Двухконтурный калибратор

013609 Предпосылки создания изобретения Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к области ведения нефтепоисковых работ. Более точно, в настоящем изобретении описан способ калибровки многоэлементных каротажных устройств, используемых для обнаружения присутствия нефти в стволах скважин, пробуренных в толще пород. Уровень техники Приборы индукционного каротажа сопротивлений хорошо известны из техники. Приборы индукционного каротажа сопротивлений используют для определения удельной электрической проводимости и обратного ей удельного сопротивления толщ горных пород, в которых пробурен ствол скважины. Удельную проводимость толщи пород определяют, исходя из результатов измерения магнитного поля токов Фуко, которые прибор индуцирует в толще пород, прилегающей к стволу скважины. Среди прочего, удельную электрическую проводимость используют для прогнозирования содержания флюида в толщах пород. Как правило, при использовании обычного прибора индукционного каротажа с генераторами и приемниками (индукционными катушками), ориентированными вдоль оси ствола скважины, сложно обнаружить нефтегазоносные зоны, когда они расположены в многослойных или слоистых пластах. Эти пласты обычно состоят из тонких чередующихся слоев сланца и песка, при этом слои часто настолько тонки,что из-за недостаточной разрешающей способности обычного каротажного прибора их невозможно обнаружить по отдельности. В этом случае оценивают среднюю удельную проводимость толщи пород. В обычных методах индукционного каротажа используют катушки, навитые на изолирующий сердечник. На одну или несколько генераторных катушек подают переменный ток. Колебательное магнитное поле, создаваемое данной конструкцией, индуцирует в толщах пород токи, которые почти пропорциональны удельной проводимости толщ пород. Эти токи в свою очередь способствуют наведению напряжения в одной или нескольких приемных катушках. Путем выбора только составляющей напряжения, совпадающей по фазе с током генератора, получают сигнал, который приблизительно пропорционален удельной проводимости толщи пород. В обычной аппаратуре индукционного каротажа оси основной генераторной катушки и приемной катушки совмещены с продольной осью каротажного прибора. Данная конструкция имеет тенденцию индуцировать вторичные токовые контуры в толщах пород, соосных вертикально ориентированным генераторным и приемным катушкам. Получаемые результаты измерения удельной проводимости являются показателем горизонтальной удельной проводимости (или удельного сопротивления) окружающих толщ пород. Тем не менее, при геофизических исследованиях в скважинах встречаются различные толщи пород с анизотропной удельной проводимостью. Анизотропия является результатом того, каким образом происходило естественное осаждение пластов горной породы. Например, "одноосная анизотропия" характеризуется различием между горизонтальной удельной проводимостью в плоскости, параллельной плоскости напластования, и вертикальной удельной проводимостью в направлении, перпендикулярном плоскости напластования. В отсутствии наклона напластования горизонтальное удельное сопротивление может считаться проходящим в плоскости, перпендикулярной стволу скважины, а вертикальное удельное сопротивление - в направлении, параллельном стволу скважины. Обычные приборы индукционного каротажа, которые имеют тенденцию воспринимать только горизонтальную удельную проводимость толщ пород, не обеспечивают оценку вертикальной удельной проводимости или анизотропии. В поперечно ориентированных приборах индукционного каротажа характеристика расстановок поперечно ориентированных катушек также обусловлена средней удельной проводимостью, хотя в этой оценке преобладает относительно меньшая удельная проводимость нефтегазоносных песчаных слоев. Обычно объем сланца/песка в толще пород может быть определен по результатам гамма-каротажа или радиоактивного каротажа. Затем для определения удельной проводимости отдельных слоев сланца и песка может использоваться сочетание обычного прибора индукционного каротажа с генераторами и приемниками, ориентированными вдоль оси скважины, и поперечно ориентированного прибора индукционного каротажа. Одна, если не основная, сложность интерпретации данных, регистрируемых поперечно ориентированным прибором индукционного каротажа, связана с его восприимчивостью к скважинным условиям. В число этих условий входит присутствие проводящего скважинного флюида, а также влияние проникновения скважинного флюида. Качество данных, регистрируемых аппаратурой индукционного каротажа, зависит от распределения электромагнитного параметра (удельной проводимости) толщи пород, в которой действуют индукционные приемники прибора. Так, в идеальном случае, каротажный прибор измеряет магнитные сигналы, наведенные токами Фуко, протекающими через толщу пород. Колебания величины и фазы токов Фуко, происходящие в ответ на колебания удельной проводимости толщи пород, отображаются в виде соответствующих колебаний напряжения на выходе приемников. В обычной индукционной аппаратуре эти напряжения на приемных индукционных катушках преобразуют и затем обрабатывают с использованием фазочувствительных аналоговых датчиков или оцифровывают с помощью цифроаналоговых преобразователей, после чего обрабатывают с помощью алгоритмов обработки сигналов. Обработка позволяет оп-1 013609 ределить как амплитуду, так и фазу напряжения на приемных катушках относительно индукционного тока генератора или формы колебаний магнитного поля. Существует несколько ограничений, налагаемых аппаратным и программным обеспечением, которые сказываются на характеристиках обычного поперечного ориентированного прибора индукционного каротажа и приводят к возникновению ошибок в регистрируемых данных. Общие встречающиеся сложности рассмотрены в патентах US 6734675 и US 6586939, выданных на имя Fanini и др., правопреемником которых является правопреемник настоящей заявки, и содержание которых в порядке ссылки включено в настоящее описание. В патенте US 6586939 описан поперечно ориентированный прибор индукционного каротажа с генератором и приемником для глубинного определения свойств толщи пород, который имеет симметричный экранированный генератор с разделенными катушками и компенсационной катушкой между разделенными генераторными катушками, чтобы ослаблять вносимое в приемник изменяющееся во времени магнитное поле генератора. Прибор имеет симметричное экранирование катушек и заземление со стороны генератора или приемника лишь для ослабления индуцированных токов, вносимых в принимаемый сигнал. Между электронным оборудованием приемника и проводящим корпусом приемника, контактирующим с проводящим скважинным флюидом,находится изоляционный материал для ослабления паразитного тока, протекающего по контуру, образованному верхним корпусом, проходной трубой, нижним корпусом и скважинным флюидом вблизи корпуса зонда или сердечника. Предусмотрен внутренний проверочный контур для слежения за изменениями тока генератора в действительной и квадратурной составляющей принимаемого сигнала данных. В патенте US 6734675 описан поперечно ориентированный прибор индукционного каротажа с генератором и приемником для глубинного определения свойств толщи пород, который имеет симметричный экранированный генератор с разделенными катушками и компенсационной катушкой между разделенными генераторными катушками, чтобы ослаблять вносимое в приемник изменяющееся во времени магнитное поле генератора. Прибор имеет симметричное экранирование катушек и заземление со стороны генератора или приемника лишь для ослабления индуцированных токов, вносимых в принимаемый сигнал. Между электронным оборудованием приемника и проводящим корпусом приемника, контактирующим с проводящим скважинным флюидом, находится изоляционный материал для ослабления паразитного тока, протекающего по контуру, образованному верхним корпусом, проходной трубой, нижним корпусом и скважинным флюидом вблизи корпуса зонда или сердечника. Предусмотрен внутренний проверочный контур для слежения за изменениями тока генератора в действительной и квадратурной составляющей принимаемого сигнала данных. Краткое изложение сущности изобретения В одном из вариантов осуществления изобретения предложено устройство для оценки (состояния) прибора индукционного каротажа, используемого в стволе скважины. Каротажный прибор включает источник тока, который приводит в действие генераторную катушку каротажного прибора, и приемную катушку, разнесенную по оси от генераторной катушки и генерирующую сигнал в ответ на приведение в действие генераторной катушки. Устройство включает по меньшей мере один проводящий контур, который охватывает в осевом направлении генераторную катушку и(или) приемную катушку. Сигнал, генерируемый приемной катушкой, является показателем нарушения соосности генераторной катушки и приемной катушки. Один проводящий контур может охватывать как генераторную катушку, так и приемную катушку. Могут использоваться два электрически соединенных проводящих контура, один из которых охватывает генераторную катушку, а другой охватывает приемную катушку. Генераторная катушка может иметь ось (осевую линию), в основном параллельную или в основном ортогональную продольной оси каротажного прибора. Приемная катушка может иметь ось, в основном параллельную или в основном ортогональную продольной оси каротажного прибора. Устройство может дополнительно включать опору, на которой каротажный прибор поворачивается во множество угловых положений, в каждом из которых приводят в действие генератор, и процессор, который на основании сигналов, генерируемых в каждом из угловых положений, оценивает угол несоосности. Угол несоосности может быть оценен,исходя из угла поворота, при котором сигнал по существу равен нулю. В другом варианте осуществления изобретения предложен способ оценки прибора индукционного каротажа для использования в стволе скважины. В данном способе приводят в действие генераторную катушку. Приемная катушка генерирует сигнал в ответ на приведение в действие генераторной катушки. На основании сигнала оценивают угол несоосности генераторной катушки и приемной катушки. При осуществлении способа используют по меньшей мере один проводящий контур, охватывающий в осевом направлении генераторную катушку и(или) приемную катушку. Для этого может использоваться один проводящий контур. Может использоваться один контур, охватывающий генераторную катушку, и второй контур, охватывающий приемную катушку. Генераторная катушка может иметь ось, в основном параллельную или ортогональную продольной оси прибора. Приемная катушка может иметь ось, в основном параллельную или ортогональную продольной оси прибора. Каротажный прибор может поворачиваться во множество угловых положений, в каждом из которых приводят в действие генератор, и в каждом из угловых положений, на основании сигналов может быть оценен угол несоосности. Угол несоосности может быть оценен, исходя из угла поворота, при котором сигнал по существу равен нулю.-2 013609 Краткое описание чертежей Для лучшего понимания настоящего изобретения оно проиллюстрировано на приложенных чертежах, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями и на которых на фиг. 1 (уровень техники) схематически показан ствол скважины, пробуренной в слоистой толще пород, в который спущен прибор индукционного каротажа, используемый согласно изобретению; на фиг. 2 А (уровень техники) - иллюстрация обычного измерения удельного сопротивления в вертикальном направлении; на фиг. 2 Б (уровень техники) - иллюстрация обычного измерения удельного сопротивления в горизонтальном направлении; на фиг. 3 - общая блок-схема шагов осуществления настоящего изобретения; на фиг. 4 - иллюстрация скважинного имитатора удельной проводимости (ИУП или BCS, от английского - borehole conductivity simulator), используемого в настоящем изобретении; на фиг. 5 - иллюстрация устройства для калибровки поперечно ориентированных расстановок каротажного прибора; на фиг. 6 - иллюстрация устройства для калибровки продольно ориентированных расстановок каротажного прибора; на фиг. 7-8 - иллюстрация устройств для калибровки расстановок с поперечной составляющей ориентации по оси XY и на фиг. 9-10 - иллюстрация устройств для калибровки расстановок с поперечной составляющей ориентации по оси XZ. Подробное описание изобретения Конструкция предложенного в настоящем изобретении устройства позволяет улучшать стабильность и точность скважинного прибора индукционного каротажа и эксплуатационные качества, что в свою очередь повышает качество и делает более полезными скважинные данные, регистрируемые во время каротажа. Настоящее изобретение применимо для усовершенствования большинства известных приборов индукционного каротажа. Далее изобретение более подробно описано в порядке примера со ссылкой на приложенные чертежи. На фиг. 1 схематически показан ствол 1 скважины, пробуренной в слоистой толще пород, в который спущен прибор индукционного каротажа, используемый согласно изобретению. Показанный на фиг. 1 ствол скважины проходит через толщу пород, которая включает нефтегазоносный песчаный слой 3, расположенный между верхним и нижним сланцевыми слоями 5 и 7, имеющими более высокую удельную проводимость, чем нефтегазоносный песчаный слой 3. Прибор 9 индукционного каротажа, используемый при практическом осуществлении изобретения, спущен в ствол 1 скважины на каротажном кабеле 11, проходящем через противовыбросовый превентор 13 (показан схематически), который расположен на поверхности 15 земли. Наземное оборудование 22 включает источник электропитания для подачи электроэнергии в набор катушек 18 и процессор для обработки сигналов, принимающий и обрабатывающий электрические сигналы, поступающие от приемных катушек 19. В качестве альтернативы, источник электропитания и(или) процессор для обработки сигналов могут быть установлены на каротажном приборе. Ориентация ствола 1 скважины и каротажного прибора 9 относительно слоев 3, 5, 7 обусловлена двумя углами, один из которых, а именно, уголпоказан на фиг. 1. Определение этих углов описано,например, в патенте US 5999883, выданном на имя Gupta и др. Каротажный прибор 9 имеет набор 18 генераторных катушек и набор приемных катушек 19, при этом каждый набор катушек 18, 19 соединен с наземным оборудованием 22 посредством соответствующих проводников (не показаны), проходящих вдоль каротажного кабеля 11. Каждый набор катушек 18 и 19 включает три катушки (не показаны), расположенные таким образом, что набор имеет три магнитных дипольных момента во взаимно ортогональных направлениях, то есть направлениях х, у и z. Состоящий из трех катушек набор генераторных катушек передает сигналы Тх, Ту и Tz. Приемная катушка принимает сигналы Rx, Ry и Rz плюс три поперечных составляющих Rxy,Rxz и Rzy. Таким образом, набор 18 катушек имеет магнитный дипольный момент 26 а, 26b, 26 с, а набор 19 катушек имеет магнитный дипольный момент 28 а, 28b, 28 с. В одном из вариантов осуществления набор 18 генераторных катушек электрически изолирован от набора 19 приемных катушек. В одном из альтернативных вариантов осуществления в наборе 18 генераторных катушек каждая катушка электрически изолирована друг от друга, и в наборе 19 приемных катушек каждая катушка электрически изолирована друг от друга. Катушки с магнитным дипольным моментом 26 а и 28 а являются поперечными катушками,то есть они ориентированы таким образом, что магнитный дипольный момент ориентирован перпендикулярно оси ствола скважины, при этом направление магнитного дипольного момента 28 а противоположно направлению магнитного дипольного момента 26 а. Кроме того, наборы катушек 18 и 19 расположены в основном вдоль продольной оси каротажного прибора 9. Как показано на фиг. 2 А, обычные приборы индукционного каротажа имеют единую генераторную и приемную катушку, измеряющую удельное сопротивление в горизонтальном направлении. В обычном горизонтальном режиме, показанном на фиг. 2 А, удельные сопротивления соседних слоев высокоомно-3 013609 ого песка и низкоомного сланца представляются параллельными, из-за чего преобладающее влияние на результаты измерения удельного сопротивления оказывает низкоомный сланец. Как показано на фиг. 1 и 2 Б, в настоящем изобретении дополнительно используют поперечную катушку для измерения удельного сопротивления в вертикальном направлении. При измерении в вертикальном направлении удельные сопротивления высокоомного песка и низкоомного сланца представляются последовательными, из-за чего преобладающее влияние на результаты измерения последовательного удельного сопротивления в вертикальном направлении оказывает удельное сопротивление высокоомного песка. Для удобства далее описана нормальная работа прибора 9, показанного на фиг. 1 и 2 Б, только применительно к катушкам с дипольными моментами в направлении х, т.е. дипольными моментами 26 а и 28 а. Во время нормальной работы источник электропитания наземного оборудования 22 подает в набор 18 генераторных катушек переменный ток с частотой f1, в результате чего в толще пород индуцируется магнитное поле с магнитным дипольным моментом 26 а. В одном из альтернативных вариантов осуществления частоту качают в диапазоне от f1 до f2. Это магнитное поле распространяется в песчаном слое 3 и индуцирует ряд локальных токов Фуко в песчаном слое 3. Величина локальных токов Фуко зависит от их местоположения относительно набора 18 генераторных катушек, удельной проводимости толщи пород в каждом местоположении и частоты, на которой работает набор 18 генераторных катушек. В принципе,локальные токи Фуко действуют как источник, индуцирующий новые токи, которые снова индуцируют дополнительные новые токи и так далее. Токи, индуцированные в песчаном слое 3, индуцируют ответное магнитное поле в толще пород, которое не совпадает по фазе с переданным магнитным полем, но индуцирует ответный ток в наборе 19 приемных катушек. Величина тока, индуцированного в песчаном слое 3, зависит от удельной проводимости песчаного слоя 3, величины ответного тока в наборе 19 приемных катушек. Она также зависит от удельной проводимости и тем самым обеспечивает показатель удельной проводимости песчаного слоя 3. Тем не менее, магнитное поле, генерируемое набором 18 генераторных катушек, распространяется не только в песчаном слое 3, но также в скважинном флюиде и сланцевых слоях 5 и 7, в результате чего в скважинном флюиде и сланцевых слоях 5 и 7 индуцируются токи. На фиг. 3 в целом проиллюстрированы шаги осуществления настоящего изобретения с целью обеспечения надлежащего функционирования развернутого многоэлементного прибора индукционного каротажа. На шаге 101 осуществляют калибровку расстановок (компоновки) прибора, в частности, оценивают их постоянную передачи. Затем на шаге 103 окончательно проверяют согласованность настройки и калибровки. После этого на шаге 105 проверяют достаточность изоляции для предотвращения прохождения осевого тока между верхним и нижним корпусом/электронным оборудованием прибора через проходную трубу и проводники в процессе каротажа скважин, заполненных проводящим флюидом. Если говорить более подробно, целиком собранный прибор помещают в зону калибровки, имеющую меньшее число внешних проводящих деталей, способных повлиять на показания прибора (механизмов, измерительных приборов и т.д.). Например, при размещении прибора примерно в 15 футах (4,6 м) над землей показания прибора обычно ослабляются на величину менее около 10 мс/м. Прибор размещают параллельно земле, при этом расстановку юстируют таким образом, чтобы она была перпендикулярная земле. Верхний и нижний корпуса прибора соединяют со скважинным имитатором удельной проводимости (ИУП) и замыкают изоляцию. На фиг. 4 проиллюстрирован ИУП, включающий узел проводника 401 и сопротивления 410, который электрически связывает верхний корпус 405 и нижний корпус 404. Тем самым создается замкнутая цепь, образованная нижним корпусом 404, сопротивлением 410, верхним корпусом 405, проходной трубой, проходящей от нижнего корпуса до верхнего корпуса через сердечник 408. Величина сопротивления 410 может быть выбрана приблизительно равной общей величине активной проводимости, которую имеет прибор внутри ствола скважины в соответствии с его техническими характеристиками. Обычно выбирают величину активного сопротивления, приблизительно равную 20 Ом. В этом случае прибор становится высокочувствительным к осевому току, который может быть индуцирован генератором расстановки в следующем контуре: "верхний корпус - замкнутая проходная труба - нижний корпус - ИУП". Величина тока будет пропорциональна смещению катушек расстановки относительно их продольного выстраивания и величине сопротивления имитатора. Для уравновешивания расстановки ее генераторная катушка может быть перемещена в плоскости,параллельной земле. Это перемещение катушки осуществляют до тех пор, пока не будет достигнут абсолютный минимум показаний расстановки. После юстировки корпус генераторной катушки закрепляют внутри сердечника с помощью набора непроводящих винтов и(или) смолы. Чтобы существенно увеличить осевой ток при проведении этой контрольной процедуры и, следовательно, повысить точность уравновешивания расстановки, осуществляют замыкание изолятора между верхним корпусом и сердечником. Аналогичное позиционирование может быть осуществлено в вертикальном направлении. Как пояснено далее, прибор обладает более высокой чувствительностью к неточному позиционированию в вертикальном направлении, чем в горизонтальном направлении. С этой целью в каротажном приборе могут быть предусмотрены соответствующие установочные винты. После настройки первой горизонтальной расстановки прибор поворачивают вокруг оси и осуществляют аналогичную операцию со следующей горизонтальной расстановкой. Поскольку прибор обычно-4 013609 может иметь множество поперечных и наклонных расстановок, аналогичная настройка может быть предусмотрена для каждого датчика. После уравновешивания всех расстановок удаляют замкнутую изоляцию прибора и покрывают сердечник непроводящей уплотнительной втулкой. С целью калибровки постоянной передачи прибор помещают в калибровочную среду с низкой удельной проводимостью и вставляют в калибратор. Принцип калибровки заключается в подаче определенной магнитной нагрузки на калибруемую расстановку таким образом, чтобы ее показания были идентичны показаниям, которые должны быть получены при каротаже однородной толщи пород. Это делается с использованием калибратора, чьи электромагнитные параметры и согласование с прибором точно известны. С помощью калибратора обеспечивают нагрузку на прибор путем подачи определенного импеданса на вывод нормально разомкнутого контура калибратора. При этом разомкнутый контур отображает толщу пород с бесконечным удельным сопротивлением. В противоположность этому, путем замыкания контура получают отображение толщи пород почти с бесконечно высокой удельной проводимостью. Таким образом, любое значение удельной проводимости толщи пород соответствует своему единственному значению нагрузки на контур калибратора. Регистрацию калибровочного сигнала обычно осуществляют в режиме "подключенной - отключенной калибровочной нагрузки". Это различие в показаниях прибора отображает степень размаха напряжения на выходе прибора, когда удельная проводимость толщи пород меняется от 0 до калиброванного значения. Для осуществления калибровки расстановка прибора может быть ориентирована перпендикулярно земле, поскольку при этом улучшается согласованность измерений и очевидно ослабляется чувствительность поперечных расстановок к любым шумовым токам, которые могут циркулировать по поверхности земли вместо измеряемых токов (механизмы, радиостанции и т.д.). После того, как определена постоянная передачи прибора, показания прибора, когда калибровочный контур не нагружен, отображают удельную проводимость среды и, в частности, удельную проводимость земли. Эти данные необходимо знать и хранить для последующей обработки. Последним этапом калибровки является проверка симметричности прибора и его невосприимчивости к осевым токам. Общая симметричность прибора предполагает, что у одной и той же расстановки получают одинаковые показания удельной проводимости земли или среды при измерениях, направленных в сторону к земле или от земли. С этой целью прибор поворачивают на 180 вокруг его продольной оси. Отсутствие такой "чувствительности к направлению" является показателем нормальной работы прибора и обеспечивает соответствующую симметричность при эксплуатации в стволе скважины. Для проверки подавления осевых токов может быть проведено модифицированное испытание на ИУП с удаленной перемычкой в сквозном соединении. Таким образом, путем соединения и отсоединения ИУП от прибора получают абсолютное минимальное различие в показаниях, которое является показателем надлежащей работы в скважине без зависящей от толщи пород коррекции данных прибора. Это модифицированное испытание на ИУП может быть проведено, как это описано, или для сокращения длительности калибровки может быть проведено непосредственно после того, как определена постоянная передачи. Далее со ссылкой на фиг. 5 рассмотрим одну из конструкций контура соосности. Показан контур 501 соосности, окружающий расстановку (компоновку), в которой генераторная катушка 504 ориентирована в направлении X (Тх) и приемная катушка 508 ориентирована в направлении X (Rx). Также показана компенсационная катушка Вх 506. Эта расстановка имеет обозначение XX, в котором первая буква означает направление ориентации генераторной катушки, а последняя буква означает направление ориентации приемной катушки. В описании повсюду используется данная система обозначений. Расстановки XX и YY многоэлементного прибора в идеале расположены под углом 90 друг к другу. Когда эта взаимная ориентация не соблюдается, на характеристику поперечных составляющих (XY, YX) влияет часть показаний, соответствующей главной составляющей. В основу предложенного в настоящем изобретении способа измерения соосности положен анализ выходных данных системы с поперечными составляющими,когда прибор повернут внутри контура соосности. Контур 501 соосности представляет собой стационарный контур, расположенный таким образом,что его продольная ось и продольная ось каротажного прибора в основном совмещены. Он имеет такие размеры, чтобы обеспечивать в основном индуктивную связь с генератором, а также приемником обеих расстановок XX и YY. Важной особенностью настоящего изобретения является то, что за пределы контура не выходит ни один участок генератора или приемной катушки. В этом состоит отличие от известных из уровня техники устройств, в которых данное условие не соблюдается. Когда это условие не соблюдается, получаемые результаты калибровки чувствительны к положению калибровочного контура относительно генератора и приемных катушек и, следовательно, сомнительны. В показанной на фиг. 5 конструкции используется один калибровочный контур, в котором выполняется это условие. Этот один калибровочный контур охватывает в осевом направлении генераторную катушку и приемную катушку. Подробный анализ сигналов представлен далее. Каротажный прибор опирается внутри контура соосности на соответствующую опору (не показана), на которой каротажный прибор способен поворачиваться вокруг своей оси в известные угловые положения. На фиг. 6 проиллюстрирован контур соосности в сборе, применимый для обеспечения соосности-5 013609 расстановок ZZ в испытательном устройстве. Генератор TZ 601, компенсационная катушка BZ 603 и приемник RZ 605 расположены вдоль проходной трубы 615 и имеют общую продольную ось. Контур 610 соосности в основном имеет общую ось с приемником RZ 605 и в основном расположен по центру RZ. Как и в случае показанной на фиг. 5 конструкции, приемная катушка охвачена в осевом направлении калибровочным контуром 610. Далее рассмотрена калибровка расстановки с поперечными составляющими. На фиг. 7 проиллюстрирован вариант осуществления калибровки расстановки XY с использованием калибровочного блока. Он действует также как и калибровочный контур и может считаться одинаковым. Вдоль проходной трубы расположены генератор 701 и компенсационная катушка 703, ориентированные таким образом, чтобы создавать магнитный момент в направлении X. Вдоль той же проходной трубы расположен приемник 705, ориентированный таким образом, чтобы принимать составляющие магнитного момента в направлении Y. Контур 710 соосности проходит под углом 45 посередине между направлением X и направлением Y. Для упрощения иллюстрации не показано, что блок выходит за пределы генератора и приемных катушек. Специалистам в данной области техники ясно, что показанный на фиг. 5 и 7 контур соосности является громоздким и, вероятно, сложным для управления в полевых условиях. Далее рассмотрен один из вариантов осуществления настоящего изобретения, в котором устранен данный недостаток. На фиг. 8 проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления, в котором обеспечивают соосность расстановки XY. В положении генератора ТХ 801 расположен контур 815 соосности, а в положении приемника 805 с поперечной составляющей RXY расположен контур 810 соосности. Оба контура соосности ориентированы в том же направлении, что их соответствующий генератор/приемник. Контур 810 соосности и контур 815 соосности соединены электропроводом 820. С отдельными контурами 810 и 815 легче обращаться, чем с единым большим блоком, а за счет использования электрического соединения 820 они функционально эквиваленты показанному на фиг. 5 блоку 501. В проиллюстрированной на фиг. 8 конфигурации контур 815 охватывает в осевом направлении генераторную катушку 801, а контур 810 охватывает в осевом направлении приемную катушку. На фиг. 9 проиллюстрировано устройство для ориентирования расстановки с поперечной составляющей по оси XZ. Вдоль проходной трубы расположены генератор ТХ 901 и компенсационная катушка ВХ 903, ориентированные таким образом, чтобы создавать магнитный момент в направлении X. Вдоль проходной трубы расположен приемник RZ 905, ориентированный таким образом, чтобы воспринимать составляющие магнитных моментов по оси Z. Контур 920 соосности может быть расположен по центру между главным генератором 901 с ориентацией по оси X и приемником 905 с поперечной составляющей ориентации по оси Z и быть наклонен под углом 45 к продольной оси 910 прибора. Во время калибровки расстановки с ориентации по оси XZ показанное на фиг. 8 устройство отображает слабый сигнал. Этой сигнал имеет тенденцию отображать высокую чувствительность к углу. На фиг. 10 проиллюстрирован альтернативный вариант осуществления, в котором обеспечивают соосность установки с поперечной составляющей ориентации по оси XZ. Как и в случае проиллюстрированного на фиг. 8 устройства используют два контура. Вдоль проходной трубы расположены генератор ТХ 1001 и компенсационная катушка ВХ 1003, ориентированные таким образом, чтобы создавать магнитный момент в направлении X. Вдоль проходной трубы расположен приемник RZ 1005, ориентированный таким образом, чтобы воспринимать составляющие магнитных моментов по оси Z. Контур 1000 соосности расположен по центру генератора ТХ 1001, а контур 1015 соосности расположен на одной оси с приемником RZ 1005. Контур 1010 соосности и контур 1015 соосности соединены электропроводом 1020. В отличие от устройства, показанного на фиг. 10, при калибровке с использованием двух устройств соосности отображается сильный сигнал для XZ калибровки установки с поперечной составляющей ориентации по оси XZ. Далее подробно рассмотрено применение контура соосности для установления ориентации катушек. При изучении расстановки с поперечной составляющей ориентации характеристика по оси XY илиYX, получаемая путем вращения прибора внутри контура соосности, переходит через ноль всякий раз,когда генератор или приемная катушка перпендикулярна плоскости контура. Независимо от того, какая катушка (генераторная или приемная) в основном совмещена с контуром (находится в одной плоскости с ним), она испытывает максимальное согласование с контуром соосности. Когда положение соосной катушки колеблется в районе точки соосности с контуром соосности, происходит медленное изменение характеристики согласования между ними, соответствующее колебанию. Несоосная катушка испытывает минимальное согласование с контуром соосности. Когда положение несоосной катушки колеблется в районе этой точки минимального согласования, происходит резкое изменение согласования. Согласование становится равным нулю, когда несоосная катушка достигает перпендикулярного положения относительно контура соосности. Специалисту в данной области техники ясно, что на переходы через ноль характеристики согласования в значительной степени влияет катушка, находящаяся под прямым углом к контуру соосности, независимо от того, является ли перпендикулярная катушка приемником или генератором. В основном соосная катушка влияет незначительно или вообще не влияет на переход через ноль. Таким образом, угол между последовательными переходами через ноль отображает угол соосности меж-6 013609 ду двумя связанными катушками. С математической точки зрения индуктивная связь между двумя катушками напоминает косинусоидную функцию угла между ними. Таким образом, система характеристик согласования катушек в соосной системе поперечных составляющих и контура соосности задана следующим уравнением: Применив тригонометрические тождества, уравнение (1) можно упростить до а, поскольку В уравнении (4) показано, что на каждый цикл поворота прибора приходится два цикла колебаний. Если учесть угол несоосностимежду генератором и приемником, функцию характеристики теперь можно выразить в виде следующего уравнения: в котором каждая косинусоидная функция отображает характеристику отдельных катушек с поперечной составляющей ориентации. Легко понять, что когда или когда Согласно уравнению (7) угол между последовательными переходами через ноль отображает угол соосности между катушками с поперечными составляющими ориентации. В связи с этим, для измерения угла несоосности между генератором и приемником может применяться наглядный графический подход. В качестве альтернативы, для анализа характеристики системы угол несоосности может определить просто с помощью функции тригонометрической регрессии. Применив тригонометрические тождества к уравнению (5), характеристику несоосной системы можно записать в виде следующего уравнения: Последняя формула из уравнения (8) показывает, что графическое отображение характеристики согласования несоосной системы с поперечной составляющей ориентации напоминает синусоидальную функцию. Период этой синусоиды равен 180 и имеет сдвиги как по оси абсцисс, так и оси ординат. Сдвиг по оси абсцисс равен , а сдвиг по оси ординат равен (K/2)sin. Характеристика согласования также имеет форму A sin(x+В)+С, где А=K/2, В =, а С=(K/2)(sin. Коэффициент В, полученный путем такого приближения, отображает угол несоосности. Таким образом, к этой кривой может быть приближена характеристика поперечной составляющей. На основании изменений произведения М = MT-CMC-R, в котором MT-C означает взаимную индуктивность генератора и корректирующих катушек, a MR-C. означает взаимную индуктивность корректирующих и приемных катушек, можно проанализировать чувствительность к возможному смещению вдоль продольной оси прибора и по вертикали. Как показывают измерения, гибкость при горизонтальном позиционировании обычно составляет 1 дюйм, и около половины этой величины при вертикальном позиционировании, что существенно не влияет на индукционную характеристику. Чтобы соответствующим образом позиционировать расстановки, генераторную катушку одной расстановки перемещают в направлении, перпендикулярном земле. Это перемещение катушки осуществля-7 013609 ют до тех пор, пока не будет определен абсолютный минимум характеристики согласования. После юстировки корпус генераторной катушки закрепляют внутри сердечника. После настройки первой горизонтальной расстановки прибор поворачивают вокруг оси и осуществляют аналогичную операцию с другой горизонтальной расстановкой. Аналогичная настройка может быть предусмотрена для прибора, имеющего множество поперечных и наклонных расстановок. После уравновешивания всех расстановок удаляют замкнутую изоляцию прибора и покрывают сердечник непроводящей уплотнительной втулкой. Осуществляют окончательную проверку уравновешенности катушек и согласованности калибровки. С целью калибровки постоянной передачи прибор помещают в калибровочную среду с низкой удельной проводимостью и вставляют в калибратор. Подают магнитную нагрузку, применимую для калибровки расстановки таким образом, чтобы ее показания были идентичны показаниям, которые должны быть получены при каротаже однородной толщи пород. Магнитную нагрузку подают с помощью описанного калибратора с использованием известных электромагнитных параметров и параметров согласования. Нагрузка на прибор может быть достигнута путем подачи определенного импеданса на вывод нормально разомкнутого контура калибратора. При этом разомкнутый контур отображает толщу пород с бесконечным удельным сопротивлением. После замыкания контура он отображает толщу пород почти с бесконечно высокой удельной проводимостью (ограниченной только внутренним импедансом проводов контура калибратора). Таким образом, может быть выбрана нагрузка на калибровочный контур, эффективно отображающая значения удельной проводимости заданной толщи пород. Подразумевается, что при управлении и обработке данных может использоваться компьютерная программа, реализованная на соответствующем машиночитаемом носителе, позволяющем процессору осуществлять управление и обработку. Машиночитаемый носитель может включать ПЗУ, СППЗУ, ЭППЗУ, флэш-память и оптические диски. Несмотря на то, что в описании раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения,для специалиста в данной области техники будут очевидны различные усовершенствования. Предполагается, что изобретение охватывает все изменения, входящие в сущность и объем приложенной формулы изобретения. Следующие определения могут быть полезны для понимания настоящего изобретения: соосность: надлежащее позиционирование или состояние юстировки элементов относительно друг друга; калибровка: стандартизация путем определения отклонения от стандарта с целью нахождения верных поправочных коэффициентов; катушка: один или несколько витков, возможно круглых или цилиндрических токонесущего проводника, способного генерировать магнитное поле; ЭСППЗУ: электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство; охватывать: полностью окружать; СППЗУ: стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство; флэш-память: энергонезависимая перезаписываемая память; машиночитаемый носитель: нечто, на(в) чем может храниться информация в форме, понятной компьютеру или процессору; нарушение соосности: состояние несовпадения осей или неверной юстировки; оптический диск: носитель в форме диска, в котором для хранения и извлечения информации используют оптические методы; позиционирование/позиция: действие размещения или установки; точка или область, занимаемая физическим объектом; квадратура: сдвиг по фазе на 90 и ПЗУ: постоянное запоминающее устройство; ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для оценки состояния используемого в стволе скважины прибора индукционного каротажа, снабженного генераторной катушкой и приемной катушкой, разнесенной по оси от генераторной катушки, причем устройство включает по меньшей мере один проводящий контур, который охватывает в осевом направлении по меньшей мере генераторную катушку или приемную катушку, и процессор, обеспечивающий на основании сигнала, генерируемого приемной катушкой в ответ на приведение в действие генераторной катушки, возможность оценки нарушения соосности генераторной и приемной катушек. 2. Устройство по п.1, содержащее один проводящий контур, охватывающий в осевом направлении генераторную катушку и приемную катушку. 3. Устройство по п.1, содержащее первый проводящий контур, охватывающий в осевом направлении генераторную катушку, и второй проводящий контур, электрически соединенный с первым контуром и охватывающий в осевом направлении приемную катушку.-8 013609 4. Устройство по п.1, в котором генераторная катушка имеет ось, которая параллельна продольной оси каротажного прибора или в основном ортогональна продольной оси каротажного прибора. 5. Устройство по п.1, в котором приемная катушка имеет ось, которая параллельна продольной оси каротажного прибора или в основном ортогональна продольной оси каротажного прибора. 6. Устройство по п.1, дополнительно включающее опору, на которой каротажный прибор способен поворачиваться во множество угловых положений, в каждом из которых приводят в действие генератор,а процессор способен обеспечивать оценку угла несоосности на основании сигналов, генерируемых в каждом из множества угловых положений. 7. Устройство по п.6, в котором процессор способен определять угол несоосности, по меньшей мере частично, путем использования следующей зависимости: в которой K означает коэффициент усиления,означает угол между одной из катушек и плоскостью, образованной по меньшей мере одним проводящим контуром, аозначает угол несоосности. 8. Устройство по п.6, в котором процессор способен определять угол несоосности, исходя из оценки угла поворота, при котором сигнал, по существу, равен нулю. 9. Способ оценки состояния используемого в стволе скважины прибора индукционного каротажа,снабженного генераторной катушкой и приемной катушкой, разнесенной по оси от генераторной катушки, при осуществлении которого используют по меньшей мере один проводящий контур и позиционируют каротажный прибор таким образом, чтобы проводящий контур охватывал в осевом направлении, по меньшей мере, генераторную катушку или приемную катушку, и осуществляют на основании сигнала,генерируемого приемной катушкой в ответ на приведение в действие генераторной катушки, оценку нарушения соосности генераторной и приемной катушек. 10. Способ по п.9, в котором при позиционировании каротажного прибора используют один проводящий контур, охватывающий в осевом направлении генераторную катушку и приемную катушку. 11. Способ по п.9, в котором при позиционировании каротажного прибора используют первый проводящий контур, охватывающий в осевом направлении генераторную катушку, и второй проводящий контур, электрически соединенный с первым контуром и охватывающий в осевом направлении приемную катушку. 12. Способ по п.9, в котором генераторная катушка имеет ось, которая параллельна продольной оси каротажного прибора или, в основном, ортогональна продольной оси каротажного прибора. 13. Способ по п.9, в котором приемная катушка имеет ось, которая параллельна продольной оси каротажного прибора или, в основном, ортогональна продольной оси каротажного прибора. 14. Способ по п.9, при осуществлении которого поворачивают каротажный прибор во множество угловых положений, в каждом из которых приводят в действие генератор, а при оценке угла несоосности используют сигналы, генерируемые в каждом из множества угловых положений. 15. Способ по п.14, в котором при определении несоосности используют следующую зависимость: в которой K означает коэффициент усиления,означает угол между одной из катушек и плоскостью, образованной по меньшей мере одним проводящим контуром, аозначает угол несоосности. 16. Способ по п.14, в котором при определении угла несоосности оценивают угол поворота, при котором сигнал, по существу, равен нулю.