Способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке Советский патент 1980 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к области технической физики может быть использовано при проведении амплитудно-фазовых измерений, вызванной поляризации (ВП) в геоэлектроразведке на инфразвуковых и звуковых частотах, и является дополни тельным к изобретению по авт. св. № 564614. Известен способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле током пря моугольной формы, в точке измерений принимают из земли сигналы, выпрямляют их и измеряют переменную составляющую выпрямленного сигнала (l . Недостатком этого способа измерений является то, что на результаты измерений влияют погрешности, обусловленные искажениями прямоугольной формы сигналов факторами, не cвязaнны с про- пессами вызванной поляризации; не строго прямоугольной формой питающего roKia, вызванные реактивностями нагрузки (пв,тающей линии) и конечным временем включения и выключения ключей формирования тока ( например, тиристоров), наличием реактивных элементов в усилительном тракте перед выпрямителем сигналов и, наконец, процессами становления электромагнитного поля в приводящей среде, обусловленными конечной величиной проводимости среды. Цель предлагаемого изобретения - уменьшение погрешностей измерений выэванной поляризации вызываемых отклонениями формы вытфямляемых сигналов от прямоугольной не обусловленными процессами вызванной поляризации. Для достижения этой цели предусматривается дополнительно возбуждать элек- , тромаГнитное попе в земле второй после довательностью прямоугольных импульсов тока другой длительности, выпрямлять принятые сигналы, выделять переменную составляющую выпрямленных сигналов, нормировать переменные составляющие вы1фямленных сигналов таким образом. чтобы отношение коэффициентов иормиров .нич было пропорционально отношению длительностей импульсов тока двух последовательностей, и определять разност нормированных величин переменнш боставляюших выпрямленных сигналов, по которой судят о поляризуемости пород. Выполнение указанных операций поэволяст исключить погрешности, прйсугние известному способу, и тем самым новысить точность измерений,-. Сущность дополнительного способа заключается в следующем. В районе исследований, где производятся поиски и разведка месторождений поляризующихся полезных ископаемых (например, цветных металлов), на заданном участке располагают заземленную питающую линию, через которую пропускают ток, форма которого близка к прямоугольной Строго прямоутчэльную форму тока получить не удаётся иэ-за наличия реактивностей питающей линии ( индуктивность и распределенная емкость) и конечного време ни срабатывания кЛкзчей, формирующих последовательность прямоугольных импульсов тока (например, тиристорного или транзисторного инвертора). В заданных точках принимают из зекти сигналы усиливают их и выпрямляют. Бели иэучаемая среда не поляризуется, ток име от строго прямоугольную фоому, процесс становления поля отсутствуют, то в выпрямленных сигналах отсутствует переменная составляющая. Переменная составляющая появляется в тех случаях когда среда поляг изуется - тогда величина переменной составляющей пропорциональна поляризуемости среды. Однако ввиду не строгой прямоугольностИ импульсов тока в выпрямленном сигнале также появляется переменная составляющая, не связанная с поляризуемостью срюдЫо Эффекты становления поля также вызывают появление -переменной составляющей выпрямленных сигналов. Кроме того, ввиду малой амплитуды принимаемых из земли сигналов, их приходитс усиливать перед выпрямлением. Усилител имеют конечную полосу пропускания, а поэтому также искажают форму принятог сигнала, что приводит к появлению пог решностей изменения поляризуемости ср ды. Для уменьшения этих погрешностей в известцом способе прибегают к измё- .рениям на очень низких частотах - длительность импульсов тока значительно превосходит время доГютвня мешающих факторов, но все же яс.«5авнтк;я от этих погрешностей полностью не удается. В дополнительном способе после провед« ния основного цикла измерений с импузтьсами тока одной длительности предусматртвается возбуждать электро чгнитное. полё в земле второй последовательностью )угольных импульсов тока другой длительности, выпрямлять принятые сигналы и выделять переменную составляющую выпрямленных сигналов. При изменении длительности импульсов тока в небольших пределах (например, при увеличении длительности в два раза) переменная составляющая, обусловленная процессами ВП, изменяется синхронно с изменением длительности импульсов тока (например, при увеличении длительности импульсов - возрастает)таким образом, что амплитуда этой переменной составляющей сохранится практически постоянной: . - амплитуда переменной составляющей, обусловленной процессами ВП, при измерениях с двумя длительностями импульсов прямоугольного тока. V В то же время амплитуда переменной составляющей, обусловленной не строго прямоугольной формой тока, а процессами становления поля, процессами в усилительном тракте и т.д. - изменяется обратно пропорционально длительности импульсов: частота ее следования изменится, следовательно, изменится и амплитуда:I II где СЛ и Q п - амплитуда переменной составляющей, обусловленная дейст вием помех, при измерениях с двумя длительностями импульсов прямоугольного тока; П - соопго гепие длительностей импульсов тока Т и Т TrriT Таким образом, амплитуды паременных составляющих выпрямленных сигналов одной и другой длительности равны:a-i en- nИ) . (5) После выделение переменных составляющих ПрОИЗВОД1:ГСЯ ИХ 11Орми{)ОВПНИе таким образом, чтобы отношение коэ4 фициентов нормирования было пропорционально длительног ти импульсов тока двух последовательностей. Наиболее прос-то нормирование осуществляется соответствующим выбором коэффициента усиления переменных составляющих: коэффициент, усиления переменной составляющей с большей длительностью импульса должен быть выбран во столько раз больше коэ(} фициента усиления переменной составляю щей с меньшей длительностью импульсу во сколько раз длительность первого импульса больше длительности первого импупьса то есть в И раз: f ,(6) После нормирования получим следующие величинь амплитуды: - «;п-«л ,„ °г V, .(8, Для полу1ения параметра ВП определяется разность нормированных амплитуд переменных составляющих: & к(а;„-с.(паХ). (9) или, учитывая выражение (1) и (2), получим: ,10 и, например, при П 2 Л gCtgq , Так как коэффициент усиления К известен , то с помощью дополнительного способа удается определить параметр ВП и исключить погрешности, обусловленные искажением прямоугольной формы сйгналов факторами, не связанны1 да с процессами вызванной поляризации. Для того, чтобы получаемый параметр был aka валентен используемым в настоящее врем параметром - фазовому углу ВП или частотно-поляризационному эффекту, необходимо нормировать амплитуду переменной составляюшей выпрямленного сигнала амплитудой постоянной составляюшей вь прямленных сигналов, для чегч следует дополнить процесс измерений измерением постоянной составляющей выпрямленных сигналов (или нормированием коэффициента усиления Kg амплитуде постоянной составляющей Выпрямленного сигнала). Для реализации предлагаемого способа могут быть использованы стандартные измерительные гфиборы, необходимо только предусмотреть возможность переключения длительности импульсов поляризующего тока и осуществлять нормироватте коэффициента усиления, а также измёрёние разности нормированных амплитуд сигналов. ормула изобретения Способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке по авт. св. № 564614, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешностей измерения, дополнительно возбуждают электромагнитное поле в земле второй последовательностью прямоугольных импульсов тока другой длительности, выпрямляют принятые сигналы, выделяют переменную составляющую выпрямленных сигналов, нормируют переменные составляющие выпрямленных сигналов таким образом, чтобы отношение фициентов нормирования было пропорционально отношению длительностей импульсов тока двух последовательностей, и определяют разность нормированных составляющих выпрямленных сигналов, по еличине которой судят о поляризуемости пород. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 564614, кл. Q 01 V 3/06, 1977.