Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1979 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к области геофизического приборостроения, в частност к аппаратуре методов нестационарных вторичных электромагнитных полей. Известны устройства для измерения нестандартных вторичных электрических полей и полей вызванной поляризации, .включающие генератор возбуждающего поля и измерительный канал, содержащий приемные электроды, усилитель и шлейф- ный осциллограф для записи кривой стано ления на фотобумагу i}, Ввиду их сравнительно малого быстро действия запись кривых становления возможна Лишь на ПОЗДНИ.Х временах (начиная с 0,1с). Кроме того, отсутствует возможность операти вного контроля качества работ, для оценки которого требуется предварительное проявление осцил лографических лент. Указанные недостатки устранены в устройствах, основанных на стробоскопическом осциллографировании временной характеристики вызванной поляризации и становления поля. Примеров такого уст- , ройства может служить известная аппаратура Енисей Мытищинского приборостроительного завода. Она содержит генератор с источником электромагнитного поля (заземленный кабель) и измерительный канал, состоящий из приемной линии, ключа, усилителя, фильтра низких частот и индикаторного блока (усилитель постоянного тока со стрелочным прибором на выходе) 2 . Эта аппаратура позволяет измерять лишь переходную характеристику электрической составляющей напряженности вторичного ПОЛЯ дискретно в определенный набор наперед заданных моментов време- -ни (5, 15, 30 мс), что значительно ограничивает объем информации, необходимой для геологического истолкования материалов при определении размеров, глубины залегания и электропроводности искомых объектов. Наиболее близкой к предложенному устройству является аппаратура ВПП-67, решающая задачи, аналогичные аппаратуре Енисей, Она содержит генератор возбуждающего поля и измерительный канал, состоящий из последовательно соединенных приемной линии (приемньк элек тродов), усилителя, ключа и запоминающего устройства с индикатором | 3 . Измеряемый сигнал подаете с выхода предварктельного усилителя назапоминающее устройство через ключ, откры-. ваекщй на время 0,2 с через 0,5 с после вьпслючения тока в генераторном устройстве. Аппаратура позволяет измерить мгновенное значение напряжения устанавливающегося электрического поля с фиксированной задержкой выходного иь пульса относительно момента выключения тока в генераторном устройстве, .Недостатком ее является отсутствие возможности измерения момента времени to перехода ЭДС переходного процесса через ноль и соответствующего указанноwty времени значения напряженности не- установившегося электрического поля BO заключающих в себе важную геофизическую информацию. Аппаратура ВПП-67 поз воляет измерять только параметры в известной поляризации и имеет ограничен,ную информативность. Цель изобретения - повышение информ тивности исследований. Цель дослгигается тем, что в устройст во, содержащее генератор, соединенный с датчиком поля, и измерительную установку, состоящую из последовательно сое диненных приемника поля, усилителя, ключа, запоминающего устройства и индикатора, причем генератор соединен син хронизирующей линией с первым управ- дающим входом ключа, введены последовательно соединенные приемник магнитного поля, усилитель, нуль-орган и блок измерения интервалов времени. Выход нуль-органа соединен со вторым управляющим входом ключа, а первый управляющий вход клюгча соединен также со вторым входом блока измерения интервалов времени... Введением новых блоков достигается возможность дополнительного измерения времени toi при котором ЭДС переходно го процерса обращается в ноль, и напряженности неустановившегося электрического поля S в момент времени t0 при сохранении возможности измерения параметров поляризации. Ан.ализ известных теоретических решений задач становления электромагнит664. кого ПОЛЯ в земле и выполненные расчеты показывают, что величина Eg пропорпвональна удельному сопротивлению однородного полупространства и выражается формулой ,15 , где j9 -удельное электрическое сопро- . тивление, К - коэффициент применяемой установки. Применительно к геологическим средам Е имеет смысл кажущегося сопротивления р.,. Над проводящим горизонтальным пластом величина Eg обратно пропорциональна его продольной проводимости 9 и, например, для разнесенной установки с индукТИБНЬ1М источником возбуждения (петля, рамка) Е 0,062 Vs) где К Тэ коэффициент установки, L -длина приемной линии, © - эффектйвнай площадь генераторной петли (рамки), Г -разнос установки, 0 -азимутальный угол. По измеренному значению t можно определить глубину залегания h пласта по формуле h-O,6 f -§ . Следовательно, значений Е и1цДля конкретной установки с постоянным К эквивалентно измерению параметров геоэлектрического разреза 0 и S в индукционной зоне, когда эф- фекты ВП незначительны, что позволяет расширить область применения устройства, повысить информативность метода ВП, а также увеличить производительность работ по сравнению с методом становления в ближней зоне за счет сокрашения времени на проведение измерений и последукщую обработку и интерпретацию полученных данных. На чертеже изображена бдлк-схема устройства. Устройство состоит из генератора I с датчиком электромагнитного поля 2 (заземленный кабель, незаземленная петля), измерительной установки, содержащей приемник поля 3 (приемные электроды), усилитель 4, ключ 5, запоминающее устройство 6 со стрелочным индикатором 7, приемную рамку 8, усилитель 9, нуль-фган 10, блок измерения интервала времени 11, содержащий генератор эталонной частоты-12, ключ 13, счет чик 14 и индикатор 15. Составляющие поля становления, возбуждаемого в исследуемой среде, генераторным импульсом от генератора I через источник .поля 2 принимаются при-п е шиком поля 3 и рамкой 8,

авва; /-. Сигнал электрической составляющей напряженности поля -Е с приемной линии 3 после усиления в усилителе 4 поступает на ключ 5, открьгеаемый синхро..импульсом с генератора 1 в момент вы ключения генераторного импульса. Одновременно этим же импульсом через клю 13 запускается блок измерения интерва ла времени 11. Сигнал магнитной составляющей напряженности поля . с приемной рамки, 8, после усиления в ус лителе 9 поступает на нуль-орган 10, в кагором в момент перехода через нуль формируется сигнал, закрывакяций ключи 5 и 13. Таким образом, на вььходе запоминающего устройства 6 индикатором 7 фиксируется напряженность электрического поля EQ в момент перехода Магнитной составляющей поля через нуль, а на индикаторе 15 фиксируется ;интервал времени от момента вьтлючения генераторного импульса До момента перехода магнитной составляющей поля через Нуль. Для измерения параметра поляризуе мости ключ 5 переключается на работу от внутренней ячейки задержки (на г. 1 не показана),управляемой тем же синхроимпульсом с генератора 1. В результате этого ключ 5 закрьшается Взаранее заданный момент временя, определяемый установленной заде{зжкой (например, 0,5 с), и на выходе запоминающего устройства 6 иняикаторокс:7фш си-1 руется напряженность вторичного электрического поля.Е в определенный моме времени, т. е. напряженность поля ВП. При подаче на ключ 5 постоянного открывакщего сигнала устройство измеряет суммарную напряженность первичного и. вторичного полей, пропорциональную сопротивлению среды. Использование новых эдгеме.нтов - бло ка выделения момента перехода напряженности магнитной составлгпощей полячерез ноль, нуль-органа и блока измерения интервала времени - позволяет дополнительно измерить Е и 1,,однозначно связанные с параметрами геологического разреза Ср,5,тем самым повысить информативность метода ВП, производительность полевых работ за счет сокращения времени на измерения и Последующую обработку .полученных результатов, а также расщирить облас1ъ практического применения методов неустановившихся электромагнитных полей для решения задач геологического картирования. Формула изобретения Устройство для геоэлектроразведки, содержащее генераторную установку, включающую последовательно соединенные генератор и датчик поля измерительную установку, состоящую из последовательно соединенных приемника поля, усилитвля, ключа, запоминающего устройства и индикатора, при этом генератор соендинён синхронизирующей линией с первым управляющим входом ключа, о т л и ч аюш е ее я тем, что, с целью повышения информативности исследований, в него / введены последовательно соедийенные приемник магнитного поля, усилитель,нуль-орган и блок измерения интервалов времени, причем выход нуль-органа соединен со вторым управляющим нходом ключа, а первый управляющий вход ключа соединен со вторым входом блока «змерения интервалов времени., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Справочник геофизика, т. Щ Гостоптехиздат, 1963, с. 339. 2.Техническое описание.и инструкция по эксплуатации электроразведочной стандии Енисей, МПЗ. 3.Комаров В. А. Электроразведка методом вызванной поляризации. Л., Недра, 1972, с. 195 (прототип)..