропускают ток I и измеряют пол-
ное падение напряжения U = IR иа жиле кабеля и разность потенциалов
иг между началом жилы и броней кабеля. Так как = IRt, где Ri— сопро-
тивление отрезка жилы от начала до места утечки тока, то

' *	СП Яд = h

Ua* 7?а I— Z1 ’

где I — общая длина кабеля: 1г — расстояние от начала кабеля до места
утечки и, следовательно,

41 ~ 4 Ui+U2-

Для определения места утечки тока по сопротивлению жил применяют
схему моста (рис. 364,6); двумя плечами моста служат участки жилы кабеля
от его концов до места повреждения изоляции. Два других плеча моста со-

-42 Закав 714.
стоят из постоянного Re и переменного Rv сопротивлений, Изменяя'величину
сопротивления R», добиваются равновесия моста, при котором."

Ri _ г, Rc

R% I — Zi 1
откуда

ll = 1 RC^RV *	.

Рис. 364. Схемы определения мест утечки и разрыва
в жилах бронированного кабеля.

.а и б — схемы определения места утечки потенциальным методом и
' ' методом моста; «иг — схемы определения места разрыва жилы
•бронированного кабеля.

:, Определение мест разрыва жилы бронированного кабеля

Место разрыва жилы бронированного кабеля определяют измерением
емкостей Сг и С2 каждого из отрезков жил. В этом случае

(R _.Л __ h
С t 1% I—1%

где ^—расстояние от начала жилы кабеля до места разрыва жилы;
I — полная длина кабеля.

Отношение Сг/С2 измеряют мостом переменного тока (рис. 364, в) с по-
стоянной Сс и переменной С„ емкостями.	.	 .

Так как

Zi  • Ci   Сс
С$	Сс f

то искомое расстояние	.	*•

Для этой же цели может быть использован мост переменного тока, с со-
противлениями (рис. 364', г). В этом случае расстояние 1\ от начала жилы до
места ее разрыва определяют по формуле (510).

§ 118. ИНДУКЦИЯ

: При замыкании и размыкании пульсатором тока в линии АВ в измеритель-
ных проводах,- соединенных с электродами М и N, возникают э. д. с. вы-
званной индукции вви.' Эти э. д. с., суммируясь с разностью потенциалов
созданной между электродами М и N током, проходящим через заземления
А и В, искажают величину измеряемого кажущегося сопротивления. Сле-
дующий расчет дает возможность приближенно определить величину воз-
никающих при этом погрешностей.

Питающая и измерительные жилы кабеля при однополюсном зонде и
питающие и измерительная жилы при двухполюсном зонде можно рассматри-
вать как два индуктивно связанных контура с сопротивлениями RAB ийда,
коэффициентами самоиндукции LAB и LMN, коэффициентами взаимной ин-
дукции МАМ (для жил А и М) и Мвм (для жил В и М или жил A п N).

Сопротивления НАВ и BMN линии АВ и MN практически могут считаться
постоянными. Коэффициенты самоиндукции и вызванной индукции зависят
от общей длины I кабеля и числа п витков кабеля, находящихся на ба-
рабане лебедки. Следовательно, э. д. с. индукции зависят от глубины Н
расположения зонда в скважине х. Они минимальны при нахождении зонда
близ забоя и возрастают при подъеме зонда.

Таким образом:

=	#)’ LMN =	В),

~ Jam (^» #) и ^вм ~ 1вм

При замыкании питающей цепи процесс установления тока в этой
Цепи определяется дифференциальным уравнением '	,	>

R^ + -^r- = E’

интегрируя которое получим

_	_*Ав\ = Я L _ехр___$АВ 1	(512)

нлв \ F lAb ) Bab L

Из равенства (512) следует, что процесс установления тока будет проте-
кать тем дольше, чем больше LAB, т. е. чем длиннее кабель и чем ббльшая
часть его находится иа барабане лебедки.	•

Ток в жиле А кабеля, изменяющийся по закону (512), индуцирует
в жиле М ток I, величина которого определяется дифференциальным уравне-
нием

Веря производную от уравнения (512) по т

di	Е	ЯАВ

— = -у— ехр —у— т

ат	ЪАВ	ЬАВ

и подставив ее значение в формулу (513), получим

-^^£’схр

ЬАВ

. 42. т 4- й. i' 4- L —м == о
L-a„ 1 ATW %и Т- . dT U'

I _JJ

. 1 Так как- число витков Кабеля на лебедке п =	> гДе -Оср — средний диа-
метр витков кабеля, оставшихся на барабане лебедки.	•	••
Интегрируя последнее уравнение, находим

iA —

*ВИ —

МАМЕ
rablmn~^mn^ab

^т_ехр_ *№V_T\.

АЛВ	lmn )

(514)

По аналогии при включении питающего тока в жилу В кабеля в жиле М
.возникает индуцированный ток

;в

'ви

МВМЕ
rablmn~^-mnlab

Bab
lab.

Вмм

— exp---f—

bMM

(515)

Суммарный ток индукции

£ви — £ви 1ви —

_	^АМ~'^ВМ	I

~~ т> г п г I ехр

JiABljMN~1'{MNljAB \

В АВ

Вав

В мм
т — ехр---г~—

Амм

(516)

Ток индукции создаст в цепи MN разность потенциалов. За время тл
включения рабочей ламели измерительного коллектора пульсатора среднее
значение этой разности потенциалов

rn+Jr

RMN /'		7

бви = --~--I	—

тл •/
dr

RMM C^AM~-^BMj В /• /	в АВ

BabBmn~BmnBas ./ \	ДАв

— ехр

Вмм \ 7 _ BMN (mam~mbm^ е [ ВАВ Г Ддв л
lmn )	(:BabLmn— RmnLas) тп I 7?дв	LAJ3

R

— ехр----jABL (хп + Дт)

ЬЛВ

_ Вмм
Вмм

ехр---Дт — ехр

Амм

_ Rmn
Вмм

Вмм (MAM-~MBm} В
В АВ Вмм ~ Вмм В АВ

V-1 Las nrn	Rab	At Rmn	RMN	л \	7X

X ~b— exp — -y— zir---=---exp--------- Ait |.	(ol /)

\ ЛАВ	AAB bMM	bMN /

Из последнего уравнения следует, что величина э. д. с. вызванной
индукции вви уменьшается:

1) с увеличением сопротивлений Rab и Rmm питающей и измерительной
жил кабеля; времени.тп включения рабочей ламели пульсатора (возрастаю-
щего с уменьшением числа оборотов пульсатора и частоты пульсирующего
тока) и времени Дт запаздывания включения измерительной ламели пульса-
тора относительно включения токовой ламели;

2), с. уменьшением: разности коэффициентов взаимной индукции Мдм —
т. е. с улучшением симметрии жил кабеля»
Величина относительной погрешности в измерении кажущегося сопро-
тивления, созданной а. д. с. взаимной индукции, определяется уравнением

j = e»~gK __ _£ви_ _ (мам~Ввм}К
К	^17 Qk (ТАВ—TM;v) тл

,1т

тлв

exp -

/1т

TMN

(МаМ~МВм}К‘

@к(тлв tmn'> (я P)

T4BCXP

TMNcxP-2^b (518)

P
2л})ТдВ

L	L

где тди = -»^- и т„м —	----постоянные времени линий AB и MN’,

JiAB	1 ^MN

v—частота пульсирующего тока; /3—угол поворота коллектора пульса-
тора за время Ат.

Она возрастает:

а)	при увеличении коэффициента зонда (т. с. при увеличении размера
зонда и при переходе от потенциал-зопда к градиопт-зонду);

б)	при повышении частоты v вращения пульсатора, что приводит к умень-
шению тл и Jr;

в)	при уменьшении измеряемого кажущегося сопротивления пород;

г)	при нарушении симметрии жил кабеля, увеличивающей разность
коэффициентов взаимной индукции Мм ~Мвм.

При включении и выключении измерительной линии, кроме э. д, с.

взаимной индукции, в ней индуцируется *э. д. с. самоиндукции еси.

При замыкании измерительной цепи процесс установления тока i удо-
влетворяет дифференциальному уравнению

&MN	= Wк.

где дЦ\г— величина нескомпенсировапной разности потенциалов.
Интеграл этого уравнения

зиа

Rmn

— охр —

ДМ1У

— exp —

(519)

1

Wu

1

определяет силу тока через любой промежуток времени т, прошедший с мо-
мента его включения. При изменении тока и цепи MN согласно уравнению
(519) на клеммы измерительного прибора подается разность потенциалов

JtT = -охр------------—

\

отличающаяся от измеренной разности потенциалов dUK па величину э. д, с.
самоиндукции

е£и = дЩ - МВ = dUK охр-----— .

TMN

За время тп включения рабочей ламели измерительного коллектора пуль-
сатора среднее значение этой э. д. с.

е™ =	е W dt =	(j _ ехр----L»_

тп у	тл \	TMN
Э. д. с. е§и приводит к дополнительной погрешности в измерениях:
кажущегося сопротивления, относительное значение которой

-к~ ек " AU ~ AU{n~P) еХр	(52U>

При потенциометрической регистрации 8UA AU в связи с чем по-
грешности, созданные самоиндукцией измерительной цепи, практические
не вносят искажений в замеры gft. При фоторегистрации диаграмм (станций
типа АКС) dUn = AU

' ей

_ lmn /,	rmn	_

— ~q — I 1	— охр--Т-----

\	’'MN

= Tmw

1 — охр —

Л—Р \
2^rMJvy ’

(521)

При этом методе записи погрешности, созданные Самоиндукцией, дости-
гают наибольших значений.

Они возрастают:

а)	с увеличением частоты v пульсирующего тока (с уменьшением вре-
мени Тл), и увеличением коэффициента LMN самоиндукции измерительных:
жил кабеля;

б)	с уменьшением сопротивления .Rmn измерительной цепи (или с умень-
шением отношения

В однополюсных зондах в связи с бифилярностыо жил кабеля М и /V
погрешности в измерениях рк, созданные самоиндукцией измерительной цопиг,
практически могут считаться равными нулю.

В зависимости от соотношения между МАМ и Мвм, тлв и rMN и, следова-
тельно, знака погрешности, созданной взаимной индукцией жил кабеля,
эти погрешности, складываясь с погрешностями, обусловленными самоин-
дукцией жил кабеля, будут увеличивать или уменьшать абсолютное значение
суммарной индуктивной погрешности.

К погрешностям, созданным э. д. с. индукции, добавляются погрешности,
вызванные емкостью жил кабеля.

В случае идеального кабеля, жилы которого строго симметричны друг*
другу, погрешности в измерениях кажущегося сопротивления, созданные
емкостными явлениями, так же как и погрешности, созданные индуктивными
наводками, равны нулю. В этих условиях при однополюсном зонде емкост-
ные токи из жилы А кабеля в жилы М и' N создают в последних одинаковые
потенциалы (по отношению к земле), а при двухполюсном емкостные токи,
поступающие соответственно из жил А и В кабеля в измерительную жилу ЛГ,
равны друг другу и обратны по знаку. Вследствие этого разность потенциа-
лов, созданная емкостными токами, в рассматриваемом случае будет равна,
нулю и влияние емкости кабеля не будет сказываться на величине измеряемой
разности потенциалов.

В реальных условиях вследствие несимметрии жил кабеля наличие
емкостных токов, будет создавать дополнительную разность потенциало!*,
а также изменять величину погрешностей, созданных индукцией. Величина,
последних зависит также и от наличия утечек тока в питающих и измеритель-
ных цепях.

Действительно, допустим, что в двухполюсном зонде вследствие разли-
чия в омическом и емкостном сопротивлениях изоляции одной из жил сила.
тока в ней будет отличаться от силы тока в другой жиле на АТ. Это создает
в измерительной жиле нескомпенсированную э. д. с. взаимной индукции

=	(522)

где М1М—величина коэффициента взаимной индукции между рассматри-
ваемой питающей и измерительной жилами; сип — 2луп — круговая частота
питающего тока1.

В этом случае при измерении qk возникнет дополнительная погрешность,
относительная величина которой

(523>

Из последней формулы следует, что погрешность, созданная емкостной
утечкой, будет тем значительнее, чем больше частота пульсирующего тока,
коэффициент MiM взаимной индукции кабеля и коэффициент К зонда и
чем меньше измеряемое кажущееся сопротивление горных пород.

Так как , AI = 1}1, где г)—коэффициент, определяющий долю тока
утечки, то JgK практически не зависит от силы питающего тока.

При идеальной изоляции жил кабеля в условиях, когда возможно пре-
небречь величиной тока утечки, созданного понижением сопротивления
цзоляции жилы,

где С — емкость между питающей и измерительной жилами кабеля;
Е — напряжение в цепи питания.

В этом случае т] =
и

_	~~	,	(524)

т. е. погрешность в измерении кажущегося сопротивления, созданная емко-
стной утечкой, пропорциональна квадрату частоты питающего тока; следо-
вательно, увеличение частоты вращения пульсатора приводит к резкому
увеличению погрешностей.

Выше говорилось, что в том случае, когда схема симметрична, наличие
емкостных утечек тока из питающих жил в измерительную (двухполюсный
зонд) или из питающей в измерительные (однополюсный зонд) не создает
индуктивных и емкостных паводок. Если же сопротивление одной из пар-
ных жил кабеля отличается от другой на величину z3JZ, в измерительной цепи
(возникает дополнительная разность потенциалов, величина которой [15]

Леиид = 0,5 co2MamCTAZ	(525)

может достигать относительно больших значений и в измерениях создавать
недопустимые погрешности

л _ ^«ивд 0,ЬКш2МамСЛ2

ли ~

1 Формула (522) выведена приближенно, так как предполагается, что ток питания,
преобразованный пульсатором, синусоидален, причем среднее значение этого тока равно

величине измеряемого тока I.
Эти погрешности пропорциональны квадрату частоты i>n пульсирую-
щего тока, коэффициенту К зонда, емкости С жилы кабеля, коэффициенту
взаимной индукции МАМ, разности сопротивлений AZ и обратно пропор-

циональны величине измеряемого кажущегося сопротивления.
Экспериментальное изучение э. д. с. индукции в трехжильном кабеле

Рис. 365, Зависимость индуктивных наводок от
частоты питающИ'о тока при полностью намо-
танном кабеле па лебедке (по С. Г. Комарову).

а — однополюсный ЗОНД; б—двухполюсный эоид (шифр
кривых — длина и тип кабеля).

индукции возрастает:

1)	с увеличением (пропор-
ционально) силы питающего
тока, т. е. удовлетворяет ура-
внениям (517), (522) и (525)

2)	с увеличением частоты,
причем в однополюсном зонде
зависимость еИНд = / (гп) не-
сколько выше, чем первой
степени (рис. 365, а); в двух-
полюсных зондах при кабеле,
полностью намотанном иа бара-
бан лебедки, на общем фоне
возрастания э. д. с. индукции
с увеличением частоты при
некоторых частотах наблюда-
ются резкие уменьшения э. д. с.
и даже изменение их знака
(рис. 365, б); при этом чем
меньше кабеля находится на
лебедке и чем меньше частота
пульсатора, тем меньше период
изменения э. д, с. индукции;

3)	пропорционально квад-
рату числа витков кабеля, на-
ходящегося на лебедке,

еИИД — (--j--) Синд -|-е01 (526)

где вдад и винд — соответствен-
но значения э. д. с. индукции при
кабеле, опущенном на глубину
Н и при полностью намотанном,
кабеле (Н — 0); е0 — величина
э. д. с. индукции при полностью
размотанном кабеле; е0 < еЯпд.
Э. д. с. е0 при низких частотах
вращения пульсатора можно
пренебречь. При двухполюсном
зонде на общем фоне умень-
шения э. д. с. индукции с воз-
растанием Я могут наблюдаться

локальные уменьшения и увеличения э. д. с. с изменением знака.

Периодичность изменения еиид с частотой и глубиной спуска зонда при
двухполюсном зонде объясняется С. Г. Комаровым возникновением колеба-
тельного контура в измерительной жиле кабеля [21.4, 215J- Вследствие изме-

1 Несколько более интенсивное возрастание э. д. с. индукции, наблюдавшееся при
токах большой силы, возможно, связано с недостаточной тщательностью выполненных
исследований.
нения постоянной времени этого контура в зависимости от количества ка-
беля, намотанного иа лебедку, частоты пульсирующего тока и запаздывания
включения измерительной цепи коллектором пульсатора э. д. с. индукции
будут поступать в измерительный прибор с различной амплитудой и знаком.

Значительное влияние э. д. с. индукции нередко исключает возмож-
ность производства точных замеров кажущегося сопротивления- со стан-
цией АКС/Л с большими зондами в породах низкого сопротивления,; особенно
при неглубоком залегании этих пород, когда на барабане лебедки остается
большое количество неразмоташюго кабеля. Из кривых, приведенных
на рис. 365, видно, что величины э. д. с. индукции для частот 5—15 гц,
в пределах которых производятся измерения при потенциометрической реги-
страции, значительно меньше э. д. с. индукции при частотах 20—25 гц,
при которых обычно производится фоторсгистрация со станцией АКС/Л.
Кроме того, при потенциометрической регистрации практически отсутствуют
э. д. с. самоиндукции, как об этом указывалось выше.

Искажения диаграмм индуктивными процессами устанавливаются ио
следующим признакам.

1)	Наличие заметных разностей потенциалов при расположении зонда
на участке скважины, обсаженном колонной. Резкая зависимость этих раз-
ностей потенциалов от частоты пульсирующего тока, особенно их исчезно-
вение при токе постоянного направления (при остановленном пульсаторе),
дает возможность отличить погрешности, созданные э. д. с. индукции, от-
погрешностей, обусловленных утечками.

2)	Увеличение или уменьшение кажущегося сопротивления с увеличе-
нием размера зонда в породах низкого сопротивления (особенно при неглу-
боком их залегании и высоких частотах питающего тока и при отсутствии
утечек в питающей и измерительной цепях).

3)	Резкое отличие величины кажущегося сопротивления в мощных одно-
родных пластах низкого сопротивления при измерении его градиент-зондами
большого размера при различных расстояниях между парными электродами
зонда. С возрастанием этого расстояния кажущееся сопротивление стремится
к его величине, зарегистрированной при измерениях с током низкой частоты
или на постоянном токе (точечная запись).

4)	Возникновение броска блика или стрелки гальванометра при вклю-
чении тока. Выведенная из исходного положения подвижная система изме-
рительного прибора отклоняется на угол, .больший угла, соответствующего,
измеряемой разности потенциалов, и затем возвращается к последнему.

Для оценки возможных погрешностей, созданных э, д. с. индукции, определяют
их значения. С этой цепью накоротко соединяют между собой электроды зон,да и при пита-
нии зонда током наибольшей силы определяют величину э.д. е спи взаимной индукции.
При этих измерениях могут наблюдаться разцостипотопциалов zH70M, созданные омическим,
падением напряжения в местах соединения электродов и утечками. Для исключения этих
разностей потенциалов определяют ихволйчину при посто'яипом токе или замеряют AU =
— сви -{- Лиж при нескольких частотах тп и затем по кривом Ли = / (?) определяют
Ли, численно равное экстраполированному Значению Ли при vn = 0, Измеряя Ли
при различных частотах, повторяют эти измерения при попеременном включении жил ка-
беля в схему прямого и взаимного питания зондов. Для наиболее обоснованного выбора
назначения жил кабеля и схем питания э, д с индукции рекомендуется замерить при
спуске зонда в скважину с накоротко замкнутыми электродами. При этом через каждые
250—500 м при остановленном зонде регистрируют зависимости еви = / (г) при различ-
ных назначепипх жил кабеля и схемах питания. По данным этих измерений составляют
графики зависимостей еви = f (Н) (Н — глубина нахождения зонда) при различных
частотах v и схемах питания, по которым выбирают оптимальные схему измерений и ча-
стоту пульсатора.

При работе со станцией типа АКС/Л не рекомендуется использовать
кабели, у которых при va — 25 щ и отношении К!М 250 (К — коэффи-
циент зонда; М — масштаб регистрации кривой qk в ом м) величина э. д. с.
•индукции превышает 2 мв!а- на каждые 1000 м кабеля. Для возможного
исключения погрешностей, созданных индуктивными наводками, при
KIM 200 кривые кажущегося сопротивления рекомендуется регистри-
ровать только с однополюсными зондами большого размера и при необхо-
димости записывать отдельно кривую э. д. с. индукции при короткозамкну-
тых электродах зонда. Для этого в переключателях зондов бокового элек-
трического зондирования последних конструкций имеется положение, при
•котором закорачиваются жилы кабеля. Зная величину э. д, с. еВи, можно
рассчитать величину погрешности в замерах кажущегося сопротивления,
созданной индукцией для зондов различных размеров при заданной (одно-
полюсной или двухполюсной) схеме питания:

=	. (527)

Qk IsiQkI In Qk

.где /и—ток, при котором регистрировали кривую индукции; I —ток пита-
ния зонда; К — коэффициент зонда.

Наиболее радикальным способом уменьшения влияния индуктивных
и емкостных наводок является уменьшение частоты питающего тока и уве-
личсние времени между замыканием и размыканием питающей и измеритель-
ной цепей. Использование этих способов при фоторегистрации кривой весьма
ограничено в связи с высокочастотной характеристикой фильтра, удовлетво-
рительно работающего лишь при достаточно больших числах оборота кол-
.лектора пульсатора. Поэтому в районах, разрез которых сложен породами

низкого сопротивления (от 5 ом м и ниже), применять станции АКС/Л
не рекомендуется и запись кривых должна проводиться потенциометрически
станциями типа АЭКС и др.

§ 119. БЛУЖДАЮЩИЕ ТОКИ

Блуждающие (индустриальные и теллурические) токи искажают за-
меры кажущегося сопротивления и потенциалов собственной и вызванной
поляризации пород. Эти токи, протекая в горных породах, создают разности
потенциалов JZ7T, числовые значения которых пропорциональны средней
величине плотности земных токов в данный момент времени, среднему элек-
трическому сопротивлению пород, залегающих между точками М и N, в ко-
торых измеряются разности потенциалов, и расстоянию между этими точ-
ками.

Теллурические и блуждающие индустриальные (постояппые) токи

Электрические потенциалы теллурических и блуждающих индустриаль-
ных токов постоянного направления при большой их интенсивности реги-
стрируются при измерении потенциалов собственной поляризации пород
и тем искажают кривые Uca и Z7BII.

О наличии этих потенциалов свидетельствуют колебания подвижной
системы измерительного прибора, регистрирующего кривую при остановлен-
ных зонде и пульсаторе. Движение подвижной системы прибора не прекра-
щается при перемене жил кабеля и выключении тока в питающей цепи, что
дает возможность отличить потенциалы блуждающих токов от нестационар-
ных потенциалов утечек. Способы и схемы измерений, позволяющие исклю-
чить или свести к минимуму искажающие влияния теллурических и блуждаю-
щих токов постоянного направления, приведены в § 84.
Теллурические и блуждающие индустриальные токи постоянного на-
правления не искажают кривых кажущегося сопротивления. Весьма редким
исключением из этого положения являются быстрые изменения теллуриче-
ских и блуждающих токов, синхронные с частотой вращения пульсатора,
которые, будучи преобразованными коллектором пульсатора в токи постоян-
ного направления, могут искажать диаграммы @к. Однако даже и в этом
случае искажения кривых кажущегося сопротивления будут весьма незначи-
тельными, так как вероятность длительной синхронизации частот блуждаю-
щих токов и пульсатора ничтожно мала.

Переменные индустриальные токи

Погрешности в измерениях кажущегося сопротивления, сопротивления

заземления й потенциалов собственной и вызванной поляризации пород
часто вызываются переменными токами промышленной частоты. Эти токи,
циркулируя в почве, бронированной оплетке кабеля и его жилах (при нали-

чии утечек), создают в измерительной цепи разности
потенциалов AU.,. Разности потенциалов AU~ (впервом
приближении синусоидальные) преобразуются измери-
тельным коллектором пульсатора в переменные разности
потенциалов сложных временных зависимостей, компо-
нентами которых являются гармоники различных, в
частности весьма низких, частот и при определенных
условиях в постоянную слагающую [216]. Постоянная
слагающая разности потенциалов плавно отклоняет по-
движные системы регистрирующих приборов и тем самым
вносит погрешности в измерения @к, os, Uca и Z7Bn. Нали-
чие гармоник низких частот приводит к раскачиванию
подвижных систем регистрирующих приборов, что иска-
жает запись кривых и исключает возможность точного
отсчета измеряемых параметров.

Рис. 366. Схема
расположения на-
водок в измери-
тельной цепи.

Так как значения постоянной и переменных . состав-
ляющих напряжения переменного тока в цепи измери-
тельного прибора различны и зависят оттого, отделен или
нет прибор коллектором пульсатора от участка цепи, где
возникает переменная э. д. с. [216], в дальнейшем усло-
вимся называть внешними э, д. с. переменного тока,
возникающие па участке цепи, отделенной коллектором
измерительного прибора, внутренними — э. д. с. в цепи

I, 2 и з — участки
цепи о впешвей, ввод-
реивей и смешанной
8. д. с.; ИП— изме-
рительный прибор;
КП — измерительный
коллектор пульса-
тора.

пульсатора от
этого прибора и

смешанными — э. д. с., наведенные между щетками «~й» или «—» и М или
N коллектора пульсатора (рис. 366).

Разности потенциалов, созданные внешними
э. д. с. переменного тока

В этом случае при наводке переменного тока на участке измерительной
цепи электроды М и N — коллектор пульсатора прибор, регистрирующий
величину кажущегося сопротивления, отметит:

а)	постоянную разность потенциалов

со3"^ cos(?’—	,	(528)

наблюдающуюся прир=-~ = -А- (Та и va — период и частота вращения
пульсатора; Т и v — период и частота переменного тока наводки) равном
целому нечетному числу и 1 —U = 2 —; тр — время разрыва измеритель-
ной цепи коллектором пульсатора^ не равном целому четному. числух;

б)	гармоники переменного тока (при р не равном целому числу2) с ампли-

тудами

X cos яЯ •! z+

+(_1/ (_^+1/с+

LJAjL

(529)

где z—целая часть отношения р\ к — порядковый номер гармоники8.

Если р = ~ не равно целому числу, среднее значение э. д. с,, опреде-
ляемое формулой (528), при каждом обороте коллектора пульсатора будет
изменяться. Это приведет к возникновению в цепи MN переменного тока
частотой

? = .А Гп z) Гп	(530)

и амплитудой

A = ^.ain^f cos-А? ,	(531)

~ р	2	2	4	1

максимальные значения которой

л^ако—(532)

где Лер — величина изменения угла сдвига фаз за время одного оборота
коллектора пульсатора [dg> = 2л (р — z)l.

Ток низкой частоты va, раскачивая подвижную систему измерительного
прибора, будет вносить искажения, величины которых могут быть особенно

1 Формула (528) может быть выведена следующим путем. За один оборот коллектор»
Пульсатора (рис. 367)

0,5(1-Л)Тп	(1-0,5 Л)ТП

— _— (cos <р — cos (л (1 — Я) р -J- у] -J- cos (л (2 — Я) р у] — cos лр) —

aua (. Гл (1 — я) р . 1 . л (1 — Я) р

= lSlnL	..2	+ * Sln 1	~

_ sin Н.з-А.р н_ J sin =
Z	I	Z 1

.пр .	.	. р Гл (2 — Я) р .

= ——SHI -j-sin л (1 — Я)gos^——$— -------Ну •

Если р равно целому нечетному числу, последнее выражение обращается в фор-
мулу (528). Для доказательства равенства нулю Л7=при р дробном необходимо опре-
делить среднее значение в течение достаточно большого числа периодов пульса-
тора [2161.

2	Болео частный случай, когда р равно целому числу, в настоящей работе по рас-
сматривается. Интересующегося читателя отсылаем в монографии [216]

3	Гармоники переменного тока могут существовать только для порядковых номе-
ров к, удовлетворяющих условию [216]:

к — ± (2 q 4- 1 — р) п,

v т
где q — число натурального ряда, а число п определяется из отношения — = — ,
тп п
в котором числа да и п не должны иметь общих множителей.
значительными при резонансе этой
частоты с частотой собственных
колебаний подвижной системы
измерительного прибора.

Разности потенци-
алов. созданные внут-
ренними э. д. с. пере-
менного тока

Внутренние переменные э. д. с.
создают на клеммах измеритель-
ного прибора х:

а)	постоянную слагающую

—sin^sin^ -^,(533)
наблюдающуюся только при р =
V

равном целому четному
числу и (1 — X) р, не равном
целому четному числу 1 2;

б)	ряд гармоник с амплиту-
дами (при р, не равном целому
числу)3

Рис. 367. Схема преобразования переменных
токов пульсатором.

а — кривая изменения во времени поремениой раз-
ности потенциалов (силы тока) паводки; б — то нее,
в приборе, установленном во внутренней цени; в —
взаимно иескомпспсироваиныо значения перемен-
ных з. д. с. и силы тона, создающие низкочастотную
паводку во внутренние цепи; а — кривая переменной
разности потенциалов (силы тиса) в приборе, установ-
ленном во внешней цепи; 0 — взаимно пескомпепси-
ровапиые промежутки течепип тока и приложенных
разностей потенциалов, создающие низкочастотную
наводку во внешней цепи.

1-1-(—i)2+ft(27c— 1)

+	2

х sin ля z4

l+l-tpa.-llj, (534)

1 Например, да клеммах прибора Пси, регистрирующего потенциалы собственной
поляризации, при наличии э. д. с. переменного тока на участке электроды зонда —пуль-
сатор или иа клеммах прибора Якс , измеряющего кажущееся сопротивление, при про-
явлении э. д. с. переменного тока на участке пульсатор — прибор Яис.

2 Формула (533) приближенно выводится так же, как и формула (528), при этом
(см. рис. 367)

0,5 (1—Л)ТП	(1-Я)Тв

. л Ли_	/*	. / 2лт \	/’	. /2лт \ "I

Jrz===-2---yr- J sin I-у- -j- <p\dr+ I sin I — + <p I dr I =

П o'	0,5

ли~ (

= jeosy— соз[л(1— Z) p -f- y] cos (лр -j- tf>) —

r	, ,1 ЛиI . Гл(1 —Z)p 1 . л(1—Z)p .

— cos [л (2 — Z)/’+p]J = -2j-|sin	+ ?>j sm-i—

, . Гл(3—Z)p . 'I . л (1—2)?)

4- sin —i4. <p sin —i——X-£_l —
I	Li	Li	j

Ли~ Kp , л (1—»')р„;„Гл(2 — A) p . 1

= ----COS — sin —'— '' sin I —i——ZJ- 4.	.

P	Li	Li	I	Li	J

Следовательно, если p равно целому четному числу,
... Ли~ _	, / лрА)

AU_-. = — sin —X- sin ®----;

- р 2 V 2 )
если р равно дробному числу, согласно примечанию к стр. 668.

zK7= = 0.

а Более частый случай, когда р равпо целому числу, приведен в работе [216]. Суще-
ствование любой из гармоник возможно только при том условии, если ее порядковый
номер

* = ± (2<? — р) п.
При р, не равном целому числу, вместо постоянной составляющей будет
наблюдаться переменная низкочастотная составляющая с частотой, опре-
деляющейся выражением (530), и амплитудой

А ~	cos sin	,	(535)

максимальные значения которой

ЛТС = — cos-^.	(536)

р А

Наличие этой составляющей приводит к раскачке подвижных систем
измерительных приборов и тем самым искажает запись регистрируемых
параметров.

Разности потенциалов, созданные
смешанной э. д. с.

При наличии смешанной э. д. с. переменного тока и р, равном целому
числу, в цепи измерительных приборов возникает постоянная составляющая
напряжения 1

ли

(cos у — cos [тг (1 — 2)р-Ы) =

hr'

• л (1 — Я) р 

(537)

При р, не равном целому числу, в цепи измерительных приборов будет
наблюдаться переменная Низкочастотная составляющая с амплитудой

.	AU_ .	—Я) р	/кости

АсМ = ~2р~ 8Ш-----2~ •	(538^

Анализируя и сопоставляя между собой формулы (528)—(538), при-
ходим к следующим заключениям.

1.	Величины постоянной и амплитуды переменных составляющих
напряжения, преобразованного пульсатором, пропорциональны средней:
величине напряжения переменного тока наводки.

2.	Величины постоянной и амплитуды переменных составляющих
находятся в обратной зависимости от отношения частоты v переменного токц
к частоте va пульсатора.

3.	При изменении отношения р постоянная составляющая и амплитуды
переменных составляющих э. д,* с. периодически изменяются, при этом раз-
ности потенциалов, созданные: '

а)	внутренними э. д. с. переменного тока, возрастают при четных зна-
чениях параметра р (рис. 368, а);

б)	внешними э. д. с, переменного тока, возрастают при нечетных зна-
чениях этого параметра (рис. 368, б);

1 В течение второго полупериода, участок возникновения смешанной з. д. с. наког-
ротко замкнут щетками пульсатора.
в)	смешанными э. д. с., возрастают при четных и нечетных значениях,
параметра р (рис. 368, в).

Частота следования максимальных и минимальных значений амплитуд;
низкочастотной составляющей переменного тока возрастает с увеличением*

отношения р.

Последнее дает воз-
можность при значитель-
ных наводках э. д. с. пере-
менного тока индустриаль-
ной частоты рекомендовать
проводить измерения с
повышенными частотами
вращения пульсатора при
значениях параметра р,
заключающегося в преде-
лах полос, заштрихован-
ных на рис, 368. Однако
резкое повышение частоты
пульсатора обычно лими-
тируется возрастанием
э. д. с. индукции, нередко
искажающей измеряемые
Разности потенциалов в'
большей степени, чем это
наблюдается при наличии'
сторонних потенциалов
переменного тока.

4.	Величины постоян-
ной составляющей ампли-
туды и низкочастотной
составляющей зависят от
угла q> сдвига фаз и дости-
гают максимума:

для внешних э. д. с.
при

л (1 — А) р

V =	2 — ’

для внутренней а. д. с,
при .

____ л ,.	.	Рис, 368. Примеры искаясеция записи наличном плут--
V — __ pj	pj f	рвпней(л), внешней (б) и смешанной (в) э. д. с. паво-

док переменного тока промышленной частоты.

ДЛЯ смешанной Э. д. С. при Заштрихованные участки о указанием частот тп пульсатора»
л , ,	,	, отмечают частоты, в пределах которых иишжеиия минимальны-

др	—[1 — (1 — Я)р] .

5.	Величина постоянной составляющей амплитуд переменных соста-
вляющих периодически зависит от величины разрыва Я. На рис. 369"
приведена номограмма, определяющая значения Я и р, при которых ампли-
туды низкочастотной составляющей равны нулю и достигают максимума.

Искажение диаграмм рк, jRA, UGn и Uw п о т е н ц на-
лами переменного тона. Искажения, созданные переменными)
токами, могут быть установлены по следующим признакам.

1.	Высокочастотная вибрация подвижных, систем измерительных при-
боров (за исключением прибора. (70П в схеме параллельного включения)-
Вибрации обычно наблюдаются при достаточно больших разностях потен-
циалов AU~, созданных токами промышленной частоты.

2.	Появление постоянной разности потенциалов и вибраций подвижных
систем измерительных приборов при включенном пульсаторе, выключен-
ном токе питания и предварительно скомпенсированных разностях потен-
циалов собственной и электродной поляризации. В этом случае при плавном
изменении частоты vn Пульсатора будет наблюдаться периодическое увели-
чение и уменьшение амплитуд колебаний (см. рис. 369), причем с возраста-
нием амплитуд колебаний подвижной системы прибора Пкс амплитуды

Рис. 369. Кривые зависимости

1 — при наибольших возможных значениях
амплитуды низкочастотной составляющей
переменного тока: sin я (1 — Л) = ± 1; 2 —
при значениях амплитуды, равных пулю;
sin я (1 — Л) = 0.

колебаний подвижной системы при-
бора Псп будут уменьшаться и на-
оборот.

3.	Уменьшение амплитуд колеба-
ний подвижных систем при переходе4
от измерений с двухполюсным зондом
к измерениям с однополюсным зондом,
при котором разности потенциалов
блуждающих индустриальных перемен-
ных токов минимальны.

Для снижения и возможного исклю-
чения искажающего влияния блуждающих
переменных токов рекомендуются следующие
мероприятия.

1.	Возможное взаимное удаление и на-
дежное экранирование питающей и измери-
тельной цепей,- обеспечивающие снижение
наводок и утечек переменного тока в измери-
тельной цепи.

2.	Тщательное заземление экранных цепей лаборатории.

3.	Использование однополюсных зондов, в которых разности потенциалов блуждаю-
щих переменных токов между электродами М и N значительно меньше, чем в двухполюс-

ных. .

4.	Соединение изолирующих пластин коллектора пульсатора ^щеток «4-» и «—>> из-
мерительного прибора) при их положении на изолирующих панелях через сопротивление
порядка 500 ом. Включение сопротивления дает возможность резко снизить погрешности,
созданные внутренними э. д. с. Последнее объясняется снижениемдо. минимума времени
разрыва цепи, в которой возникают внутренние э. д. с. Вследствие этого исключаются
нарушения в периодичности изменения внутренних э. д. с., приводящие к возникно-
вению постоянной и низкочастотных слагающих наводки.

5.	Выбор частоты пульсатора, при которой наводки переменного тока, отмечаемые
приборами, регистрирующими кажущееся сопротивление и потенциалы собственной
поляризации, минимальны (см. рис. 368). При этом рекомендуется работать с наиболь-
шей из возможных частот, при которой не наблюдается индуктивных помех. Эту частоту
в зависимости от характера помех в процессе работы иногда приходится изменять.

6.	Шунтировать щетки «-]->> и «—» измерительного коллектора емкостью, резко
уменьшающей помехи переменного тока, вызваппые внутренней э. д. с.

§ 120.	ПРОЧИЕ ПРИЧИНЫ, ИСКАЖАЮЩИЕ ЗАМЕРЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, И ИХ ИСКЛЮЧЕНИЕ

Кроме погрешностей, созданных утечками тока, индуктивными и емкост-
ными наводками и сторонними постоянными и переменными токами,
электрические измерения в скважинах могут быть искажены: а) ошибками,
допущенными при расчете силы тока и коэффициента зонда; б) дефектами
фильтрации и преобразования измеряемых разЦостей потенциалов; в) не-
устойчивой работой измерительных приборов; г) неточной регистрацией
измеряемых параметров; д) непостоянством напряжения в сети питания;
е) ненадежностью контактов в схемах электрических соединений..
Неправильный расчет силы тока и коэффициента зонда

Неправильный расчет силы I тока и коэффициента К зонда приводит
к пропорциональному повышению или понижению значений кажущегося
сопротивления, сопротивления заземления и потенциалов вызванной поляг
ризацпи по всему разрезу скважин. .Наибольшие погрешности в измере-
ниях рк, созданные ошибками в определении коэффициента зонда, чаще
всего наблюдаются у зондов малого размера (до 0,5 лг.). Коэффициенты К
этих зондов вследствие влияния формы электродов и диаметра кабеля ие
поддаются точному расчету и должны быть определены опытным путем.

Неустойчивая работа измерительной аппаратуры

Погрешности в измерениях разностей потенциалов, вызванные неустой-
чивой работой регистрирующих приборов, обычно наблюдаются при резо-
нансной раскачки измерительных приборов, часто возникающей при иссле-
довании тонкослоистых разрезов скважин, представленных чередующимися

А, «««

Рис. 370. Примеры искажения диаграмм кажущегося сопротивления, сопротивления
заземления и потенциалов собственной поляризации.

а)— диаграмма кажущегося сопротивления, искажеиная индукцией; б — диаграммы потенциалов
собственной поляризации, искаженные дефектами фильтрации; в — диаграммы сопротивления экра-
нированного заземления, искаженные нарушением контакта в щетках коллектора лебедки; а — диа-
граммы потенциалов собственной поляризации, искаженные намагниченностью лебедки; Г — нулевое
положение блика гальванометра; II — нулевое положение кривой КС.

пластами различных" электрических свойств, в тех случаях, когда частота
изменения регистрируемых параметров совпадает с собственной частотой
колебаний подвижной системы измерительного прибора (рис. 370). Для
исключения возможности резонансных искажений нужно с осторожностью
переходить па бблыпие скорости регистрации кривых при изучении, тонко-
слоистых разрезов скважин, особенно при регистрации кривых в крупных
масштабах с- воидами малого размера (микрозондами, зондами сопротивле-
ния экранированного заземления).

43 Запав 714.
Погрешности в измерениях qk, Ra, UGll и J7nn, вызванные неточ-
ностью регистрации разностей потенциалов, обычно наблюдаются при полу-
автоматической записи кривых вследствие невыполнения правил регистра-
ции, приведенных в § 107. Невыполнение этих правил приводит к излишней
пззубрсппости кривых, а при записи кривых со скоростями v, превосходя-
щими значение гмак<:, определяемое формулой (467) — к чрезмерному сгла-
живанию кривых, затрудняющему, а иногда и вовсе исключающему возмож-
ность детального изучения разреза исследуемой скважины.

Дефекты фильтрации и преобразования измеряемых разностей
потейриалов

Ошибки в измерениях, вызванные дефектами фильтрации, наблю-
даются при измерениях кажущегося сопротивления по схеме параллельного
включения каналов КС и СП.

В этом случае при значительных изменениях разностей потенциалов
собственной поляризации пород и большой скорости регистрации через
разделительный конденсатор будет проходить переменная слагающая тока
поляризации, наличие которой может привести к вибрации подвижной
системы гальванометра капала КС. Влияние э. д. с. собственной поляриза-
ции наиболее, велико в том случае, когда измерения кажущегося сопротивле-
ния производятся при низком пределе измерений (высокой чувствительности),
например большими зондами в песчано-глинистых породах высокой электро-
проводности при наличии значительных о. д. с. собственной поляризации.
Уменьшение скорости регистрации даст возможность полностью исключить
помехи этого рода.

При измерениях кажущегося сопротивления искажения в записи кри-
вых за счет дефектов в преобразовании измеряемой разности потенциалов
возникают в связи с периодическим ее включением.

Изменение регистрируемой разности потенциалов во времени предста-
вляет в первом приближении ряд прямоугольных импульсов продолжи-
т

телыюсти (1 — А) , чередующихся с промежутками выключения изме-

,.	/.'Ги	Гр

рительнои цепи, равными тр =	- . 1акая последовательность импульсов

может быть разложена в следующий гармонический ряд:

Г	2 / .

AUT — AU 1 —2— - sin 2л cos 2* 2лтит-(-

1		1	\

4--7Г- sin 22л; cos 4  2лтцТ-|—п- sin 3 fat cos 6  2лрпт... =

Z	>3	J I

— AU [1 —2— sin 2л cos 2	sin 2 2л сов 4юит-ф

+ “sin 32л cos 6юкт...

где ДЦ* — значение разности потенциалов в данный момент времени т;
AU —разность потенциалов, устанавливающаяся в цепи МП при длитель-
ном ее включении; va и <wn — частота и круговая частота преобразования
тока пульсатором.

Следовательно, на клеммы прибора, измеряющего кажущееся сопро-
тивление, кроме постоянной разности потенциалов, равной (1 —i)AU, будут
подаваться гармоники с четными частотами vl( — ,2A;vu. Из этих состав-
ляющих первая (двойной частоты) с амплитудой Ла —-------------- при низ-

кой. частоте vsl вращения пульсатора и достаточно малом периоде собствен-
ных колебаний измерительного прибора может вызвать вибрацию ого по-
движной системы и тем самым исказить запись. Амплитуда этой составля-
ющей возрастает с увеличением времени тр разрыва измерительной цени
(с увеличением величины Я), что ограничивает возможность значительного
увеличения времени т, особенно при применении токового метода измере-
ний (фоторсгистрации).

На клеммы прибора, измеряющего потенциалы собственной поляриза-
ции, подается знакопеременная разность потенциалов. Эта разность потен-
циалов может быть разложена в следующий гармонический ряд:

/1£/cu ~~ ЛИ ^cos 4” sin 2даит Z- cos	sin бтицт -1-

-f • cos sin ЮтггцТ + ... j = AU ^cos — sin wnz +

, 1 ЗЯл  о , 1 5Ял . r \

+	cos —9- sin Зсопт-|- — cos ——- siii5o>nr,.. .

о z	0 z	/

Наличие первой гармоники co значительной амплитудой = ^-dj/cos-y
и. частотой, равной частоте пульсатора, при низкой частоте вращения по-
следнего, малом значении Я, большой разности потенциалов, созданной то-
ком питания, и высокой чувствительности прибора, регистрирующего
потенциалы собственной поляризации, может привести к раскачке его
подвижной системы. Возникающий при этом размыв записи будет наи-
более значительным на участках разреза скважины, сложенных породами
высокого сопротивления, и особенно при записи кривой 17(уц по схеме
параллельного включения (см. рис. 370).

Для уменьшения искажений записи кривой J7cn, созданных перемен-
ной разностью потенциалов поля электродов А и В, в станциях типа АКС
осуществляется следующее:

а)	используют1 гальванометры с пониженной чувствительностью для
переменного тока (например, для частот 5, 10 и 25 гц чувствительность галь-
ванометров для переменного тока ниже чувствительности для постоянного
тока соответственно в 5, 17 и 100 раз);

б)	устанавливают дроссели индуктивностью до 500 гн\ дроссель в 20 гн
уменьшает силу переменного тока в 5 раз; дроссель в 100 гн — до 20 раз
и дроссель в 550 гн (включается при высоких сопротивлениях измеритель-
ной цепи) — до 22 раз;

в)	вход гальванометров шунтируют конденсаторами емкостью до 500 мкф,
наличие которых ослабляет амплитуду тока до 25 раз; следует отмстить,
что шунтирование входа гальванометра конденсаторами увеличивает по-
стоянную времени гальванометра й тем самым ограничивает скорость реги-
страции кривых.

В случае вибрации подвижной системы прибора, измеряющего потен-
циалы собственной поляризации при включенных максимальных емкостях
и индуктивности, для регистрации кривых Ucr[ применяют зонды и токи,
при которых разности потенциалов, созданные полем электродов А и В,
минимальны.
При регистрации кривых р1( и’77сп с автоматическими и полуавтомати-
ческими потенциометрами искажения, созданные дефектами преобразования
измеряемых разностей потенциалов, значительно понижаются, так как. часть
искажающей разности потенциалов компенсируется вторым прибором.
В этих условиях указанные нише искажения обычно наблюдаются только
при записи кривых с резко отличными пределами измерений, при неисправ-
ности одного из потенциометров или в случае записи кривых и Uw с по-
луавтоматической аппаратурой, когда один из операторов не компенсирует
с достаточной полнотой измеряемую разность потенциалов. Переменные токи,
возникающие от недокомпспсировапной разности потенциалов одного из
приборов, раскачивают подвижную систему второго прибора и тем самым
искажают регистрируемую кривую.

Непостоянство напряжения питающей цепи

Непостоянство напряжения в сети питания наблюдается при нестабиль-
ной работе генераторной группы, колебаниях напряжения в промысловой
сети и работе со старыми батареями (особенно с батареями, имеющими вну-
тренние повреждения). Для исключения влияния непостоянства напряжения
измерительные лаборатории снабжаются феррорезонапсными стабилизато-
рами. Кроме того, операторы стапций в процессе измерения внимательно
следят за приборами, указывающими величину напряжения и силу тока
питания, и в случае необходимости корректируют силу тока /, если ее зна-
чения изменяются более чем на 3%,

Дефекты в схемах соединений

Искажения в измерениях, обусловленные дефектами в схемах соедине-
ний, обычно наблюдаются при плохих контактах в местах соединений и осо-
бенно в щетках коллекторов пульсатора и лебедки.

Нарушение цепи питания часто вызывается обгоранием и загрязнением
щеток питающего коллектора пульсатора и при стабильной работе электро-
двигателя пульсатора чаще всего отмечается резкими и нерегулярными от-
бросами стрелки миллиамперметра. Если колебания стрелки миллиампер-
метра прекращаются при остановке зонда, то это указывает на наличие
плохих контактов у щеток на коллекторе лебедки.

Загрязнение щеток измерительного коллектора пульсатора приводит
к резким колебаниям подвижных систем регистрирующих приборов. Эти
колебания обычно зависят от числа оборотов пульсатора и не зависят от
глубины, на которую опущен зонд.

Для исключения погрешностей, созданных плохими контактами щеток
пульсатора и коллектора лебедки, состояние этих щеток и их частота должны
проверяться перед началом работ на скважине.

Влияние намагниченности лебедки

Если стальные части лебедки намагничены, в кабеле при его размотке и
намотке индуктируются э. д. с., которые создают на диаграммах U са пе-
риодические отклонения кривой с частотой, равной частоте вращения бара-
бана лебедки. Для исключения влияния намагничения лебедки ее размагни-
чивают при помощи переменного тока, пропускаемого по жилам кабеля,
полностью намотанного на барабан лебедки, сила которого постепенно
уменьшается от 1—3 а до пуля.
ГЛАВА XVI

ЗНАЧЕНИЕ И ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

§ 121.	МЕСТО ЭЛЕКТРОМЕТРИИ В КОМПЛЕКСЕ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

В настоят,ос время электрические методы являются основными спосо-
бами боскорновой геологической документации разрезов скважин и по праву
могут считаться ядром промысловой геофизики.

Ни один из геофизических способов исследования разрезов скважин не
располагает в данный момент столь широкими возможностями, как электро-
метрия. Это является следствием:

1)	весьма широкого диапазона изменения удельного электрического
сопротивления различных пород, что позволяет во многих случаях уве-
ренно расчленять разрезы скважин по этому параметру,

2)	свойств многих пород создавать электрические поля собственной
поляризации различных интенсивностей и знака; изучение этих полей дает
возможность уверенно выделять поляризующиеся породы в разрезах сква-
жин;

3)	возможности искусственной, поляризации пород; потенциалы вызван-
ной поляризации зависят от литологии пород и, главное, поддаются управле-
нию, что расширяет использование этого параметра для изучения различных
формаций.

Электрические методы исследования разрезов скважин дают возмож-
ность наиболее точно изучать литологическую характеристику горных по-
род, вскрытых скважинами, и определять наличие в разрезах скважин по-
лезных ископаемых, особенно таких, как нефть, горючие газы, угли и суль-
фиды, которые имеют важнейшее значение для народного хозяйства. Эти
методы во многих случаях позволяют также получать точные сведения
о коэффициентах пористости, проницаемости и степени глинизации пород,
коэффициентах иефтенасыщемия, газонасыщения и углесодержания, необ-
ходимые для осуществления рациональной разработки месторождений по-
лезных ископаемых. Микроэлектрические методы исследования разрезов
скважин обеспечивают получение детальных сведений о микроструктуре
отдельных горизонтов. Знание характерных черт детального строения про-
дуктивных горизонтов необходимо при поисках, разведке и особенно при
разработке нефтяных и газовых месторождений. Электрические методы иссле-
дования разрезов скважин дают возможность с наибольшей точностью опре-
делять угол й азимут падения пластов на различных глубинах без выноса
пород на поверхность. Это дает возможность получать данные о строении
разведуемых площадей при относительно небольшом количестве пробурен-
ных скважин.
Существенным недостатком электрических методов исследования яв-
ляется невозможность их использования в скважинах, обсаженных метал-
лическими трубами. Вследствие весьма низкого удельного электрического»
сопротивления металла по сравнению с удельным электрическим сопротивле-
нием горных пород, окружающих скважину, обсадная колонна почти пол-
ностью экранирует ток и не позволяет изучать породы, находящиеся за ко-
лонной. В этих условиях задача бескерновой геологической документации
разреза скважин может быть решена только радиоактивными н термиче-
скими методами, показания которых в незначительной степени зависят от на-
личия обсадной колонны. Так как объем работ по исследованию обсажен-
ных скважин сравнительно невелик, то этот недостаток не отодвигает элек-
трические методы исследования разрезов скважин на второй план. Таким
образом, за электрическими методами сохраняется роль главнейших способов»
бескерновой геологической документации горных пород в скважинах; дру-
гие геофизические методы являются вспомогательными, дополняющими и
уточняющими данные электрометрии.

Однако из сказанного, конечно, не следует, что электрические методы
исследования скважин могут самостоятельно, без других геофизических
методов, решать все задачи, выдвигаемые геолого-разведочной службой
перед промысловой геофизикой. Эти (электрические) методы лишь обладают
наибольшими возможностями в решении различных задач. Горные породы,
слагающие разрезы скважин, и условия их залегания столь разнообразны,
что часто встречаются случаи, когда даже наиболее полный комплекс элек-
трических методов не в состоянии достаточно четко расчленить встреченные
отложения и установить присутствие в них полезных ископаемых. В этих
условиях наиболее полное решение задачи исследования разрезов скважин
возможно только при применении комплекса методов промысловой геофи-
зики, в который наряду с электрометрией должны входить радиоактивные,
термические и другие неэлектрические методы исследования разрезов сква-
жин. При этом выбор комплекса методов определяется литолого-петрогра-
фической характеристикой исследуемых разрезов скважин и физическими
свойствами изучаемых полезных ископаемых.

Не следует также делать вывод и о том, что электрические методы иссле-
дования разрезов скважин и в дальнейшем будут являться ведущими спо-
собами бескерновой геологической документации горных пород. В связи
с огромными успехами ядерной физики с каждым годом все большее и боль-
шее производственное значение приобретают радиоактивные методы изуче-
ния разрезов скважин. Эти методы за последние пятнадцать лет превра-
тились из способов исследования скважин с крайне ограниченными возмож-
ностями в комплекс наиболее эффективных (после электрометрии) методов
бескернового изучения горных пород. Развитие радиоактивных методов-
идет весьма успешно и многогранно, и эти методы располагают столь боль-
шими потенциальными возможностями, что, вероятно, радиометрия скважин
в ближайшем будущем практически будет иметь одинаковое значение с элек-
трометрией, а возможно и выйдет на первое место в комплексе геофизических
методов изучения разрезов скважин.

Ведущее значение электрических методов исследования разрезов сква-
жин в промышленности в настоящее время наглядно подтверждается объемом
ежегодно выполняемых работ. Количество метров разрезов исследованных
скважин электрическими методами в нефтяной промышленности превы-
шает 70% от всего проведенного метража. В угольной и других областях
горной промышленности этот процент еще больше, что является наглядным
подтверждением значения электрометрии в комплексе геофизических мето-
дов исследования разрезов скважин,
§122. ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН

Учеными и работниками промышленности Советского Союза и зару-
бежных стран вложено много труда в развитие и совершенствование элек-
трических методов исследования разрезов скважин. Разработанные основы
теории методов, практики проведения исследований скважин в различных
геоэлсктрических условиях и способов интерпретации полученных мате-
риалов обеспечили высокую эффективность электрических методов в бескер-
новой геологической документации разрезов скважин. Однако, несмотря
на достигнутые успехи в этой области, еще имеется много проблем, подле-
жащих быстрейшему разрешению. К числу главнейших из этих проблем
относятся следующие.

В области теории методов:

а)	дальнейшая разработка теории и методики интерпретации резуль-
татов изучения разрезов скважин, сложенных пластами различного сопро-
тивления малой мощности и особенно в условиях их частого чередования
(включая дальнейшие работы в области микроэлоктричоских методов иссле-
дования);

б)	разработка теоретических основ и способов интерпретации данных
электрометрии скважин с изменяющимися расстояниями между парными
электродами зонда в условиях анизотропной среды для более глубокого
изучения разрезов скважин, представленных часто чередующимися пластами
весьма малой мощности;

в)	продолжение работ по усовершенствованию индуктивного метода;

г)	разработка теории и методика изучения разрезов скважин по диэлек-
трической проницаемости горных пород;

д)	продолжение работ по уточнению количественной интерпретации
диаграмм потенциалов собственной поляризации пород и, в частности, пс>
определению положения нулевой линии;

е)	продолжение работ по изучению потенциалов фильтрации с целью
использования этого параметра для изучения проницаемости и дисперсности
горных пород;

ж)	изучение природы потенциалов вызванной поляризации в различ-
ных горных породах;

з)	изучение временных и частотных характеристик потенциалов вызван-
ной поляризации горных пород для детального изучения пород, в частности
для выявления в разрезах скважин полезных ископаемых;

и)	изучение детекторных свойств торных пород с целью использования
их при исследовании разрезов скважин;

к)	усовершенствование методики исследования разрезов скважин мето-
дом электродных потенциалов и потенциалов избирательных электродов.

Особое внимание должно быть уделено изучению электрических свойств
горных пород и зависимостей их от минералогического состава и литологи-
ческих особенностей и, в частности, от коллекторских свойств пород и со-
держания в них тех или иных полезных ископаемых.

В области техники исследования скважин:

а)	разработка устройств для одновременного комплексного исследова-
ния разрезов скважин различными геофизическими методами;

б)	создание наземной и скважинной аппаратуры, позволяющей работать
с токами большей силы, а также измерительных приборов повышенной чув-
ствительности;

в)	разработка и серийное изготовление измерительных установок с при-
борами, работающими по компенсационному методу измерений;
г)	освоение выпуска многожильных (семь жил и более) нефтестойких,
теплоустойчивых, малогабаритных бронированных кабелей;

1 д) заводское изготовление стандартных зондов с калиброванными
(по электродным потенциалам) неполяризующимися электродами;

е)	усовершенствование конструкций зондов для микроисслсдований
разрезов скважин (микрозондов, зондов сопротивления экранированного
заземления с управляемым током и др.),

ж)	разработка аппаратуры для индукционного и диэлектрического ме-
тодов исследования разрезов скважин.

Решение всех перечисленных задач в комплексе с дальнейшей разра-
боткой общей методики интерпретации результатов геоэлсктричсского иссле-
дования разрезов скважин, а также создание новых методов обеспечат даль-
нейшее развитие и успешное применение электрометрии для бесксрнового
изучения разрезов скважин как самостоятельно, так и особенно в комплексе
с другими методами промысловой геофизики.
1.	Б а р с у к о в О. А., Блинова Н. М., Выборных С. Ф., Г у-
л и н 10. А., Д а х н о в В. Н,, Ларионов В. В. и Холин А. И. Радиоактив-
ные методы исследования нефтяных и газовых скважин. Гостоптехиздат, 1958.

2.	В ы б о р и ы х С. Ф. Промысловое геофизическое оборудование и аппаратура.
Гостоптехиздат, 1958.

3.	Да хп о в В. Н. Электрическая разведка постоянным током. Метод сопро-
тивлений. Ч. 1. Теория. ГОНТИ, 1933.

4.	Д а х н о в В. Н. Каротаж скважин. Интерпретация каротажных диаграмм.
Гостоптехиздат, 1941.

5.	Дахнов В. Н. Промысловая геофизика. Гостоптехиздат, 1947.

6.	Д а х п о в В. И. Интерпретация каротажных диаграмм. Гостоптехиздат,

7	Дахнов В. Н. Интерпретация результатов геофизических исследований
скважин. Гостоптехиздат, 1955.

8.	Дахнов В. II. и Дьяконов Д. И. Термические исследования скважин.
Гостоптехиздат, 1952.

0. Заборове кий А. И. Электроразведка. Гостоптехиздат, 1948.

10.	Итонбе. рг С. С. Нефтепромысловая геофизика для геологов. Гостоптех-
издат, 1951.

1.	1. Итэпберг С. С. Нефтепромысловая геофизика для геологов. Изд. 2-е.
Гостоптехиздат, 1957.

12.	Карде в А. А., Табасаранский 3. А., СубботаМ, И. и Мо-
гилевский Г. М. Геохимические методы поисков и разведки нефтяных и газовых
месторождений. Гостоптехиздат, 1954.

13.	Комаров С. Г. Техника промысловой геофизики. Гостоптехиздат, 1947.

$	14. К о м а р о в С. Г. Техпика промысловой геофизики. Изд. 2 е. Гостоптехиздат,

15.	Комарове. Г,, Померанц Л. И., Бурштейн И. М. и Я р ы -
ше в Б. П. Автоматическая аппаратура для геофизических исследований в скважинах.
Гостоптехиздат, 1955.

16.	Литвинове. Я. и А г х а р о в Л. В. Промысловая геофизика, Гостоп-
техиздат, 1954.

17.	С с м е и о в-А. С. и Владимиров О. К. Каротаж рудных скважин
методом скользящих контактов. Геолиздат, 1947,

18.	Соколов В. А, Прямые геохимические методы поисков нефти. Гостоптех-
издат, 194:7

19.	Юровский Ю. М., Л е в ш у п о в П. А. и Ми ркин О. Б. Газовый
каротаж пофтяпых скважин, Гостоптехиздат, 1953.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

К введению

20.	А л ь п и н Л, М. К теории электрического каротажа скважин. ОНТИ, 1938.

21.	Белаш П. М„ Дахнов В. Н. и Нейман Е. А. Моделирование
задач промысловой геофизики с помощью злектроинтегратора. «Нефт. хоз.», № 7, 1953.

22,	Б у л а ш е в и ч 10. П. Теория пойтровпого каротажа в применении к разведке
нефтяных и угольных месторождений. Изд. АН СССР, сер, географ, и геофиз., т. ХП,
№ 2, 1948.

23.	Г о л у б я т п и к о в Д. В, Детальная геологическая карта Апшеронского
полуострова. Виби-Эйбат. Ч. II, Геотермические наблюдения па Биби-Эйбате и в Сура-
хапах. Труды Геолог, ком-та, нов. сер., вып. 141, Петроград, 1916.

24.	Горшков Г. В. и К у р б а т о в Л. М. Опыт определения геологического
строения пластов по интенсивности гамма-излучения в буровых скважинах. «Геофизика»,
т. VIJ, № 1, 1937.
25.	Д а х н о в В. Н., К о б р а и о в а В. Н., ЛатыптоваМ, Г. и Р я по-
лова В. А. Промысловая геофизика, сб. статей. Гостоптехиздат, 1952.

26.	Д о л л ь Г. Г. Теория индукционного метода исследования разрезов скважин
и его применение в скважинах, пробуренных с глинистым раствором иа нефти. Перевод
с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957

27.	Комаров С. Г. Каротаж но методу сопротивлений. Интерпретация. Гос-
топтехиздат, 1950.

28	К о м а р о в С. Г. Геофизические методы исследования скважин. Гостоптех-
издат, 1952.

29.	Н е с т е р о в Л. Я., Б и б и к о в Н. С. и У см а нов А. Ш. Курс элек-
троразведки. ГОНТИ, 1938.

30,	Отчет о состоянии и деятельности Всесоюзной конторы (треста) геофизических
разведок Главного управления нефтяной промышленности за 1934 г. ОНТИ, 1935.

31.	Саммерс Г. и Б р од и и г Р. Метод ультразвукового исследования сква-
жин. Перевод с, ацгп. С.б. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

32.	Шпак В. А. Магнитный каротаж. «Проблемы Советской геологии», т. VII,
№ 8-9, 1938.

33.	Фок В. А. Теория каротажа. Гостоптехиздат, 1933.

34.	Guyod И. Electrical well Logging. Halliburton Oil well Company, 1945.

35.	Doll H. G. The Microlog — a New Electrical Logging Method for Detailed
Determination of Permeable Beds. J. Petr. Teclin., VI, vol. 2, No. 6, 1950.

36.	Doll JI. G. The Laterlog a New Resistivity Logging Method with Electrodes
Using an Automatic Focusing System. Petr. Develop, a Technol., vol. 192, 1951.

37.	Pontecorvo B. Neutron well Logging. Oil and Gas J. Sept., 11, 1941.

38.	Schlumberger C. et M. Communication sur la carrottnge electrique
П Congres International de forage Paris Saint Etienna, 1929.

К главе I

39,	Вешев А. В., Мейер В. A„ Ларионов Л. В, и Б ар та-
гов А. I’, Каротаж магнитной восприимчивости в условиях слабомагпитдах пород.
Сб, «Вопросы рудной геофизики». Госгеолиздат, 1957.

40.	Вопросы промысловой геофизики. Труды МНИ им. Губкина, вып. 15. Гостоп-
техиздат, 1955.

41.	В ы б о р п ы х С. Ф. Применение радиоактивных изотопов в добыче нефти
и бурении скважин. Гостоптехиздат, 1957.

42.	Грошев Л. В., Ш а п и р о И. С. Спектроскопия атомных Ядер. Гостех-
теоретиздат, 1952.

43.	Д а х н о в В. И., К о б р а н о в а В. Н., Л а т ы ш о в а М. Г., Р я по-
ло в а В. А. Промысловая геофизика. Сб. статей. Гостоптехиздат, 1952.

44.	Д олл ь Г. Г. Теория индукционного метода исследования разрезов скважин
и его применение в скважинах, пробуренных с глинистым раствором на нефти. Перевод
с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

45.	Комарове. Г. Геофизические методы исследования нефтяных скважин-
Гостоптехиздат, 1952.

4.	6. М а л ю г а Г. П. и С т р о ц к и й Г. Н. Инклинометр ИШ-2. Гостоптех-
издат, 1953.

47.	Николаевский Н. М. Вопросы экономики нефтяной промышленности
СССР. ГОНТИ, 1938.

48.	П е р ь к о в II. А. Одпоэлектродиый каротаж. Сб. «Разведочная и промысло-
вая геофизика», вып. 3. Гостоптехиздат, 1951.

49.	П омегу п Д. Е. Перфорация, торпедирование и отбор грунтов в скважинах.
Гостоптехиздат, 1953.

50.	С а м м е р с Г. и Б р о д и н г Р. Метод ультразвукового исследования сква-
жин. Перевод с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

51.	Соколов Д. А. Электромонтер каротажной базы. Гостоптехиздат,
1953.

52.	Т у р к о л ь т а у б Н, М. ‘ Хроматографические методы разделения смесей
углеводородных газов. «Геохим. методы поисков нефти и газа», вып. 1. Гостоптехиздат,
1953.

53.	Ф п о р о в с к а я В. Н. и М е л к о в В. Г. Введение в люминесцентную
битуминологию. Госгеолиздат, 1948,

54.	Ш е ф ф е рДЗ. Г. и Н и н о в а К. И. Каверномер на сопротивлениях. Гос-
топтехиздат, 1952.

55.	Guyod Н. Caliper Well Logging. Halliburton Oil well Company, 1945.

56.	Doll Ii. G. The Laterlog a New Resistivity Logging Method with Electrodes
Using an Automatic Focusing System. Petr. Develop, a Tecnol, vol. 192, 1951.

57.	Doll H. G. The SP Dipmeter. Petrol. Engineer., No 10, 1943.

58.	Schlumberger C. and M., D о 11 Й. G. The Electromagnetics Tele-
clinometer and Dipmeter. World Petroleum Congress, London, July, 1933.
К главе II

59.	Арутинов В. О. Расчет и конструкция электроизмерительных приборов.
Энергоиздат, 1949.

60,	Д а х н о в В. Н. Электрическая разведка постоянным током. Ч. 2. Аппара-
тура. ОНТИ, 1935.

61.	Инструкция по эксплуатации автоматической электронной каротажной стан-
ции АЭКС, оборудованной комплектом прибора ПАСК-5. Трест Союзгеонефтеприбор.
Изд. МНП, 1035.

62,	Комарове. Г. Каротаж. Азцефтеиздат, 1934.

63.	К о м а р о в С. Г. и П о м е р а н ц Л. И. Автоматическая каротажная
станция с фотозаписью, Гостоптехиздат, 19.50.

64.	Лаборатория автоматической каротажной станции па одножильном кабеле.
Краткое наставление к эксплуатации. Модель ОКС-52 з-да Нефтеприбор, 1954.

65.	Лаборатория автоматической каротажной стапции с фотозаписью. Модель
АКС/Л-51. Краткое наставление к эксплуатации. Изд, треста Союзгеонефтеприбор,
1954.

66.	Полуавтоматическая каротажно-перфораторная станция ПКС-2000. Изд. МНП,
1949.

67.	Сельский В. А. Краткий курс прикладной геофизики. ОНТИ, 1938.

68.	Шас колье кий В, В. Самопишущий потенциометр для каротажа типа
ПС-2. «Разводка недр», № 7, 1940.

69.	Щ о р б ак о в а Г. В. К методике замера с автоматической каротажной стап-
циай. Сб. «Разводочная и промысловая геофизика», вып. 3. Гостоптехиздат, 1951.

К главе Ш

70.	Инструкция по эксплуатации автоматической электронной каротажной стан-
ции АЭКС, оборудованной комплектом прибора ПАСК-5. Трест Союзгеонефтеприбор.
Изд. МНИ, 1035.

71,	Комарове. Г. и П омера пц Л. И. Автоматическая каротажпая стан-
ция с фотозаписью. Гостоптехиздат, 1950.

72.	Лаборатория автоматической каротажной станции па одножильном кабеле.
Краткое наставление к эксплуатации. Модель ОКС-52 з-да Нефпеприбор, 1954.

73.	Лаборатория автоматической каротажной станции с фотозаписью. Модель
АКС/Л-51. Краткое наставление к эксплуатации. Изд, треста Союзгеонефтеприбор, 1954.

74.	Полуавтоматическая каротажно-перфораторная станция ПКС-2000. Изд. МНП
4949.

К главе IV

;75	. Г е р а с и м о в Н. Н. Способ сращивания кабеля КОБД-4- Сб. «Разведочная
и промысловая геофизика», вып. 12. Гостоптехиздат, 1955,

76.	Д а х п о в В. Н. О величине тягового усилия, затрачиваемого на преодоление
сил трения кабеля о стенку скважип. Труды МНИ, вып, 15. Гостоптехиздат. 1955,

77.	Каротажные кабели. Труды Всесоюзной копторы геофизических разведок Глав-
нефти, под род. Д. И. Дьякопова. ОНТИ, 1940,

78.	Коллектор для лебедки. Сб. «Разводочная и промысловая геофизика», вып. 11.
Гостоптехиздат, 1954.

79.	Комаров С. Г. Каротаж. Азпефтеиздат, 1934.

80.	Комарове. Г. и Поморанц Л. И. Автоматическая каротажная стан-
ция с фотозаписью. Гостоптехиздат, 1950.

81.	Литвинов Л. П. Герметический коллектор. Сб. «Разведочная и промысло-
вая геофизика», вып. 8. Гостоптехиздат, 1953.

82.	Меткоуловитсль. Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 4. Гостоп-
техиздат, 1952.

83.	' Полуавтоматическая каротажно-перфораторцая станция ПКС-2000. Изд. МНП,
1949.

84.	П о м ет у п Д. Е. Бригадир по перфорированию и торпедированию цефтпных
и газовых скважин. Гостоптехиздат, 1954.

85.	Самоходный перфораторный подъемник типа СПП-3. Изд. треста Союзхюонефте-
«рибор, 1954.

86.	Соколов Д. М. Электромонтер каротажной базы, Гостоптехиздат, 1953.

87.	Тучи и А. В. и Г у с е в Г. М. Сращивание бронированного кабеля КОБД.
Сб. «Разводочная и промысловая геофизика», вып. 3. Гостоптехиздат, 1951.

К главе V

88.	Л е в ш у п о в 11. А. Американская каротажная станция фирмы Шлумберже.
«Американская техника и промышленность», Я» 4—5, 1948.
89.	ЛевшуиовП. А, Портативные каротажные станции. Американская тех-
ника и промышленность», № 12 1948.

90.	Guyod Н. Portable Recording Equipment for Electric Logs. Petr. Eng.,
vol. 21, No. 3, 1949.

91.	Composite Catalog of Oil Field and Pipe Line Equipment. 20-th Edition, 1954—55.

92.	Nikex Hungarian Trading Company for Products of Heavy Industry (проспект
промыслово-геофизической станции). Budapest, 1957.

93.	Portable Electric Logger. A. Drilling Exploration Equipment Feature. Drilling,
vol. 11, No. 5, 1950.

К главе VI

94.	Дахнов В. H. и К о б р а и о в а В. Н. Изучение коллекторских свойств
и нефтенасыщеипости продуктивных горизонтов нефтяных месторождений по данным
промысловой геофизики. Сб. «Промысловая геофизика». Гостоптехиздат, 1952.

95.	К о б р а п о в а В. Н. и Л е п а р с к а я И. Д. Определение физических
свойств горных пород. Гостоптехиздат, 1957.

96.	Комаров С. Г. Определение пористости пород по удельному сопротивле-
нию. Сб. «Прикладная геофизика», вып. 14. Гостоптехиздат, 195G.

97.	Мирошниченко Е. М. Изучение контактных сопротивлений в связи
с применением метода СЭЗ и микро-СЭЗ при электрических исследованиях в скважинах.
Труды МНИ, ими. 15. Гостоптехиздат, 1955.

98.	Морозов Г. С..К вопросу о низком удельном электрическом сопротивлении
нефтяных пластов. «Грозненский нефтяник». № 1—2, 1935.

99.	Нестеров Л. Я., Бибиков Н. С. и Усманов А. III. Курс элек-
троразведки. ГОНТИ, 1938.

100.	И о с т о р о в а М. А. и Н о сто ров Л. Я. Электропроводность горпых
пород ниже нуля. Материалы ВСЕГЕИ, сб. И. Госгеолиздат, 1947.

101.	Семенов А. С. Удельное сопротивление минералов, обладающих высокой
электропроводностью. Материалы ВСЕГЕИ. «Геофизика», сб. 13. Госгеолиздат, 1948.

102.	Семенов А. С. Влияние структуры на удельное сопротивление агрегатов.
Материалы ВСЕГЕИ. «Геофизика», сб. 12. Госгеолиздат, 1948.

103.	Сребродольский Д. М. Выбор оптимальных расстояний между пар-
ными электродами каротажных зондов. Труды Акад. нефт. пром., вып. 1. Гостоптех-
издат, 1954.

104.	Тархов А. Г. О сопротивлении q и диэлектрической постоянной е горных
пород в переменных электрических полях. Материалы ВСЕГЕИ. «Геофизика», сб. 12.
Госгеолиздат, 1948.

105.	Archie G. Е. Intraduction to Petrophysics of Reservoir Rocks. Bull. Amer.
Assoc. Petrol. Geol., vol. 34, No. 5, 1950.

106.	A p ч и Г. E. Классификация пористых карбонатных пород и их петрофизи-
ческие свойства. Перевод с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат,
1957.

107.	Кеплер Г. В. Влияние смачиваемости на удельное электрическое сопро-
тивление песков. Перевод с апгп. Сб. «Вопросы промысловой геофизики», гостоптехиздат,
1957.

108,	В и н з а у з р В. О., Ш ерии (мл.) X, М., М е с с о н П. X. и В и л ь-
ямс М. Соотношение меяеду геометрией порового пространства и электрическим со-
противлением песков, насыщенных минерализованной водой. Перевод с англ. Сб. «Воп-
росы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

109.	W у 1 1 i е М. R. J. and Walter D. R. Some Theoretical Consideration
Related to the Quantitative Evaluation of the Physical Characteristics of Reservoir Rock
from Electrical Log data. Petroleum Techn. Apr., vol. 2, 1950.

110.	W у I 11 e M. R. and Spangler M. B. Application of Electrical Resisti-
vity Measurment to Problome of Fluid Flow in Porous Media. Bull. Amer. Assoc. Petr.
Geol. vol. 36, No. 2, 1952.

111.	X и л л X. И. и M и л ь б e p и И. Д. Влияние глипистости и минерализа-
ции пластовых вод иа диффузионно-адсорбционвые потенциалы пород-коллекторов.
Перевод с ацгж Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

К главе VII

112.	Альпин Л. М. К теории электрического каротажа буровых скважин.
ОНТИ, 1938,

ИЗ. Альпин Л. М, и Комаров С. Г, Принцип взаимности. Сб. «Приклад-
ная геофизика», вып. 4. Гостоптехиздат, 1948.

114.	А л ь п и н Л. М. Сеточное моделирование каротажа сопротивлений. Сб. «При-
кладная геофизика», вып. 10. Гостоптехиздат, 1953,
115.	Альни it Л. М. и Комарове. Г. Палетки бокового каротажного
зондирования. 1 остоптехиздат, 1953.

116.	Белаш П. М., Д а х я о в В. Н. и Нейман Е. А. Электромоделирова-
пие задач промысловой геофизики. «Нефт. хоз.», № 7, 1953.

117.	В ат с од Г. II. Теория бесселевых функций. Изд-во иностр, лит-ры, 1949.

118.	ГройЭ. и Мэтьюз Г. Б. Функции Бесселя и их приложение к физике
и механике. Изд-во иностр, лит-ры, 1953.

119.	Д а х п о в В. И. Каротаж скважин. Интерпретация каротажных диаграмм.
Гостоптехиздат, 1941.

120.	Д а х н о в В. Н. и Не йма н Е. А. Палетки ПКМ-МНИ. Гостоптехиздат,
1953.

Г2ОПТИ б1°9^9° В ° К ИЙ А' Специальные’ функции для геофизиков-равведчи-

1.	22. Каротаж пластов высокого сопротивления. НГРИ, серия руководств по элек-
троразведке, вып. 2, ОНТИ, 1934.

123.	Комарове. Г. Каротаж но методу сопротивлений. Интерпретация. Гос-
топтехиздат, 1950.

124.	Комаров С. Г. Кажущееся удельное сопротивление пластов конечной
мощности и высокого удельного сопротивления. Сб. «Прикладная геофизика», вып. 1.
Гостоптехиздат, 1945.

125.	М и р о го и ич е нк о Е. М. Изучение контактных сопротивлений в связи
С применением методов СЭЗ и микро-СЭЗ при электрических исследованиях в скважинах.
Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

126.	Нойман Е. А. Конструкция моделей пластов заданного удельного элек-
трического сопротивления для моделирования задач электрометрии скважин. Труды
МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

127.	II е й м а и Е. А. Изучение зависимости между характером распределении
удопг.пого сопротивления в зоне проникновения с формой кривых бокового электриче-
ского зондирования. Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

128.	Н е я м я п Е. А. и М и р о ш п и ч е н к о Е. М. Выяснение характера
распрр.долоция удельного электрического сопротивления и зоне проникновения фильтрата
бурового раствора в пласт. Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

129.	Темкина В, С. и Е зуиов Ф. И. Материалы по теории каротажа со-
противлений, полученные в результате сеточного моделирования. Сб. «Прикладная гео-
физика», вып. 11, 1954.

130.	Т о м с о и Д. Д. Начало математической теории электричества и магнетизма.
СПб, изд. Риккарс, 1901.

131.	Ф ок В. А. Теория каротажа. Гостехтеоретиздат, 1933,

К главе VIII

132.	Б у р с и а и В. Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электро-
разведке. Гостехтеоретиздат, 1933.

133.	Допль Г. Г. Боковой каротаж. IV Международный нефтяной конгресс,
т. II. Гостоптехиздат, 1956.

134.	Д а х н о в В. Н. и РяполоваВ. А. Метод сопротивления экранирован-
ного заземления (СЭЗ). Сб. «Промысловая геофизика». Гостоптехиздат, 1952.

135.	Дяхпов В. II. и Нейман Е. А. Основы теории электрометрии сква-
жип методами сопротивления заземлений. Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

136.	Краев А. П. Основы гооэлектрики. Гостехтеоретиздат, 1951.

137.	М и р о ш и и ч е я к о Е. М. Изучение коптактных сопротивлений в связи
с применением методов СЭЗ и микро-СЭЗ при электрических исследованиях скважин.
Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

138.	I-I е й м а п В, А, Метод шарового зонда (метод разности сопротивлений за-
земления). Труды МНИ, вып, 15. Гостоптехиздат, 1955.

139,	Найма и Е, А. Секционный зонд для метода сопротивления экранирован-
ного заземления, Труды МНИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955,

140.	У и и н Р. Г. Методы каротажа с использованным фокусирующим электро-
дом, IV Международный нефтяной конгресс, т. II. Гостоптехиздат, 1956.

К главе IX

141.	Дол ль Г. Г. Индукционный каротаж. IV Международный нефтяной кон-
гресс, т. 11. Гостоптехиздат, 1956.

142.	Допль Г. Г. Теория ипдукционпого метода исследования разрезов скважин-
и его применение в скважинах, пробуренных с глинистым раствором на нефти. Перевод
с апгп, Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

143.	Doll И. G. Induction Logging. Oil a Gas J., 26, IV, vol. 49, No. 51, 1951.
К главе X

144,	Альцяа Л. И. и III ой цилп С- М. Некоторые расчеты по спонтан-
ной поляризации. «Бюлл. пефт. геофиз»., вып. III. ОНТИ, 1936.

145,	Бурс и а и В, Р, К вопросу о распределении потенциала вдоль оси скважины
при наличии диффузионных (контактных) э. д. с. «Бюлл. нефт. гоофиз,», вып. III, ОНТИ,
1936.

146.	В е нд е и ь шт е й п Б. 10, К вопросу о природе диффузионно-адсорбцион-
нЫХ потенциалов в горных породах. «Нефтми газ», № 1, 1958.

147.	В о и д е л ь шт о й н Б. 10. Расчет кривых споптаппой поляризации.
’Сб. научных работ студентов горно-металлургических институтов Москвы. Гостоптех-
издат, 1943.

148.	Дахков В. II. О природе естественных электрических полей в ископаемых
углях. «Разведка недр», № 5, 1940.

149.	Д а х п о в В, И. и Кобра нова В. Н. Новые даппые б природе ссте-
'ствепцых электрических полей в скважинах. Труды МНИ, вып. 5. Гостоптехиздат, 1947.

150,	Д я х п о в В. Н. и К о б р а и о в а В. Н. Изучение коллекторских свойств
и нефтепасыщенности продуктивных горизонтов цофтянЫХ месторождений по данным про-
мысловой геофизики. Со. «Промысловая геофизика». Гостоптехиздат, 1952.

151.	Д а х п о в В, Н, и К о б р а ц о в а В. II. О связи диффузиоиио-адсорб-
•циоппой активности с литологией йород. Труды МИИ, вып. 15. Гостоптехиздат, 1955.

152.	И з г а р ы ш е в И. А. и Г о р б а ч е в С. В. Курс теоретической электро-
химии. Химнздат, 1951.

153.	Каблуков И, А., Гапоп Е. Н. и Грипд ель М. А. Физическая
и коллоидная химия, Сельхозгиэ, 1949,

154.	К об р а нова В. Н. и Л е п а р с к а я Н. Д. Определение физических
-свойств горных пород. Гостоптехиздат, 1957.

155.	Кобра п о и а В. И. Влияние химико-минерального состава пород на их
диффузиоппо-адсорбциоппую активность. «ГеолОгия нефти», № 6, 1957.

156.	Комарове. Г., Сохрапов II. Н. и Чу кин В. Т. Проведение
электрического каротажа при сильных блуждающих токах. Со. «Прикладная геофизика»,
вып. 10. Гостоптехиздат, 1953.

157.	Краев А. П. Основы геоэлектрики, т. 1. Гостехтеоретиздат, 1951.

158.	Нечай А. М. Определение минерализации пластовых вод. Сб. «Приклад-
ная геофизика», вып. 8. Гостоптехиздат, 1952.

159.	Нечай А. М. Определение литологических свойств горных пород поТре-
зультатам геофизических исследований в скважипах. Сб. «Прикладная геофизика»,
.вып. И. Гостоптехиздат, 1954.

160.	Песков Н. Н., Александрова, П р е й с Е. М. Курс коллоидной
химии. Госхимиздат, 1948.

161.	Поляризация движения электродов. Сб. «Каротаж, различные операции в сква-
жинах», вып. 6. ОНТИ, 1934.

162.	РебкнОрсоцА. И. Проблемы коллоидной химии. ОНТИ, 1937.

163.	Самарцев А. Г. и др. Об электродных потенциалах свинца в связи с при-
менением свинцового электрода при каротаже скважип. Сб. «Каротаж, различимо опера-
ции в скважинах», вып. 6. ОНТИ, 1936.

164.	Самарцев А. Г. и Остроумов В. В. Потенциалы течеппя. «Бюлл.
нефт. геофиз»., вып. II. ОНТИ, 1936.

165,	Семенов А. С. Исследование природы проводимости руд и пород методом
электродных потенциалов. Сб. «Геофизическая разведка рудных месторождений». Гос-
геолиздат, 1953,

166.	Семенов А. С. Электроразведка методом естественного электрического
поля. Изд. Леииигр. ун-та, 1955.

167.	Шапиро Д. А. Некоторые вопросы теории диффузионно-адсорбциопньгх
(мембранных) потенциалов и буровых скважипах, Сб, «Прикладная геофизика», вып. 19.
Гостоптехиздат, 1958.

168.	Ш ап пр о Д. А. О зависимости э. д. с. диффузии в скважинах от адсорбцион-
ных свойств пород. ДАН СССР, т. 1, XXVII, № 4, 1951.

169.	Д о п л ь Г. Г. Исследование скважин методом СП, теоретический анализ
и принципы интерпретации. Перевод с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики».
Гостоптехиздат, 1957.

170.	Дол ль Г. Г. Потенциалы СП в глинистых песках. Перевод с англ.
•Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

171.	Дол ль Г. Г. Метод селектированных СП. Перевод с англ. Сб. «Вопросы
промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

172.	Мак -К а р д е л л В. М., ВинзауэрВ. О. и Вильямс М. При-
рода естественных потенциалов обломочных горных пород. Перевод с англ. Сб. «Вопросы
^промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.
173.	Вилли М. Р. и Саутвик П. Ф. Экспериментальные исследования
естественных потенциалов и удельного электрического сопротивления глинистых песков.
.Перевод с англ. Сб. «Вопросы промысловой геофизики». Гостоптехиздат, 1957.

К главе XI

174.	Бофор. Исследование РР в лаборатории. Сб. «Каротаж, различные
операции в скважинах». Серия руководств по электроразведке, вып. 6. ОИТИ,
1934.

175.	Б у р с и а н В. Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электро-
разведке. Гостехтеоретиздат, 1933.

176,	Дахнов В. Н., К о р ж е в А. А., Ч е р п я к Г. Я. Электролитиче-
ский каротаж скважин. Труды Геол.-исслед. бюро Главного геолого-разводочного упра-
вления МУП СССР. Углотехиздат, 1948.'

177.	Д а х п о в В. Н. и Р я п о л о в а В. А. Каротаж тонких пластов. Сб.
«Разводочная и промысловая геофизика», вып. 2. Гостоптехиздат, 1950.

178.	Д а х п о в В. Н., Л а т ы ш е в а М. Г. и Р я п о л о в а В. А. Исследо-
вание скважин методом искусственно вызванных потенциалов (электролитический каро-
таж). Сб. «Промысловая геофизика». ВНИТОНЕФТЬ, 1952,

179,	Добрый и и В. М, Интерпретация результатов измерений потенциалов
«вызванной поляризации в нефтяных скважинах, Диссертация. Фонды МПИ, 1956.

180,	Краев А. П. Основы геоэлектрики, т, 1. Гоетохтеоретиздат, 1951.

181,	Л атншова М. Г. О зависимости между вызванными потенциалами и про-
ницаемостью песчаников. Труды МНИ, вып. 12. Гостоптехиздат, 1953.

182.	Л атышов а М. Г. и Ш е ф ф о р Н. Д. К вопросу о потенциалах вызван-
ной поляризации тоикодиспорспых песчано-глинистых пород. Труды МНИ, вып. 15.
Гостоптехиздат, 1955.

183.	ЛагышоваМ. Г. и Добрынин В. М, Моделирование метода потен-
циалов вызванной поляризации. Труды МНИ, вып, 15. Гостоптехиздат, 1955,

184.	Р а к и т я и с к и й И. И. Лабораторное изучение вызванной поляризации
осадочных пород. Изв. АН СССР, сер. гоофиз., № 2, 1957.

185.	С е м е п о в А. С. и др. К вопросу о применимости параметра ПП в геофизи-
ческой пазведке. Матер. ЦНИГРИ. Геофизика. Госгеолиздат, 1940.

486.	Ш а б я с П. Вызванная поляризация. Сб. «Каротаж, различные операции
в скважинах». Серия руководств по электроразведке, вып. 6. ОНТЙ, 1934.

187.	Шлумберже К. О вызванной поляризации в скважииах. Сб. «Каротаж,
различные операции в скважинах-». Серий руководств по электроразведке, вып, 6, ОНТИ,
1934.

188.	BuohheimW. Zur Theoiio der induzierten galvanischen Polarisation ele-
ktrisch activer impragnotionserze. Freiberg, Bergakadeniie, 1957.

189.	Schrage J. Experiment Ue Untersuchungen zur induzierten galvanischen
Polarisation rn Sulfiderzen mid graphitfuhvenden geslcinen Freiberg, Bergakodemie, 1957.

190.	Пандажметр. Перевод с французского, под редакцией М. Антокольского и
Е. Каленова. Изд. ВКГР, Главпефть HKtll, 1935.

191.	Шлумберже К. п ДольН. Электромагнитный идклипометр и изме-
ритель падении пластов. Азпефтеиздат, 1934.

192.	Поме р а иц Л. И. и Темкина Б. С. Определение элементов залега-
ния пластов по замерам пластовым пакпоиомером. Сб. «Разводочная и промысловая гео-
физика», вып. 5. Гостоптехиздат, 1953.

193.	Ш а м б р и е Л. и М а д д е н Р. Л. Измерение падения пластов. IV Между-
народный нефтяной конгресс, т. II. Гостоптехиздат, 1956,

194.	Cham brier Р. The Microlog Continuous Dipmeter. Geophysics, No 4, 1953.

195.	Doll H. G. S. P. Pendagemetre. Petroleum Engineer, voi. 14, No 10, 1943.

К главе ХШ

196.	* Б атпл ики н И, И. Микрозонд. Сб. «Разведочная и промысловая геофи-
зика», вып. 12. Гостоптехиздат, 1955.

197.	Д а х н о в В. Н. О производстве и стандартизации зондов. Труды МНИ,
вып. 15, 1955.

198.	Л и твидов Л. П. Головка и зонд к скважинному снаряду аппаратуры
ОКС. Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 8. Гостоптехиздат, 1954.

199.	II и г р о в В. М. Зонды для изучения тонкослоистого разреза., Сб. «Разве-
дочная и промысловая геофизика», вып. 12. Гостоптехиздат, 1955.

200.	С п е р а н с к и й Л. С. и Б о нд а ре пи о К. И. Мпогополюсиый пере-
ключатель бокового каротажного зонда. «Бюлл, изобрет.», № 3, 1951.

201.	Шт ильм ан Л. 3. Безындукционная коробка БКЗ. Сб. «Разведочная и
промысловая геофизика», вып. 7. Гостоптехиздат, 1953;
К главе XIV

202.	Альтшепь С. А. Организация промысловых геофизических работ. Опыт
центрального отделения треста Азпосфгегсофиэика. Сб. «Разведочная и промысловая гео-
физика», вып. 9. Гостоптехиздат. 1954.

203.	Временные правила техники безопасности при проведении промысловых
геофизических работ. Изд. Главп. горпо-тохп. инспекции МИЛ Воггока, 1948.

204.	Инструкция к пользованию полуавтоматической каротажно-перфораторной
станцией ПКС-2000. Союзгеонефтеприбор, 1950.

205.	Инструкция по каротажным и прострелочным работам. Госгеолиздат, 1952.

206.	Комаров С. Г, Каротаж. Азпефтеиздат, 1934.

207,	К о м а р о в С. Г, и Л о м е р а и ц Л, И. Автоматическая каротажная
станция с фотозаписью. Гостоптехиздат. 1952.

208.	Краткое наставление по эксплуатации лаборатории автоматической каротаж-
ной станции на одножильном кабепо. Модель ОКС-52. Завод Нефтеирибор. 1954.

209.	Соколов Д. А. Электромонтер каротажной базы. Гостоптехиздат, 1953.

210.	- С о х р а и о в И. И, Опыт работы лаборатории АКС/Л-50. Сб. «Разводочная
и промысловая геофизика», вып. 6. Гостоптехиздат. 1953.

211.	Щ е р б а к о в а Т. В. К методико замора с автоматической каротажной стан-
цией. Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 3. Гостоптехиздат, 1951.

К главе XV

212.	Каротажпые кабели. Перевод с французского, под ред. Д. И. Дьяконова-
Труды ГСГТ, вып. 16 (23) ГОИТИ, 1939.

213.	Каротаж, утечки. Серия руководств по электроразведке, вып. 1, ОНТИ, 1934..

2,14	. Комаров С. Г. Индуктивные помехи при электрическом каротаже.
Сб. «Разведочная и промысловая геофизика», вып. 4. Гостоптехиздат, 1952.

215.	Комаров С. Г. Индуктивные помехи. Сб. «Разведочная и промысловая
геофизика», вып. 8. Гостоптехиздат, 1952.

216.	Л и т в и п о в С. Я, и Аксельрод С. М, Помехи в измерениях при
каротаже нефтяных скважин. Азпефтеиздат, 1953.

217	Р ивкин И. Я. О природе помех при электрическом каротаже скважин-
Сб. «Прикладная геофизика», вып. 11. Гостоптехиздат, 1954.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.

Предисловие ........................................................     3

Введение. Краткий исторический очерк развития промысловой геофизики . .	7

Часть первая

МЕТОДЫ ПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОФИЗИКИ. АППАРАТУРА И ОНОРУДОВАПИЕ
Глава I. Методы промысловой геофизики ................................. 23

§ 1.	Метод кажущегося сопротивления ........................... 23

§ 2.	Методы регистрации тока, скользящих контактов, сопротивления
заземления и сопротивлении экранированного заземления ...	34

§ 3.	Индукционный метод ,...................................... 42

| 4.	Метод потенциалов собственной поляризации пород........... 43

§ 5.	Метод потенциалов вызванной поляризации................... 44

§ 6.	Радиоактивные методы ..................................... 47

§ 7,	Термические методы ....................................... 56

§ 8,	Магнитные методы ......................................'.	59

§ 9,	Метод продолжительности проходки ......................... 61

§ 10,	Метод каверномера ....................................... 64

§ 11.	"Сейсмические методы .................................... 65

§ 12.	Другие физические методы ................................ 67

§ 13.	Геохимические методы ...................................  67

§ 14,	Методы изучения технического состояния скважин .......... 70

§ 15.	Прострепочпо взрывные работы в скважинах ................ 88

§ 16,	Краткие сведения об эффективности и промышленном значении
геофизических методов исследования скважин..................... 95

Глава II. Основная измерительная аппаратура ............................... 100

§ 17.	Общие сведения ...........................................

§ 18.	Методы измерения..........................................

§ 19.	Гальванометры ............................................

§ 20.	Потенциометры ЭП-1, ЭП-1м ................................

§ 21.	Полуавтоматический регистратор ...........................

| 22.	Регистрация в логарифмическом масштабе. Логарифмический
потенциометр ...................................................

§ 23.	Самопишущий потенциометр ПС-2 ............................

§ 24.	Тнратронпый потенциометр .................................

§ 25.	Электронные потенциометры ПАСК-5 и ПАСК-6 ................

§ 26.	Электронный потенциометр ПАСК-8 . ........................

§ 27,	Шестиканальиый электронный потенциометр ПАКШ-3 . . . .

§ 28.	Фоторегистратор ..........................................

§ 29.	Самопишущий гальванометр завода Геологоразведка...........

§ 30.	Пульсатор ................................................

100
ню
103

112

128

132

133

136

138

147

149

150

164

165

Глава Ш. Промыслово-геофизические измерительные лаборатории..............	176

§ 31.	Полуавтоматическая измерительная лаборатория ПКС-2000 . .	176

| 32. Измерительные лаборатории типа АКС/Л ...................... 179

§ 33.	Измерительные лаборатории, с электронными потенциометрами .	195

§• 34. Измерительные лаборатории ОКС ...........................  200

§ 35.	Комплексные измерительные лаборатории...................... 214

44 Заказ 714.
Стр.

Глава IV.	Оборудование ............................................... 219*

§ 36.	Источники тока ............................................ 219*

§ 37.	Кабели и соединительные	провода ........................... 224

| 38.	Грузы...................................................... 243.

§ 39.	Лебедки и самоходные	подъемники ........................... 247

§ 40.	Коллекторы ................................................ 271

5 41.	Приводы к лебедкам	..................................... 278

§ 42.	Блок-балансы .............................................. 280

§ 43.	Вспомогательное оборудование, материалы и транспортные
сродства ........................................................ 288

Г лапа V. Измерительная аппаратура и оборудование для геофизических исследо-
ваний скважин зарубежных страп............................................ 29(1

J 44.	Промыслоио-геофиаическая станция Венгерского завода геофизи-
ческих приборов.................................................... 290

§ 45.	Аппаратура и оборудование фирмы Шлумбержо .................. 293

§ 46,	Автоматические станции фирмы Хаппибартоц ................. 30(1-

§ 47.	Портативные установки ..................................... 305-

Часть вторая
электрические методы исследования скважин

Глава VI. Удельное и кажущееся сопротивления горных пород. Зонды . . .	311

§ 48.	Удсльпое электрическое сопротивление горпых пород .......... 311

5 49.	Кажущееся сопротивление горных пород ....................... 331

5 50,	Некоторые вопросы теории зопдов, применяемых длп измерения
кажущегося сопротивления горных пород. Принцип взаимности 336-

. §	51. Сопротивление электродов (заземлений) зонда ............. 344

Глава VII. Теория метода кажущегося сопротивления ........................ 348-

§ 52.	Общие сведвпия_о распределении электрического поля в горпых по-
родах ............................................................  348

§ 53.	Однородная и изотропная среды ............................. 35(1

§ 54.	Однородное анизотропное пространство .................; . .	351

5 55	. Среды с плоско-параллельными поверхностями раздела. Решение
задачи методом зеркальных изображений ...........................  356-

§ 56.	Среды с плоско-параллельными поверхностями раздела. Решение
задачи методом интегрирования дифференциального уравнения
Лапласа ........................................................... 380

§ 57,	Среда с бесконечными цилиндрическими коаксиальными новорх-
постями раздела ................................................... 388

$ 58.	Среда с ипоско-параплопьиыми и коаксимально-цилиндричоскими
поверхностями раздела ............................................. 410

§ 59,	Моделирование задач электрометрии	скважин ................. 418

Глава VIII. Оспопытеории методов сопротивления заземления, регистрации тока
и скользящих контактов .......................'............................ 430

§ (Ю.	Общие сведения. Эффективное сопротивление ................. 430-,

§ 61.	Сопротивление сферического заземлении ...................... 431

§ 62.	Сопротивление цилиндрического заземления ................... 436

§ 63.	Сопротивление плоского круглого заземления ................. 440

§ 64.	Сопротивление экранированного цилиндрического заземления
в однородной среде............................................... 442:

§ 65.	Сопротивление экранированного цилиндрического заземления
в пласте бесконечно большой мощности .......................... . .	445

§ 66.	Сопротивление экрапироваииого цилиндрического заземления
в пластах копенной мощности ....................................... 446

§ 67.	Сопротивление плоского экранированного заземления ......... 453-

§ 68.	Зависимость сопротивления заземления RA от соотпошеиин токов,
подаваемых в измерительный и экранные электроды .................. 455-

§ 69.	Сопротивление экранированного заземления при автоматической
регулировке экранного тока ......................................  456-

§ 70.	Метод разности сопротивлений заземлений .................... 458

S 71.	Методы регистрации тока и скользящих контактов.............. 461
Стр.

Глава IX. Индукционный метод исследования скважин........................ 463-

§ 72.	Основа теории индукционного метода исследования скважин . .	463

Глава X. Метод потенциалов собственной поляризации пород ................ 475-

§ 73.	Естественная электрохимическая активность горных пород . .	475

§ 74.	Диффузионно-адсорбционные потенциалы и диффузионно-адсорб-
ционная активность горных пород ................................ 475

‘§75. Окислительно-восстановительные потепциалы ................. 494

§ 76.	Потенциалы точения ....................................... 496

§ 77.	Изменение потенциалов собственной поляризации пород ио оси
скважины в случае однородной среды ............................. 50.3

§ 78.	Изменение потенциалов собственной поляризации пород по осн
скважины в случае неоднородной среды ........................... 512

§ 79.	Потенциалы собственной поляризации при наклонных поверх-
ностях раздела ..................................................... 516

§ SO.	Снизь между измеряемыми потенциалами собствсчшой поляри-
зации электрохимической	активностью горных иород	519

§ 81,	Электродные потенциалы	................................... 523

§ 82.	Потепциалы движения и	оседания .............................. 525

§ 83.	Потенциалы гапьваиокоррозии . ............................. 52(>-

§ 84.	Потенциалы теллурических и блуждающих токов ............... 327

§ 85.	Метод селектированных потенциалов собственной поляризации 529

§ 86.	Метод электродных потенциалов ............................. 533

Глава XI. Метод потенциалов вызванной поляризации . . ................... 536

§ 87	. Природа потенциалов вызванной поляризации пород ......	536

| 88.	Вызванная электрохимическая активность .................... 543

§ 89.	Электрическое поле потенциалов вызванной поляризации . . .	547

Глава XII. Электрические методы определения угла и азимута падения пластов	554

§ 90.	Трехточечпый метод ................................. . . . .	554

§ 91,	Наклономер кажущегося сопротивления . . ................... 560

Глава XIII. Специальные устройства и аппаратура для электрометрии скважин 563

§ 92.	Зонды стандартных конструкций	и электроды .................. 5(>3

§ 93.	Специальные зонды .........................................   56(5

| 94.	Резистивиметры	  .580

§ 95.	Переключающие устройства	............................... 584

§ 96.	Пластовые наклономеры ...................................... 589-

§ 97.	Специальная наземная аппаратура ............................. 590

Глава XIV. Проведение электрических измерений при изучении разрезов
скважин ............................................................ 595‘

§ 98.	Подготовка аппаратуры и оборудования для геофизических работ
в скважинах ................................................... 595

§ 99.	Сведения, необходимые для производства геофизических исследо-
ваний п скважинах ............................................. 596

§ 100.	Расстановка оборудования у скважипы ..............,.....„	597

§ 101.	Спуск кабеля и измерительных устройств в скважину.......’	599

§ 102.	Подъем кабеля . . ...................................  .	601

j 103. Правила выбора масштабов регистрации кривых и силы тока пи-
тания ..................................................... 602:

§ 104.	Производство измерений,с автоматической станцией АКС . . .	604

§ 105.	Измерение кажущегося сопротивления и потоцциалов собствен-
ной поляризации со станцией ОКС ............................... 007

§ 106.	Методика регистрации диаграмм автоматическим электронным
потенциометром (ПАСК-5) ........................................... 609

§	107.	Полуавтоматическая регистрация	   (511

§	108.	Точечные измерения ...............,	618

§	109.	Проведение боковых электрических	зондирований ......	619

§	110,	Измерение сопротивления микрозондами ...................... 621

j 111.	Измерение сопротивления экранированного заземления и сопро-
тивления шарового зонда ....................................... 623.

§ 112.	Регистрация диаграмм потенциалов вызванной поляризации . .	62(?
Стр.

§ ИЗ	, Изучение зависимостей потенциалов вызванной поляризации от
силы возбуждающего тока и времени................................ 629

§ 114.	Определенно угла и азимута падения пластов................. 630

§ 115.	Требования, которым должны отвечать зарегистрированные диа-

граммы. Окончательное оформление диаграмм................... 632

тивпого сопротивлений и потенциалов собственной и вызванной
поляризации пород и борьба е ними .......................... 638

§ 116.	Утечки тока .............................................. 638

| 117,	Признаки и определение местоположения уточек; проверка изо-

ляции кабеля и электрических соединений ................... 653

§ 118.	Индукция ................................................. 658

| 119.	Блуждающие токи ......................................  .	666

§ 120.	Прочие причины, искажающие заморы электрических параметров,
и их исключение.................................................  672

Глава XVI, Значите и пути дальнейшего развития электрических методов
исследования разрезов скважпп...........................................

§ 121.	Место электрометрии в комплексе геофизических методов иссле-
дования	разрезов	скважии ................................. 677

§ 122.	Пути дальнейшего совершенствования и развития электрических

методов	исследования	разрезов скважин .................... 679

Основная	литература	................................................ 681

Дополнительная литература ............................................... 681

Автор

Владимир Николаевич Дахиов
ПРОМЫСЛОВАЯ ГЕОФИЗИКА

Ведущий редактор Е. Г. Першина

Корректор Т. М. Пучкова	Технический редактор И. Г. Федотова

Подписано к набору 6/VI1I 1958 г. Подписано к печати 5/XI 1958 г.
•Формат 70x 1081/(3, Фиа. печ. л. 45,25 с 6 вкл. Усл. печ. л. 62. Уч.-изд. л. 64,38.
Т-10192. Тираж 10 000 эка. Зак. 714/522. Цена 24 руб.

Гостоп'техивдат. Москва, К-12, Третьяковский проезд, 1/19.

Типография «Красный Печатник». Ленинград, Московский проспект, 91.
О П Е Ч А Т К И

Стр.	Строка |	Напечатано	Следует читать

25	формула 12	AU
42	формула	IR0
130	37  18 к 16	к ш  (рнс. 61, е)
1 Г|?	опии у  19 снизу	шунты 1ПСЛ1(№11Ы
Ill	Таблица 6	0,5
273	2 колонка справа,  1 снизу  16 сверху	лгофта к барабана
335	16 сверху	Пл формулы (109)
355	5 снизу	Я3 > 5а я2 Qt
433	6 снизу	1Л Qijll
436	3 еиялу	
442	1 снизу	— £ ($)•-.($
4 )Н  /158	1 сверху  4 сверху	1JQ \	>	'  / {a__	,	j /3  \AA ~ 2ЭХ 2ЭГ  /а /о
458	12 снизу	2  j	Э1Э1	  ,9.i 3s-iWi
465	7 снизу	и c.nnoii
472	Подрису-	Z,n
546	ночная подпись к рис. 269  20 сверху	^ВП
587	21—23	(белывдукрукции коробн
630	сверху  28 сверху	КО! Iструкц 1101 ПЮИ К LI (ш завода. . .  ток включают

и БКЗ)

Заказ 71 4/522,

ли

А’ш
(рис. 61, »)

шунты ВЫКЛЮЧЕНЫ

5,0

.’иофтя у барабана

1Ги формулы (106')

Я» > Я.Л - Я'4
СЧ

'И }{а Z72

4 л: ----....--ц

РцСШ

,, е/

fl* — 2

" 4л

/й_

^2__
'4

ОлэЖ
чистотой и силом

> ,г=« и
°ви

(безындукционной коробке. БКЗ)
конструкции К невского
завода  ..

ток выключают
♦ и H3S

’•MhaflHW шпигат tat лгимио «гиипнн— set '»инилмдаш мини» •1»мда!чч«>,»»’к«о41 • tot itiwwvtimiw анн»»»аиьш1.><1
аяиюйбмжию ‘н»»и вяичвиич» -~wf 'st at •stsif ' «wn.i » tjin?w н •> ышМяИ «Ьшшихчли ‘»чх>вч I *..».« <> k>h<)qi««>м>ьи (iihdivwijmaifB и»Лн,« и
•&>») «MOJopv **»Й0ЛИ(?ЛиЛк>1И	«><•»>.«»•' Ьи-ы -fl у UHHrtM niMWKtidUfit» ’вы i	«!Г.и.вм1«ьч<а. lei н ant 'Ли 4g ‘M *И

•>e *tt 'SS !«ГмкЙ1ШНЯ — 1в аЦ,1ИА‘11Ч>И — 84	es ‘К |<.х«1л1.|ф H«>tl UKUIK^l	ИШ11.НЧ glf.ltth

fit 'vBHtfHUxluni wuimwiMm вшгич “ ;t	• j>» :ц.Яeiay ш Bfnw.nl< > •is.’.ihhu  t>«	njonii.it?

•KUduria 'i«u«!hwiffle4au -• / % 'щпч.з цтмыглм as ini.mwiwuit w-»XBt»'>h«iU-i!i  n 'miu.i gumn им щчещ ,« - re, клинит
ШГШ»И1Л1ШМ.1Л1 UW	!>•« JCtlM»'! .11	- J; H I ; :(Jj	WlMtUS ИГЛГИ® I atf,» ».!>»,•< I'rtH — .>.? '¥•!<• iu ' (• «II ИН«1«хЯЛПЛ»И 114ОИ

11 04tfUtMm.HH «««..fill Hint >!.‘till i itti'W I rl‘> ч ЧЧ ' t.V 'n ' »!•» IMI.’ i 11	WJmfl'llil -ВЯ..1 rliai.f МИМЙЧ>»|

 Mlf.'U.lll Utnt	— fg 1Ф11ЛИШ Wflli H'l. t af»:t 1 •.>>'«,.tflotJlatt - S'9 ;e4v>K-.l.4lrtSIU!.’l.,il« HotUXUI	I HI 4a '1|..>ж1411И«И1.1'(Н»	19

"MiUtfWl'IiruH HtXMtolU 'llMMlviiml.il.>11 - >!•> lillo.H. II.-..,! -До 'll I iMHflttttttOt lltl.ftl	HS|i|.»lMHl.<>.flM 1 mini Ml	- Я»

ii sf :xnuiffiu>luift>u iWiwMiMi>•«<»! <кчцнви.> hUK»i i u nuJtmuuintim цтииш ku мгами tt •‘выш - ,-t -им ш.щц - ttr 'вчии iwt

-wwxmhul,!» »- st :В11МИ1>ИИМЧ«-Ч.1 плитоп.ю luamfiiraxitaxmiO. ниплп.ш.ж c	...

-w»puti«4i.'«4 (HttUHeHdiitwi MiiuMiaiuiiiwnii) ипчп rtiluxn.i.filmi ...... te к №l- ‘,,e :a, , " ,	‘“’J0™ нипэьадяв млпш — p? и g? ‘rr '-md

- gt immmiilHiftHi Мшымтм nmrti u w<t>x тшшт.мх	~	°”»n>от-даштт 'нглвкивядв — w ЮынИзпявшшии

vttott	-• /s tt 93 iiioiUHWiiiimi-iiriM нтмШвд	1, , , ,..r,‘o«audUKon miihsw»h анпИ»яэ« - и i w ‘S3

-(Msim?li.tM.»ir«	и <пмх»ы>пгни - ns и u tiniHbiM Ulin»!,),).) ulf „ , ,' ' “ . п~ ’г и « жниоохив ч1гаи1»(Я1гяа — гг ‘-ниэх

Jfcl.twlMWiflWe,! «> 1!МЖ>И.| I) 4IMIII1II - SI laninuji,., кии.пи>,!>| ltS)1>X,I - ,, ‘Im,/' , ,	№',и'>а ~ ог !>1ИЫВ)Г ИН1Г1И44В40ИОПОЯ — в!

iftliWin OWlWiBjXHolt tl IHwJX41«(><|lllflirif.l |fllll(f,jH II unilllir WlllMirnilniHoii u i нГш И.1 .	1	. .•“ЭИИвв -яорвхшовн Ч1Ю1В11И1ГЯЭ(1ЭП — ?r

.tUKtXHHil n KHIMHUUlXl •rctfOHtU lU.IU.lHHl ШМ.М1.О11-11В	II ll HI -Ц I.II'II,)UH тш.иш _ , '? .«“«ouuWJtfd П.Ь0Хй|>.>Ц — f:[ и gj .‘[thB«c)iian воя

•.iURtl,iiiKiti - S !ши<1Ш11Ы111.пткш1 1111.41 II ма.яъ).! - ff I«.|.nnii.,i:o и «ii'ii’w» Ml..,n,„f ,!„;! P	~ В’чиихосщ» таахвьошяэНэп — t

;«4.|<I.<1V1O.I1.Q1P11 .иг.,,!,!!, ... ,rr	SP >™«вИ arawBodiHuH - f и s >Z ‘I

I (J llQ(|()]Wo — :HOlra уинтаахииийшча — /д
-llllinillll И1Ч11'ПГЛХВ40ИОПОИ — и 1Й01ЕС140ИЗЭС10И>Ф — I

•(•о П»П'1|1’еН,|н:.Ы)|П1Ш1ол.к1,01 - X 1ИШЫ1.О11-1(.и1.|||	у/ :ч'|г.»нй|‘”|“м||'Г>|-и*>’

ifWiiloiu.HirXsi .... д J'li.'uiiBn nmi.iii.u — д/ bsiMimn ' кnu-«r.ii.inl.iwmi

nmloxsdoyifir ШШ;) -оу • jtt(|

Mi

z

XI

4

tMHMMlU .П» Mil

ih

IW/M-. IЧ 1ЙЙЧ

cu*

f. *

яг

Ой

дам ’

°оло

ЗцжШвмшто tfuitfjnsumn

i

мм

vr

W.H *»( йй, w I КИЖИ! u W

0 **VV ?

A

lr г11

Ф
e'“









и*?
ЙЧ

ЭДЙЛНППШ.ч

WW,M





и

I

.Ж' lz

зД.'и ‘W’trWlfU ‘

VUBk rtSMO. .*,<4,.»	.„W'l.

I г -'V -	, r ’

iwniMMtvtWiai iwmii kw. t. ,t,v

to



w

N

f

4 ’ 1 фу

I’l

xi‘ -



L6

st им я», к; ‘>iy «их

Ua0$?'

*?#?

о

9в'

I’M

£2

>M,.| vwSsmiVJ u, йи >гл: HtlH

BOOOlVVil

(D

о

VOI

fi-
«

№«•' l<! S’



ea®@





ЗН	ж ®1 »м™м





XHiiMWHinWWH



U ИК

lW»»l*iW4nn MW ivntfi'll





fl

? г г





vxWdvr

4*

H8WJD90 । IfjH'W

19WJ09D"

% ' j*д’диинтиидаijSrwiu
WVUliftl ' 1^Г "• ' I	—v ' '/Л

nmuwii.lilinfl

..

iivhuhb

•U 13И«1П(Л1ЧИ<Ми

lib



Ф



OU 111,

22

4

Ф
Рис. 93. Схема электрических соединений лаборатории АКС/Л-50.

Фоторегистратор/
(обозначения даны в подписи к рис. 76)
Измерительная Надель /II

Выключатели: Bl, В? и ВЗ — корректоров куля гальванометров ЯС 1 : 1, 1 : 5 и 1 : 25 («компенсатор поляризации КС; 1 : 1, 1 : 5 и 1 : 25»);
ВЛ — дросселя цепи СИ.

Переключатели: П1 и Пг — пределов измерений цепей КС и СП («КС.По; предел измерения»); Пз и пл — полярности цепей НС и СП («КС,
ПС 4-  —»)’ П3 — переключения гальванометра («I; JV; R»); Пв— цепи КС на позицию «R» («R; "А»); П7 — основного гальванометра цепи КС
на 'масштаб записи 1 : 125 («I : 1; I : 125»); Пз и П9 — емкостных шунтов цепей КС и СП; Hitt — входов цепей КС и СП (ножевая колодка
« =  х»); П11, П12 я Пгз — магазинов 9 х 100; 9 х 10 и 9 х I ме градуированного компенсатора поляризации («Компенсатор поляризации ПС;
х ГОО’ х 10 и х 1»); П14 — полярности градуированного компенсатора поляризации («Компенсатор поляризация ПС; + ; —»); Плз — компенса-
тора поляризации из цепи СП в цепь КС типа ножеяой колодки («Цепь СП; цепь КС»).

реостаты проволочные: R1 — 500 ом («Сопротивление цепи КС»); RU — 2U0 ом; Rzl, R22 и R23 — 500 ом («Компенсатор поляризации КС;
1 : 1, 1 : 5 и 1 : 25»); R21 — 500 ом («Сопротивление цепи ПС»); R66 — 100 ом («Регулировка»).

Сопротивления проволочные: R2 — 500 их; R3 — 1000 ox; Ri — 1200 ом; R5  2000 ом; R6 — 4000 ом; R7 —12 000 ом; R8 — 20 000 ом;
др _ 40 000 (2 х 20 000) ом; R10 — 20 000 ox.; R25 — 1000 ом; Rtttt — 1200	ом; R27 — 2000 ом; R28 — 4000 ом;	R2S — 12 000	ом;

R30 — 20 000 ом; R31 — 40 000 (2 x 20000) ом; R32 — 8,6 ом; R33 — 7,3 ом;	КЗЛ — 6 ом; R35 — 4,7 ом; R36 — 2,7	ом; R37 — 2,6	ом;

йа,-0,7 ом; R39 4- R47 —10 ом; R4S 4- R36 — 1 ом; R37 4- R66 — 0,1 ом; R67 — 10 ом.

Сопротивлении непроволочные ВС-1: R12 4- RI7 — 510 ом; R18 — 220 ком; RJS — 51 ком; R20 — 10 ком.

Конденсаторы электролитические КЭ-la; С1 — 20 в, 100 мкр5, С2 — 20 в, 200 (2 х 100) мкаЗ; СЗ — 20 s; 500 мкф; С4 — 12 в, 1000 мко5;С5 —	12 в,

2000 мкср; Св — 20 в. 100 Cz —20 в; 200 (2 х 100) mk$; СЗ —20 а,	500 мкф; С9 — 12 в, 1000 мкф; CW — 12	в, 2000 мкф.

L1 — дроссель цепи ПС; ИП1 — миллиамперметр постоянного тока ПМ-70 на 10 ма; Б1 4- Б-1 — элементы сухие типа 1-кс-у-З; Hl 4- КЗ — ноже-
вые восьмикоитактиые колодки.

Токовая панель IV

В1 — выключатель токовой цепи спаренный.

Переключатели: П1 —полярности токовой цепи, спаренный («Полярность; 4- ; —»); Пг я Пз —магазинов 9 х 60 и Э х 500 ом («Регулировка
силы тока; средняя и грубая»); ПЛ — пределов измерений миллиамперметра («Предел измерения; 15, 75, 300, 1500 ма»); Пз — пределов измере-
ний вольтметра («Предел измерения; 75, 150, 300 а»); Пв —контрольного шунта («Контрольный шунт»); П7—для отключения тоновой цепи
электродов АВ штырьковый («К; G) »)

R1 — реостат’проволочный, 60 ом («Регулировка силы тока; точная»).
Сопротивления проволочные: R2 — R10 — 50 ом, на керамике; R11 4- R1S — 500 ом, на керамике; R20 — 0,1 ом; R21 — 0,4 ом; R22 _ 1,5 ом;

R23 — 8 ом; R24 — 0,02 ом; R25 — 0,08 ом; R23 — 0,1 ом; R17 — 0,3 ом; R28 — 0,5 ом; R29 — 1 ом; R3O — 3 ом; R31 — 5 ом- R32 Я
R33 — 50 ом, Па керамике; R34 — 20 0Q0 ом; R36 — 8000 ом.

ИП1 —вольтметр постоянного тока М-45 на 15 и 150 s; ИПг —миллиамперметр постоянного тока М-45 на 7,5 ма; Пр1 я Пр2 — предохранители
типа ПН иа 1,5 а; К1 — ножевая восьмиконтактная колодка.

Пульсаторная панель V

Выключатели: BI— искрогасительного контура («ИК»); В2 — разделительного конденсатора («Измерительная цепь; «—»); П1 —тонового пере-
ключателя, спаренный («Токовая цепь; со; =»); П2 — измерительного переключателя, спаренный («Измерительная цепь; оо; =»)

ВI — сопротивление проволочное эмалированное, 80 ом; С1 — конденсатор типа МКВ, 260 в, 100 (25 х 4) мкф; С2 — то же, типа КМВГ
250 в, 2 мкф; ПП1 — измерительный коллектор пульсатора; ПП2 — питающий коллектор пульсатора; К1 и К2 — ножевая восьмиконтактнап
колодка.

Панель выпрямителя VI

Переключатели; Ш — напряжения при питании от выпрямителя; П2 и ПЗ — источника питания (короткозамкнутые вилки «Ток цепь- бат-
Въшр.»);П^—напряженияпри питании от батарей (коротко-замкнутая вилка «15, 30, . . . , 150»).	’	’’

Конденсаторы: С1 — типа МКВ, 260 в, 1 мкф; Сг — электроля>ический типа КЭ-1а, 300 в, 400 (20 х 20) мкф-, СЗ — типа КБГ-И 200 в
0,3 (6 х 0,05) мкф,	|	’	’

Ы — дроссель сглаживающего фильтра; Тр1 — трансформатор выпрямителя.

Селеновые выпрямители: ВС1 — ВС4 — типа 2В х 1; диаметр шайбы 100 мм; 11С 3 — ВС8 — типа 4в х 3; диаметр шайбы 100 мм- ВСЯ w
BClff —типа 4В х 6; диаметр шайбы 100 мм.	’

Б1 —ВЗ — батареи сухие 13-ГРМЦ-29; К1 —кю —короткозамкнутые вилки,
Рис. 4 00. Стенд лаборатории станции АКС/Л-51,

L—фотореглстратор; II— панель вспомогательного привода к уирапленпя фоторегистратором, III — измерительная панель; П —
тоновая панель; V—пульсаторная пцнелг,; V7 — блок выпрямителе; VII—ендовой блок: VIII—силовая панель; IX — зарядная
панель; X — панель дополнит ел; ных приборов; XI — панель переьлщчрипй; XII —входная панель; XIII — контрольная панель; XlVa

и X1V6 — перегопорпо-Рнгналыгая панель; XV — панель подогрева.

1, Ваз — контрольные лампочки «Верт, линии», «Гприз. линии» п «Метка»; 1 — амперметр; 6 — шпала визуальных наблюдений; в —
ручка переключения vi?icштабов аапкшг; 7 — счетчик глубин; s — ручка нроггвкки счетчика; S — ручка сброса показаний счетчика на
нуль; во — ручка регулирования освещения ламп фоторегистратора; 21 — выключатель освещения; 22 — ручка реостата, регули-
рующего скорость протяжки бумаги; 23 — включатель алектродвпгатсля протяжки; 2-1 —переключатель приемника автосинпой пере-
дачи; 22 — кнопка отметки метни; 2в, 27 и 22 — переключатели пределов Иймсренвй I, II и Ш каналов; 2й, 30 п 31 — реостаты для
регулирования внешней цепи перечисленных каналов; зв. зз и st — переключатели для включения емкостей па вход тал) в а помет ров I,
II к III каналов;-,35 — переключатель включения гальванометра I напала на намерение тона; Зв — ключ выключения гальванометра I
канала; 37 — реостат регулировки компет атора полярпзоцпв 1 канала с выключателем as элемента; 39, 40 и 41 — градуированный ком-
пенсатор поляризации; 42 — миллиамперметр; 43 — реостат регулирования компенсационного тока в цени градуированного компенса-
тора поляризации; 44— переключатель полярности градуированного компенсатора поляризации; 43 — компенсатор поляризации -III
канала; 4в — выключатель элемента компенсатора поляризации III канала; 47 — панель с гнездами для подключения гальванометров
в цепи различных каналов; во — миллиамперметр для регистрации тока питания; в! — переключатель пределов измерения милли-
амперметра во-, «2 — переключатель эталонных сопротивлений для измерения тока; вз — переключатель полярности тока питания;

14 _ реостат для регулирования силы тока питания; вз — включатель электродвигателя пульсатора; 66 и 67 — ключи включения токового
коллектора пульсатора; 08 ц во — то же,, измерительного; 70—включатель разделительного конденсатора; 71 и 72 — декадные мага-
зины регулирования силы тока питания; 74 —включатель цепи тока; 73 —гнезда цепи тока; 78 —головка регулятора числа оборотов
пульсатора; 80 — оелоновые столбы выпрямители; 81 — переключатель напряжения питания; 85 — переключатель источников питания;
8в—силовой трансформатор; 87 — переключатель первичных обмоток силового трансформатора; '88 —переключатель плавной регу-
лировки напряжения; 89 — предохранители; 90 — вольтметр переменного тока; 91 — выключатель сети; 92 — выключатель выпрями-
тели; 93 — гнезда подключения вспомогательных приборов па 110 и 220 в; 91 —алектромагнитиый стабилизатор напряжения; 95 —
амперметр; 96—выключатель цели зарядки аккумулятора; 97— паиепь подключения вспомогательных приборов напряжения 12 в;
00 — щиток с гнездами для переключеинй; 100 — кнопка сигнала автомашины; 191 —то же, сигнала й подъемнику; 102 — лампочка
приемного сигнала; Юз, 104 и 105 — муфты для присоединения соединительных кабелей; 166 — гнезда заземления лаборатории;
Ю7 —указатель скорости движения кабеля; 110 — указатель натяжения кабеля; ш переключатель измерения натяжения; 112—
выключатель контрольных приборов подъемника; 113 — ручка реостата установки тока; U4—включатель магнитного меткоулови-
теля; 115 — включатель сеги; ив— счетчик глубин с ручкой 117 для сброса показаний счетчика; 118 — контрольная лампа работы метко-
уловителя; 120—ножной переключатель приема и передачи; 121—добавочная панель приемника; 122 — переключатель приемника
на радиоприем; 123 — переключатель приемника для работы от постоянного тока; 124 —гнезда для подключения постоянного тока; 123 и
126 — выключатели подогрева.

Заказ 714,
Рис. 101. Схема	соелииен-ий изме-

рительных пеной /ь'и.ирг'Чорип АКС/Л-51.

Ф о т u р er uc т у а т о р L
(обозначения дань; в иодипси к рис. 7<5)

Измерительная панель III

Выключатели: Bi —элемента индикатора (Ч1Ь); В2_______________

компенсатора ш>л.чны;нцш ь.ки»>; ьм — дросселя
к-Дрмччли)-

Переключатели: И i -- I — н акраипроианпый («1;
JV»); 112 — прел *.<. li'Mi'prii/tf 1 канала (<•!; предел
Ниме1ичпш»4; В.> -	и.,ргнini п иандла («11;

предел НИ	(. Lil - itp! J-'.IpB IHMV pOUUH |Н ГП1НЙ-

ла 0«1И; П|.е;Н‘Л В >• • •. -riltt >> • ’ lit — <“AiIi‘-e I H ОС О Iliyjria 1
гшпала (И; ыуш л Ит - емкестин о пинт и капала
(Л1; tnyovv); П--evinnnHoro lujina Hi капали («111;
шут»). US —граду[|р'Ф«щн«ги piiMitenein'»pa нилнупза-
1HHJ (-I'itH; 4- ; —//.7. U/7 n И/1 — МаНДППОШ 9 x 5;
0 x ti,a и 9 x r»‘l Mtf u;ul.y cipobtiHuoru ьомвепеатОра
нолиpnanпип (>• Гуиду нроваплып ко.мнеиекгир нпянрнва-
цпи} V х b; 9 х i* •> и О x bn»); 11 i2 — яыьдючитель
euijntJHort» ia.aiaiiuniAh'Tpn I накал:! («1 : I»).

Pm'TUTb] Iipinai/U/’^HJI1; Л* 7 — bBO cat («Uonp» 1 [МНИЛИ»);
R2 — bun oai (,.(. ttifp, {I KurnijiH»); R3 — 50U ад («Cotip. Щ
ICllIUJin-O; Rf — jbli <i.u («iriJ; р('ГулирО8КН»); RS
300 им \«R; регулиpoucau); Rd — 300 ом («Ток L'i-Ш»);

Л’/ — Дии ом.

Сопрпгцплешш прсюолочиьн!.* R8 — 490 ам;Н9 — 1 ом;
П!(/ — 2uU ом; RI1 — 12b0 1мг,1112 — 2UuO им; It 13 —
4(ВИ1 ол1; НИ — 12 000 oat; It 15 — 2о ООО еле; R16 —
4v O0U (2 х 20000) (MG ГИГ — 1200 оль; R18 — 2000 ом;
IHU'- 4и<П) Оли НПО — 12 OUU оле; 1121 — 20 000 Ъм;
1/22 — 4п пиО (2 х 20000) oai; Сонротиплнин! прино-
личиые: ZZ2J — 1200 ом; Н21 —2(11)1» им; ДЧ’Л — 4(H»li ом;
(UH — 12 null ом; 112/ — 20 Uhti ом; 1;^ — 4ij пир (2 х
X Д('ОЬВ) (..м; R29 U-V -- 1 Ubd — RJ(i — l»,l ом;
Ri' ~~ Zi5/i — 10 (mi; R'iti —- b,l> <<л|;	R$7 — 7,3 ом;

1I.W: — 0,3 им;	— 4.7 ом; R6i> 3 cut; hi} 1 —

2 вм; 1*6 2 — u ~t ом.

Г;1>1ПП‘(1Г;,1-О|,Ы ihlt :.>('• И ‘Hlbi-r.l 1 ц|.’«— ТПЛП l?J-I;i,
Ь>' о. .л1 .a» i/), t .7 — •' u. 1 <' jpri/H i i — «’i- «, 3oil (3 x i m.)
л’/.г/п- i'-1 н ( 6 — .,ч c. .ic,i —- 2u «, ри ливр;
- 2н б\ зап j’.i	'i * .r.-,*p, f »‘i к c hi — он a, an мир;

( li	6» ( (', .W'.-P, l -- ».'J t.. 3i,|) (3 X 14.'-’) Arup.

Li Лрм.Х'('/и. Hflill < li‘l . <i; li J MIlJJJHIaMll('pAlvTl)
iin.'t tHHopa в токи tiai-ii- na io л>»>; ы —	— лчсаегны

еухив	Ji./ —. ii',7 — цнии-иые виеьмпкитак!ные

Ниле,ши;

Тонов я з) напел ь IV

Выключатель: R1 •-7»>нип>н кепи («Цинь тока»).

11 е pe)W Ю‘1Ц I»'. I Bl Ils - -Нг'м.	НШаПШ! («ИСТОЧИПН

тика; nuii|>.;	И;  n»«.'i;;ph>u*jп («Полврйоеть;

-i-  — *): Пл и т I .- \<о пз.ннш о > йи п 9 х оии ом
( Гг!’У..н1р<п.ши си.I,.] ьн.а, срг;»,шн1 н грубая»); П5 — пре»
И-'лли к.< мерсьmi мл «.'пычь. । i. i ри (• Н редел намерения»);

H)L --- 1:»»НГ1«е.|»ЯиГ . ill...(GJ (г ip'lil	шунт»),

111 piMiciaT щмр* г... H'i.n,. *.н < м («гегулнуинка силы
! • • -.а; i <"i’iaП*>).

1'0 iJU»J ПВ.Г-НШС И pt '-ii .-.'Н -ппл . i,‘ а -- Ht> — ри им; й? —
///д -- bn (Mi; i.‘. i —- R :.ч  <«cu г-м. It2t<‘ — o’rl им;
h'OI1-- i *4 <Mi. 1(22 — • 1им. lU-/ --- hfui; 1/21 — U.I»2om;
112u (>;y uit; li.2ti —• 0,1 <».ii; 112/ -- o,3 oat; 1128 —
o.b gm; h’.?y — | ел»; l!:u --- 3 r.n, Ru — о ом.

i(*77 — on.-t maJB’i»1.’-'’! p tn ч*i <«iui AI-45 na
7,5 лш; Ui‘Z w Hi 2 •-- np' j.»’. iMiiH't, jk ца 1.5 a-t id —
имкокал	кисшая hujih.jiki.

H и и p «I H 11 V .1 i .' ;i i и |i ,i V

-riT-^u;.r ,•	^r_

питающий jwjmKtop йулкатор»-; lu и КЯ — ножевые
r • вооьминоптаЯтныв колодии.

Панель выпрямителя VI

III — переключатель напряжении в токовой пени
Крнденсаторы; Cl — 2»и е, 1 .nj,g&; с2 — эиект полт'и-
ческий ЗУ» е, 4011 <2о х 2о)	<J3 — 2<‘О е, 0,3

(t> ч	.чк</).

Tpl — Т1щ|1ефо1,-е.агор'1н.шрнлители,
Селеновые выпрлинимщ HL 1 — hi. 4 — типа 2В х 1
диаметр inaiiOiu ПЖ ,е,н, ЕСЯ — h< 'S —11;цв 4;\ х д'
диаметр шайбы 1и'. ,ч,н: Hi ti — iicin нищ 4Ц х 6;

.UI i-'.ls-: I' ,|.ПЙ<'Ы 100 мм.	’

Ki — к.з —	«. ’	,,г.-1|и,!,- )№.><>амп: и/ —

ES — б;пцр,.-.| vji.i,I > она 10 П'МЦ ДН; Hl — Kgg______________

кйрогкозямидугые biiui.h; LZ — дроссель.