трехкомпонентный датчик магнитного поля

Формула изобретения

1. ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ ДАТЧИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащий взаимно ортогональные феррозонды и основание, на котором жестко закреплены катушки феррозондов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, основание выполнено в виде шара с отверстиями, в которых размещены феррозонды, закрепленные непосредственно в объеме шара.

2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения самоориентации, один из феррозондов расположен по одну, а два других - по другую сторону от одной из осей шара.

3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения положения корпуса прибора, каждая из трех пар феррозондов расположена на одной из трех взаимно ортогональных осей шара симметрично относительно его центра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к магнитометрии и может быть использовано для измерения двух и более компонент (составляющих) вектора магнитного поля в скважинах.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлен общий вид ферромагнитных датчиков; на фиг. 2 и 3 - варианты размещения ферромагнитных датчиков; на фиг. 4 - пример подключения феррозондовых датчиков к измерительной схеме магнитометра.

Блок ферромагнитных датчиков (см. фиг. 1) представляет собой основание в виде шара 1, выполненное из керамических или полимерных материалов, например эпоксидной смолы, полистирола, в котором размещены феррозонды 2, 3 и 4, образующие ортогональную систему датчиков. Шар 1 с помощью осей вращения 5, 6 и рамки 7 размещены в корпусе 8 скважинного прибора магнитометра. За счет соответствующего смещения феррозондов 2, 3 и 4 шар 1 с феррозондами имеет центр тяжести ниже оси 5, что обеспечивает ориентирование блока ферродатчиков в земном поле тяготения.

Обмотки 9, 10, 11 (см. фиг. 4) феррозондов подключены к измерительному блоку 12 магнитометра.

В зависимости от соотношения размеров в конкретных условиях феррозонды 2, 3, 4 могут быть расположены полностью в шаре 1 или выступать за его пределы. Полость корпуса 8 скважинного прибора, в которой размещен блок ферромагнитных датчиков, как правило, заполнена диэлектрической немагнитной жидкостью для выравнивания гидростатических давлений в скважине и корпусе 8 прибора, а также для успокоения колебаний блока ферромагнитных датчиков.

Зонды 2, 3, 4 могут быть расположены в шаре по разному (фиг. 1 и 2), для обеспечения полной симметрии системы каждый из феррозондов может состоять из двух элементов (фиг. 3).

В случае использования блока датчиков из двух феррозондов (например, 2 и 3) третий феррозонд 4 в системе отсутствует (штрих-пунктир на фиг. 4). В этом случае из шара 1 исключен любой из феррозондов (на чертеже не показано).

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от величины измеряемого магнитного поля в скважине меняются сигналы на обмотках 9, 10, 11 феррозондов 2, 3 и 4. Указанные сигналы обрабатываются измерительным блоком 12 магнитометра. Измерение производится в процессе перемещения скважинного прибора магнитометра, а значит, и блока ферромагнитных датчиков вдоль скважины. При изменении температуры окружающей среды, а значит, и изменении нагрева блока датчиков в шаре 1, являющемся пространственно однородным телом, происходит равномерное распределение тепловой энергии по его объему. Это обеспечивает одинаковые изменения размеров феррозондов и поддерживает постоянство взаимного расположения феррозондов относительно друг друга. Исключается возникновение составляющей систематической погрешности за счет нарушения ортогональности феррозондов. (56) Афанасьев Ю. В. Феррозондовые приборы. Л. : Энергоатомиздат, 1986, с. 117.