Способ геоэлектроразведки и устройстводля ЕгО ОСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к геоэлектро развещке методом вызванной поляризации (ВП), широко.применяемым при поисках: и развеоке месторождений полезных ископаемых. Известен способ измерения вызванной поляризации в нестационарном режиме, заключающийся в пропускании через за- заземленные электрооы разнополярных им пульсов тока; разность потенциалов , измеряется в интервалах времени межоу этими импульсами. Способ осуществляют при помощи устройства, состояшего нз генератора tpynnы и приемного устрЫ1ст« ва с регистраторе l. Недостатком способа и устрЫ(сгва, его реализующего,-. . является слабая помехозашишенность и сравнительно высокий уро вень фоновых сигналов. Известен также способ измерения око- рЬсти спада ВП, заключающийся в пропуо кании через среду знакопеременных ям пульсов тока с паузами равной олвтащэ ности. Аппаратура, изготовленная в соот ветствии с этим способом, состоит из генератсцшого и приемного устройства. Генераторное устройство содержит задаю ший гвнерат(ф, делитель частоты, блок синхронизирующих импульсов, источник тока, тиристорный коммутатор и питающую линию. Приемное устройство состоят яз приемной линии, компенсатора ЭДС аапя« ризации приемных алектродс, входного аттенюатора, блока преобразований нап ряжения в частоту, схемы совпадения, ре версивных счетчякс импульсов я цифрового индякато того устройства. С помо щью этой .аппаратуры вычисляются конечные разности Д Н р за время стробярсюания, что эквивалентно измерению ско ростя спада С. Опншсо аля данного способа и устройства характерна низкая разрешающая спо собв1х:ть метода ВП иа- за недостаточной точности измерений. При регястрааии скорости спада ВП аппаратура не в состояняя амереть с достаточной точностью незначятельные (5 - 1О%) изменения скс росги спааа, являющиеся критерием при классификации аномалий ВП на руаные и беарудные. Наиболее близким к предлагаемому является способ геоэлектроразведки, основпнный на измерении напряжения Е в паузах токовых импульсов возрастающе длительности при сохранении постоянным отношения , где t-n, - длительност импульса, tj. - время отсчета напряжен ВП относительно заднего фронта импульса. Одновременное изменение t, и tp приводит к тем или иным изменениям ЕЬП. зависимости от величины fc2, служит характеристикой поляризующихся 15 Устройство , реализующее способ, состоит из генераторного устройства, включа щего в себя источник тока, тиристорный инвертор, блок управляющих импульсов, питающую линию, и приемйого устройства, состоящего из приемной линии, времяза- дающего блока и пикового мил;5ивольтметра со стрелочным регистрирутощим прибором на выходе З}. Недостатком известного способа является низкая разрешающая способность , связанная с тем, что изменения Eg,n не велики и производимые вручную вычисления приращений Е не обеспечивают тр буемой точности. Эти же недостатки относятся и к устр стьу, реали21ующему данный способ. Цель из(рётения - повышение разрешающей способности измерений. Указанная цель достигается тем, что в способе геоэлектроразведки методом.ВП, основанном на пропускании через исследуемый обьект разнополярных импульсов тока измен5пощейся длительности и измерении разности потенциалов между точками обьекта во время пропускания и после выключения каждого импульса тока при

условии сохранения постоянными отношения гдеР - зависящий от режима измерений

длительности импульса тока к времени из- коэффициент времени.

мерения разности потенциалов, отсчитывав- Например, для измерений ВП после мым от момента выключения этого импульса , по которым суцят о поляризуемости среды, дополнительно возбуждают после каждого импульса в паузе импульс тока противоположной полярности, длитель ность которого в 3 - 10 раз меньше длительности основного нмпульса тока, Для реализации предлагаемого способа в известном устройстве для электроразведки, содержащем генераторное устройство, включающее последователыю включенные задающий генератор, блок управляю щих импульсов, тиристорный инвергор, .к одному из входов которого подключен источник тока, и питаний датчик, а гакже стробнрующий измеритель апектрического поля, соединенный с датчиком поля, прв этом блок управляющих импульсов содержит целитель частоты, к выходам которого подключены дешифратор импульсов управления работой тиристорного инвертора и оешифратор импульсов сиюсронизацни, к одному из выходов первого дец ифратора подсоединен одновибратор, соединенный с управляющим входом тиристпрного инвертора, а выходы второго сое- динены с управлюощими входамистроби- рующего измерителя электрического поля, дополнительно в блок управляющих импульсов введены два дешифратора, входы которых подключены к выходам делителя частоты, выход первого дополнительного дешифратора соединен со входами дешифратора импульсов управления работой тиристорного инвертора, а выход второго дополнительндго дешифратора - со входами стробирующего измерителя. Обычно в методе ВП вэ еряюг сипу токе в импульсе 3 , напряжение во время пропускания тока Е и направление ВП в определенный момент временя после выключения тока Ej Кажущуюся поляризуемость вычисляют по формулеt Величина , и зависит рт длительности импульса 11 , момент отсчета ttg« скважности и числа импульсов тока , предшествующих отсчету напряжени5( ВП. Эту зависимость учитывают путем использования дифференциальной кажущейся поляризуемости fj, , вычисляемой по формуле 1н..Ьа-, К Р t VK о С олиночного импульса тока коэффициент времени равен р-%0). при 9ГОМ дифференциальную кажущуюся поляризуемость относят к моменту времени на переходвой характерисгшсе т«,. (-) Для точного определения приращения аифференцнальнрй поляризуемости & г, целееообразно, сохраняя постоянство силы тока, непосреасгвенно измерять приращения ВП Е за интервал временя Т Т - Т где T,j ч Т - моменты времени на переходной характеристике ВП. Зго можно достичь,чередуя пропускание через землю длинных и коротких импуль сов тока резной полярности н меняя моменты отсчета напряжения ВП так, чтобы величина коэффициента времени Р оставалась неизменной. Тогда ..Ап. . Р-Р. . Для простоты выкладок ограничимся рас смотрением одиночных импульсов тока. To да в соответствии с формулой (3) коэффициент времени Р остается постоянным, если постоянно отношение % /tc моменты измерений меняются пропорционал но разности моментов времени . где tc - момент отсчета ВП после длинного импульса; t - момент отсчета после короткого Wk«rT«rf « импульса Способ осуществляется в следующей последовательности. Пропускают через землю длинный импульс возбуждающего тока и измеряют напряжение Е„- , используемое для вычислений PU производимых известным образом; выключают ток, и в момент времени t/ измеряют направление Епп , ис«ч пользуемое для вычислений г согласно формуле (1) или Г| согласно формуле (2); пропускают через землю короткий импульс возбуждаемого тока противопопож ного знака и в момент времени с змеряют напряжение Е Ь , рое используют для вычислений & 1| ласно формуле (5). Для повышения по ехоустойчивостя и уменьшения погрешности измерений ука- эаивая после доватвльность измерений может быть повторена многократно в каждом месте полевых наблюдений. Опыт производственного использования параметра & и проведенный теоретический анализ показывают f что временная зависимость ди4нферендиальной кажущейся поляризуемости определяется, главным образом, текстурой электронопроводящих включений. В частности, положительный знак параметра 1к служит признаком для выделения прожилковых и сплошных колчеданных руд среди зон рассеянной сульфидной минерализации. Дополнительная информация получаемая с-помощью параметра &,, t позволяет расшифровать аномалии ВП в судить об их геологической перспектив- ности. На фиг. 1 представлена блок - схема устройства, реализующего способ; на фаг. 2 - графики режимов работы устройства, иллюстрирующие физическую реализуемость способа измеренийУстройство CcicTOHT из генератортой части 1 , соа ржащей задающий генератор 2, блок 3 управляющих импульс(да вклюц ,, ,j,g делитель частоты , представленный g последовательно соединенными пересчетными ячейками 4-9, невнвертируемые выходы которых обозначены соответствующей цифрой со пфихом, а инвертируемые соответствуют номеру ячейки Дешифратора ю импульсов управления работой тиристорного инвертора, дополнительный дешифратор 11, дешифратор 12 импульсе синхронизации, дополнительный дешифратор 13 н одновибратор 14, источник 15 тока, тирис;„ е, питающую заземленную .. ЛИНИЮ 17 , и приемной части 18, содер.жащей приемную заземленную линию 19 и стробирующий измеритель 2О. Стробирующий измеритель содержит входную стробнрующую схему, импульсный усилитель, накопитель и усилитель постоянного тока и регистратор (не показаны). Устройство работает следующим обра-. зом. Задающий генератор 2 вырабатывает последовательность тактовых импульс«, посгупаюших на делитель частоты. При этом частота тактовых импульсов определяется требуемой длительностью импульсов зарядки , которая, в свою очередь зависит от типа и особенностей вещест- ; венного состава исследуемых руд. выходов пересчетвых ячеек 4-9 подаются на входы дешифраторов J О - 13 в соответствии с приведеннойна фиг. 1 трассировкой. С П(г1ощью дешифратора 11 .формируются три последовательности yiiравляющих импульсов, используемых выработки коротких импульсов зарядки. С пюлощью дешифратора 1О фор- мируются тр|1 последовательности импульсов, которые управляют работой тиристор- ного инвертора 16: импульсы включения положительных токовы;: импуг1ьсов 21, вм- пульсы включения отрицательных токовых импульсов 22 и импульсы гашения 23. Последние предварительно укорачиваются

( помошью оановибрагора 14. Инвертор 16, питаемый ИСТОЧЮ1КОМ t5 тока.вьфабаты веет взаземленой линии 17 послеаователь носгь токовых импульсов 24. На этой эшоре также приведены типичные кривые ВП, совмещенные с токовыми импульсами, их вызывающими . Например первому токо ,вому импульсу соответствуют две кривые. ВП: Е и Е от положительного h отрицательного фронтов. Аналогично вторелсу токовому импульсу соответствуют свои кривые Е и Ejt и т, а.

На фиг. 2 приведена результирующая кривая 25, наблюдаемая с помощью приемной заземленной линии 19, Эта кривая получена как алгебраическая сумма кривых Е , Е, и т.д.

С помощью дешифратора 12 формируютс две последовательности синхронизирующих строб - импульсов, предназначенных для управления работой стробирующего измерителя 2О: импульсы , соответствующие моментам времени измерения 1),0 26 27. Л с помощью дополнительного дешифратора 13 вырабатывается последова- тельность синхроимпульсов, соответствующих моментам времени измерения дифференциальной кажущейся поляризуемости Л.П28. Кроме того, на один из входов синхронизации стробирующего измерителя подается последовательность импульсов с выхода пересчетной ячейки 9, содержащая информацию о полярности: тока в питающей линии (не показана).Си1 нал излучаемого электрического поля с помощью приемной линии 19, подается на сигнальный вход стробирующего измерителя 20, который в зависимости от положения переключателя рода работ (не показан) фиксирует напряжения, соответствующие выбранному моменту времени.

Применение способа и устройства облегчает разделение обьектов исследования по их текстурным особенностям.

Формула изобретения

Способ геоэлектроразвецки, в котором пропускают через исследуемый обьект раэ нополярные импульсы тока изменяющейся длительности и измеряют разность потенциалов между точками обьекта во время пропускания и после выключения каждого

импульса тока при условии сохранения пос тоянным отношения длительности ям, пульса тока к времени измерения разности потенциалов, отсчитываемым от момента выключения этого импульса, по Kof рым судят о поляризуемости среды, о т- личающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений , дсяголнительно возбуждают после каждого импульса в паузе импульс тока противоположной полярности, длительность которого в 3 - 10 раз меньше длительности основного импульса тока.

2.Устройство для осуществлеЕОСЯ спосо по п. 1, содержащее генераторное устройство, включающее последовательно вкпю-ченные задающий генератор, блок управляющих импульсов, тиристорный инвертор,

к одному из входов которого подключен источник тока, и питающий датчик, а также стробируюший измеритель электрического поля, соединенный с датчиком поля, при этом блок управляющих импульсов содержит делитель частоты, к выходам которого подключены дешифратор импульсов управления работой тиристорного инвертора и дешифратор импульсе синхрсшизации, к одному из выходов первого дешифратора подсоединен одновибратор, соединенный с управляющим входом тиристорного инвертора, а выходы второго дешифратора соединены с управляющими входами стробирующего измерителя электрического пол отличающееся тем, что, бло управляющих импульсов снабжен дополнительно двумя дешифраторами, входы которых подключены к выходам делителя час- тоты,выходы нового дополнительного дешифратора соединены со входами деши||н ратора импульсов управления работой тнристорного инвертора , а выход второго дополнительного дешифратора - со входами стробируюшего измерителя. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Якубовский Ю.В. Электроразведка, М., Недра, 1973, с. 179 - 183.

2.Аппаратура и метод вызванной поля.жзации с измерением скоростн спада.Сб. цоа ред. П.Ф.Радионова. Труды УНУ АН СССР , Свердловск, 1976, с. 27 - 33.

3.Методы разведочной геофизики. Труды НПО Геофизика, вып. N126, ут., 1976, с. 86 - 95 (прототип).