СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Советский патент 1970 года по МПК G01V3/08 G01V3/40 

Изобретение относится к области геоэлектроразведки методом естественного переменного электромагнитного иоля.

Известны способы электроразведки методом естественного переменного электромагнитного поля. Они основаны на измерении амплитудных соотношений случайных электрических напрялсений на выходе двух не параллельных или разнесенных датчиков электромагнитного поля, либо на измерении амплитудно-фазовых соотношений в узком диапазоне частот, когда напряжения имеют вид гармонических колебаний, случайным образом модулированных по амплитуде и фазе.

Недостатком известных способов является несовместимость имплитудно-фазовых измерений с использованием сравнительно широкополосных датчиков и учетом импульсного характера поля для повышения помехоустойчивости измерений и классификации их по вешественному составу.

Предложенный способ отличается от известных тем, что измеряют синхронно мгновенное значение аномальной компоненты поля и ее производной в момент максимума импульса нормальной компоненты поля, и по отношению мгновенного значения производной аномальной компоненты поля к самой аномальной компоненте судят о местоположении и проводимости рудных объектов. Это позволяет определять местоположение и вещественный состав рудных тел.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Электрическое напряжение и„ (t) на выходе датчика измеряемой компоненты поля связано с электрическим напряжением /„ (t) на выходе датчика нормальной компоненты поля очевидным соотношением:

и(0 )/г{т)йт,(1)

где /г(т)-импульсная переходная характеристика аномального геологического объекта, а интеграл представляет собой известный интеграл Дюамеля.

Измеряют мгновенное значение напряжения У„ (/) и мгновенное значение производной этого напрялсения в момент времени 4. соответствующий максимальному значению напрял ения Ьн (t). Результат Al измерения мгновенного значения напрял ения и„ (t) в момент времени to определяется выражением:

Xi U(t,} U(t,-r}h()dr. (2) о dUn (t - -) h(.)d-.(3) dt Из экспериментальных наблюдений естественного электромагнитного ноля в звуковом диапазоне частот известно, что импульсы электрического напряжения на выходе датчика вблизи своего максимума имеют квазисинусоидальную форму вида: и(.осг Асо82П - (4) Реальная импульсная переходная функция /I(T) графически имеет вид спадающей кривой по мере увеличения т. Практически можно считать, что при достаточно большом т функция равна нулю, так что пределы интегрирования интеграла Дюамеля ограничиваются интервалом от О до такого значения т, при котором подынтегральная функция практически равна нулю. Для простоты рассмотрим случай, когда длительность переходного процесса намного меньше периода. Это позволяет воспользоваться известной апроксимацией: „(.-А COS 27. (5) dUn(t-) : - - Л Sin 2П dtтТ Подставив (3) в (2) и (6) в (3), получим: (т)7 б Jr,(t)dT о Отношение X мгновенных значений производной напряжения к мгновенному значению напряжения равно: |.й(.)йт Х h(-)d Интеграл (7) представляет собой площадь, ограниченную графиком функции /г(т) и осями координат. Интеграл (8) представляет собой момент указанной площади относительно оси ординат. Отношение интегралов дает оценку эффективной длительности импульсной нереходной функции /г (т): f -с и (г) d0 (10) Результатом измерения является отношение:С гй (т) d-. J) у- Л2 - у,2 ЗФ г |Л(.)г Учитывая, что величина Т практически иостоянна для импульсов электрического напряжения, можно считать, что отношение X с 2я точностью до постоянного множителя равно эффективной длительности имнульсной переходной функции, характерной для аномального геологического объекта. Указанное отношение является мерой длительности импульсного переходного процесса, характеризующего измеряемую аномалию электромагнитного поля. Известно, что длительность импульсного переходного процесса содержит в себе информацию, необходимую для классификации аномалий но их геологической природе. Таким образом, предложенный способ позволит производить классификацию аномалий с онределением вещественного состава рудных тел при помехоустойчивых измерениях импульсов поля. На чертеже изображена блок-схема устройва для реализации предложенного способа. Устройство состоит из датчика 1 нормальной компоненты поля, датчика 2 измеряемой компоненты (аномальной) поля, дифференцирующих схем 5 и 4, двуполупериодного детектора 5, пороговых схем 5 и 7, управляющих соответственно парой ключей S и 9 и парой ключей 10 и 11. Устройство содержит схему 12 измерения отношения амплитуд прямоугольных импульсов или отношения средних величин амплитуд импульсов. Она снабжена регистратором 13, показания которого являются результатом измерения. Устройство работает следующим образом. Напряжение f/н (t) с выхода датчика 2, так же как напряжение с выхода дифференцирующей схемы 4 не подаются в 12 схему измерения отнощения, так как ключи 8, 9, 10, 11 заперты. Ключи 5 и 9 управляются пороговой схемой 7, которая их отпирает на интервал времени, когда напряжение U (t) с выхода датчика 1 превышает заданный уровень. Ключи 10 и 11 управляются пороговой схемой 6, которая их отпирает на интервал времени, когда выпрямленная двуполупериодным детектором 5 производная напряжения f/H (О равна нулю. Следовательно, все ключи одновременно окажутся открытыми только в момент времени, когда напряжение {7„(0 больше заданного уровня, а производная этого напряжения равна нулю, т. е. в момент максимума наиряжения „{t). Отпирание всех четырех ключей вызовет появление на входе схемы 12 импульсов, один из которых представляет собой строб напряжения U (t), а другой - строб производной напряжения

7и (t), Амплитуды импульсов пропорциональны соответственно мгновенному значению напряжения и„ (t) и мгновенному значению производной этого напряжения для момента времени, когда напряжение и„ (/) имеет мак:имум. Схема 12 измеряет отношение амплитуд импульсов, а регистратор 13 показывает величину длительности импульсной переходной функции.

Пред-мет изобретения

Способ геоэлектроразведки методом есте:твенного переменного электромагнитного поля, основанный на измерении мгновенных значений нормальной компоненты поля, аномальной компоненты и ее производной, огличающийся тем, что, с целью определения местоположения и вещественного состава рудных тел, мгновенное значение аномальной компоненты и ее производной синхронно измеряют в момент максимума импульса нормальной компоненты поля, и по отношению мгновенного значения производной аномальной компоненты поля к самой аномальной компоненте судят о наличии и проводимости рудных объектов, по которой оценивают вещественный состав рудных тел.