Способ радиопросвечивания (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК G01V3/12 

Изобретение относится к высокочастотной электроразведке и может быть использовано при поисках и разведке рудных полезных ископаемых из скважин и горных выработок.

Цель изобретения - увеличение радиуса опоискования окрестностей одиночных скважин (выработок) и повышение точности измерений путем устранения влияния поверхностной волны.

На фиг. 1 приведены расчетные графики зависимости амплитуд электрических и магнитных компонент поля электрического диполя на частоте 156 кГц от глубины его погружения и длины профиля наблюдений на поверхности для пород с удельным электрическим сопротивлением 4000 Ом; на фиг. 2 - графики магнитных компонент поля погруженного магнитного диполя для той же частоты и среды.

Графики составлены по результатам точных теоретических расчетов. Аналогичные графики получены на физических моделях. Сравнение графиков электрических и магнитных компонент поля на поверхности (сплошные линии) между собой и в сравнении с полем в однородной среде без границы раздела (пунктирные линии) позволяют сделать следующие обобщения.

Радиальная электрическая составляющая вертикального электрического диполя е свободна от влияния боковой волны до расстояния от устья скважины, равного 1-2 м глубинам погружения диполя; то же самое фиксируется для вертикальной магнитной компоненты горизонтального электрического диполя нескольно меньшей устойчивостью к боковой волне обладает азимутальная электрическая компонента горизонтального электрического диполя е.

Боковая (поверхностная) волна это волна, которая распространяется от эпицентра передатчика вдоль поверхности Земли.

В известном способе доля боковой волны в суммарном сигнале быстро возрастает с удалением от эпицентра излучателя, и уже на небольших расстояниях от него суммарное поле представляет собой практически только боковую волну. Достоверность результатов радиопросвечивания, вьтолнен- ного в условиях, когда амплитуда волны сравнима или превосходит амплитуд

прямой, низкая. Это приводит к уменьшению дальности действия установок и к снижению возможностей скважинно-на- земного радиопросвечивания в целом.

Для, вертикальной магнитной компоненты вертикального и горизонтального магнитного диполя , h действие боковой волны на поверхности незаметно в круге радиусом, равным

2-2,5 глубинам погружения диполя (центр круга в эпицентре диполя). Все компоненты других направлений оп- редетшются только боковой волной и не могут быть использованы для радиопросвечивания. Влияние боковой волны выраясается на графиках в появлении глубоких интерференционных минимумов, и выполаживаний графиков. В области, где влияние боковой волны отсутствует, поле на поверхности изменяется подобно полю в однородной среде без границы раздела (совпадает с полем в однородной среде с точностью до постоянного коэффициента), что дает

возможность использовать его для характеристики радиоволновьк аномалий при наземно-скважинном радиопросвечивании.

Анализ расчетных данных показывает,

что- выбор излучателя и направлений измеряемых компонент позволяет проводить безпбмёховое изучение окрестности скважины по поверхности в круге радиусом, равным или превьш1ающим глубину погружения излучателя.

Способ реализуется следующим образом.

В зависимости от пространственного положения скважины относительно

поверхности земли в соответствии с таблицей выбираются ввд скважинного (выработочного) излучателя и измеряемая компонента поля, свободная от влияния боковой волны.

В таблице приводятся все исследованные комбинации излучателей и измеряемых комгеонент поля, свободных от действия боковой волны.

В случае использования при измерениях магнитной компоненты поля, что наиболее просто технически реализуется при скважинно-наземном радиопросвечивании, задают такую первичную поляризацию поля, что на поверхности

действует измеряемое значение компоненты поля, свободный от боковой волны. Это осуществляется путем, например, помещения в наклонную или гори

3

чоитлльпую скяажииу зж- ктрп и г.ксто, а R вертикальр1ую сквяжпну - маг мит- ног о диполей, оси которых ориеитирс - ваиы вдоль осей скважин. Выбранный так1тм образом излучатель помещается в скважину на фиксированн ю глубину. Измерение амплитуды поля соответствующей компоненты производится на поверхности по профилям, длина которых выбирается в соответствии с расчетом и составляет, например, для скважины глубиной до 500-600 м, 600-800 м (начало профиля - в эпицентре диполя) .

Результаты измерений сравниваются с полем той же компоненты, рассчитанным для однородной среды. По ве- линине и характеру различия наблюдаемого и расчетного полей судят о наличии и положении электрических неоднородностей в околоскважинном пространстве.

Используя принцип взаимности, можно менять местами излучатель и приемник.

Способ радиопросвечивания по сравнению с известным позволяет увеличит не менее, чем в 7-8 раз область опо- искования окрестностей одиночных скважин, упростить обработку результатов при радиопросвечивании в однородной среде, производить обработку наземно-скважинного радиопросвечивания при работе в электрически анизотропных средах, а тадже повысить достоверность опоискования окрестностей одиночных скважин.

Способ реализуется с использованием аппаратуры межскважинного радиопросвечивания и наземными магнитными антеннами.

Формула изобретения

1. Способ радиопросвечивания, зак- эпицентр диполя - точка измерении.

лючающийся в измерении на поверхности земли электромагнитного поля подземного aBTOHOMFcoro излучателя, отличающийся тем, что, с целью увеличения радиуса и повышения точи по изменению отношения поля этой компоненты, рассчитанной для безгр ничной среды, к измеренной на пове ности земли судят о наличии электр ческих неоднородностей горных пород

10

15

25

20

: У П774

пости мчмсрсний nyi-ем vrT-рппгиия н.чи-- яния поверхностной волны, npif люОом положении скважины (выработки) поз- б окдают нормаль ую к поверхности зем- 5 ли магнитную компоненту поля, tr3MepH- ют ее на поверхности и по изменению отношения поля этой компоненты, рассчитанной для безгранично1Ч среды, к измеренной на поверхности судят о наличии электрическ}тх неоднородностей горных пород.

2. Способ радиопросвечивания, заключающийся в измерении на поверхности земли-электромагнитного поля подземного автономного излучателя, о т л и- чающийся тем, что, с целью увеличения радиуса и повышения точности измерений путем устранения влияния поверхностной волны, поле возбуждают электрическим диполем с моментом, параллельным поверхности, при этом на поверхности земли измеряют горизонтальную электрическую компоненту поля, перпендикулярную направлению эпицентр диполя - точка измерения, и по изменению отношения поля этой компоненты, рассчитанной для безграничной среды, к измеренной на поверхности земли судят о наличии электрических неоднородностей горных пород,

3. Способ { адиопросвечивания, заключающийся в измерении на поверхности земли электромагнитного поля подземного автономного излучателя, отличающийся тем, что, с целью увеличения радиуса и повышения точности измерений путем устранения влияния поверхностной волны, поле возбуждают электрическим диполем с моментом, перпендикулярным поверхности, при этом на поверхности земли измеряют горизонтальную электрическую компоненту, параллельную направлению

30

40

и по изменению отношения поля этой компоненты, рассчитанной для безграничной среды, к измеренной на поверхности земли судят о наличии электрических неоднородностей горных пород.

ерпендикулярное

ергтендикулярное

араллельное

араллельное

аклонное

аклонное

Электрический диполь вдоль оси скважины

Магнитный диполь вдоль оси скважины

Электрический диполь вдоль оси скважины

Магнитный диполь вдоль оси скважины

Электрический диполь вдоль оси скважины

Магнитный диполь вдоль оси скважины

Радиальная электрическая, направленная от эпицентра диполя

Магнтная, перпендикулярная поверхности

Азимутальная электрическая; магнит- ная, перпендикулярная поверхности

Магнитная, перпендикулярная поверхности

То же

М7.

X I .

MX

г

WX

156 кГц J)ШQOн

о гоо гоо 300 «00 5М 600 та 8со 9оо о ив гоо зов «о 5оо боо TOO «со ио , (Г)1 Фиг 1

156иГц р 40000н.н

а-Ши

Изобретение относится к скважин- ио-наземной высокочастотной электроразведке , в которой на поверхности земли измеряют амплитуду проходящего поля, погруженного в скважину, или выработку электромагнитного излучателя . Изобретение может быть использовано при поисках и разведке рудных полезных ископаемых из скважин и горных выработок. Целью изобретения является увеличение радиуса опоискова- ния окрестностей одиночных скважин (выработок) и повышение достоверности результатов.. Это достигается тем, что при радиопросвечивании на поверхности земли измеряют такие компоненты электромагнитного поля, которые свободны от действия боковой волны, являющейся помехой при скважинно-на- земном радиопросвечивании, при этом результаты измерений, полученные на границе, раздела (поверхности земли) сравнивают с полем подземного излучателя в безграничной среде. Для обеспечения измеряемого значения компоненты Поля, свободной от боковой волны путем выбора вида излучателя и его ориентировки задается соответст- вукицая поляризация первичного поля. 3 с.п. ф-ль1, 2 ил, 1 табл. i (Л

Составитель Л. Воскобойников Максимишинец Редактор О. Головач Техред О.Гортвай °

Тираж 728

2765/47

ВНИИПИ TocyAapctBeHHoro комитета СССР

по делам изобретений и открытии 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб. , д. l

п;::;1;о;;Г ;™:п;лй;;:;;;;ё ТГ™е„пр„.ке. г. УЖГОРОД, л. Проек.™, 4

Подписное