Способ геоэлектроразведки и устройство для его реализации Советский патент 1986 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к области геоэлектроразведки, основанной на изучении вызванной поляризации теолгических объектов, и может быть ис- пользоваио при поисках и разведке рудных месторождений, а также при гидрогеологических исследованиях и инженерно-геологических изысканиях .

Цель изобретения - повьшение точ ности определения параметров поляризуемости искомого геологического объекта.

На фиг. Г изображена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - структурна я схма распределительного блока; на фиг. 3 - временные эпюры пропускания поляризующего тока через питающие электроды и геологический объект, а также разность потенциалов на измерительных электродах во время пропускания тока и после его выключения ; на фиг. А - структурная схема блока управления и синхронизации.

Устройство содержит основную 1 и дополнительные 2 пары питающих электродов, блок 3 управления и синхронизации, измеритель 4, к входу которого подключены приемные электроды 5, а также последовательно соединенные источник 6 постоянного тока и основной ключ 7, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока 3 управления и синхронизации, второй выход которого подключен к управляющему входу измерителя 4.

Устройство содержит также первый 8 и второй 9 распределительные блоки, вход первого блока 8 подключен к выходу основного ключа 7, вход второго блока 9 - к источнику 6 постоянного тока, выходы каждого из блоков 8 и 9 подключены к соответствующим одноименным питающим электродам из основной 1 и дополнительных 2 пар.

Каждый из распределительных блоков 8 и 9 содерзкит (фиг. 2) дополнительные ключи 10-14, таймер 15, ячейку 16 запуска, вьшолненную в виде последовательного соединения конденсатора и сопротивления, при этом входы дополнительных ключей 10-14 и первый вход ячейки 16 запуска объединены и служат входом распределительных блоков 8 и 9. Второй вход ячейки 16 запуска соединен с выходом

ключа 14, а выход ячейки 16 запуска с управляющим входом таймера 15, выходы которого подключены к управляющим входам дополнительных ключей

10-14, а выходы дополнительных ключей 10-14 служат выходами распределительных блоков 8 и 9.

Сущность способа заключается в том, что при пропускании постоянного поляризующего тока в приэлектрод- ных зонах питающих электродов 1 и 2 и в искомом геологическом объекте накапливается некоторый запас энергии электрического поля, который

расходуется после выключения поляризующего тока. При этом запас энергии электрического поля, накоплен-, ный в приэлектродных зонах, расходуется в тех же каналах внешней среды, по которым проходил поляризую- : П1ИЙ ток, и создает затухающие во времени потенциалы на приемных электродах 5. Величины накопленных энер- -гий в приэлектродных зонах и в герлогическом объекте и временные характеристики их расхода зависят от силы поляризующего тока, длительности его пропускания и электрофизических особенностей сред (геологического

объекта и приэлектродных зон). .

Начальные потенциалы на приемных электродах 5 и временные характеристики их изменения представляют суперпозицию поля вызванной поляризации

геологического объекта и полей становления приэлектродных зон питающих электродов и при прочих равных условиях рпределяются также длительностью пропускания поляризующего тока.

Повьппение точности определения параметров поляризуемости искомого геологического объекта достигают ; путеьс снижения уровня ЭДС, обусловленного полями становления и увеличения скоростей затухания.

Для этой цели заданную длитеЛь- . ность поляризующего тока 17 (фиг. 3) разбивают на m() временных интер- валов , ...,;,,...,, которые

соотносятся t г,,.. .-t,, .. ./t .

Ввод поляризующего тока I7 распределяют по п-1-1 () парам питающих электродов и через каждую пару питающих электродов пропускают поляризующий ток 18-22 в определенные моменты времени. Благодаря такому рас- пределению времени работы для каждой пары питающих электродов 1 и 2 сни3

жается уровень начальных потенциало на приемных электродах 5 от полей становления приэлектродных зон, увеличивается скорость затухания этих потенциалов во времени. Этому спб- собствует и то, что запас энергии электрического поля в приэлектродных зонах каждой пары электродов, кроме включаемой последней, начинае расходоваться уже в процессе пропускания поляризующего тока через геолгический объект.

Для избежания эффектов наложения полей становления приэлектродных зо одноименные питающие электроды на участках ввода поляризующего тока пространственно разобщают, т.е. устанавливают на расстояниях., не меньших линейных размеров приэлектродных зон. Границами приэлектродных зон являются изоповерхности с заданной плотностью тока, за пределами которых течение электрокинетических процессов вызьшает потенциалы на измерительньк электродах ниже пороговых. Обычно линейные размеры приэлектродньпс зон колеблются в пределах от десятых долей до .единиц метров и для конкретных геолого-геофизических условий устанавливаются экспериментально.

Чрезмерный разнос одноименных питающих электродов друг от друга на участках ввода поляризующего тока может приводить к недопустимым изменениям величин и направлений плотности поляризующего тока через исследуемый геологический объект. . Для предотвращения этого накладываются ограничения на дистанции между одноименными электродами на участках ввода поляризующего тока. Оценки изменений величин и направлений поляризукяцего тока через исследуемый геологический объект при изменениях местоположений точек ввода тока относительно точки измерения можно выполнять по известным формулам. На практике контроль допустимости перемещений точек ввода поляризующего тока выцрлняют по потенциалам пропускания на измерительных электродах.

Устройство для .осуществления способа работает следующим образом.

Через исследуемый геологический объект пропускается поляризующий ток 17 с помощью замкнутого основ49609 :

ного ключа 7,.распределительных блоков 8 и 9, основной 1 и дополнитель. ных 2 пар питающих электродов, вырабатываемый источником 6 постоянно5 го тока.

Длительность пропускания поляризующего тока I7 через геологический объект задается управляющим сигналом блока 3 управления и синхронизации

10 (фиг. 4)

Блок 3 управления и синхронизации содержит генератор 24 тактовой частоты, кнопку Пуск 25, пульт 26 задания длительности импульса

15 тока возбуждения, делитель 27 частоты, счетчик 28 импульсов, схему 29 сравнения кодов, схему И 30, триггер 31. Формы импульсов н.а выходах отдельных узлов блока обозначены

20 позициями 32-35.

Б распределительных блоках 8 и 9 осуществляется разбиение.заданной длительности поляризующего тока 17 на временные интервалы и поочеред25 Ное подключение основной 1 и дополнительных 2 пар питающих электродов на соответствующие временные интервалы для пропускания с их помощью поляризующего тока 18-22.

3Q После окончания действия поляризующего тока 17 заданной длительности с помощью измерителя 4, синхронизируемого блоком 3 управления и синхронизации, измеряется ЭДС вызванной поляризации 23 на приемных

35

электродах 5.

Каждый из распределительных блоков 8 и 9 (фиг. 2). работает следующим образом. При включении поляризующего тока ячейка 16 запуска вырабатывает короткий импульс, с помощью которого таймер 15 устанавливается в исходное состояние и затем запускается. На его выходах вырабатывается

последовательность управляющих сигналов, которые поступают на управляющие входы дополнительных ключей 10-14. В исходном состоянии все дополнительные ключи 10-14 разомкнуты.

Управляющие сигналы таймера 15 поочередно -замыкают дополнительные ключи 10-14 на соответствующие интервалы времени, осуществляя в эти моменты времени пропускание через основную 1 и дополнительные 2 пары питающих электродов поляризующего тока 18-22 через исследуемый .геологический объект.

Таким образом, предлагаемый способ геоэлектроразведки, благодаря использованию и пар питающих электродов, разобщено устанавливаемых на участках ввода поляризующего тока и попеременно включаемых под ток, обеспечивает подавление потенциалов на измерительных электродах от полей становления приэлектродных зон и тем самым повышают точность определения параметров поляризуемости геологических объектов по наблюденным временным характеристикам.

Эффективность от применения предлагаемого способа и устройства оп- ределяется повьшением достоверности исследования геологических объектов и установления их полезных качеств, в частности, путем повьшения однозначности разделения рудных и без- рудных аномалий. . .

Формула изобретения

1 . Способ геоэлектрХ)разведки, основанный на пропускании через геологический объект с помощью галь- ванически-заземленных основной и п ( где ) дополнительных пар пи- таюпщЗс электродов постоянного поля- ризующего тока заданной длительности и последующего измерения ЭДС вызванной поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров поляризуемости искомого геологического объекта;, заданную длительность пропускания поляризующего тока разбивают на m временных интервалов t, ,Л. (Д ко- торые между собой соотносятся

j

s 0

5 о 0

5

,. . . . . .,. а пропускание по ляризующего тока выполняют, подключая поочередно без пауз к источнику тока основную и каждую из п дополнительных пар питающих электродов .на соответствующий интервал времени, начиная по порядку с Т до 1,ирк этом между одноименными питающими электродами на участках ввода поляризующего тока устанавливают дистанции, превьшающие линейные размеры приэлектродных зон, но не боль ших расстояний, при которых перемена, пар питающих электродов в процессе пропускания поляризующего тока вызывает изменения величин и направлений плотности его через искомый геологический объект выше допустимых пре- делов.

2. Устройство для геоэлектроразведки, содержащее основную и дополнительные пары питающих электродов, блок управления и синхронизации, измеритель, к входу которого подключены приемные электроды, а также последовательно соединенные источник постоянного тока и основной ключ, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока управления и синхронизации, второй выход которого подключен к управляющему входу измерителя- о тли ч ающее ся тем, что дополнительно введены первый и второй распределительные блоки, вход первого из которых подключены к выходу основного ключа, вход второго - к источнику постоянного тока, а выходы каждого из них подключены к соответствующим одноименным питакяцим электродам из основной и. дополнительных пар.

7777)

/////W//A// // /)V/ //y///////////r///////// ///////////

z

z

(риг. 1

17

JZ.

Ti .

7s

Maf.

Tf

If.

Tf

Мла

fpt/8.J

17

35

Изобретение относится к методу вызванной поляризации. Цель изобретения - повьппение точности определения .параметров поляризуемости искомых геологических объектов путем исключения влияния ЭДС поля становления. Цель достигается тем, что в способе осуществляется временное разделение работы пар питающих электродов, что позволяет снизить величину ЭДС становления поля приэлектродных зон питающих электродов. Включение пар питающих электродов производят без пауз одну за другой. Пары питакнцих электродов размещают на расстояниях одна от другой таким образом, чтобы они превьшали линейные размеры приэлектродных зон, но не больше расстояний, при которых перемена пар питанмцих электродов в процессе пропускания тока вызывает изменение величин и направлений плотности тока через искомый геологический объект выше допустимых пределов. Устройство обеспечивает заданный режим коммутации тока через заданные пары электродов без пауз. 2 не з.п. ф-лы, 4 ил. ;р о

4

33

J/

Z5

26

52

3

Я

35

Составитель Л, Воскобойников Редактор В. Петраш Техред Л.Сердюкова . Корректор А. Тяско

Заказ 4334/54 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

28

34

29

31

Фае 4