Разработка проекта двухкатушечного индукционного зонда с заданным радиусом исследования и подавлением влияния скважины
Применение индукционных методов для исследования вторичного электромагнитного поля среды. Подбор определенной длины зонда для генерирования максимально полезного сигнала в приемной катушке. Расчетная модель, методика проектирования, результаты расчетов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.02.2013 |
| Размер файла | 788,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оглавление
- Введение
- Теория индукционного метода
- Расчетная модель
- Методика проектирования
- Результаты расчетов
- Графики полученных значений
- Анализ результатов и обоснование принятого решения
- Заключение
- Список литературы
Введение
Основной задачей курсового проектирования является подбор зонда такой длины, чтобы максимальный полезный сигнал в приемной катушке генерировался из той части среды, которая и составляет радиус исследований, а сигнал из зоны подавления существенно исключался.
Для этого, пользуясь теорией метода, опытом лабораторной работы 7, и меняя расстояние между генераторной и приемной катушками, необходимо рассчитать дифференциальные геометрические факторы в радиальном направлении для зондов разной длины, близкой к оптимальной, построить зависимость величины этого фактора от расстояния от оси катушек (скважины), ., до границы изучаемой области. Расчеты провести для 3-х - 5-ти значений , с шагом
Теория индукционного метода
Индукционные методы применяются для исследования вторичного электромагнитного поля среды, ЭДС которого прямо пропорциональна электропроводности горных пород. Вторичное электромагнитное поле возникает в окружающей среде за счет вихревых токов, которые индуцированы катушкой, питающейся от помещенного в скважину генератора переменного тока.
Простейший зонд индукционного метода может быть составлен из двух катушек (генераторной и измерительной), опущенных в скважину. Расстояние между серединами генераторной и измерительной катушек есть длина индукционного зонда. Генераторная катушка зонда подключена к генератору переменного тока ультразвуковой частоты 20 - 60 кГц и питается стабилизированным по частоте и амплитуде током. Измерительная катушка зонда через усилитель и фазочувствительный элемент подключена посредством кабеля к регистрирующему прибору, расположенному на поверхности. Переменный ток, протекающий по генераторной катушке, создает переменное магнитное поле (прямое и первичное), которое, в свою очередь, индуцирует в среде, окружающей зонд, вихревые токи, формирующие вторичное переменное магнитное поле той же частоты, что и первичное [1].
Рис. 1 Двухкатушечный зонд ИК
В отличие от других методов сопротивления в ИК не требуется непосредственного контакта измерительной установки с промывочной жидкостью. Это дает возможность применять ИК в тех случаях, когда используются непроводящие промывочные жидкости (приготовленные на нефтяной основе), а также в сухих скважинах.
Благоприятные результаты получают при исследовании индукционным каротажем разрезов пород низкого и среднего сопротивления и при наличии повышающего проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт.
Расчетная модель
Расчетная формула радиального геометрического фактора:
При исследованиях в скважинах методом индукционного каротажа измеряют величину ЭДС вторичного магнитного поля, образованного вихревыми токами.
= kи•Bк•м2•у (1)
kи - коэффициент зонда;
Bк - пространственный фактор элементарного кольца (тора);
м - магнитная проницаемость среды;
у - удельная электропроводность.
Пространственный фактор элементарного кольца (тора) определяется уравнением:
Bк = (2)
Lи - длина зонда; rк - радиус элементарного кольца;
Lг и Lп - расстояния от центров генераторной и приемной катушек до оси элементарного кольца.
Рис. 2. К выводу формулы пространственного фактора.
Выразим расстояния Lг и Lп через цилиндрические координаты г и z. Из рис.2 следует,
Выражение (2) с учетом соотношений (3) перепишем в виде,
Из приведенной выше формулы следует, что величина пространственного фактора элементарного кольца определяется его вертикальным расположением относительно катушек и горизонтальным расстоянием от оси зонда при фиксированной длине зонда.
Методика проектирования
По заданным в варианте №7 значениям Rисс = 2 м, Rпод = 0,9 м и учитывая, что расстояние rк изменяется с шагом ?r = 0,1 м, а область по вертикали учитывается от (-Lu/2) до (Lu/2), с шагом ?Lu = 0,1 м, рассчитаем дифференциальные геометрические факторы в радиальном направлении (Br) для зондов разной длины, близкой к оптимальной, построить зависимости величины фактора от расстояния от оси катушек (скважины). Расчеты проведены для 3-х значений Lu.
Проводим измерения для трех зондов
Результаты расчетов
Для решения задач поставленных в курсовом проекте были выбраны три зонда с разными длинами
1. м.
|
rk |
Br |
||||
|
0,1 |
0,1387 |
2,1 |
1,2562 |
||
|
0,2 |
0,2509 |
2,2 |
1, 2096 |
||
|
0,3 |
0,3803 |
2,3 |
1,1616 |
||
|
0,4 |
0,5211 |
2,4 |
1,1131 |
||
|
0,5 |
0,6671 |
2,5 |
1,0647 |
||
|
0,6 |
0,8117 |
2,6 |
1,0169 |
||
|
0,7 |
0,9486 |
2,7 |
0,9701 |
||
|
0,8 |
1,0729 |
2,8 |
0,9245 |
||
|
0,9 |
1,1807 |
2,9 |
0,8804 |
||
|
1 |
1,2699 |
3 |
0,8379 |
||
|
1,1 |
1,3395 |
3,1 |
0,7971 |
||
|
1,2 |
1,3899 |
3,2 |
0,7581 |
||
|
1,3 |
1,4221 |
3,3 |
0,7208 |
||
|
1,4 |
1,4379 |
3,4 |
0,6853 |
||
|
1,5 |
1,4392 |
3,5 |
0,6516 |
||
|
1,6 |
1,4281 |
3,6 |
0,6196 |
||
|
1,7 |
1,4068 |
3,7 |
0,5892 |
||
|
1,8 |
1,3773 |
||||
|
1,9 |
1,3413 |
||||
|
2 |
1,3005 |
2. м.
|
rk |
Br |
||||
|
0,05 |
0,092157 |
2,15 |
1,224598 |
||
|
0,15 |
0,180749 |
2,25 |
1,180865 |
||
|
0,25 |
0,294714 |
2,35 |
1,135791 |
||
|
0,35 |
0,421936 |
2,45 |
1,090104 |
||
|
0,45 |
0,557469 |
2,55 |
1,044393 |
||
|
0,55 |
0,69552 |
2,65 |
0,999126 |
||
|
0,65 |
0,830237 |
2,75 |
0,954667 |
||
|
0,75 |
0,956374 |
2,85 |
0,911295 |
||
|
0,85 |
1,069736 |
2,95 |
0,869216 |
||
|
0,95 |
1,167379 |
3,05 |
0,828577 |
||
|
1,05 |
1,24763 |
3,15 |
0,789477 |
||
|
1,15 |
1,309952 |
3,25 |
0,751975 |
||
|
1,25 |
1,354742 |
3,35 |
0,716099 |
||
|
1,35 |
1,383085 |
3,45 |
0,681853 |
||
|
1,45 |
1,396526 |
3,55 |
0,64922 |
||
|
1,55 |
1,396865 |
3,65 |
0,61817 |
||
|
1,65 |
1,386001 |
3,75 |
0,588663 |
||
|
1,75 |
1,365807 |
||||
|
1,85 |
1,338049 |
||||
|
1,95 |
1,30434 |
||||
|
2,05 |
1,266109 |
3. м.
|
rk |
Br |
||||
|
0,1 |
0,123265 |
2,1 |
1,233478 |
||
|
0,2 |
0,222052 |
2,2 |
1, 194519 |
||
|
0,3 |
0,335688 |
2,3 |
1,153417 |
||
|
0,4 |
0,459747 |
2,4 |
1,110981 |
||
|
0,5 |
0,589431 |
2,5 |
1,067879 |
||
|
0,6 |
0,719459 |
2,6 |
1,024659 |
||
|
0,7 |
0,844728 |
2,7 |
0,981759 |
||
|
0,8 |
0,960817 |
2,8 |
0,939526 |
||
|
0,9 |
1,064291 |
2,9 |
0,898228 |
||
|
1 |
1,152826 |
3 |
0,858067 |
||
|
1,1 |
1,22518 |
3,1 |
0,819188 |
||
|
1,2 |
1,281067 |
3,2 |
0,781696 |
||
|
1,3 |
1,320969 |
3,3 |
0,745653 |
||
|
1,4 |
1,345932 |
3,4 |
0,711097 |
||
|
1,5 |
1,357376 |
3,5 |
0,678038 |
||
|
1,6 |
1,356924 |
3,6 |
0,64647 |
||
|
1,7 |
1,346274 |
3,7 |
0,616372 |
||
|
1,8 |
1,327097 |
3,8 |
0,587713 |
||
|
1,9 |
1,30097 |
||||
|
2 |
1,269335 |
двухкатушечный индукционный зонд скважина
Графики полученных значений
м.
График интегрального геометрического фактора
м.
График радиального геометрического фактора
График интегрального геометрического фактора
м.
Анализ результатов и обоснование принятого решения
Проанализировав полученные результаты можно сделать вывод, что наиболее подходящий зонд для заданных условий - это зонд длинной 3.5 м. Данный вывод был сделан на основании отношения полезного сигнала на интервале (0.9 - 2.0) и помехи на интервале (0 - 0.9).
м.
, м.
, м.
Полученное соотношение для зонда длинной 3.5 метров является наибольшим, поэтому этот зонд будет наиболее эффективен в данном интервале.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был подобран зонд такой длины, чтобы максимальный полезный сигнал в приемной катушке генерировался из той части среды, которая и составляет радиус исследований, а сигнал из зоны подавления существенно исключался. Радиальные характеристики позволяют:
1) установить те минимальные диаметры цилиндров, которые не оказывают заметного влияния па сигнал, т.е. диаметры зоны исключения;
2) определить те максимальные диаметры цилиндров, при которых влияние наружной среды весьма незначительно, т.е. глубинность исследования. Вертикальные характеристики дают возможность:
1) установить ту минимальную мощность пласта, при которой он может быть зафиксирован;
2) определить ту предельную мощность пласта, при которой можно пренебречь влиянием вмещающих пород на величину полного сигнала [2].
На показания зонда ИК влияют: температура, изменения влажности и атмосферного давления, а также посторонние предметы. Поэтому чтобы зонд работал эффективно, нужно постараться исключить эти факторы и чтобы зонд исключал сигнал из зоны подавления.
Список литературы
1. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е. И, Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин Учебник для вузов. М. Недра, 1984. - 432 с.
2. Дахнов В.Н. Промысловая геофизика. Методы промысловой геофизики, аппаратура и оборудование, электрические методы исследования скважин. М., Недра, 1972, 1982
3. Итенберг С.С. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. - М.: Недра, 1972.
4. Конспект лекций.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Основные параметры электромагнитного поля и механизмы его воздействия на человека. Методы измерения параметров электромагнитного поля. Индукция магнитного поля. Разработка технических требований к прибору. Датчик напряженности электромагнитного поля.
курсовая работа [780,2 K], добавлен 15.12.2011Исследование электрического поля методом зонда. Температурная зависимость сопротивления проводников и полупроводников. Определение удельного заряда электрона. Магнитное поле кругового тока и измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
учебное пособие [4,6 M], добавлен 24.11.2012Макроскопическое электромагнитное поле в сплошных неподвижных средах. Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Энергия электромагнитного поля и теорема Пойнтинга. Применение метода комплексных амплитуд. Волновой характер электромагнитного поля.
реферат [272,7 K], добавлен 19.01.2011Принцип действия расходомеров, их внешний вид. Явление электромагнитной индукции. Структурная схема электромагнитного преобразователя индукционного расходомера. Принцип работы счетчика жидкости с овальными шестернями. Коммерческая модель вольтметра.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 04.04.2013Анализ квантовой теории полей. Способ получения уравнения Клейна-Гордона-Фока для электромагнитного поля и его классическое решение, учитывающее соответствующие особенности. Процедура квантования (переход к частичной интерпретации электромагнитного поля).
доклад [318,7 K], добавлен 06.12.2012Приборы для измерения электромагнитного поля. Измерительные приемники и измерители напряженности поля. Требования к проведению контроля уровней ЭМП, создаваемых подвижными станциями сухопутной радиосвязи, включая абонентские терминалы спутниковой связи.
дипломная работа [613,2 K], добавлен 19.01.2015Механизмы воздействия магнитного поля на воду и конструкции аппаратов магнитной обработки воды. Сущность экспериментальных методов. Промышленное применение MWT. Подходы к измерению напряженности электромагнитного поля, используемые приемы и инструменты.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.07.2014Изучение электростатического поля системы заряженных тел, расположенных вблизи проводящей плоскости. Определение емкости конденсатора на один метр длины. Описание зависимости потенциала и напряженности в электрическом поле, составление их графиков.
контрольная работа [313,2 K], добавлен 20.08.2015Определение основных свойств монохроматического электромагнитного поля с использованием уравнения Максвелла для бесконечной среды. Комплексные амплитуды векторов, мгновенные значения напряженности поля, выполнение граничных условий на стенках волновода.
контрольная работа [914,8 K], добавлен 21.10.2012Концептуальное развитие основных физических воззрений на структуру и свойства электромагнитного поля в классической электродинамике. Системы полевых уравнений. Волновой пакет плоской линейно поляризованной электрической волны. Электромагнитные поля.
статья [148,1 K], добавлен 24.11.2008
