(57) 1. Устройство для измерения удельного сопротивления горных пород через проводящую трубу в скважине, содержащее зонд, выполненный с возможностью перемещения в скважине; группу потенциальных измерительных электродов, расположенных на зонде на расстоянии друг от друга и выполненных с возможностью создания электрического контакта с указанной трубой; по меньшей мере один токовый питающий электрод, расположенный на зонде и выполненный с возможностью создания электрического контакта с указанной трубой; цифровую схему для измерения напряжения, выполненную с возможностью управляемого соединения с выбранными измерительными приемными электродами; первый обратный токовый электрод, соединённый с трубой вблизи земной поверхности, и второй обратный токовый электрод, расположенный вблизи земной поверхности на расстоянии в стороне от первого токового электрода, а также переключатель для выбора пути возврата для измерительного тока от токового питающего электрода к одному из обратных токовых электродов.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цифровая схема для измерения напряжения содержит по меньшей мере 24-разрядный аналого-цифровой преобразователь.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что частота выборки аналого-цифрового преобразователя по меньшей мере в тысячу раз превышает частоту электрического тока, подаваемого по меньшей мере на один токовый питающий электрод.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит синтезирующий цифровой источник тока, подключенный по меньшей мере к одному токовому питающему электроду.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанный источник тока выполнен с возможностью генерирования постоянного тока с переключаемой полярностью.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанный источник тока выполнен с возможностью генерирования постоянного тока с переключаемой полярностью, рабочий цикл которого составляет менее ста процентов.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанный источник тока выполнен с возможностью генерирования переменного тока заданной частоты и формы.
8. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанный источник тока выполнен с возможностью генерирования псевдослучайной бинарной последовательности.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит по меньшей мере один управляемый источник фокусирующего тока, электрически подключенный к электродам фокусирующего тока, размещенным на зонде, для поддержания выбранного падения напряжения на паре опорных потенциальных электродов.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что цифровая схема для измерения напряжения выполнена с возможностью определения смещения постоянного тока на потенциальных измерительных электродах при их, по существу, непрерывной работе.
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно содержит переключатель, выполненный с возможностью избирательного соединения электродов фокусирующего тока с источником фокусирующего тока и цифровой схемой для измерения напряжения.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит процессор, соединённый с переключателем, причем процессор выполнен с возможностью управления переключателем для соединения электродов с цифровой схемой для измерения напряжения, с источником питающего тока и с источником фокусирующего тока.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что процессор выполнен с возможностью выбора соответствующих соединений электродов посредством интерпретации командных сигналов, переданных устройству от управляющего блока, расположенного на земной поверхности.
14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что процессор выполнен с возможностью выбора соответствующих соединений электродов на основе измерения падения напряжения по меньшей мере на двух электродах.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит первый переключатель, управляемо соединяющий группу потенциальных измерительных электродов, токовый питающий электрод и цифровую схему для измерения напряжения, и второй переключатель, управляемо соединяющий группу потенциальных измерительных электродов, токовый питающий электрод и источник измерительного тока для проведения измерений падения напряжения по меньшей мере на одной из выбранных изучаемых глубин и при выбранной аксиальной разрешающей способности.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что содержит контроллер, расположенный вблизи зонда, причем контроллер выполнен с возможностью автоматического управления работой первого и второго переключателей.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что контроллер запрограммирован для автоматического управления работой первого и второго переключателей в соответствии с предварительно заданной последовательностью.
18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что контроллер выполнен с возможностью выделения команд, передаваемых с земной поверхности, для перепрограммирования режима работы первого и второго переключателей.
19. Способ измерения удельного сопротивления горных пород изнутри проводящей трубы в скважине, в котором пропускают электрический ток между первой позицией в скважине через проводящую трубу и второй позицией, расположенной на трубе возле земной поверхности; преобразуют в цифровую форму падение напряжения, измеренного между третьей и четвёртой позициями, которые расположены на трубе между первой и второй позициями; пропускают электрический ток между первой позицией и пятой позицией, расположенной вблизи земной поверхности на удалении от трубы; повторяют преобразование в цифровую форму падения напряжения, измеренного между третьей и четвёртой позициями; и определяют удельные сопротивления горных пород по преобразованному в цифровую форму падению напряжения.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что перемещают первую, вторую и третью позиции и повторяют первое и повторное преобразования в цифровую форму.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что пропускают фокусирующий ток вдоль трубы, который формируют таким образом, чтобы ограничить поток тока от первой позиции к пятой позиции в горизонтальном направлении в окрестности скважины.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что управляют амплитудой фокусирующего тока таким образом, чтобы падение напряжения, измеренное вдоль оси скважины между разными позициями, оставалось, по существу, равным нулю.
23. Способ по п.19, отличающийся тем, что управляют рабочим циклом тока, протекающего от скважины ко второй и пятой позициям возле земной поверхности, для согласования с кажущейся удельной электропроводностью горных пород.
24. Способ по п.19, отличающийся тем, что цифровую выборку выполняют со скоростью, по меньшей мере в тысячу раз превышающей частоту тока, протекающего от первой позиции, для обеспечения возможности определения переходных процессов.
25. Способ по п.19, отличающийся тем, что пропускание электрического тока между первой позицией и четвёртой позицией и пропускание электрического тока между первой позицией и пятой позицией выполняют с переключением полярности постоянного тока.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что частота переключений находится в диапазоне от 0,2 до 20 Гц.
27. Способ по п.25, отличающийся тем, что переключение выполняют в соответствии с псевдослучайной бинарной последовательностью.
28. Способ по п.19, отличающийся тем, что пропускают переменный электрический ток между первой позицией и четвёртой позицией и между первой позицией и пятой позицией.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что частота переменного тока находится в диапазоне от 0,2 до 20 Гц.
30. Способ по п.19, отличающийся тем, что определяют аксиальное расстояние между второй и третьей позициями в соответствии с ожидаемым удельным сопротивлением горных пород.
31. Способ по п.30, отличающийся тем, что создают первоначальную модель горных пород, оценивают удельные сопротивления горных пород по преобразованным в цифровую форму измерениям напряжения и определяют аксиальное расстояние на основе различий между первоначальной моделью и полученными в результате оценки значениями удельных сопротивлений.
32. Способ по п.19, отличающийся тем, что определяют аксиальное расстояние между первой позицией и по меньшей мере одной из двух, второй и третьей, позиций в соответствии с ожидаемым сопротивлением горных пород.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что создают первоначальную модель горных пород, оценивают удельное сопротивление горных пород по преобразованным в цифровую форму измерениям напряжения и определяют аксиальное расстояние на основе различий между первоначальной моделью и полученными в результате оценки значениями удельных сопротивлений.
34. Способ по п.32, отличающийся тем, что пропускают фокусирующий ток через трубу в выбранных аксиальных положениях, при этом аксиальные положения для пропускания фокусирующего тока выбирают на основании по меньшей мере одной первоначальной модели с учетом различий между этой моделью и полученными оценками удельных сопротивлений, для ограничения области прохождения электрического тока, протекающего от первой позиции, предварительно определенной геометрией.
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что регулируют амплитуду фокусирующего тока на основании по меньшей мере одной первоначальной модели с учетом различий между этой моделью и полученными оценками сопротивлений.
36. Способ по п.34, отличающийся тем, что измеряют падение напряжения между выбранными контрольными позициями вдоль трубы и регулируют амплитуду фокусирующего тока таким образом, чтобы падение напряжения между выбранными контрольными позициями было, по существу, равным нулю.
| 
