Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1980 года по МПК G01V3/06 

(54) УСТРОЙСТВО для ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к устройствам, применяемым в геофизической разведке полезных ископаемых, и предназначено для выполнения геоэлектроразведки методом вызванной поляризации (ВП) с целью, например, геологической съемки, поисков и разведки подземных вод или рудных место рождений и может быть также использовано при герэлектроразведке методом переходных процессов (МПП). Известны устройства для геоэлектроразведки, в которых измеряются потенциалы вызванной поляризации и их спад во времени при геоэлектроразвед ке методом ПП в импульсном режиме возбуждения поля, содержащее генератор постоянного тока, питающий и приемный диполи, усилитель постоянного тока и регистратор 1. Однако такие устройства не позволяют непосрпдстненно измерять времен ные параметры переходного процесса ВП, протекающе ч.1 в ге.ологичесКрй среде. Указанннп параметры, в том числе и постоянная времени 1, спада потенциалов ПП, могут быть найдены лишь в глте специальной весьма трудоемкой и чреватой значительными погу1 1; мос:тями математическ обработки результатов измерений. Оговорим, что здесь и далее под t g,f понимается постоянная времени переходного процесса, описываемого экспоненциальным законом (t) Л (0)-Vte,n , где t - время, отсчитываемое от момента включ-ения тока заряда в цепи питающего диполя. Известен также импульсный генератор с задержанной обратной связью. Это устройство имеет основной генератор высокой (несущей) частоты, модулятор, следящую линию задержки, детектйф7 усилитель, вспомогательный генератор видеоимпульсов, с выхода которого сигнал попадает на модулятор, замыкая цепь обратной связи, и на измеритель частоты. Генератор видеоимпульсов запускают продетектированными импульсами, прошедшими, через следящую линию задержки. В итоге частота повторения импульсов определяется временем задержки во всех элементах замкнутой системы. Для того, чтобы измерить время запаздывания в следящей линии, частоту измеряют дважды: один раз без линии, а другой - после ее включения. Разница между пприодами повторения, измеренная в этих двух

случаях, дает значение времени запаздывания в следящей линии задержки 2 .

Невозможность использования таки устройств для измерения постоянной времени или других временных параметров нестационарных электромагнитных полей, изучаемых при геоэлектроразведке методами ВП и МОП, опреде-пяется прежде всего тем, что для возбуждения первичного поля в этих методах используются прямоугольные импульсы постоянного тока той или иной длительности. Кроме того, не обходимость выполнения двух измерений (с линией задержки и без нее) не позволяет автоматизировать измерния искомого параметра.

Известно также устройство для геэлектроразведки, в котором периодически возбуждают импульсы поляризующего тока при работах по методу ВП. Включение генератора- импульсов тока в цепь питающих электродов ЛВ осуществл.яется в момент, когда . убывающая во времени амплитуда Л % с измерительных электродов MN в компараторе сравнивается с равной не.которой заранее фиксированной величной UQ, заданной источником опорного напряжения. При этом промежуток времени Т между соседними импулсами тока заряда оказывается пропорциональным скорости спада

сигнала АUft и постоянным времениг г процесса ВП в данной геологической среде 3.

Недостатком описанного устройств препятствующим его практическому использованию, является невозможность полной автоматизации измерения. Кроме того, при фиксированой величине и on промежуток времени Т оказываетс зависящим не только от скорости спада д приемных электродах, но одновременно и от уровня сигнала лИпр на этих электродах в период пропускания тока в питающей цепи и от неподдающейся измерению начальной (в момент выключения тока) величины Г) (0) коэффициента поляризуемости изучаемой среды. Иными словами, длительность интервала времени, Т оказывается сложной функцией одновременно трех аргументов: - вп/липр осо)- Например, при описаниипроцесса ВП в упомянутой выше экспотенциальной форме связь времени Т с перечисленными величинами

uUnPOfol

имее вид: Т 4 ВП Uorv

Для повышения производительности труда за счет автоматизации измерений, регистрируя при этом непосредственно значения постоянной времени переходного процесса, вызванной электрической поляризацией горных пород, в устройство Д.ПЯ геоэлектроразведки, содержащее генератор постоянного тока с питающими датчиками последовательно соединенные приемные датчики, усилитель постоянного тока, согласующее устройство, подклченное к первому входу компаратора, исполнительное устройство и регистратор, а также источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу компаратора, -причем исполнительное устройство соединено с генератором постоянного тока, дополнительно введена схема временной задержки, вход которого соединен с генератором постоянного тока, первый выход - с одним входом источника опорного напряжения, второй выход - с регистратором, а один из вхдов источника опорного напряжения соединен с усилителем постоянного тока, другой- с исполнительным устройством.

Кроме того, источник опорного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных ключа, делител блока памяти и согласующего устройства, причем на управляющий вход ключа подключена схема временной задержки, сигнальный вход - к усилителю постоянного тока, а управляющий вход блока памяти соединен с исполнительным устройством.

На фиг,1 дана блок-схема предлагаемого устройства для геоэлектроразведки; на фиг.2 - диаграммы т.ока и напряжения на датчиках.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока с пультом управления, питающее 2 и приемные 3 датчики, усилитель 4 постоянного тока, согласующее устройство 5 и компаратор б, источник 7 опорного напряжения, блок времени 8, исполнительно устройство 9, регистратор 10. Источник 7 опорного натТряжения имеет . ключ 11, делитель 12, блок памяти 13 и согласующее устройство 14.

Убывающий во времени сигнал &Ugf,(t) Д Овп (0) е Свп с приемных датчиков 3 поступает на вход усилителя 4 постоянного тока, выход которого подключен ко входу ключа 11 и одновременно через согласующее устройство 5 - к одному из входов ксмпаратора 6. Ключ 11 управляется блоком времени 8 так, что в заданный этим блоком момент времени после выключения тока в цепи питающего датчика сигнал с усилителя 4 поступает на делитель 12, Разделенное в делителе 12 в некоторый фиксированный момент времени . текущее значение напряжения , где а - постоянный коэффициент, запоминается блоком памяти 13, выход которого через согласующее устройство 14 соединен со вторым входом компаратора б и удерживается им в течение одного цикла измерений. В момент времени t блок времени.8 выдает на регистратор 10 сигнал начало счета . Выход компаратора 6 включен на исполнительное устройство 9, соединенное с регистратором 10, блоком памяти 13 и с. пультом управления генератора 1 постоянного тока. В момент времени tn сравнения сигналов АВвп t) и Uon на выходах компаратора 6, когда выполняется равенство д UBH (t) Uonf срабатыва исполнительное устройство 9, которо стирает информацию, зафиксированную в блоке памяти 13, выдает на регист ратор команду конец счета и команду на пульт управления генератором 1 тока на включение тока заданной амплитуды и полярности в цепь питающего датчика 2. Длительность импульса тока заряда через датчик 2 регламентируется блоком времени 8 С момента выключения тока в цепи питающего датчика блок времени внов начинает отсчет времени, и процесс измерения повторяется. Длительность промежутка времени At tq - t, где tn - время паузы, началом и концом счета регистратором 10 пропорциональна постоянной времени процесса ВП At При выборе коэффициента а равным по величи не основанию натурального логариф 1а В 2,7 регистратор 10 выдает непосредственно искомую величину tg . Корректировка фиксируемого в блок памяти уровня опорного сигнала Don после каждого очередного импульса тока заряда исключает ошибку в изме рении tвп возникающую из-за неполного спада потенциала ВП за временную паузу между импульсами, так как по мере насыщения среды соответственно возрастает величина Ujjn и погрешность в измерениях умень шается.. Введение в схему новых элементов и связей выгодно отличает устройство от прототипа так как позволяет автоматизировать непосредственно измерения временного napaiMeTpa пере ходного процесса ВП, минуя обработку результантов измерений и вычислительные операций, увеличивая тем самым производительность труда при работах методсни ВП и МПП. . Формула изобретения 1. Устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор постоянного тока с питающими датчиками, последовательно соединенные приемные датчики, усилитель постоянного тока, согласующее устройство, подключенное к первому входу компаратора, исполнительное устройство и регистратор, а также источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу компаратора, причем исполнительное устройство соединено с генератором постоянного тока, о т личающ.ееся тем, что, с целью повышения производительности труда за счет автоматизации измерений, в устройство дополнительно введена ;схема временной задержки, вход KOTopctro соединен с генератором постоянного тока, первый выход с одним входом источника опорного напряжения, второй выход - с регистратором, а один из входов источника опс эного напряжения соединен с усилителем постоянного тока , другой с исполнительным устройством. 2, Устройство по п,1, о тл и ча ю щ е е с я тем, что источник опорного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных ключа, делителя, блока пг1мяти и согласующего устройства, причем управляющий вход ключа подключен к схеме временной задержки, сигнальный вход - к усилителю постоянного тока, а управляю- . щий вход блока памяти соединен с исполйительным устройством. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Комаров Ъ.А Электроразведка методом вызванной поляризации, Л., 1972, с.344. Недра 2.Бова М.Т. и др. Вим1рювання р1зниц1 фаз у-рал1оэлектрон1ц1, Киев, 1972, с.183. 3.Черняк Г.Я., Шарапанов Н.Н. Об инструментальном способе измерения временных параметров вызванной поляризации геологических сред. Труды ВСЕГИНГЕО. йлп. 90, М., 1975, с.87-90 (прототип).

liii,:: L

tnl

tfil