УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ Российский патент 1994 года по МПК G01V3/00 

Изобретение относится к электрическим методам разведки и может быть использовано при прямых поисках месторождений полезных ископаемых.

Известна электроразведочная станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническими токами [1], содержащая кварцевый задающий генератор, делители частоты, инвертор, источник постоянного тока, оптроны, логометр, двухканально избирательные усилители, импульсный формирователь отметок, переключатель рода работ, радиостанция, датчик сигналов, измеритель интервального времени, которая регистрирует параметры электромагнитного поля и на основании их осуществляется вручную или с помощью цифровых ЭВМ вычисления кажущегося сопротивления, на основании которых делаются выводы о строении глубинного разреза земной коры исследуемого района, а на основании его осуществляют прогнозирование местоположения месторождений полезных ископаемых, причем точность и достоверность такого процесса прогнозирования невысока.

Известная станция частотного электромагнитного зондирования [2], содержащая генератор постоянного тока, мостовой тиратронный инвертор, задающий генератор синусоидальных импульсов, формирующее устройство, пересеченную схему, схему сеточного управления, передатчик; приемник, питающий диполь, калибровочное сопротивление, переключатель, квазирезонансный усилитель, вольтметр, калибровочный делитель, приемный диполь, избирательные усилители, шлейфовый осциллограф, катодный осциллограф, выпрямитель, фильтры, катодный вольтметр, формирующее устройство, которое регистрирует величину тока и напряжения, а по ним вручную или с помощью цифровых ЭВМ определяется кажущееся сопротивление, на основании которого делают выводы о строении глубинного разреза исследуемого района, а на основании его осуществляют прогнозирование местонахождения месторождений полезных ископаемых, причем точность и достоверность такого процесса прогнозирования невысока.

Прототипом является устройство для определения электропроводности горных пород [3] , содержащее генератор, генераторную рамку, приемную рамку, избирательный усилитель (первый), компенсатор (первый), устройство регулирования амплитуд и фаз (блок синхронизации), усилитель (первый), калибровочная цепь, детектор (первый), измерительный прибор (первый регистратор), которое измеряет параметры электромагнитного поля, на основании которых вычисляется электропроводность, а на основании этого делают выводы о глубинном строении исследуемого района, затем осуществляют прогнозирование местонахождения месторождений полезных ископаемых, причем точность и достоверность такого процесса прогнозирования невысока.

Однако известные устройства только регистрируют параметры электромагнитного поля, на основании которых в большинстве случаев с помощью ЭВМ производятся расчеты кажущегося сопротивления и электропроводности, на основании которых осуществляют прогнозирование местонахождения полезных ископаемых, причем такое прогнозирование имеет значительные погрешности.

Эти погрешности получаются за счет того, что получаемые результаты исследования сравниваются с палеточными данными - эталонами. Однако в основу этих упрощенных расчетов палеток заложена однородная среда, а сами палетки рассчитаны в основном на 2-слойные однородные среды и самое большое на 3-слойные однородные среды. Однако геологическая среда неоднородная, многослойная среда также обладает свойством анизотропности, поэтому эти упрощения и допущения дают значительные ошибки в прогнозировании местонахождения месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение точности и достоверности определения качественного состава разведуемых геологических и других объектов с указанием их глубины залегания за счет автоматизации, одновременной регистрации и обработки сигнала в процессе электроразведки.

Это достигается тем, что в известное устройство (3), содержащее первый регистратор, генераторную рамку и генератор, соединенный с блоком синхронизации и блоком усиления мощности и измерения тока, а также последовательно соединенные приемную рамку, первый избирательный усилитель, первый компенсатор; первый усилитель, первый детектор, введены последовательно соединенные приемный диполь, второй избирательный усилитель, второй компенсатор, третий усилитель, третий детектор, система распознавания, групповые выходы которой подключены одновременно к второму регистратору и счетно-решающему блоку, а вход соединен с первым регистратором и четвертым усилителем, соединенным с питающим диполем и вторым избирательным усилителем, счетно-решающий блок, выход которого подключен к второму регистратору, а входы - соответственно к первому, третьему и второму детекторам, причем последний своим выходом соединен с блоком усиления мощности и измерения тока, подключенным к питающему диполю и генераторной рамке, второй усилитель, выходом подключенный к блоку синхронизации, а входами - соответственно к приемному диполю и приемной рамке, второй компенсатор, выход которого соединен с избирательным усилителем, а вход - с третьим усилителем.

Высокая точность обнаружения объектов исследования осуществляется системой распознавания, являющейся одновременно многослойным оптимальным фильтром с обратными связями и анализатором случайных процессов, т.е. одно устройство имеет два назначения. Обученная на известных геологических объектах (например, нефтяных месторождений), т.е. на реальных сигналах, полученных с этих известных месторождений, система распознавания с большой точностью определяет геологические объекты неизвестных районов. Это достигается тем, что, во-первых, используется при обучении реальный сигнал от реальной геологической среды, во-вторых, на основе этих сигналов происходит настройка звеньев блоков системы распознавания, а также за счет того, как сам процесс обучения, так и затем распознавание ведется неоднократно, т.е. путем селекции, фильтра этого процесса обучения и распознавания.

Однако система распознавания участвует также в определении глубины геологического объекта.

В момент регистрации обнаруженного объекта выдается глубина залегания объекта с помощью счетно-решающего блока, на основе значения силы тока питающего канала и разницы значения величин, поступающих в этот блок соответственно с приемных каналов электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля. Сам процесс вычисления происходит по сигналу системы распознавания, определяющeй в этот момент новый пласт (уголь, песчаник и т. д.).

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-10.

Устройство (фиг. 1) включает генератор 1, блок 2 усиления мощности и измерения тока, питающий диполь 3, генераторную рамку 4, приемную рамку 5, первый избирательный усилитель 6, первый компенсатор 7, первый усилитель 8, первый детектор 9, второй усилитель 10, второй детектор 11, счетно-решающий блок 12, блок 13 синхронизации, приемный диполь 14, второй избирательный усилитель 15, второй компенсатор 16, третий усилитель 17, третий детектор 18, четвертый усилитель 19, первый регистратор 20, систему распознавания 21, второй регистратор 22.

Выход генератора 1 соединен с блоком 13 синхронизации, а выход - с блоком 2 усиления мощности и измерения тока, подключенным одним из выходов к питающему диполю 3 и генераторной рамке 4, а другим - к второму детектору 11, подключенному к счетно-решающему блоку 12.

Приемная рамка 5, первый избирательный усилитель 6, первый компенсатор 7, первый усилитель 8 и первый детектор 9 соединены между собой последовательно, причем выход первого детектора 9 подключен к счетно-решающему блоку 12, питающий диполь 14 подключен к четвертому усилителю 19 и второму избирательному усилителю 15, подключенному к второму компенсатору 16, выход которого подключен к третьему усилителю 17, соединенному с третьим детектором 18, подключенным к счетно-решающему блоку 12.

Система распознавания 21 своим входом подключена одновременно к четвертому усилителю 19 и первому регистратору 20, а групповыми выходами - одновременно к второму регистратору 22 и счетно-решающему блоку 12, выход которого подключен к второму регистратору 22.

На фиг.2 показано соединение системы распознавания 21 с блоками устройства, где приемный диполь 14, усилитель 19, первый регистратор 20, второй регистратор 22 и система распознавания 21, счетно-решающий блок 12.

Система распознавания 21 содержит блок 23 ввода информации (преобразователь аналог - код), дешифратор 24, первую матрицу элементов И 25, первую матрицу 26 ключей, первыe интеграторы 27, первый блок пороговых элементов 28, вторую матрицу элементов И 29, вторую матрицу ключей 30, вторые интеграторы 31, второй блок 32 пороговых элементов, третью матрицу элементов И 33, третью матрицу ключей 34, сумматоры 35, третьи интеграторы 36, первый блок 37 управления, первый блок 38 коррекции связей, первые аналоговые ключи 39, второй блок 40 управления, второй блок 41 коррекции связей, вторые аналоговые ключи 42, третий блок 43 управления, выключатель 44, третий блок 45 коррекции связей, третьи аналоговые ключи 46, первый коммутатор 47, блок 48 памяти, переключатель 49, второй коммутатор 50.

Блок ввода информации 23 соединен с первым блоком 37 управления и дешифратором 24, первая матрица 26 ключей - с первыми интеграторами 27, первыми аналоговыми ключами 39 и первой матрицей элементов И 25, одни выходы которой соединены с дешифратором 24 и первым блоком 38 коррекции связей, а другие входы - с первым блоком 37 управления, один из выходов которого соединен с первым блоком 38 коррекции связей и первыми аналоговыми ключами 39.

Первый блок пороговых элементов 28 соединен с первыми интеграторами 27, с одними из выходов второго блока 40 управления, одновременно с одними из входов второго блока 41 коррекции связей и одними из входов второй матрицы элементов И 29, другие входы последней соединены с соответствующими входами второго блока 40 управления, один из выходов которого соединен с вторым блоком 41 коррекции связей и одним из выходов вторых аналоговых ключей 42, а другой выход - с другим входом вторых аналоговых ключей 41, а последний выход - с одним из входов третьих аналоговых ключей 46.

Вторая матрица ключей 30 соединена с второй матрицей элементов И 29, вторыми аналоговыми ключами 42 и вторыми интеграторами 31.

Второй блок 32 пороговых элементов соединен с вторыми интеграторами 31, с одними из выходов третьего блока 43 управления, одновременно с одними из входов третьего блока 45 коррекции связей и одними из входов третьей матрицы элементов И 33, другие входы которых соединены с третьим переключателем 44 и соответствующими входами третьего блока 43 управления, один из выходов которого соединен с соответствующим входом третьего блока 45 коррекции связей и третьими аналоговыми ключами 46.

Третья матрица ключей 34 соединена с третьей матрицей элементов И 33, с третьими аналоговыми ключами 46 и сумматорами 35, соединенными с третьими интеграторами 36, выходы которых соединены с вторым регистратором 22 и счетно-решающим блоком 12 устройства.

Первый коммутатор 46 соединен с первым 37, вторым 40, третьим 43 блоками управления, первыми 39, вторыми 42 и третьими 45 блоками коррекции связей и блоком 48 памяти, входы которого соответственно подсоединены к третьему блоку 43 управления и переключателю 49.

Второй коммутатор 50 соединен вторым переключателем 49 с первым 38, вторым 41 и третьим 45 блоками коррекции связей, причем последний из этих трех блоков соединен с выключателем 44.

На фиг.3 показано соединение с блоками устройства счетно-решающего блока 12 и его блок-схема, которая содержит узел деления 51, первый узел 52 умножения, второй узел 53 умножения, узел 54 суммирования и узел 55 управления.

Узел 51 деления, первый 52 и второй 53 узлы умножения, узел 54 суммирования соединены последовательно.

Узел 55 управления подключен к соответствующим входу узла 51 деления, первого 52 и второго 53 узлам умножения и узлу 54 суммирования.

Выход узла 54 суммирования подключен к второму регистратору 22 устройства, входы узла деления 51 - к второму детектору 11 и третьему детектору 18 устройства, второй узел 55 умножения - к первому детектору 9 устройства.

На фиг.4 показано соединение с блоками 21 системы распознавания первого блока 37 управления и его блок-схема, которая содержит первый двоичный счетчик 56, первую, вторую и n-ю схемы узлов совпадения (57, 58, 59), первый элемент И 60, кольцевой счетчик 61, второй двоичный счетчик 62, второй элемент И 63, триггер 64.

Первый двоичный счетчик 56 одиночным выходом соединен с кольцевым счетчиком 61, а групповыми выходами - с соответствующими входами узлов схем совпадения (57, 58, 59), которые подключены к первому элементу И 60.

Кольцевой счетчик 61, второй двоичный счетчик 62, второй элемент И 63 и триггер 64 соединены последовательно, при этом групповые выходы кольцевого счетчика 61 соединены с первой матрицей элементов И 25 системы распознавания 21, а триггер 64 - с первым коммутатором 47 системы распознавания 21.

Вход двоичного счетчика 56 подсоединен к соответствующему входу первого коммутатора 47 системы распознавания 21.

Выход первого элемента И 60 соединен одновременно с первым блоком 38 коррекции связей и первыми аналоговыми ключами 39 системы 21 распознавания.

На фиг.5 показано соединение с блоками системы распознавания 21 второго блока управления 40, который содержит первый триггер 65, первый кольцевой счетчик 66, двоичный счетчик 67, второй кольцевой счетчик 68, второй триггер 50.

Первый триггер 65 соединен одновременно с первым кольцевым счетчиком 66 и двоичным счетчиком 67, подключенным к второму кольцевому счетчику 68, соединенному с вторым триггером 69.

Вход первого триггера 65 соединен с первым коммутатором 47 системы 21 распознавания, а второй выход триггера 65 - одновременно с вторым блоком 41 коррекции связей и вторыми аналоговыми ключами 42 системы 21 распознавания. Групповые выходы первого кольцевого счетчика 66 подключены к второй матрице элементов И 29 системы распознавания 21, групповые выходы второго кольцевого счетчика 68 - к первому блоку 28 пороговых элементов.

Выходы второго триггера 69 подсоединены к соответствующим входам вторых аналоговых ключей 42, третьих аналоговых ключей 46 и второму коммутатору системы 21 распознавания.

На фиг. 6 показано соединение с блоками системы распознавания третьего блока управления 43 и блок-схема, которая содержит первый триггер 70, первый кольцевой счетчик 71, второй кольцевой счетчик 72, которые соединены между собой последовательно. Выход второго кольцевого счетчика 72 одновременно соединен с вторым триггером 73 и блоком 48 памяти системы распознавания. При этом вход первого триггера 70 соединен с первым коммутатором 47 системы 21 распознавания, а второй выход первого триггера 70 соединен одновременно с третьим блоком 45 коррекции связей и третьими аналоговыми ключами 46 системы 21 распознавания.

Групповые выходы второго кольцевого счетчика 72 подключены к второму блоку 32 пороговых элементов, а первого кольцевого счетчика 71 - к переключателю 44 и третьей матрице элементов И 33. Выходы второго триггера 73 подключены к соответствующим входам блока 48 памяти системы распознавания 21.

На фиг.7 показано соединение с блоками системы 21 распознавания первого блока 38 коррекции связей и его блок-схемы, которая содержит элементы И 74, генераторы 75 напряжений и сумматор 76, соединенные между собой последовательно. Входы элементов И 74 соединены соответствующими входами с дешифратором 24 и первым блоком 37 управления системы распознавания. Входы сумматора 75 соединены с первым коммутатором 47, а выходы - с вторым коммутатором 50 системы 21 распознавания.

На фиг. 8 показано соединение с блоками системы распознавания второго блока 41 коррекции связей и его блок-схемы, которая содержит элемент И 77, генераторы 78 напряжений и сумматор 79, соединенные последовательно. Входы элементов И 76 соединены с соответствующими входами первого порогового элемента 28 второго блока 40 управления системы 21 распознавания.

Входы сумматоров 77 соединены с первым коммутатором 47, а выходы - с вторым коммутатором 50 системы распознавания.

На фиг. 9 показано соединение с блоками 21 системы распознавания третьего блока 45 коррекции связей и его блок-схема, которая содержит элементы И 80, генераторы 81 напряжений и сумматор 82, соединенные последовательно. Входы элементов И 78 соединены с соответствующими входами вторых пороговых элементов 32 и третьего блока 43 управления системы 21 распознавания. Входы сумматора 79 соединены с первым коммутатором 47, а выходы - с вторым коммутатором 50 системы 21 распознавания.

На фиг.10 показано соединение с блоками устройства узлов блока 13 синхронизации и блок-схема, которая содержит первый ключ 83, генератор 84 сигналов, второй ключ 85, третий ключ 86 блока 13 синхронизации, а также подключенные к нему блоки 1, 6, 15, 21 устройства. При этом генератор 84 сигналов соединен с первым 83 и вторым 85 ключами, последний подключен к первому входу третьего ключа 86 и системы распознавания устройства, первый 83 и третий 86 ключи своими выходами соединены с генератором 1 устройства, входы второго 85 и третьего 86 ключей подключены соответственно через второй усилитель 10 устройства к приемному диполю 14 и приемной рамке 5 устройства.

Устройство работает в режимах распознавания и обучения. В режиме распознавания при включении оператором первого ключа 83 блока 13 синхронизации с генератора 84 импульсов блока 13 выдается сигнал на включение генератора 1, который через блок 2 усиления мощности и измерения тока возбуждает питающий диполь 3 и генераторную рамку 4, создавая электромагнитное поле в геологической среде, проходя которое оно принимается приемной рамкой 5 и через второй блок усилителей 10 поступает на третий ключ 86 блока 13 синхронизации.

Аналогично принятый сигнал с приемного диполя 14 через второй усилитель 10 поступает на второй ключ 85 блока 13 синхронизации, вследствие этого второй ключ 85 открывается и через генератор 84 импульсов блока синхронизации поступает сигнал на включение в режим работы системы распознавания, также этот сигнал поступает на третий ключ 86, который пропускает этот сигнал на запуск генератора 1. Вследствие этого генератор задает через блок 2 усиления мощности и измерения тока режим на включение возбуждения питающего диполя 3 и генераторной рамки 4 для проведения следующего цикла исследования.

Таким образом, с помощью блока 13 синхронизации осуществляется автоматический режим включения генератора 1 и системы распознавания. При прохождении сигнала генератора через блок усиления мощности и измерения тока последним одновременно с подачей напряжения в питающий диполь 3 и генераторную рамку 4 выдается измеренная величина тока в виде аналогового сигнала, который поступает на второй детектор 11, где происходит его выпрямление при поступлении переменного тока (в случае постоянного тока аналоговый сигнал проходит транзитом этот блок 11). С блока 11 сигнал выдается в счетно-решающий блок 12.

Электрическая и магнитная составляющая электромагнитного поля посылаются питающим диполем 3 и генераторной рамкой 4 в толщу земли, причем блоком 3 сигнал выдается с задержкой времени с помощью узла задержки этого блока.

Сигналы электромагнитного поля, характеризующие исследуемый объект из глубины земли, принимаются приемным диполем 14 и приемной рамкой 5, которая содержит узел задержки, время задержки которой равно времени задержки узла задержки блока 3.

С выхода приемной рамки 5 сигнал магнитной составляющей через избирательный усилитель 6 поступает в первый компенсатор 7, где происходит компенсация сигнала, который затем усиливается первым усилителем 8 и выпрямляется первым детектором 9. В случае постоянного тока сигнал проходит транзитом через блок 9, с которого величина сигнала поступает в счетно-решающий блок 12.

Сигнал, принятый приемным диполем 14, поступает на вход второго избирательного усилителя 15 и через второй компенсатор 16 усиливается третьим усилителем 17 и поступает в третий детектор 18, в котором переменный сигнал выпрямляется, а в случае постоянного сигнала этот сигнал проходит транзитом этот блок. Сигналы с приемного диполя 14 поступают также в четвертый усилитель 19, а с его выхода - в первый регистратор 20 и блок 23 ввода информации системы распознавания, в которой аналоговый сигнал электроразведки преобразуется в цифровой код преобразователем аналог - код блока 23. Сигналы с приемного диполя 14 и приемной рамки 5 поступают также во второй усилитель 10, а с его выхода - в блок 13 синхронизации, который задает следующий режим генератора 1, а также выдает сигнал на схему управления блока 48 памяти системы 21 распознавания.

Схема управления блока 48 памяти состоит из стандартных ключей, c помощью которых включаются поочередно в режиме обучения 1-ый и 2-ой магнитофоны. В режиме распознавания одним из ключей схемы управления включается только первый магнитофон. Блок 48 памяти имеет генератор стандартных импульсов и генератор случайных сигналов, которые используются в режиме подготовки устройства для первоначальной записи сигналов синхроимпульсов по 2-ой дорожке магнитофона, а по остальным дорожкам случайных сигналов. Генератор импульсов при выдаче на него сигнала с блока 13 синхронизации (при срабатывании приемного диполя 14 или приемной рамки 5) выдает сигнал "Сброс".

По сигналу "Сброс" происходит сброс всех пересчетных схем устройства (кроме двоичного счетчика 56 первого блока 37 управления, который устанавливается по сигналу "Сброс" в предсбросовое состояние). По сигналу "Сброс" включается соответствующим ключом схемы управления блок 48 памяти, сигнал поступает на счетный вход кольцевого счетчика 61, при этом последний своим счетным выходом вызывает срабатывание другого двоичного счетчика 62 (время его работы определяется длиной информационного массива), а последний вызывает срабатывание другого элемента И 63, а с помощью его - триггера 64, выдающего управляющие сигналы (А и ) в первый 47 и второй 50 коммутаторы. Дешифратор 24 преобразует разряды цифрового кода поступающего информационного массива в т-булевых функций, каждая из которых равна 1, причем на всех наборах конъюнкция любых двух функций равна 0.

Таким образом, каждому значению цифрового кода соответствуют сигналы на выходе дешифратора 24, которые поступают в первый блок 38 коррекции связей и элементы И первой матрицы элементов И 25. В блоке 24 при проведении последовательного параллельного опроса (открытия) в этот момент элементов И 25 указанным кольцевым счетчиком 61 блока 37 с последних выдаются сигналы на первую матрицу ключей 26, которые соответственно этим сигналам открываются и пропускают через себя приходящие в этот момент с первых аналоговых ключей 39 сигналы "весов" связи на соответствующие каналы первых интеграторов 27, которые интегрируют (запоминают) эти сигналы "весов" связи.

Проинтегрированные блоком 27 сигналы поступают на первый блок 28 пороговых элементов. В момент окончания считывания исходной информации и после отображения ее на первых интеграторах 27 в виде сигналов управляемые сигналы (А и ) блока 37 производят в первом коммутаторе 47 переключение канала синхронизации и каналов "весов" связи, в результате чего сигналы "весов" связи поступают во второй блок 41 коррекции связей (однако в данном режиме распознавания он не работает, он включается только в режиме обучения) и на вторые аналоговые ключи 42, а синхроимпульсы поступают на второй блок 40 управления на вход его триггера 65, после срабатывания которого один его сигнал в первом полутакте поступает на второй блок 41 коррекции связей (работает в режиме обучения) и вторые аналоговые ключи 41, вследствие чего они пропускают сигналы "весов" связи.

В блоке 40 на втором полутакте синхроимпульсов второй выход упомянутого триггера 65 выдает сигнал на счетный вход одного из его кольцевых счетчиков 66 и счетный вход двоичного счетчика 67 (время работы его определяется временем обсчета выходных каналов интеграторов 27), счетный вход которого соединен со счетным входом другого кольцевого счетчика 68, срабатывание которого вызывает срабатывание соединенного с ним другого триггера 69, выдающего в этот момент управляющие сигналы В и , которые поступают в первый 47 и второй 50 коммутаторы, а также во вторые 42 и третьи 45 аналоговые ключи.

Другой кольцевой счетчик 68 блока 40 производит поочередное открывание электронных ключей первого блока пороговых элементов 28, в результате чего происходит опрос и прохождение через эти ключи сигналов с выхода интеграторов 28.

В этом блоке 28 выходы каждых двух пар этих ключей соединены с выходом соответствующего смесителя, с выхода которого сигнал поступает на выход соответствующих им пороговых элементов, причем последние срабатывают, если превышается установленная величина порога.

С выхода блока 28 сигналы поступают на второй блок 41 коррекции связей (однако в данном режиме распознавания он не включен, он работает в режиме обучения) и на вторую матрицу элементов И 29.

Элементы И 29 при опросе (открывании) их в этот момент одним из кольцевых счетчиков 66 второго блока 40 управления выдают сигналы на вторую матрицу ключей 30, которые открываются этими сигналами и пропускают через себя приходящие со вторых аналоговых ключей 42 сигналы "весов" связей, которые затем поступают на соответствующие им каналы интеграторов 31 и проинтегрированные ими поступают на электронные ключи второго блока порогового элемента 32.

В момент окончания обсчета выходных сигналов с каналов первых интеграторов 27 в первом коммутаторе 47 сигналы блока 40 производят переключение канала синхроимпульсов и каналов "весов" связей, в результате чего сигналы "веса" связи поступают в третий блок 45 коррекции связи (однако в данном режиме распознавания он не включен, он работает в режиме обучения) и на третьи аналоговые ключи 46, а синхроимпульсы поступают в третий блок 43 управления и на его триггер 70, после срабатывания которого один сигнал его в первом полутакте поступает на третий блок коррекции связи 45 (работает в режиме обучения) и третьи аналоговые ключи 46, вследствие чего они пропускают сигналы "весов" связи.

В блоке 43 на втором полутакте второй выход этого триггера 70 выдает сигнал на один кольцевой счетчик 71, счетный выход которого соединен с другим кольцевым счетчиком 72, по срабатыванию которого и времени окончания работы блоков 31, 33, 34 выдается этим блоком 43 сигнал на отключение блока 48 памяти, памяти, в режиме обучения с помощью режимных переключений этот сигнал вызывает срабатывания соединенного с ним другого триггера 73 блока 43, в результате чего выдаются управляющие сигналы D- в блок 48 для переключения его магнитофонов.

Другой кольцевой счетчик 72 блока 43 производит поочередное открывание электронных ключей вторых пороговых элементов 32 в момент обсчета сигналов с выходных каналов вторых интеграторов 32. В результате этого в блоке 32 сигналы проходят соответствующие им ключи и с выхода каждых двух пар этих ключей поступают на соответствующий им смеситель этого блока, а с его выходов сигналы поступают на соответствующие пороговые элементы, которые срабатывают, если превышается установленная величина их порогов.

С выхода блока 32 сигналы поступают в третий блок 45 коррекции связей (однако в данном режиме распознавания он не включен, он работает в режиме обучения) и на третью матрицу элементов И 33, последние пропускают эти сигналы при опросе их одним из указанных кольцевых счетчиков 71 блока 43.

Выходные сигналы третьей матрицы элементов И 33 открывают соответствующие им ключи матрицы 34, которые пропускают через себя приходящие с третьих аналоговых ключей 46 сигналы "весов" связей, которые затем поступают на соответствующие им сумматоры 35, а с их выходов на третьи интеграторы 36, в которых происходит окончательная классификация, а с них - в счетно-решающий блок 12 и во второй регистратор 22 на его каналы классификации, выявленные в период обучения.

Таким образом на втором регистраторе фиксируются опознанные геологические объекты.

Одновременно с третьих интеграторов 36 системы распознавания 21 выдается сигнал в узел 55 управления счетно-решающего блока 12, по команде которого включается узел 51 деления, первый 52 и второй 53 узлы умножения и узел суммирования 54 этого блока 12. В результате этого в момент перехода от одного пласта к другому в узле 51 деления происходит деление , а затем умножение в первом узле 52 умножения на величину К, т.е. происходит вычисление кажущегося сопротивления, определяемого из магнитофонов этого блока 48 и на основании маркера, нанесенного на первую дорожку магнитной ленты, автоматически устанавливается последняя в начальное состояние, после чего со второй дорожки этой ленты выдаются сигналы синхроимпульсов, а с n дорожек, выявленных в период обучения, случайные сигналы "весов" связи, имеющие максимум спектральной плотности на частоте к близкой частоте следования синхроимпульсов.

Эти синхроимпульсы и случайные аналоговые сигналы - сигналы "весов" связи из блока 48 поступают в первый коммутатор 47, где поступают на один из трех каналов с помощью электронных ключей, открываемых и закрываемых поочередно с помощью управляющих сигналов (А и ), (В и ), поступающих поочередно соответственно с первого 37 и второго 40 блоков управления.

В соответствии с очередностью поступления управляющих сигналов А и , В и синхроимпульсы и случайные сигналы - "веса" связи из блока 47 поступают в блоки 23, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 45, 46. В первый период с первого коммутатора 47 сигналы "весов" связи поступают в первый блок 38 коррекции связи (в данном режиме распознавания он не включен и работает в режиме обучения) и первые аналоговые ключи 18, а синхроимпульсы - в блок 23 ввода информации, в котором при их поступлении происходит преобразование в цифровой код, поступающий в этот момент информации.

Одновременно синхроимпульсы поступают в первый блок 37 управления на один их двоичных счетчиков 56, находящихся в предсбросовом состоянии, и первый синхроимпульс сбрасывает его и тот своим счетным выходом выдает сигнал, по которому из блока 23 выдается информационный массив (весь или только младшие разряды) в дешифратор 24, а также выдаются сигналы информационного массива (старшие разряды) блока 23, поступающие в блок 37 на его схемы совпадения 57, 58, 59, на другие входы которых поступают пересчетные импульсы двоичного счетчика 56. При совпадении этих сигналов схемами совпадения выдаются сигналы на элемент И 60 этого блока 37, по срабатыванию которого выдается сигнал в блок 38 коррекции связей (работает в режиме обучения) и первые аналоговые ключи 39, в результате они получают разрешение на пропускание сигналов "весов" связи.

Одновременно в блоке 37 счетный выход упомянутого счетчика 50 соотношением ρ_к= ·K, где Δ U - разность напряжений, поступающая в счетно-решающее устройство 12 из третьего детектора 18 канала кажущегося сопротивления; I - величина тока, которая поступает в счетно-решающее устройство 12 из второго детектора 11 канала тока, коэффициент К и также величина разноса АВ и другие вспомогательные операции, обеспечивающие точность определения глубины, определяются и устанавливаются оператором в режиме обучения.

Полученная величина ρ_к умножается на втором узле 53 умножения на напряжение (величину) сигнала, соответствующeе величине электропроводности S_i, которая поступает из первого детектора 9 канала электропроводности, т.е. определяется h= = ρ_i˙ S_i, величина глубины залегаемого пласта, которая выдается в блок 54 суммирования. При определении следующего опознанного геологического объекта по сигналу системы распознавания определяется глубина пласта следующего опознанного объекта.

Эта определенная величина глубины залегания пласта суммируется с предыдущей величиной глубины пласта залегания, т.е. осуществляется операция суммирования Н=h₁+h₂+...+h_n, которая осуществляется узлом 54 суммирования блока 12. Эта величина Н - глубина залегания опознанного объекта выдается во второй регистратор 22 устройства. Таким образом вторым регистратором 22 фиксируется опознанный геологический объект и глубина его залегания в режиме распознавания.

На этом работа устройства в режиме распознавания заканчивается.

Однако, чтобы устройство работало в режиме распознавания, оно должно предварительно пройти режим обучения для выявления случайных сигналов - "весов" связи для каждого конкретного геологического объекта (нефть) и выявления классификационного канала этого объекта на втором регистраторе 22.

Обучение может производиться непосредственно на месте района известного месторождения (в этом случае работает генератор 1 и т.д.). Обучение может производиться и вдали от известного месторождения на сигналах, зарегистрированных от этого известного месторождения. В данном случае устанавливается в первый регистратор 20 этот известный материал в виде сигнала электроразведки известного объекта (нефть), а затем уже первый регистратор 20 выдает этот сигнал в систему 21 распознавания на его блок 23 ввода информации.

Обучение устройства заключается в выявлении коэффициентов "веса" сигналов связей - случайных сигналов связи, которые записываются на n дорожках магнитной ленты блока 48 памяти и затем их коммутации с помощью блоков устройства на его многокаскадные решающие блоки интеграторов с целью отображения на них известного объекта и затем его окончательная фиксация на каналах классификации второго регистратора 22 на основе информации этого известного объекта, выдаваемой блоком 23 информации.

Обучение коэффициентов "весов" сигналов связи происходит с помощью первого 38, второго 41 и третьего 45 блоков коррекции связей, значения которых через второй коммутатор 50 и переключатель 49 (подключен только в режиме обучения) записываются одним из магнитофонов блока 48.

В режиме обучения с помощью выключателя 44 к третьему блоку 45 коррекции связи подключены пересчетные выходы одного из кольцевых счетчиков 72 блока 43. Режим обучения также ведется в три этапа, при этом, кроме описанной работы блоков в режиме распознавания, участвуют в работе названные блоки.

На первом этапе подключается первый блок 38 коррекции связи, при этом первым блоком 37 управления элементы И 74 этого блока 38 открываются, а на выходы их поступают сигналы с выхода дешифратора 24. С выхода элементов И 74 сигналы записывают генераторы 75 напряжения, с них напряжения поступают на сумматор 76 этого блока 38, на другие входы которого поступают сигналы "весов" связей - случайные сигналы с одного из магнитофонов блока 48 через первый коммутатор 47.

В результате происходит коррекция весов связей этих сигналов, которые скорректированные поступают из блока 38 через второй коммутатор 50, переключатель 49 в блок 48 памяти на один из его магнитофонов, при этом через этот же переключатель 49 с выхода блока 48 на его вход поступают синхроимпульсы, причем коммутатором 50 поочередно подключаются скорректированные сигналы "весов" связи с трех блоков коррекции связей 38, 41, 45 с помощью управляемых электронных ключей, открываемых поочередно сигналами (А и ) и (В и ) первого 37 и второго 40 блоков управления.

На втором этапе подключается второй блок 41 коррекции связей, работа которого аналогична первому, при этом на его элементы И 77 поступают сигнал с второго блока 40 управления, сигналы с выхода первого блока 28 пороговых элементов, а на сумматор 79 - сигналы "весов" связи с блока 48 памяти через первый коммутатор 47 и сигналы напряжений с генераторов 78 напряжений этого блока 41.

Скорректированные сигналы "весов" связей из блока 41 поступают через второй коммутатор 50, переключатель 49 в блок 48 также на его второй магнитофон. На третьем этапе подключается третий блок 45, коррекции связей, на элементы И 80 которого поступают сигналы с выхода второго блока 32 пороговых элементов, а на сумматор 82 - сигналы "весов" связей с блока памяти 48 через первый коммутатор 47 и сигналы напряжения с генераторов 81 напряжений. При этом в отличие от других блоков коррекции на его элемент И 80 поступают кроме сигнала триггера 70 третьего блока 43 управления еще через выключатель 44 пересчетные сигналы кольцевого счетчика 71 этого же блока 43, которые производят опрос (пропускания) поступающих в этот момент сигналов из блока 32.

Такой опрос вызывает более оптимальную настройку "весов" на окончательном этапе первого цикла обучения.

В этом блоке 45 с его генераторов 81 сигналы поступают на его сумматоры 82 и корректируются с сигналами "веса" связей, приходящими из блока 48 через первый коммутатор 47. С выхода блока 45 скорректированные сигналы "весов" связей через второй коммутатор 50 и переключатель 49 поступают также на второй магнитофон блока 48.

Это обучение "весов" сигналов связей ведется несколькими циклами, при этом в блоке памяти 48 сигналами Д и третьего блока 43 управления происходит поочередное переключение первого и второго магнитофонов с режима "запись" на режим "воспроизведение", т.е. записанные на время одного цикла скорректированные сигналы "весов" связи на первый магнитофон выдаются для работы, а затем корректируются за второй цикл и записываются на второй магнитофон и т.д. и в конце обучения они фиксируются одним из магнитофонов блока 48 памяти, а вторым регистратором 22 устройства фиксируются сигнальные уровни, характерные и близкие данному объекту, например нефтяной залежи на одном из классификационных каналов второго блока 22 регистрации.

Зафиксированные сигналы "весов" связи за счет сменности и хранения магнитных лент в блоке 48 памяти позволяют вести быстрое обучение устройства и дают возможность для распознавания неограниченного количества исследуемых объектов при небольших количествах конструктивных элементов устройства.

Регистрация и хранение реальных сигналов известных месторождений в первом регистраторе 20 позволяет настраивать систему распознавания для распознавания месторождений полезных ископаемых за небольшое количество времени.

Необходимо отметить, что работа устройства возможна как методами переменного тока (становление поля, метод частотного зондирования и т.д.), так и методами постоянного тока.

В каждом отдельном случае имеются режимы работы отдельных блоков устройства. Так, например, при методе частотного зондирования блоком 13 синхронизации после каждого приема сигнала приемным диполем 14 и приемной рамкой 5 выдается сигнал в генератор 1 для изменения частотного диапазона задаваемого электромагнитного поля.

При выявлении месторождений методом естественных электромагнитных полей генератор 1, питающие диполи 3 и питающая рамка 4, а также блок 2 не включается.

Однако в каждом конкретном случае на каких работающих блоках было произведено обучение, на таких же идет и распознавание.

Реальность предложенного устройства подтверждается исследованиями методами распознавания - на основе цифровой модели системы распознавания цифрового распознающего комплекса "REcob", по выявлению дизъюктивных нарушений угольных месторождений и выделения нефтегазоводонасыщенных коллекторов.

Область использования: электрические методы разведки, в частности для прямых поисков месторождений полезных ископаемых. Суть изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее первый регистратор, генераторную рамку и генератор, соединенный с блоком синхронизации и блоком усиления мощности и измерения тока, а также последовательно соединенные приемные рамку, первый избирательный усилитель, первый компенсатор, первый усилитель, первый детектор, введены последовательно соединенные приемный диполь, второй избирательный усилитель, второй компенсатор, третий усилитель, третий детектор, система распознавания, групповые выходы которой подключены одновременно к второму регистратору и счетно-решающему блоку, а вход соединен с первым регистратором и четвертым усилителем, соединенным с питающим диполем и вторым избирательным усилителем, счетно-решающий блок, выход которого подключен к второму регистратору, а входы - соответственно к первому, третьему и второму детекторам, причем последний своим выходом соединен с блоком усиления мощности и измерения тока, подключенным к питающему диполю и генераторной рамке, второй усилитель, выходом подключенный к блоку синхронизации, а входами - соответственно к приемному диполю и приемной рамке, второй компенсатор, выход которого соединен с избирательным усилителем, а вход - с третьим усилителем. Введение новых функциональных взаимосвязей и новых блоков позволяет автоматически в процессе электроразведки с высокой точностью и достоверностью выделять геологические и другие объекты с указанием их глубины залегания. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, содержащее первый регистратор, генераторную рамку, генератор и синхронизатор, выход которого через генератор подключен к входу блока усиления мощности и измерения тока, а также последовательно соединенные приемную рамку, первый избирательный усилитель, первый компенсатор, первый усилитель и первый детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения качественного состава разведуемых горных пород, в него введены второй и третий детекторы, второй - четвертый усилители, второй регистратор, второй избирательный усилитель, второй компенсатор, счетно-решающий блок и система распознавания, первый - n-й выходы которой подключены соответственно к первому - n-му входам второго регистратора и также соответственно к первому - n-му входам счетно-решающего блока, выход которого связан с (n + 1)-м входом второго регистратора, а первый - третий входы подключены соответственно к выходам первого - третьего детекторов, к входу последнего через последовательно соединенные третий усилитель, второй компаратор и второй избирательный усилитель подключены вход четвертого усилителя и первый вывод приемного диполя, подключенного вторым выводом к первому входу второго усилителя, второй вход и выход которого связаны соответственно с вторым выводом приемной рамки и с вторым входом синхронизатора, второй вход которого подключен к входу системы распознавания, (n + 1)-й выход которой подключен к входу первого регистратора и выходу четвертого усилителя, при этом вход второго детектора связан с первым выходом блока усилителя мощности и измерения тока, подключенного вторым выходом к генераторной рамке и питающему диполю. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система распознавания содержит блок ввода информации, первая группа выходов которого соединена с первыми входами первого блока управления, а вторая группа выходов через дешифратор - с первыми входами первого блока коррекции связей и группой входов первой матрицы элементов И, вторая группа входов которой подсоединена к первой группе выходов первого блока управления, а группа выходов - к первой группе входов первой матрицы ключей, вторая группа входов и группа выходов которой подключены соответственно к группе выходов первого аналогового ключа и через первый интегратор к первой группе входов первого блока пороговых элементов, группа выходов и вторая группа входов которого соединены соответственно с первыми группами входов второй матрицы элементов И и второго блока коррекции связей и с первой группой выходов второго блока управления, второй - пятый выходы которого подключены соответственно к второй группе входов второй матрицы элементов И , к первому и второму входам первого коммутатора, первому входу второго аналогового ключа и второму входу второго блока коррекции связей, третья группа входов которого связана с первой группой выходов первого коммутатора и с вторым входом второго аналогового ключа, третий вход и выход которого соединены соответственно с третьим выходом второго блока управления и с первой группой входов второй матрицы ключей, второй вход которой подключен к выходу второй матрицы элементов И, а выход через второй интегратор - к первой группе входов второго блока пороговых элементов, вторая группа входов которого связана с первой группой выходов третьего блока управления, а группа выходов - с первыми группами входов третьей матрицы элементов И и третьего блока коррекции связей, второй - четвертый входы и выход которого подключены соответственно к группе выходов выключателей, второй группе выходов первого коммутатора, второму выходу третьего блока управления и к первому входу второго коммутатора, второй - седьмой входы которого связаны соответственно с группой выходов второго блока коррекции связей, вторым и третьим выходами первого блока управления, третьим и четвертым выходами второго блока управления и группой выходов первого блока коррекции связей, третий и четвертый выходы первого коммутатора подключены соответственно к входу второго блока управления, к первому входу первого аналогового ключа и второму входу первого блока коррекции связей, третий вход которого связан с вторым входом первого аналогового ключа и с четвертым выходом первого блока управления, второй вход которого соединен с первым входом блока ввода информации и с пятым выходом первого коммутатора, шестой - восьмой входы которого подключены соответственно к второму выходу первого блока управления и к первому и второму выходам блока памяти, причем последний связан с входом переключателя, группа входов и первый и второй выходы которого подключены соответственно к группе выходов второго коммутатора и к первому и второму входам блока памяти, группа входов которого связана с третьей группой выходов третьего блока управления, вход и четвертый выход которого соединены соответственно с пятым входом первого коммутатора, с входом выключателя и второй группой третьей матрицы элементов И, связанной с первым входом третьей матрицы ключей, вторая группа входов которой подключена к выходу третьего аналогового ключа, а выход через последовательно соединенные сумматор и третий интегратор - к входам второго регистратора и счетно-решающего блока.