Устройство для измерения удельного сопротивления грунта Советский патент 1979 года по МПК G01V3/20 E21B47/00 E21B47/12 

.1 Изобретение относится к области геоэлёктроразведки методом погружного про ного электрода в буровых скважинах при предпроектных изысканиях для сооружения заземлений или других целей. Известны способы измерения удельного сопротивления грунта, в частности вер тикального электрического зондирования (ВЭЗ), основанный на измерениях тока в питающей линии, проходящей через токовые электроды в землю и разности потенциалов между потенциальными электродами. Интерпретация «указанных многократных измерений при постепенном разносе электродовпо определенной системе позволяет получить послойные удельные сопротивления грунта и мощности этих слоев f 1. Токовые электроды для измерений представляют заостренные стальньте стержни диаметром 16-20 мм и дли ной 60-80 см; потенциальные электроды таких же размеров, но из латуни или меди. Интерпретация ВЭЗ прт сложных геоэлектрических разрезах весьлга 3aTpymittтельна, а субъективные суждения, вклады.ваемые в результат интерпретации, могут привести к грубым ошибкам. В некоторых случаях из-за ошибочных результатов .ВЭЗ, использованных в проекте, возникают значительные бросовые капитальные затраты. Результаты ВЭЗ нуждаются в уточнении, особенно при сооружении ответственных объектов. Известен метод пробного электрода при котором на исследуемую глубину грунта погружается стержневой или трубчатый электрод. Зная длину, диаметр электрода и глубину его погружения в грунт, по известным формулам электротехники вычисляется, действующее удельное сопротивление грунта на глубине погружения пробного электрода 2 J. Измерения пробным электродом не дают- возможности получить послойные удельные сопротивления грунта на глубине исследования и характер его изменения. 3693 Наиболее близким техническим реше- HHeiv к данному изобретению является ностепенно погружаемый пробный электрод, в котором для измерения удельного сопротивления грунта по глубине стержневой или трубчатый электрод, выполненный иэ отрезка металлической трубы, погружают в грунт не сразу всю глубину, а отдельными участками е., е., е, ,,. е„ и в каждом положении измеряют его сопротивление. Электрод связан с измерительным прибором и вспомогательными электродами на поверхности 3j. При этом грунт неоднороден по удельному сопротивлению и число слоев грунта принимается равным числу измерен1й условно считается, что в пределах каждого слоя его удельное . сопротивление постоянно). Используя метод средневавешенных значений, вычисдяют действующее удельное сопротивление слоев. I К недостаткам: метода ОТНОСИТСЯ произвольное распределение грунта по глубине на отдельные слой и невозможность учета неоднородности (по удельным сопротив лениям) многих из измеренньпс отдельно взятых слоев. Полученный геоэлектрический разрез является приближенным, без детальной характеристики его изменений по глубине. Целью настоящего изобретения является повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что скважинный электрод устройства выполнен в виде двух полуокружностей, между которыми расположен распорно-сжимающи механизм, связанный с грузом. На чертеже показана схема устройстрва, размещенного в буровой скважине в процессе измерения по известной трехэлектродной схеме. : Электрод выполнен из стальной трубы в виде двух уменьшенных полуокружностей - половинок 1, представляющих собст венно электрод. Половинки электрода соединены между собой верхним гибким шарниром 2 и распорным шарнирным механиз мом 3, к распорному механизму подвешен груз 4, Для опускания электрода в скважину и подъема его из скважины к верхнему шарниру 2 прикреплен подъемный диэлектрический мерный канат 5 (с делениями в ед. длины); к распорному механи му прикреплен диэлектрический канат б, Канаты 5 и б выходят на дневную поверх ность. К металлу электрода припаиваются два изолиррва1шых проводника 7 и 8, которя 1е присоединяются к клеммам изме О.4 рителыюго прибора 9 и Ю (например МС-О8). К клеммам 11 и 12 присоединяются электроды 13 и 14. При свободном положении распорного каната б, с помощью каната 5 электрод опускается на нужную глубину, соответствуюшую выбранному шагу измерений. При спуске груз 4 сжимает половинки электрода распорным механизмом 3 и электрод свободно проходит в канале скваПосле установления электрода на нужной глубине, канат 5 закрепляется на лебедке, расположенной на дневной поверхности. Затем канат 6 другой лебедкой поднимается до предела, когда распорный механизм3 плотно прижмет половинки электрода к стенкам буровой скважины, Используя заранее установленные токовый 14 и потенциальный 13 электроды. с которыми соединены клеммы 11 и 12 . измерительного прибора, производится измерение сопротивления растеканию точечного электрода. После чего электрод аналогичным порядком опускается вниз на очередной шаг погружения и производится очередное измерение его сопротивления.... Диэлектрические канаты 5 и б могут быть заменены одножильными кабелями . со стале-медными жилами и с прочной диэлектрической изоляцией. В этом случае эти одножильные кабели мбгут служить электрическими проводниками,т. е. выполнять функции проводников 7 и 8. Действующее удельное сопротивление грунта по результату каждого измерения вычисляется по известной формуле ( 1где R - измеренное сопротивление растекаI . нию точечного электрода. Ом; t - длийа точечного электрода (0,1-0,2 м); d - диаметр точечного электрода, м; t - глубина расположения точечного электрода от поверхности земли при данном измерении м. Электрод позволяет измерениями получить геоэлектрический разрез с шагом измерений, равным длине точечного электрода.