Электроразведочная станция Советский патент 1982 года по МПК G01V3/08 

( 5) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение otнocитcfl к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонен электромагнитного поля при электроразведке на нефть и газ по методам магнитотеллурического зондирования (МТЗ) и зондированием становлением поля (ЗС). Известна циЛровая электроразведоч ная станция ЦЭС-1, предназначенная для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля в цис овой (Уэрме на магнитной ленте с целью последующей обработки полученных данннх на ЭВМ. Станция ЦЭС-Т состоит из нескольких измерительных каналов, каждый из которых включает последова тельно соединенные датчики электри1 В ких или магнитных компонент поля и усилители, подключенных к последовательно включенным коммутатору каналов, инпульсно-кодовому преобразователю, магнитному регистратору, и системы синхронизации и управления f Недостатком этой станции является ограниченность частотного и динамического диапазонов регистрации, что приводит к ограничению инйюрмативности и производительности работ по методам МТЗ и ЗС. Наиболее близкой к предлагаемой является цифровая электроразведочная станция I13C-2, содержащая несколько измерительных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные магнитостатические или электрические датчики и усилители, подключенные к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляЮ1чим входам коммутатора, импульсно-кодового преобразователя и магнитного регистратора, при этом дополнительно параллельно магнитостатическим датчикам к второму вхо3976ду усилителей подключены через частот но-корректирукхдие предусилители индук « йионные датчики, между усилителями И коммутатором каналов в каждом измерительном канаяе включен следящий аналого-цифровой преобразователь, между импульоно-кодовым преобразователем и магнитным регистратором включен сумматор, соединенный также с одним из выходов каждого следящего аналого-циф рового преобразователя, а система синхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам следящих аналого-цийровых преоб|зазогаателей и сумматора. Станция ЦЭС-. устраняет недостатки известной станции ЦЭС-, а именно позволяет расширить частотный и динамический диапазоны измерений компонент поля и увеличить точность их измерения. Для расширения области частотного диапазона измерения компонент магнитотеллурического поля, в магнитные каналы дополнительно введены индукционные датчики, а ,в электрических каналах расширена частотная по лоса усилителей. Дря обеспечения расширения частотного диапазона необходи мо увеличить динамический диапазон и точность измерений компонент электромагнитного поля. Для. этого в известной станции между усилителями и коммутатором kaнaлoв включено соответствующее количество преобразователей аналог-код следящего действия. На цифровом выходе преобразователя аналог-код следящего действия действует код сигнала, а на аналоговом выходе действует сигнал рассогласования между входным сигналом и аналогом эквивалентом кода на цифровом выходе. Сиг нал рассогласования после коммутатора каналов кодируется основным импульсно-кодовым преобразователем. Результаты кодирования двух преобразователей суммируются сумматором. Основной преобразовате1 ь поочередно кодирует сигналы рассогласования, дей ствующие на выходах следящих преобразователей каждого канала. При этом сумматор поочередно вырабатывает суммарные коды сигналов каждого каналаГ2. Недостатком известной станции ЦЭСявляется то, что с увеличением сигнала кодирования возрастают. Допустим, что погрешность кодирова ния каждой ступени двухступенчатого преобразователя равна младшему разряду ступени (положим для простоты, что каждый преобразователь является пятиразрядным преобразователем аналог-код) Тогда ошибки кодирования малых сигна-. лов, действующих в пределах основного преобразователя, не превышают 1 ед. Если под действием большого сигнала начинает изменяться код предварительного преобразователя, то ошибки возрастают. Так при изменении кода 00001 0001П ошибки равны 2 ед., при кодах 00011 00100 ошибки равны ед. и т.д., и хотя измеряется случайный сигнал с затухающим спектром (магнитотеллурическое поле), частота появления ошибок (5ольших 1 ед., в среднем будет обратно пропорциональна величине этих ошибок, но большие ошибки все равно имеют место и снижают точность измерений . j Кроме того, при измерении неслучайного сигнала, например сигнала становления поля, нельзя утверждать, что вероятность больших ошибок уменьшается. Поэтому для решения новых электроразведочных задач, точности измерения станции иЭС-2 становится недостаточно. Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения компонент электромагнитного поля. Указанная цель достигается тем, что в электроразведочной станции, содержащей несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой пр бразователь, аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а таюче систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляющим входам -следящих аналого-цифровых преобразователей, коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, в каждый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь аналог-код и переключатель, а между импульсно-кодовым преобразователем и магнитным регистратором включены арифметическое логическое устрой-; ство и запоминающее устройство, причем в каждом измерительном канале переключатель имеет два входа, к первому из них подключен выход .соответствущего усилителя, а к второму - в ход вспомогательного преобразователя код-аналог, причем выход переключате ля соединен с входом следящего преоб разопателя, а цифровой выход следящего аналого-цифрового преобразовате ля подключен к входу вспомогательного преобразователя код-аналог, при j этом один выход арифметического логи ческого устройства подключен к входу запоминающего устройства, а другой к системе синхронизации и управления причем выход запоминающего устройства соединен с одним из входов арифме тического логического устройства, а система синхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя каждого из каналов и арифметического логического устройства. На фиг. 1 приведена функциональная схема электроразведочнвй станции на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая 11змерение сигнала с повышенной точностью. Электроразведочная станция имеет идентичные каналы длМ измерения компонент магнитного поля, каждый из которых содержит магнито-статический и индукционный датчик 1 с усилителем 2 и идентичные каналы для измере . ния компонент электрического поля, каждый из которых содержит датчик 3 электрического поля с усилителем k. Каждый из каналов содер хит вспомогательный преобразователь юэд-анапог (ВП) 5, переключатель 6 и следяо ий аналого-цифровой преобразователь (СП) 7. Аналоговые выходы СП подключены к коммутатору каналов 8. Выход коммутатора каналов подключен к входу основного импульсно-кодового прербразователя (ИКП) 9. ИКП подключен к арифметическому логическому устройству (ЛЛУ) 10, связанному с запоминащим устройством (ЗУ) 11. Кроме того, станция имеет систему 12 синхронизации и управления и магнитный регистратор П. Электроразведочная станция работает следующим образом. Датчики преобразуют компоненты электромагнитного поля в электрические сигналы, которые усиливаются уси лителем и поступают на один из входов переключателя каждого из каналов (фиг. О. Далее для простоты объяснения процесса измерения сигнала, рассматривается работа станции с одним измерительным каналом. Допустим, что ИКП кодирует измеряемый сигнал А первого канала в моменты времени -.t, t4, Ь , t , t ... . Положим, что в ломенты времени -to сигнал А равен Л, а аналоговый эквивалент кода СП равен Пд(фиг.2). также, что код аналогового эквивалента кода СП равен известен в единицах измерения ИКП и хранится в ЗУ, и что в ЗУ также хранятся результаты двух предыдущих кодирований измеряемого сигнала Л К СА. кГл.,. в момент времена - на ИКП поступит сигнал рассогласования А В и ИКП найдет код этого сигнала К АР -Bjj. Код поступит на ПЛУ, которое вызовет из ЗУ код найдет код измеряемого сигнала , КСВо.1 Код К А по команде системы синхронизации и управления поступит на ма)- нитный регистратор. Затем АЛУ вызовет из ЗУ коды К L и К А. Используя их совместно с К , АЛУ выполнит экстраполяцию по параболе 2-ой степени и предскажет код К для момента t , а коды и KtAalno команде системы синхронизации и управления отправит в ЗУ. Затем АЛ найдет ожидаемый код сигнала рассогласования для момента ti - ВоЗ ,3 - KtHo yi оценит его величину. Если он будет Дольше 3/ шкапы ИКП, то система ринхронизации и управления подаст на П, переключатель и СП канала соотретствующие команды, по которым ВП примет кодовое состояние СП и выработает постоянный аналоговый сигнал Cjj, близкий по величине к В, а пере сл зчатель подаст на СП пнесто сигнала А, сигнал CQ, при этом ИЧП в момент to г найдет код Klc -В, который поступит в АЛУ. Затем, по команде системы синхронизации и управления, СП изменит код на 1 единицу и аналоговый эквивалент кода СП ра станет равен В., пои этом ИКП найдет в момент Ь аКоД К ГГ-о , а АЛУ Найдет код нового анплоговог-о эквивалента кода СП К t 1Цо17,- to-Rj- котоцый будет записан в ЗУ. Затем 6П снимет по команде системы синхро низации и управления сигнал С,, а переключатель подаст на СП снова из меряемый сигнал А. Таким образом, к моменту времени -fc-i в ЗУ будут храниться коды К Л, К АО и К СП-1 j а на МКП будет подан сигнал рассогласования А и кодирование может быть продол хено. Следует отметить, что начальный код СП может быть произвольным. Таким образом, измерение сигнала А производится с погрешностью tO,5 ед. 11КП во всем динамическом диапазоне измерения. Реальное макетирование предлагаемой станции показало, что уменьшение погрешности измерений позволяет увеличить точность и разрешающую способность измерений электромагнит ных полей, чем достигается расширение частотного диапазона измерений до 1( Гц и динамического диапа зона до 1П8 Дб. Применение станции повышает производительность труда на 20, так как снижается время регистрации на полевых пунктах МТЗ и ЗС, поскольку увеличение точности и разрешающей способности позволяет регистрироват электромагнитные поля одновременно в расширенных частотном и .динамическом диапазонах. Формула изобретения Электроразведочная станция, содер жащая несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного по ля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой преобразователь аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным 8 тору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляющим входам следящих аналого-цифровых преобразователей, коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, отличающаяся тем, что, с целью уменьШечия погрешностей измерения, в каждый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь код-аналог и переключатель, а между импульсноКОДО5ЫМ преобразователем и магнитным регистратором включены арифметическое логическое устройство и запоминающее устройство, при этом в из каналоз переключатель имеет два входа, к первому из них подключен выход соответствующего усилителя, а к второму выход вспомогательного преобразователя код-аналог, причем выход переключателя соединен с входом следящего аналого-цифрового преобоазователя, цифровой выход которого подключен к входу вспомогательного преобразователя код-аналог, причем один выход арифметического логического устройства подключен к системе синхронизации и управления, а другой - к входу запоминающего устройства, причем выход запоминающего устройства соединен с одним из входов арифметического логического устройства, а система синхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя каждого из каналов и арифметического логического устройства. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Якубовский Ю.В. Электроразведка. М., Недра, 1973, с. 223-22 4. 2.Авторское свидетельство СССР ff 717688, кл. П 01 У 3/П8, 1975 (прототип).

ft-ib

,

-t-

i

/ Ct-e