Способ геоэлектроразведки Советский патент 1980 года по МПК G01V3/02 

:(54) СПСЮОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

. Изобретение относится к области технической физики и может быть применено при измерениях параметров геоэпектрических разрядов.. Известен способ геоэлектроразведкй, заключающийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле путем пропускания стабилизированного по величине тока через систему основных заземлений и измеряют в заданных точках возникакн щие электромагнитные поля, причем стабилизацию тока через основные заземле-т ния осуществляют путем изменения напряжения, прикладываемого к заземлениям р. Данному способу присущи два основных недостатка: а) низкая точность измерений, обусловленная тем, что при изменении сопротивления, заземлений изменяется соо тнршенне амплитуд и фаз гармоник питавшего тока несмотря на стабилизацию амплитуды питакидего тока; Известен другой способ геоэлектрораз- ведки, заключающийся в том, что воабуждают в земле электромагнитное поле путем пропускания, тока через систему основных заземлений и измеряют в заданных точках земли возникакяцие электромагнитные поля, по которым судят о строении Изучаемых геоэлектрических разрезов, а постоянство тока в цепи основных заземлений поддерживают путем изменения б алластного сопротивления, включенного последовательно с основными заземлениями 2. :Такому способу также присуши два основных недостатка: а) большие энергозатраты, связанные с тем, что почти половина мснцности расходуется бесполезно на балластном сопротивлении; б) сравнительно низкая точность измерений, обусловленная тем, что в землю вводится недостаточная величина тока из-за потерь мощности на балластном сопротивлении. Цепь изобретения - повышение точности измерений при изменении сопротивления основных заземлений во время измерений.

748318 Для достижения этой цели компенсируют изменения тока, протекающего через основные заземления, путем регулировки величины тока, пропускаемого через вспомогательное заземление, располагаемое в непосредственной близости от ОСНОВНЫХ заземлений. При этом указанн ю регулировку осуществляют дискретно путем переклю чения количества групп электродов, входящих в состав вспомогательного заземления и затем плавно - путем изменения Сопротивления регулируемого элемента в цепи одной ид групп электродов вспомогательного заземления. Выполнение указанных операций в Процессе проведения полевых работ позволяет повысить точность измерений. На чертеже изображена структурная схема одного из вариантов устройства, позволяющего реализовать способ. Устройство содержит источник тока 1, соединенный проводами2 иЗ с системой основных заземлений 4 и 5. В разрьй одного из проводов включен шунт 6, соединенный со схемой сравнения 7. К двум другим входам этой схемы подключен источник 8 опорного напряжения. -Регулирующий элемент 9 соединён с йёпью генератора тока с вспомогательным заземлением 10. Измеритель 11 электромагнитного поля располагается в заданной точке измерений и соединен с датчиком поля, выполненным, например, в виде двух приемных заземлений 12 и 13 (вместо заземлений может быть использован и другой датчик-магнитометр, петля и т.д.). Сущность способа заключЬётся в Ьпеду В районе, где требуетесь изучить геоалектрический разрез, оборудуют систе му основных и вспомогательных заземлений, расстояние между которыми определяется глубиной необходимых исследований. Обычно вспомогательное заземление выполняют в виде нескольких (например, трех-четырех) групп электродов таким об разом, чтобь сопротивление каждой группы электродов составйяло, например 1015% величины сопротивления основного заземления (можно также использовать группы электродов, сонротивление которых составляет 5; 10; 15; 20; 50% сопротив ления основных заземлений). Группы элек тродов вспомогательного заземления соединяются с переключателем (ручным или автоматическим), позволяющим соединять эти группы параллельно. Последовательно с одной из групп электродов, сопротивление которой равно, например 5% от сопро тивления основных заземлений, включен егулируемый элемент, обеспечивающий изменение его сопротивления на 5% от сопротивления основных заземлений. Дальнейшее выполнение операций зависит от Того, вручную или автоматически выполняются измерения. При проведении работ измерителем электромагнитного , поля оператор у вспомогательного заземления включает в линию, соединяющую источник тока с основными заземлениями, амперметр, а затем после амперметра к проводу, соединяющему амперметр с основным заземлением,подключает выход переключателя, соединенного с группами электродов вспомогательного заземления, причем переключатель устанавливается в такое положение, при котором вспомогательное заземление отключено. По мере прохождения тока сопротивление основных заземлений увеличивается за счет подсыхания почвы, поэтому ток начинает уменьщаться. Оператор у вспомога тельного заземления подключая переключателем нужную группу электродов вспо-г мо ательного заземления, поддержив)ает постоянной величину тока, протекающего через, основное и вспомогательное заземления. Регулировкой величины тока, пропускаемого через вспомогательное заземление, компенсируют изменение тока, протекакацего через основные заземления. Структура поля в земле, создаваемого током от основного и вспомогательного заземлёний, будет одинакова, а поэтому в точках, где располагается измеритель электромагнитных полей, изменения величины токов, проходящего через осноёные заземления, не будут вызывать изменений измеряемых электромагнитных полей. .При проведении автоматических измерений (см. чертеж) источник тока 1 с помощью проводов 2 и 3 соединяется с системой основных заземлений 4 и 5. В разрыв одного из проводов, например провода 3, включен шунт 6 (регистр с сопротивлением, например, 0,1 Ом). Выход шунта б соединен со схемой сравнения 7, ко второму входу которой подключен источник опорного напряжения. Если поле в зем- ле возбуждается постоянным током, то источник 8 может быть выполнен в виде источника эталонного напряжения, а схема сравнения 7 - в виде дифференциального усилителя, к одному из входов Koitjporo подключен шунт 6, а ко второму входу источник 8 Зыход схемы сравнения 7 под574ключей к управляющему входу регулируюадего элемента 9. Сопротивление регулирующего элемента 9, в простейшем случае зависит от напряжения на его управляющем входе. Основной вход элемента 9 соединен с выходом источника тока 1. Поэтому величина тока через вспомогательное заземление 10 зависит от сопротивления элемента 9, т.е. в конечном итоге от напряжения на регулирующем входе элемента 9, которое пропорционально напряжению рассогласования на выходе схемы сравнения 7. Регулирующий элемент 9 выполняют в виде автоматического переключателя групп электродов вспомогательного заземления 1О, например, на тиристорах, а также плав но регулирующего сопротивления, например на транзисторе. Если в землю пропускается переменный ток, то на входе схемы сравнения в простейшем случае устанавливают двуполупериодный детектор с интегратором, а регулировку тока осуществляют так, как рассмотрено выше. Таким образом, данный способ позволяет улучшить соотношение полезный сигнал-шум и тем самым повысить точность измерений. Формула изобретения 1. Способ геоэлектроразведки,в кото-. ром возбуждают в земле электромагнит1в.6 ное поле путем пропускания тока через систему основных заземлений и измеряют вторичные электромагнитные поля, по которым судят о строении геологического разреза, отличающийся тем, что, с целью повьпления точности измерений при изменении сопротивления заземления основных электродов во время измерения, компенсируют изменения тока в цепи основных заземлений, путем регулировки величины тсяса, пропускаемого через вспомогательные заземления, расположенные вблизи от основных заземлений. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что регулировку величины тока, пропускаемого через вспомогательные заземления, осуществляют сначала дискретно путем переключения количества групп электродов и затем плавно путем изменения сопротивления регулируемого, элемента в цепи из групп электродов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 111722, кл. 3 01 V 3/02, 1958. 2.Мельников В. П. и др. Основы амплитудно-фазовых измерений В.П. Якутское книжное изд-во, 1964, с. 96-122 (прототип).