Способ измерения нестационарных полей в геоэлектроразведке Советский патент 1981 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в геоэлектроразведке методами вызванной поляризации (ВП) и переходных пр цессов (МПП). Известен способ измерения нестационарных полей при геоэлектроразвед ке, в котором возбуясдгиот в земле электромагнитное поле импульсом тока измеряют принимае|«1й из землк в. точк измерений сигнгиг, затем, вновь возбуждают поле вторым импульсом;и проводят измерения во второй точке и т.д. Г11 Недостатками известного способа являются низкая производительность исследований и большие энергозатра-, ты, связанные с необходимостью поочередного возбуждения и измерения нестационарного поля в каждой точке измерений. Известен Также способ измерения нестационарных полей при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждакгг в земле электромагнитное поле импульсом тока и измеряют принимаемые из земли в п точках сигналы нестационарного поля поочередно от первой до п-ой точки ГзД. Недостаток указанного способа измерений состоит в том, что ,время измерений нестационарного поля в каждои точке разное (по отнесению к моменту выключения импульса тока), за время измерений от первой до последней точкк измеряемый сигнал может значительно измениться, что приводит к погрешности измерений. Применяемая иногда подзарядка между моментами измерений впервой и последующей точках, во-первых усложняет процесс измерений, а во-вторых, не имеет критерия длительности импульса подзарядки, что также приводит к потере точности измерений. Можно создать мно1ч канальную измерительную аппаратуру, однако она оказывается очень громоздкой и представляет собой п одинаковых каналов, каждый из коToptfx не отличается от существунвдегр из1ъ№рительного устройства, т.е. стоимость такой аппаратуры чрезмерно высока. Необходимо также отметить, даже при использовании очень быстродействующих аналого-цифровых гфеооразователей tA4n). время, затрачиваемое на измерение в одном канале, не может быть сделано очень маJOM, так как оно определяется не быстродействием АЦП, а постоянной времени блока выборки сигнгшов блока стробирования. Эта постоянная времени выбирается не менее 10-20 мс для того, чтобы отфильтровать различные высокочастотные помехи и наводки. Цель изобретения - устранение погрешносте.й, обусловленных измвнёнием сигналов нестационарного поля за промежуток времени измерений от первой до п-ой точки. Указан 1ая цель достигается тем, что в способе измерения нестационарных полей при геоэлектрора ведке, заключающемся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле импуль сом тока и измеряют принимаелые из земли в п-точках сигналы нестаадионар ного поля поочередно от первой до гп-ой точки, дополнительно измеряют сигнгшы нестационарного поля в обратном порядке поочередно от п-ой до первой точки и по cyNwe двух изме рений в каждой точке судят о величинах нестационарного поля в этих точках. Способ осуществляется следующим образом. На поверхности земли на участке исследований раскладывают источник поля,например, при измерениях ВП питающую линию длиной 1-3 км. В заданных точках измерений устанавливают приемные датчики, например заземленные диполи длиной 20-40 м, причем число п датчиков выбирают равным 5-10 и более. После этого возбуждают в земле злектромагнитное поле импульсом тока, пpoпycкae вaм через источник поля в течении задан ного времени - от долей секунды до десятков и сотен секунд в зависимос ти от решаемых задач. После выключения импульса тока измеряют принимаекые из Земли в п очках сигналы нестационарного поля поочередно от первой до п-ой точки. В первом приближении сигнал нестационарного поля, измеряемого при геоэлектроразведке, может быть пред ставлен экспоненциальной функцией и Uol где ио - амплитуда сигнгша в момент выключения импульса тока при t 0 oL - постоянная времени спада нестационарного сигнала t f текущее время, отсчитываемое от момента выключения импульса тока. Рассмотри, просггой пример одноро ной среды, когда параметры Ug и d одинаковы для нестационарных сигналов, принимае№1х во всех точках. Дл метода ВП можно положить, что Uo - 1 В; et 1 с. Пусть по техниче ким условиям следует измерить сигна лы нестационарного поля в момент вр мени t 0,145 с, после выключения тока. Если бы сигналы во всех точкгис были измерены одновременно, то величина этих сигналов была бы одинаковой и равна и - 0,8655 В для каждой точки измерений. Однако для исключения помех длительность ;строба, т.е. время выборки должно быть не менее 10 мс, т.е. измерение в каждой последующей точке может Otrsb произведено не ранее, чем через 10 мс после измерения в предыдущей точке. Если числоё точек , то время измерений от первой до последней точки составляет 50 мс, и за это время сигнал нестационарного поля изменяется довольно сильно. Пусть в первой точке измерения проводятся в момент времени ,12 с, а в пятой точке в момент времени ,17 с. В зтОм случае U «0,888 В, а 0 0,844 В, т.е. разность сигналов составляет 0,044 В, что в ряде случаев недопустимо. В предлагаемом способе измерение нестационарных полей проводят в два цикла, в первом цикле поочередно измеряют сигналы, принимаемые из земли от первой до п-ой точки. Во втором цикле f который следует непосредственно за первым циклом, измерения проводят в Обратном порядке поочередно от п-ой точки до первой точки, суммируют результаты измерений в кажг дои точке.и по полученной сум(ле судят о величине сигнала нестационарного поля. В рассмотренном примере в первом цикле измерение в первой точке проводят в момент времени, равный 0,1 с после выключения тока, во второй точке - в момент времени 0,11 с, в третьей точке - в момент времени 0,12 с, в четвертой точке - в момент времени 0,13 с, в пятой точке - в момент временсИ 0,14 с. Затем начинается второй цикл измерений. В этом цикле измерения начинаются с пятой точки в момент времени 0,15 с после выключения тока,. зате,м измерения проводятся в четвертой точнее через 0,16 с, в третьей точке через 0,17 с, во второй точке через 0,18 с, в первой точке через 0,19 с после выключения тока. Результаты измерений приведены в таблице 10,10 0,905 0,19 0,828 0,866 20,11 0,896 0,18 0,836 0,866 30,12. 0,888 0,17 0,844 0,866

Продолжение таблицы

40,13 0,8780,160,852 0,865

50,14 0,15 0,860 0,86.5

Как видно из таблицы, измеренная предлагаемш способом величина нестационарного сигнала в 1-5 точках равна 0,865-0,866 В, в то время как истиннгш величина сигнала (при уелоВИИ одновременного измерения во всех точках) равна, как указывалось выше, 0,8655 В. По сравнению с известнЕЛМ способом погрешность измерений уменьшились почти в 50 раз и составляет десятые-сотые доли процента.

Формула изобретения

Способ измерения нестационарных полей в геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают в зампе электромагнитное поле импульсом тока и измеряют принимаемые из земли в п-точках сигналы нестационарного поля поочередно от первой до п-ой точки, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешностей, обусловленных изменением сигналов нестационарного поля за промежуток времени измерений от первой до п-ой точки, дополнительно измеряют сигналы нестационарного поля в обратном порядке поочередно от п-ой до первой точки и по сумме двух измерений в каждой точке судят о вёличи,нах нестационарного поля в этих точках,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 301661, кл. G 01 V 3/06, 1971.

2.Комаров в.А. Электроразведка методом шлзванной поляризации. Л., Недра, 1972, с. 213-214 (прототип).