СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИв?:со!0?::дя •-, лТ?ит1;з--* т:;;::мчЕс;:лп6;-.оЛ:;ОТЕКА Советский патент 1965 года по МПК G01V3/08 

Известны способы электроразведки, основанные на изучении естественных переменных магнитных полей, использующие корреляционные методы измерений.

Предложенный способ отличается от известных тем, что измеряют функцию взаимной корреляции между сигналом от вертикального приемного элемента и производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и сравнивают ее с функцией автоКорреляции производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и по ИХ отношению судят об аномалиях проводиМости залегающих пород. Применение предложенного способа позволит повысить точность измерений и уменьшить влияние на результат измерения вибрационных и аппаратурных помех.

Известно, что естественные переменные магйитные поля представляют собой случайный Непрерывный процесс, подчиняющийся теореме Нёйквиста. Поэтому выделение сигнала на фоне Других случайных помех нельзя произвести наиболее часто применяемыми методаМи (избирательное усиление, узкополосная фильтрация и т. д.). Выделение сигналов, уровень которых не превышает шумов, может быть осуществлено только корреляционными методами.

которым относятся и естественные поля, справедливо следующее положение: корреляция между случайным процессом и его производной по времени равна нулю и коэффициент корреляции между производными по времени двух случайных процессов равен единице, если первообразные функции полностью коррелированы. На чертеже приводится структурная схема,

объясняющая предлагаемый способ.

Сигналы с двух приемных элементов / и 2 подаются на три усилителя 3, 4 и 5. На выходе усилителей 4 и 5 включены дифференцирующие цепочки б и 7. С выхода усилителя 3

и цепочек 6 к 7 сигналы поступают на две умножающие корреляционные схемы 8 и 9. На выходе схемы 9 включен делитель 10, при помощи которого и нулевого индикатора 11 можно установить отношение выходных сигналов умножаюших схем S и Р.

Сигналы на выходе усилителей 3, 4 и 5 бу дут соответственно равны:

f/i, (.

U,, (U,+U, + U,Jf,

U,, (U,+U,,, + U,JK, где: Ui, /2ш. зш - шумы усилителей;

Ui, Uz-полезные сигналы на выходе приемников поля.

Полезные сигналы на выходе приемных элементов могут быть определены следующим образом:

t/i Si (Нг sin я -}- HB cos а) Uz - 52 (Hi cos a + HB sin a),

где Sb Sa - чувствительность нриемников к

магнитному полю;

Нг - горизонтальная составляющая поля в точке наблюдения, обусловленная полем дальних грозовых разрядов;

Нв - вертикальная составляющая поля в точке наблюдени55, обусловленная геологическими неоднородностями;

а - угол наклона приемника к горизонту.

Вертикальную составляющую поля можно записать в виде

Яс1Мfj

в р р Яг,

dt

где р - параметр, зависящий от электрических свойств, размеров и расположения электрической аномалии.

С учетом последнего выражения получим: /1 5i (Нг sin а + р Я cos а) t/a 5а (Нг COS а + Р Я sin а)

Сигналы на выходе дифференцирующих цепочек будут равны

: i/2, ((У; -f- + L/2e,0 2

di rff/.я

t/3« - (t/2 + Зш - Г t/2««)

rff

Как следует из структурной схемы на входы корреляционных схем подаются напряжения 1ц и 1,( 2ц. Следовательно, сигналы на выходах этих схем, обусловленные коррелированными составляющими сигналов, соответственно будут равны:

Uia aiUu Ub, , p (Я/-) cos я

C/2a r /2ч azKzKa Sl (НгТ cos я +

+ (Я;Vsin a + (2.„r,

где: ai, «2 - коэффициенты передачи корреляционных схем.

Если коэффициент деления ц делителя выбрать таким, что индикатор будет показывать нуль, т. е. уравновешивать схему посредством регулировки делителя, приемный элемент У расположить вертикально, а приемный элемент 2 - горизонтально () и оба жестко связать между собой под углом 90°, то

.S р (Я;.) агКз{51(Н,)- + (и2

Как следует из последнего выражения, наличие вибрационных помех только изменяет чувствительность схемы в целом и не вызывает появления паразитного сигнала при отсутствии геоэлектрической аномалии, так как при коэффициент ri 0. Поскольку горизонтальная составляющая естественного переменного магнитиого поля в общем случае во много раз больще вертикальной, а вибрационная помеха складывается только с горизонтальной составляющей, то при реализации предлагаемого способа значительно облегчаются требования к вибрационной защите.

Небольщие отклонения приемных элементов от положения, принятого в соответствии с предлагаемым способом, не вызывают существенных изменений показаний аппаратуры. При отсутствии геоэлектрических аномалий отклонение приемных элементов от нормального положения вызывает только изменение чувствительности, но не вызывает появления иаразитного сигнала.

В случае отсутствия вибрационных помех (например, при реализацииназемного варианта метода) справедливо

И показание прибора будет определяться только коэффициентом р, т. е. свойствами пород и не будут зависеть ни от величины естественных полей, ни от спектра их частот.

Для принципиально полного устранения влияния вибрационных помех на результат измерения необходимо приемный элемент 2 механически разделить на две части, подключив каждую из них ко входам усилителей 4 и 5. Конструкция этих приемных элементов должна быть такой, чтобы вибрационная скорость первого элемента была пропорциональна вибрационному смещению второго или наоборот.

Предмет изобретения

Способ геоэлектрической разведки методом естественных переменных магнитных полей, основанный на измерении функции взаимной корреляции с использованием ортогональных приемных элементов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений и устойчивости аппаратуры к вибрационным помехам, измеряют функцию взаимной корреляции между сигиалом от вертикальиого приемного элемента и производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента, сравнивают ее с функцией автокорреляции производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и по их отнощению судят об аномалиях проводимости залегающих пород.