Способ геоэлектроразведки Советский патент 1992 года по МПК G01J3/10 

Изобретение относится к области геоэлектроразведки и может быть использовано для поиска глубоко залегающих полезных ископаемых методами переходных процессов и зондирования становлением поля.

Известен способ геоэлектроразведки, реализованный в аппаратуре Цикл-2, при котором геологическую среду возбуждают импульсами электромагнитного поля и после каждого импульса сигнал переходного процесса вторичного электромагнитного поля принимают, фильтруют, усиливают, регистрируют в цифровой форме и по получен- ным результатам судят о строении исследуемого объекта.

Аналогичная фильтрация осуществляется путем ступенчатого сужения полосы пропускания так, что верхняя граничная частота

пропускания ты изменяется по закону ты , где К 10. Значение коэффициен /

tM3M.

та К 10 выбирается из соображений неискаженной передачи сигнала на заданном временном интервале.

Недостатком способа является низкая помехозащищенность, обусловленная тем, что сужение полосы пропускания, способствующее повышению помехозащищенности, ограничивается увеличением искажений принимаемого сигнала - чем уже полоса пропускания, тем больше искажения.

Известен способ геоэлектроразведки, при котором удается частично сгладить это противоречие. Способ заключается в том, что геологическую среду возбуждают импульсами электромагнитного поля и после каждого импульса сигнал переходного проVJ

3

vj VI

ON

цесса вторичного электромагнитного поля принимают, фильтруют, усиливают и регистрируют в цифровой форме в дискретные моменты времени с временной задержкой начала измерений. В данной случае искажения принимаемого сигнала, обусловленные сужением полосы пропускания, уменьшают путем временной задержку At начала измерений.

Такой способ обладает, повышенной помехозащищенностью относительно способа-аналога за счет возможности уменьшения верхней граничной частоты пропускания ты, что обеспечивается коррекцией искажений (с помощью задержки At) принимаемого сигнала, обусловленных этим уменьшением. Однако такая коррекция не позволяет уменьшить ты более, чем на порядок, так как эффективна только для значений , поэтому помехозащищенность и соответственно глубинность способа продолжают оставаться низкой.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем возбуждение в геологической среде электромагнитного поля импульсами тока, s паузах между которыми осуществляют прием сигнала переходного процесса, фильтрацию посредством п- фильтров, усиление и регистрацию в цифровой форме, по результатам которой судят о строении исследуемой среды, принятый в паузах между импульсами возбуждения сигнал переходного процесса фильтруют, дискретно уменьшая верхнюю граничную частоту пропускания ты п-фильтров из условия fbi fb2... fbn с равномерным шагом дискретизации, величину п устанавливают не менее числа определяемых параметров, а в полученном после каждой фильтрации сигнале переходного процесса регистрируют в цифровой форме максимальные значения, по которым судят о параметрах исследуемой среды.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Сигнал переходного процесса, проходя через фильтр первого рода искажается, при этом сигнал на входе фильтра еьх (t) и на выходе Јвых (t) связаны следующим соотношением:

МО Јвыхо)(1)

где И| - граничная частота фильтра.

Из формулы (1) следует, что при равенстве нулю производной выходного сигнала

имеет место неискаженная передача сигнала переходного процесса, т.е. евх (т) ЕВЫХ (t), а производная равна нулю при максимальном значении переходного сигнала

Свых (t).

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу способа.

Устройство для реализации способа может, например, содержать датчик 1 электромагнитного поля, выход которого соединен со входами параллельно включенных фильтров 2, каждый из которых соединен с соответствующим информационным входом коммутатора 3. Выход коммутатора 3 через усилитель 4 соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 5, вход запуска которого соединен

с первым управляющим выходом таймера 6. АЦП 5 и таймер 6 объединены общей магистралью с процессором 7, который соединен с регистратором 8,

Предлагаемый способ осуществляется

следующим образом.

Перед началом работ на основании данных математического и физического моделирования изучаемого геоэлектрического разреза, исходя из требования обеспечения

заданной точности исследований, определяют оптимальное число входных фильтров 2-2п и шаг изменения верхней граничной частоты диапазонов фильтрации.

Например, как показывает математическое моделирование, для районов Рудного Алтая число фильтров должно быть не более 20, верхняя граничная частота должна быть 10 кГц, шаг дискретизации 2. Т.е. фильтрация входного сигнала должна осуществляться при следующих значениях верхних частот

fi 10 кГц.

f2 - 5 кГц,

45

Тз 2,5кГц.,.. f20 .

На исследуемой площади располагают генераторный контур (на фиг. не показан) и возбуждают в нем поле зондирующим им- .пульсом,

50После выключения зондирующего тока

в генераторном контуре 5 в датчике 1 наводится ЭДС, затухающая во времени Ј8X(t) (фиг. 1). Сигнал переходного процесса ЈBx(t) поступает на входы фильтров нижних частот 55 21-2„.

На выходе каждого из фильтров 2t-2n в соответствии с его полосой пропускания формируются выходные сигналы Јi(t), Ј2(t)... en(t) (фиг. 2).

По концу каждого токового импульса на внешний синхровход таймера 6 поступает сигнал Начало цикла, например, с генератора зондирующих импульсов тока (на фиг. не показан). По сигналу Начало цикла таймер 6 вырабатывает управляющие сигналы на запуск АЦП 5 и устанавливает коммутатор 3 в положение, при котором на вход АЦП 5 через усилитель 4 передается сигнал с выхода фильтра 2i. АЦП 5 запускается и начинает в соответствии с временной шкалой таймера 6 оцифровывать сигнал ei(t) с выхода фильтра 2i. Результаты измерения передаются по магистрали из АЦП 5 в процессор 7, где в соответствии с управляющей программой выбирается максимальное значение. После чего процессор 7 выдает результат на регистратор 8 и посылает команду через таймер 6 на переключение коммутатора 3, который при этом подключает ко входу АЦП 5 сигнал й(г) с выхода фильтра 22 и далее процессы повторяются. В результате цикла измерений будут зарегистрированы максимальные значения сигналов я (t)c выходов всех фильтров 2i-2n.

По полученным результатам определяют параметры геозлектрического разреза, применяя стандартные алгоритмы обработки, способом совпадения с теоретической кривой. При этом теоретические кривые рассчитываются с учетом соответствующих значений .

Таким образом, предложенный способ геоэлектроразведки позволяет увеличить помехозащищенность пропорционально

отношению верхней частоты фильтра прототипа к верхней частоте фильтра частоты fn согласно изобретению. Так. например, при работах на территории Рудного Алтая верхняя частота аппаратуры Цикл-2 составляет 1 кГц, а при использовании предложенного способа на поздних временах достаточно фильтра с fn 10 Гц. Следовательно, помехозащищенность возрастает в

10 раз.

Формула изобретения

Способ геоэлектроразведки, включающий возбуждение в геологической среде электромагнитного поля импульсами тока, в паузах между которыми осуществляют прием сигнала переходного процесса, фильтрацию посредством п фильтров, усиление и

регистрацию в цифровой форме, по результатам которой судят о строении исследуемой среды, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, принятый в паузах между импульсами возбуждения сигнал переходного процесса фильтруют, дискретно уменьшая верхнюю граничную частоту пропускания fbi n фильтров из условия fbi fb2... fbn с равномерным шагом дискретизации, величину п

устанавливают не менее числа определяемых параметров, а в полученном после каждой фильтрации сигнале переходного процесса регистрируют в цифровой форме максимальные значения, по которым судят

о параметрах исследуемой среды.

Использование: в геоэлектроразведке для поиска глубоко залегающих полезных ископаемых методами переходных процессов и зондирования становлением поля. Сущность изобретения; геологическую среду возбуждают импульсами электромагнитного поля, после каждого сигнал переходного процесса вторичного электромагнитного поля принимают, фильтруют с помощью п фильтров, дискретно уменьшая верхнюю граничную частоту пропускания fem фильтров так, что ... fen. где п - не менее числа определяемых параметров, усиливают, в полученном после каждой фильтрации сигнале переходного процесса регистрируют в цифровой форме максимальные значения сигнала переходного процесса, по которым судят о параметрах исследуемой среды. 2 ил.

Фиг.1

Фиг. 2