Способ вертикального электрического зондирования при геоэлектроразведке и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01V3/08 

11233073

Изобретение относится к технической физике и может быть применено при выполнении инженерно-геофизических изысканий, при решении задач гидрогеологаи и инженерной геологии.

, Цель изобретения - повышение помехоза- шищешюстй и точности измерений.

На фиг. 1 изображена схема размещения измерительной аппаратуры; на фиг. 2 - структурная схема устройства для осуществления способа.

В точках А и Б (фиг. I) исследуемого объекта расположены заземления галающей линии, в точках a.S.s,г.З расположена осустанавливают две группы приемных, электродов: основную 4,8, 6, 1,9 и вспомога- тельн;ую а . В , В , г , 9, причем обе группы электродов устанавливают по разные стороны 3 от заземления А и расстояния от этого заземления до одноименных электродов должны быть одинаковыми ( Аа АО -, А& AS АВ ДЬ и т.д.). Чтобы исключить влияние нелинейной поляризации пртэлектродных зон, 10 расстояние Да выбирают не меньщим ОД-03 м, а заземление А заглубляют в исследуемый объект на глубину не более 0,5 м. Расстояние между электродами целесо- обоазно выбирать с логарифметическим шановная группа П{мемных электродов, а в точ- is гом: м; AS 0 м; А 8 0,45 м;

ках а ,5, Ъ , г , дополнительная группаА 2 0,6 м; A3 0,9 м и т.д.

До пропускания импульса тока в гитаю- 1цую линию А 6 иа выходах приемных линий имеется отгнал помехи, который изме- 20 ряют. Затем через питающую линию А Б пропускают импульс тока и на выходах гфиемных линий (наприм, 3 и г З ) получают сз ммарный сигнал, измерив величину с) ммарного сигнала, силу тока и расчи- 25 fSB коэффициент установки, можно с бсшь- щой точностью расвдтать вепифну кажущегося удельного сопротивлетия для этого разноса.

приемных электродов, причем основные и дополнительные электроды расположены на одной линии с ближайшим к ним гоггающим заземлением и симметрично относительно заземления А , т. е. одноименные электроды групп расположены на одинаковых расстояниях от заземле жя А . Второе заземление 6 питающей линии удалено от А в бесконечность (на расстояние в 5-10 и бойее раз превышающее заданную максимальную глу&1Ш ость исследований).

Устройство для осуществления способа (фиг. 2) содержит основные 1 и дополнительные 2 входные клеммы, соединенные с основным 3 и дополнительным 4 коммутатором, суммуюр 5 аналоговых сигналов, к двум входам которого подключены выходы коммутаторов 3 и 4, аналого-цифр той преобразователь (АЦП) 6, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а второй вход - с выходом регистратора 7, цифро- аналоговый преобразователь (ЦАП) 8, вход которого соединен с выходом оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 9, а вы- . ход - с третьим входом сумматора 5, систему 10 синхронизации и управления, выходы которой соединены с входами управления коммутаторов 3 и 4, АЦП 6, регистратора 7 ОЗУ 9 и генераторного блока И, хфичем выход АЦП 6 соединен с вспомогательным входом системы 10 синхронизации и управления.

Сущность способа заключается в следующем.

На объекте исследований в заданных точках, где требуется определить глубинное строение участка, располагают заземленную питающую линию, расстояние А 6 между заземлениями которой превышает трехкратную максимальную заданную глубинность исследований. Вблизи одного из заземлений Л на одной линии с этим заземлением, расположенной перпендикулярно к линии А В ,

А 2 0,6 м; A3 0,9 м и т.д.

До пропускания импульса тока в гитаю- 1цую линию А 6 иа выходах приемных линий имеется отгнал помехи, который изме- ряют. Затем через питающую линию А Б пропускают импульс тока и на выходах гфиемных линий (наприм, 3 и г З ) получают сз ммарный сигнал, измерив величину с) ммарного сигнала, силу тока и расчи- fSB коэффициент установки, можно с бсшь- щой точностью расвдтать вепифну кажущегося удельного сопротивлетия для этого разноса.

Аналогичным образом измеряют (разностный) сигнал с выходов всех пар с одноименных приемных линий, строят график зондирования - зависимость измеренного кажущегося сопротивления от разноса, и интегрируют этот график точно так же, как и обычные графики ВЭЗ.

Устройство для осуществления способа работает следующим образом (фиг. 2).

Пе1)ед началом работы к входным клеммам I и 2 подсоединяют группу электро

дов а... 3 основных и группу дополнитель- to

ных приемных злектродов а ... о , а к генераторному блоку 11 - питающую линию А & .

Работа устройства осуществляется в двух режимах по командам, вырабатываемым системой 10 синхронизации и управления. В первом режиме осуществляется компенсация разности потенциалов естественного поля и собственней поляризации одноименных пар приемных электродов. В режиме компенсации по команде из системы ЦАП 8 поступает сертя

импульсов на управляющие входы коммутаторов 3 и 4. Серия импульсов содержит столько импульсов, сколько пар электродов содержит каждая rpjmna приемных электродов. Когда на коммутаторы 3 и 4 поступает пер- 95 вый импульс, к двум входам сумматора 5 подключаются выходы приемных линий aS н q f , а на третий вход поступает нулевое напряжение с выхода ЦАП 8. На выходе сумматора 5 получают суммарный сигнал, равный сумме разностей собственных потенциалов приемных линий а S и а fi . Этот суммарный сигнал преобразуется в цифровой код с помощью стандартного АЦП 6, напри- мер, поразрядного уравновешивания. Код с выхода АЦП 6 через систему 10 синхронизации и управления записывается в ОЗУ 9, но ие выводится на входы ЦАП 8 (ОЗУ 9 работает в режиме Запись). После оконча- НИН кодирования на входы коммутаторов 3 и 4 подается В1;орой импульс управления из первой серик импульсов, к входам сумматора 5 подключаются выходы приемных линий В Б и 8 & , выходной сигнал сумматора 5 . вновь кодируется с помощью АЦП 6, а код заносится в ячейку ОЗУ 9. Затем на входь KoMMjrraTopoB 3 и 4 подается третий импульс из пертой серии импульсов и т.д. Таким образом, после прохождения последнего импуль- са первой серии в ОЗУ 9 записываются ко- жы суммы разностей потенциалов всех одноименных приемных линий. Из системы ЦАП 8 во время кодирования на вход управления АЦП 6 поступает вторая серия импульсов, которая содержит столько же импульсов, сколько и первая серия, запаздьшающих относительно нее на время срабатывания коммутаторов 3 и 4.

„ .и-

Второй режим работы устройства - режим

собственно измерений. В этом режиме с выхода системы 10 синхронизации и управления на вход управления генерат(ного блока И подается импульс управления, во время действия которого в землю пропускает- ся импульс тока той же длительности. Перед выключением импульса тока на входы управления коммутаторов 3 и 4 каналов поступает вторая серия импульсов, .ОЗУ 9 устанавливается в режим Считывание и с его выхода на вход ЦАП 8 поступает серия импульсов. Во время действия первого импульса из второй серии с выхода ОЗУ 9 на вход ЦАП 8 поступает 16-разрядный код, соответствующий сумме разностей потенциалов поляризации первой пары электродов я и а S . На выходе ЦАП формируется это же напряжение, но имеющее противоположную полярность. Постулая на третий вход сумматора 5, это напряжение компенсирует указанную соб- ственную разность потенциалов приемных электродов и естественного поля. После осуществления компенсации на вход управления АЦП 6 также поступает первый импульс второй серии, который служит командой на на- чало кодирования сигнала с выхода сумматора 5. В данном случае этот сигнал равен сумме полезных сигналов с выходов прием

j ю 20 25 30

05

5

ных линий а & к а S и свободен от влияния внешних электрических помех. По- -. лученный код в виде 16 импульсов с первого выхода АЦП 6 поступает в регистратор 7, где заносится в память, например, загш- сывается с помощью цифрового магнитофона. Па второй выход АЦП 6 этот код не поступает и в данном режиме в ОЗУ 9 не заносится.

Далее на входы управления коммутаторов 3 и 4, ОЗУ 9 и АЦП 6 поступает второй и импульс второй серии, производится кодирование суммарного сигнала с выходов второй приемных линий и так далее до тех пор, пока не будут измерены, сигналы с выходов всех пртемных 7шний.

Формула изобретения

1. Способ вертикального электрического зондирования при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что на обьекте исследований размещают заземленную питающую линию, расстояние между заземлениями которой пре- выщает трехкратнзто глубину исследований, и группу основных приемных электродов, расположенных на обьекте вблизи одного питающего заземления, пропускают через питающий линию ток н измеряют ток и сигналы на выходах приемной линии, отличающийся тем, что, с целью повыщения помехозащищенности и точности измерений, основную группу приемных электродов располагают перпендикулярно питающей линии, а по другую сторону питающего заземления устанавливают дополнительную группу приемных электродов, при этом сумму (разность) сигналов хфинимают симметричными парами приемных электродов, расположенных в основной и дополнительных грзтшах, и по полученным параметрам судят о глубинном строении оОьекта исследований;

2. Устройство для вертикального электрического зондирования при геозлектроразвед- ке, содержащее основной коммутатор, к входу которого подключены основные входные клеммы, аналогоцифровой гфеобразователь, регистратор, оперативное запоминающее устройство, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, генераторный блок и отстему синхронизации и управления, причем один выход аналого-цифрового прео азователя соединен с входом регистратора, а другой выход - с вспомогательным входом системы синхронизации и управления, выходы которой соединены с входами утфавления основного коммутатора, оперативного запоминающего устройства, регистратора и генераторного блока, о т л и - .

чающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен дополнительный коммутатор, к входу которого подключены дополнительные входные клем- Mbj и выход системы синхронизации и упг в 5 a f( а б в г

Редактор О. Голсшач

Составитель И. Абрамова

Техред о. ГортвайKoCT eKTOp М. Максимишинец

Заказ 2765/47Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое щ едприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

равления, а также сумматор аналоговых сигналов, входы которого соединены с выходами KoiviMyTETopoB и цифроаналогового преоб- разователя, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя.

Фмг.1

Фиг2

Подписное

Изобретение относится к области технической физики и может быть применено при выполнении инженерно-геофизических изысканий. Цель изобретения - повышение помехозащищенности и точности измерений. По предлагаемому способу иа объекте исследований размещают питающую линию и перпендикулярно к ней - приемную линию, причем основную группу приемных электродов размещают по одну сторону от одного питающего заземления, а по другую устанавливают дополнительную группу приемных электродов, а сумму (разность) сигналов принимают симметричными парами приемных электродов. Устройство, реализующее способ, содержит два коммутатора, сумматор, аналогоцифровой преобразователь, регистратор, систему синхронизации и управления и генератор. 2 с.п. ф-лы, 2 ил. с S (Л с О СлЭ