Способ изготовления неполяризующихся графитовых электродов для электроразведки "Измиран-Севморгео Советский патент 1984 года по МПК G01V3/08 

СГ5 1 4 СЛ

О) Изобретение относится к иэмерению электрических полей в электролитах и может быть использовано Е гидро-.и геофизических исследова ниях, в том числе разведочной геофизике (метод становления полей с электрической приемной линией). Известен способ изготовления не поляризующихся электродов путем помещения металлического кондуктор электрода в раствор соли, который является промежуточной средой, сое,диняющей кондуктор электрода с вмещающей средой С1. В результате разницы в ионном составе промежуточной среды и вмещающей среды на границе раздела меж ду ними происходят не вполне обрати мые электрюхимические реакции, всле ст-вие чего при наличии значительного динамического диапазона измеряемых напряжений появляются .остаточные релаксационные проявления, снижающие чувствительность электродов. Известен способ .-изготовления: неполяризующихся электродов путем нанесения на серебро или свинец сла 6opacTBOpHNtt jx галоидных покрытий |с последук«цей обмазкой глиной или заделкой в гипсовый камень С21. Электроды, изготовленные по этo му способу, также характеризуются, вцсокйми значениями остаточной электрической релаксации, что, сни жая чувствительность электродов, исключает их применение в качестве преобразователей электромагнитного поля в электрический сигнал при выполнении, например, эле тромагни ных зондирований методом становления поля с электрической приемной линией. Известен также способ изготовления графитовых неполяриэующихся электродов для электроразведки, заключающийся в том, что очшце.нные графитовые стержни покрывают слоем деполяризатора, прюпитанного электролитом. Полученный полуэлемент помещают в картонный или пенопласто вый корпус, проницаемый для ионоввнешней среды. Место соединения графитового стержня и токоотвоДа герметизируют компаундом. При этом используют графитовые стержни и деполяризатор, входящие как части в состав стандартных марганцово-; цинковых элементов. Из группы элек родов подбирают пары с минимальной оазностью собственных псЛгенциалов Диффузия ионов вмещающей среды в такие электроды, продолжающаяся практически в течение всего периода их эксплуатации и усиливающаяся при приложении к электродам .прямых напряжений порядка сотен милливольт характерных для ряда способов геофизически:- исследаваний, приводит к тому, что эти электроды обладают достаточно высокими з начениями остаточной электрической релаксации. Это снижает возможность геофизической интерпретации результатов, особенно в зонах, характеризующихся повыиенными значениями скорости становления поля. Целью изобретения является повышение чувствительности измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления неполяризующихся графитовых электродов, для электроразведки, заключающемуся в том, что очищенные графитовые стержни покрывают слоем деполяризатора, пропитанного электролитом, электролит вводят в деполяризатор путем многократной его промывки с декантированием, причем в качестве электролита используют среду, вмещающую электрод при измерениях. Способосуществляется следующим образом. Графитовые стержни, проваренные в водостойком компаунде и очищенные снаружи, присоединяют к токо отводам, место соединения и противоположный конец стержня изолируют диэлектрическим герметиком. Деполяризатор перемешивают в неметаллической посуде и проммвают с дeJcaнтиpoванием несколько раз: вначале дистиллированной водой, а затем электролитом, естественно содержащимся во вмещающей электрод при измерениях природной среде. Отбирают партию графитовых стержней с минимальной разностью собственных потенциалов, вводя графитовые стержни в подготовленный как указано деполяризатор, отобранные графитовые стерж }и вводят в заполненные деполяризатором корпусэ выполненные из диэлек 2рика и имевх1ше электрометрические патрубки, проницаемые для ионов вмещающей элeктpc p при измерениях среды. Полученные электроды тренируют попарно, погрузив в естественный электролит ср1еды, знакопеременными П-образными импульсами, имитирукнцими рабочий режим электродов. . Тренированные электроды помещают в эбонитовые или полипропиленовые обтекатели, например системы ИЗМИРАН, и используют для работы в среде, естественно содержащей электролит, употребленный при изготовлении электродов . Предварительная обработка деполяризотора естественным электролитом среды приводит к тому, что возможные электрохимические взаимодействия между компонентами электролита среды и составными частями электрида завершаются еще на этапе изготов ления. Изготовленные предлагаемым Способом электроды обладают более высокими метрологическими характеристиками. Пример. Сравнительному исследованию показателей динамики остаточной релаксации подвергают хлор серебряные, свинцово-гипсовые, хлор-свинцовые и традиционные графитовые. СЗЗ электроды, а также предлагаеголе неполяризукяциеся элект роды по способу ИЗМИРАН-Гевморгео изготовленные с использованием черноморской воды как электролита ереды. Испытания проводят в дизлектри iecKOM сосуде, заполненном черноморской водой, 1дес помощью вспомо гательных электродов имитируют зондирующие импульсы тока, применяегиые в методе становления поля. Для исследования релаксационных характеристик электродов выбирают типичный режим: токовый импульс 10 с, пауза 30 с, который повторяют циклически. Разность потенциалов (t) с токоотводов исследуемых электродов подают на цифровой вольт метр Щ - 1516. Для анализа исполь/зуют.-осредненные за несколько десятков циклов значения У(t), отводящиеся к интервалу времени 0,6428;8 с. За нуль времени в каждом цикле принят момент окончания токового импульса. В пределах указанного интервала ход релаксационных потенциалов всех исследованных электродных пар может быть удовлетворительно аппроксимирован эмпирическим соотнсдаением. видаV (t) О. 4nt + 4t +0 , (i) рде Л - значение, характерное для каждого .типа электродов при заданной величине прямого смещения Un. , воздейст вующего на электродыВО вре токового импульса-, -- линейная часть скорости остаточной релаксации, Q - индивидуальная характеристика электродной пары в дан ном режиме измерения. В таблице представлены осредненные значения следующих характеристик остаточной электрической релаксации электродных пар: остаточное смещение fouev f(0,64) - f (28,8), скорост.ь изменения релаксационного потенциала if через секунду после окончания токового импульсау значения коэффициентов OL и выражения (1), характеризующие динамику релаксации; нормированные на Un значения перечисленных выше характеристик и сами величины прямого смещения U(p , при которых проводят испытания. Среди выделенных характеристик наиболее важной является нормированное значение коэффициента Л в выражении (1), . характеризующее относительную скорость затухания нелинейной во времени и, как оказалось, главной по величине части остаточных релаксационных потенциалов измерительных электродов всех исследованных типов. Сопоставление представленных в таблипе данных показывает, что при значениях прямых смещений порядка сотен милливольт электроды типа ИЗМИРАН-Севморгео имеют более чем на порядок лучшие (т.е. меньшие) значения остаточного смещения и скбростей остаточной релаксации, чем традиционные графитовые или близкие к ним по параметрам релаксации хлорсвинцовые электроды, что повьанает чувствительность измерений. Опробывание электродов ИЗ МИР АНСевморгео при опытных работах по исследованию северо-западного шельфа Черного моря методом становления поля с электрической приемной линией показывает, что геофизическим результатом повышенных метрологичес-. ких характеристик этих электродов является возможность уточненного выделения аномальных зон шельфа, связанных с эффектом Аномалия типа залежь. Непосредственным экономическим результатом использования элект родов является возможност ь перехода на меньшие значения зондирующих токов и более короткую продолжительность зондирующих импульсов, что, в свою очередь, значительно сокращает стоимость электроразведочных работ за счет увеличения скорости проходки измерительных галсов и за счет применения судов с малой энергетической установкой.

Хлорсеребряный -230 5,85 -0,945

0,840 -0,105

Способ изготовления неполяризующихся графитовых электродов для электроразведки, заключающийся в том, что очищенные графитовые стержни покрывают слоем деполяризатора, пропитанного электролитом, о тли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, электрод вводят в деполяризатор путем многократной его промывки с декантированием, причем в качестве электролита испольS зуют среду, вмещающую электррд при измерениях.