Предлагаемое изобретение предназначается, в особенности, для нахождения местоположения больших масс нефти, руды и тому подобных подземных веществ, электропроводность которых существенно отличается от электропроводности окружающей среды. Для этого определяется направление электромагнитного поля, развивающегося при прохождении тока через окружающую среду, в большом количестве точек, расположенных на данной поверхности, при чем направление электромагнитного поля остается в значительной степени постоянным в том случае, когда электропроводность земли, или находящейся под нею среды, постоянно или однородно; однако, в тех точках, в которых происходит нарушение проводимости вышеупомянутой среды, имеет место соответствующее уклонение электромагнитного поля, которое дает возможность определить контур вещества, или тела, электропроводность которого отличается от такой же проводимости окружающей среды, посредством нанесения таких уклонений на каком-нибудь плане.
Изобретение может применяться при нахождении таких веществ или масс, независимо от того, будет ли их проводимость больше или меньше проводимости окружающей среды, так как для получения показаний и нанесения на плане контура, вещества достаточно, чтобы проводимость его отличалась от проводимости окружающей среды.
Если желательно, например, вычертить карту или контур подземного источника нефти, то прежде всего необходимо установить радиостанцию, приспособленную для передачи радиосигналов, на расстоянии около тридцати миль от исследуемой площади земли. После этого необходимо установить приемную петлю и дополнительный аппарат, который мог бы получать и выявлять вышеупомянутые сигналы, при чем петля должна быть пригнана так, чтобы сократить сигнал до минимума, т.-е. чтобы получить нулевое показание.
Угол между плоскостью петли и линией, проходящей через петлю и передаточную станцию, будет постоянным по всей части земной поверхности перекрывающей вещества и среду одинаковой проводимости. Угол, образуемый плоскостью петли с линией, проходящей через передаточную станцию, построенный для большого количества точек, лежащих на исследуемой поверхности, окажется искаженным в точках, расположенных на границах масс, имеющих другую электропроводность, чем окружающая их среда.
Наблюдения, при помощи которых определяется направление электромагнитного поля, на нескольких различных станциях могут быть произведены при помощи различных аппаратов. Однако, так называемый радиоаппарат, имеющий антенну в виде петли, удовлетворяет назначению. Рекомендуется для получения весьма точных результатов употребление антенны в виде петли, в комбинации с батареей и комплектом приемников так, чтобы все вместе могло поворачиваться вокруг вертикальной оси до тех пор, пока телефон или иной указательный инструмент комплекта, не подаст минимума сигналов, получаемого петлей от удаленной станции.
Серия таких наблюдений, произведенная для различных точек на горизонтальной поверхности, покажет постоянное направление во всех тех случаях, когда напластования, под поверхностью однородны, но в тех случаях, когда под поверхностью имеется разница в электропроводности некоторых частей почвы, произойдет искажение пути, проходимом током через напластования, лежащие под поверхностью; в этом случае; произойдет соответствующее искажение в направлении плоскости электромагнитного поля, образуемого вышеозначенным током. Такое искажение даст показание, которое можно будет наблюдать в комплекте радиоприемников, для поверхности, лежащей над слоем с нарушенной проводимостью и, следовательно, над границей с массой; обладающей сравнительно большим или меньшим сопротивлением.
На чертеже поясняется предлагаемый способ.
На фиг. 1 чертежа изображен вертикальный поперечный разрез предполагаемого нефтяного источника; на фиг. 2 - поперечный разрез по II-II фиг. 1; на фиг. 3 - горизонтальный разрез по III-III фиг. 1; на фиг. 4 - план нефтеносной земли, с наслоением или напластованием, согласно фиг. 3; на фиг. 5 - график электромагнитных полей, показывающий направление, определенное на поверхности земли над нефтеносным слоем фигуры 3, в котором точки ненормальных наблюдений соединены между собой и дают очертание нефтяной массы фигур 1-3.
Во всех фигурах одинаковые цыфры обозначают одинаковые части. Масса подземной нефти 1 неизвестного протяжения расположена на неизвестной глубине под поверхностью 2 земли. В какой-либо отдаленной точке расположена генераторная станция, дающая ток той частоты, которая требуется для радио. Станции эти на чертеже не показаны но ток, идущий от такой станции и проходящий через подземные наслоения, показан на фигуре 3 серией линий 3-3, 4-4-4, 5-5-5. Сравнительно однородная среда, окружающая массу нефти 1, обозначена цыфрой 6; электрические токи 3, 4, 5 проходят, таким образом, среду 6 по прямым, сравнительно, линиям. Если на пути токов расположена большая масса непроводящего вещества, например, масса нефти 1, то линии тока, на пути которых расположена эта масса, будут искажены (это показано в тех частях линий 4 и 5, у которых токи обходят вокруг массы нефти 1).
До тех пор, пока электрические потоки непрерывны и параллельны между собою (это видно по линии 3-3 и по прямым частям линий токов 4 и 5), последовательные магнитные поля будут оставаться параллельными друг другу и будут итти так, как показано путями 8, 9, 10 и 11 на фиг. 1 и как это изображено линиями 8, 9, 10 и 11 на фиг. 3, тогда как плоскости электромагнитного поля, образуемого вдоль линий тока 5-5, где электрический поток искажен, как у точек 12 и 13, будут соответствующим образом перемещены (это показано, например, направлениями 14, 15).
Нанесение углов этих уклоняющихся полей (это показано у точек 14 и 15 на фиг. 4) сейчас же укажет направление подземного течения тока вокруг тела другой проводимости, а соединение нескольких наблюденных неправильностей даст очертание фиг. 4, точно показывающее положение находящейся вертикально под поверхностью массы вещества, имеющего отличную от окружающей его среды электропроводность.
Распространение электромагнитного поля около пути тока в подземных наслоениях будет происходить в плоскости, лежащей под прямым углом к направлению тока; поэтому такое поле будет, вообще говоря, лежать в вертикальной плоскости, которая перережет петлю антенны комплекта радиоприемных аппаратов, надлежащим образом расположенного на земной поверхности.
Вращением этой петли около вертикальной оси можно изменять вольтаж, возбужденный вышеозначенным магнитным полем в упомянутой петле до тех пор, пока в приемном аппарате не получится нулевого эффекта, который может быть обнаружен при помощи, например, телефонных наушников; таким же образом может быть определено для любой точки горизонтальное угловое положение электромагнитного поля относительно любого неподвижного направления, как например, для направления проходящего через комплект приемников и источник распространения электрических волн, т.-е. передаточную станцию.
Сигналы, получаемые в петле комплекта приемников, являются результатом импульсов большого количества электромагнитных полей, образующихся во всех наслоениях, лежащих под приемным аппаратом, включая сюда, как часть таковых, наслоения, содержащие в себе массы с различной электропроводностью.
Возмущения электромагнитного поля, или полей, происходящие вследствие изменения в путях или линиях токов, протекающих через наслоения, содержащие массу с различной проводимостью, являются лишь одним из факторов, образующих любой из получаемых сигналов. Но угловое положение магнитного поля будет отклонено настолько же, насколько такие возмущения будут отличаться от импульса, получаемого от однородной среды, при чем наблюдатель получит относительно этого соответствующее указание. Происходящие на поверхности земли возмущения электромагнитного поля, указанные приемным аппаратом, будут иметь вид, графически показанный на фиг. 5.
Получаемые показания являются следствием большого количества импульсов, распространяющихся по прямым линиям, но там, где на их пути лежат вещества иной проводимости, произойдут вокруг или через упомянутые вещества, в зависимости от проводимости их по отношению к среде, искажения этих путей, при чем углы петель, наблюдаемые на поверхности земли, будут искажены не только по краям таких масс, но и в непосредственной близости от этих краев и в особенности внутри этих масс у их краев, благодаря образованию побочных токов, идущих вокруг этих масс по линиям наименьшего сопротивления. Таким образом, внутри и смежно с границами вышеуказанных масс будут отступления от постоянного угла, происходящие, главным образом, вследствие прохождения токов сверху и снизу вышеозначенных масс.
В вышеприведенном примере предполагалось присутствие вещества, обладающего сравнительно меньшей проводимостью, чем окружающая его среда. Вышеупомянутые электромагнитные поля будут тем не менее также искажены по краям вещества сравнительно большей проводимости; поэтому предлагаемый способ применим также, кроме отыскивания нефти, к разным другим изысканиям.
Способ определения местонахождения ископаемых, обладающих иной электропроводностью, чем окружающая среда, характеризующийся тем, что помощью антенны в виде петли, монтированной подвижно вместе с батареей и комплектом приемников, определяют в различных точках местности углы между направлением электромагнитного поля и линиями, соединяющими данную точку с радиостанцией, наносят направления магнитного поля в различных точках на карту местности, и расположение тех точек, в которых электромагнитные поля отклоняются, служит для определения искомого контура залегания ископаемого.
