Электрод для геоэлектроразведки Советский патент 1984 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геофизике, в частности к устройствам для геоэлектроразведки на постоянном и низкочастотном токе, и может быть использовано для геоэлектрических измерений в горных выработках. Известен электрод, содержащий сосуд с электролитом, мет-аллический электрод, погруженкь1Й в электролит, и контактный пористый элемент, соединенный перемычкой из пористого капиллярного материапа с раствором электролита у . Однако в процессе измерений необходимо сохранять определенное пространственное положение электрода, исключающее утечку электроли та из него, что огранчивает возможности электрода и снижает производительность труда при геоэлектр ческих ис л1едованиях. Наиболее близким к предлагаемому является электрод, выполненный в виде цилиндрического стакана, заполненного пористым пропитанным эле тролитом упругим материалом 2 . Недостатком известного электрода является низкая производительность измерений при геоэлектрически исследованиях. Снижение производитепьности измерений связано с нарушением условия точечности электродо в установках с малыми размерами измерительной и питающей линий, а при измерениях установками больших размеров переходное сопротивление элек трода ограничивает величину тока в питающей линии. Параллельное подсое aefiHe дополнительных электродов или замена электродов одного размера на электроды другого размера в процессе измерений снижает производ тельность труда. Цель, изобретения - повышение производительности измерения при ге электрических исследованиях. Поставленная цель достигается тем, что электрод, выполненный в ви де цилиндрического металлического стак.-ша, заполненного пористым проп ган1а 1м электролитом упругим матери.шом, снабжен по крайней мере еще одним соосно расположенным в нем ци линдрическим стаканом, подпружинен1Ш1М и установленным с возможностью продольного перемещения. На чертеже изображена схема элек трода. Электрод состоит из цилиндрического металлического стакана 1 , внутри которого соосно расположен цилиндрический стакан 2 меныиего диаметра, подпружиненный пружиной 3 сжатия и выступающий из внешнего стакана 1. Для подпружинивания целесообразно применять пружину конической . Одним торцом пружина прикреплена к внутренней поверхности дна болыиого стакана, а вторым к внешней поверхности дна малого стакана. Посредством указанной пружины обеспечивается электрический контакт внутреннего стакана с внешним. К внешнему стакану подсоединен провод 4 или измерительной линии электроразведочной установки. Полости стаканов заполнены пропитанньш электролитом пористым упругим материалом 5, например поролоном, закрепленш)1м с помощью металлических шпилек 6. Электрод работает следующим образом. Электрод размещают на поверхности обнажения пород и прижимают до частичного сжатия пружины. В этом случае электрический контакт с породой обеспечивается через пористый материал выступающего внутреннего стакана. Сопротивление заземлеопределяется выражением I « . где р - удельное электрическое сопротивление среды. Ом; di - диаметр выступающей компактной части электрода, м. fifia изменения сопротивления заземения увеличивают усилие прижатия до возникновения контакта пористого материала внешнего стакана с породой. Сопротивление заземления R- при этом уменьшится и будет равно R 2 где d- - диаметр контактной части электрода при его полном прижатий, м. При прочих равных условиях отноение сопротивлений заземления для азных положений электрода опрееляется обратнь1м отношением диаетрор контактных частей Rf d П -I- .

3

Следовательно, для изменения сопротивления заземления в п раз необходимо, чтобы диаметры контактных частей различались в столько.же раз. Для практической работы достаточно обеспечить изменение сопротивления заземления в два раза.

Пpeи fyп ecтвa предлагаемого злектрода заключаются в том, что он позволяет повысить производительность измерений при геоэлектрических исследованиях, например, методом электрических зондирований с начальными малыми и конечными большими размерами питающей и измерительной линий. Для соблюдения условия точечности электродов заземление линий при малых размерах осуществляют выступающей частью.электрода, а для поддержания необходимой величины тока в питающей линии на больших разносах переходят на заземление всей площади электрода.

Таким образом, наличие второго выступающего и подпружиненного стакана позволяет в процессе изме-. рений оперативно изменить размер

29964

контактной поверхности - увеличить или уменьшить, а зависимости от предъявляемых требований, при этом соблюдаются условия точечности зазe meний.

Кроме того, предлагаемый электрод позволяет быстро и эффективно осуществлять контроль за утечками тока из питающей линии способом, по которому дополнительно к основному измерению производят второе измерение кажущегося сопротивления при измененном сопротивлении питаюших электродов. При наличии утечек тока изменение сопротивления заземления питающей линии вызывает изменение кажущегося сопр.отивления, поскольку меняется соотношение между током утечки и током через питающие электроды.

Предлагаемый электрод прост в изготовлении, удобен в эксплуатации (особенно при выполнении геоэлектрических исследований в горных выработках, на карьерах и поверхности скальных массивов).

ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДЮ1, выполненный в-виде цилиндрического стакана, заполнениого пористым пропитанным электролитом упругим материалом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьпиения производительности измерения, он снабжен по крайней мере еще одним соосно расположенным в нем цилиндрическим стак.аном, подпружиненным и установ.ленным с возможностью продольного перемещения.