Способ геоэлектроразвездки Советский патент 1991 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при поисках и разведке месторождений различных полезных ископаемых путем изучения нелинейных эффектов, возникающих в горных породах при пропускании через них переменного тока.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности способа.

На фиг. 1 изображена схема генераторного устройства, на фиг.2 - схема измерительного устройства для осуществления предложенного способа.

Генераторное устройство для осуществления предложенного способа (фиг.1) содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, фазовращатель 3, блок 4 управления фазовращателем 3, усилитель 5 мощности нижней частоты, усилитель 6 мощности верхней частоты, сумматор 7 и источник 8 возбуждения поля.

Измерительное устройство (фиг.2) содержит приемный датчик 9 сигналов, предварительный усилитель 10, фильтр 11 нижней частоты, фильтр 12 верхней частоты, усилитель 13 нижней частоты,усилитель 14 верхней частоты, делитель 15, фазометр 16, детектор 17 нижней частоты, детектор 18 верхней частоты, измеритель 19 амплитуды

о

4

Iго СО

Ю

ю

сигналов нижней частоты, измеритель 20 амплитуды сигналов верхней частоты.

Сущность предложенного способа геоэлектроразведки заключается в следующем.

На заданном участке исследований в земле возбуждают электромагнитное поле токами двух кратных когерентных частот (о и 0)2, вырабатываемых генераторным устройством. Для формирования этих составляющих используют задающий генератор, 1, вырабатывающий сигнал с частотой отделитель 2 частоты, на выходе которого получают сигнал с частотой , два усилителя 5 и 6 мощности, с помощью которых усиливаются сигналы нижней и верхней ttiz частот, сумматор 7, в котором полученные сигналы суммируются, и источник 8 возбуждения поля (питающую линию), через который в землю пропускают токи двух частот. Относительный фазовый сдвиг между составляющими токов двух частот дискретно изменяют с помощью фазовращателя 3, причем программа переключения фазового сдвига задается блоком 4 управления фазовращателем 5.

В точках наблюдения на исследуемом участке измеряют при каждом k-м значении относительного фазового сдвига между двумя составляющими возбуждающего тока значения амплитуды Ek: сигнала нижней частоты, амплитуды Ek сигнала верхней частоты и относительный фазовый сдвигДт/ между сигналом нижней частоты ал исигна- .лом с частотой шг,приведенным к частоте . Для этого сигнал, принимаемый датчиком 9, после усиления предварительным усилителем 10 разделяется на составляющие двух частот фильтрами 11 и 12, усиливается усилителями 13 и 14 и подается на два входа фазометра 16: сигнал нижней частоты - непосредственно на первый вход фазометра 16, а сигнал верхней частоты через делитель 15-на второй вход фазометра 16, При этом коэффициент деления делителей 2 и 15 выбирают одинаковым (например, равный двум). Поэтому на два входа фазометра 16 поступают сигналы одинаковых частот и на его выходе фиксируется относительный фазовый сдвиг между этими сигналами.Амплитуда сигналов нижней и верхней частот фиксируется с помощью измерителей 19 и 20, на которые измеряемые сигналы подаются через детекторы 17 и 18.

Относительный фазовый сдвиг ДФк между составляющими возбуждающего тока в простейшем случае изменяют дискретно по линейному закону

ДФк Ар-k, k 0, 1.2, ...п-1,

где k - номер дискретного изменения фазового сдвига,п - число задаваемых значений изменения фазового сдвига,

Де 360° Ш1 .

П

Такие изменения выполняют в течение каждого цикла наблюдений до тех пор, пока разность фаз в источнике в силу периодичности не примет исходное значение, равное нулю, а измерения выполняют при неизменной амплитуде составляющих возбуждающего тока.

Если нелинейные эффекты в исследуемых горных породах отсутствуют, то величина измеренного относительного фазового сдвига Ai/V за цикл наблюдений изменяется по следующему закону Д# ЩЪ+ &Р к,

где Ai/t) - начальное значение относительного фазового сдвига измеряемых сигналов в точке наблюдения (при k 0). Амплитуда измеряемых сигналов при этом в течение всего цикла наблюдений будет сохраняться

неизменной.

Если электрические характеристики исследуемых горных пород нелинейны, то мерой этой нелинейности могут служить дифференциальные параметры, определяемые исходя из соотношений

/-(,) Ег/ 1 ) - Ек(1 ) Ч - ijT1 :

));

Ecf2)

/kv

(з) д -Дт/ь,

где Avi At/ - Ар k ; .

EЈI EJj.2 - измеренные значения амплитуд сигналов на частотах ал и ад при k-м значении относительно фазового сдвига между двумя составляющими возбуждающего тока;

, Е О иДа/ь - соответствен -ю средние значения амплитуд сигналов с частотами ал.адг и величин At/v по циклу наблюдений.

Мерой нелинейности электрических характеристик исследуемых горных пород служат также интегральные параметры, определяемые как средние арифметические значения модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдения.

Эти параметры являются более помехоза- щищенными. чем дифференциальные.

Измерения могут выполняться при автономной работе генераторного и измерительного устройства. Возможна также

передача синхронизирующих сигналов с генераторного на измерительное устройство, В этом случае на входе фазометра целесообразно использовать дополнительный дискретный фазовращатель (по конструкции аналогичный фазовращателю 3) и блок управления этим фазовращателем (аналогичный по конструкции блоку 4), работающий синхронно с блоком 4 управления.

Формула изобретения 1. Способ геоэлектроразведки, в котором возбуждают в земле электромагнитное поле двух кратных когерентных частот СУ1 и (iJZf выделяют в точке приема сигналы этих двух частот, измеряют их амплитуды и относительный фазовый сдвиг между сигналом с частотой ом и сигналом с частотой , приведенным к частоте a)iti определяют величину нелинейных эффектов в горных породах, по которой судят о наличии продуктивного оруденения на исследуемом участке, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности способа, измерения проводят при дискретных изменениях относительного фазового сдвига между составляющими возбуждающего поля от нуля до значений 360° №&Ј, а о величине нелинейных эффектов в горных породах судят по дифференциальным параметрам, определяемым, исходя из соотношений

tfo.sPlpf..

-Г2) E(f2) -Ei/2) .

; -ijTJ

(3) .

где 4$ &/Ъ - Ьр к ;

.-(1)

Ef

.ff.

V измеренные значения

амплитуд сигналов на частотах аниаъ и относительных фазовых сдвигов между сигналами на этих частотах при k-м значении относительного фазового сдвига между двумя составляющими возбуждающего поля;

&р - шаг дискретизации относительных фазовых сдвигов между составляющими возбуждающего поля;

ЕО , , &ро - соответственно средние значения измеренных амплитуд сигналов с частотами ,ад и величин по циклу наблюдения.

2. Способ по п.1. отличающийся тем, что судят о величине нелинейных эффектов в горных породах по средним арифметическим значениям модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдения.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при поисках и разведке месторождений различных полезных ископаемых путем изучения нелинейных электрических и электрохимических эффектов, возникающих в горных породах при пропускании через них переменного тока. Цель изобретения - повышение разрешающей способности способа. Электромагнитное поле в земле возбуждают токами двух кратных когерентных частот с дискретно изменяющимся относительным фазовым сдвигом между составляющими этих частот, а в точках наблюдений измеряют амплитуды и относительный фазовый сдвиг между принятыми сигналами двух частот при каждом значении относительного фазового сдвига между составляющими возбуждающего тока. В качестве меры нелинейности электропроводности горных пород используют дифференциальные параметры, определяемые как разности между результатами каждого из текущих измерений и среднего значения за цикл наблюдения текущих измерений, а также интегральные параметры, определяемые как средние арифметические значения модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ф иг.

Фиг.2