Способ измерения нестационарных полей в геоэлектроразведке

Союз СоаетскнкСоцнелнстнческ наРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ. ве яелаи азобветеннЯ в еткрьпЯДата опубликования описания 3009,81 Ю. В. Аладинский, Л.3. Бобровников, Л.И,йов-ВА.Попов, В.В. Сушкевич и Н. Н. Шарапанов(72) Авторьв изобретени 1Московский ордена Трудового Красного Знаекигеологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПОЛЕЙ В ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕИзобретение относится к технической физике и может быть использованов геоэлектроразведке методами вызванной поляризации (ВП) и переходных процессов (МПП),Известен способ измерения нестационарных полей при геоэлектроразвед"ке, в котором возбуждают в землеэлектромагнитное .поле импульсом тока,измеряют принимаемой из земли в точкеизмерений сигнал., затем вновь возбуждают поле вторым импульсом и про-.водят измерения во второй точке ит.д,. 13. Недостатками известного способаявляются низкая производительностьисследований и большие энергоэатра-,ты, связанные с необходкмостью поочередного возбуждения и измерениянестационарного поля в каждой точкеизмерений,Известен также способ измерениянестационарных полей прк геоэлектроразведке, заключающийся в том, чтовозбуждают в земле электромагнитноепбле импульсом тока и измеряют пркнимаемае из земли в и-точках сигналынестационарного поля поочередно отпервой до л-ой точки (21. Недостаток укаэанного способа иэмеренкй состоит в том, что,время измерений нестационарного поля в каждой точке разное (по отношению кмоменту выключения импульса тока),эа времч измерений от первой до по-следней точки измеряемяй сигнал может значительно измениться, что приводит к погрешности измерений, При меняемая иногда подзарядка между мо"ментами измерений впервой и последующей точках, во-первых, усложняетпроцесс измерений, а во-вторых, неимеет критерия длительности импульса 15 подзарядки, что также приводит кпотере точности измерений. Можносоздать многоканальную измерительнуюаппаратуру, однако она оказываетсяочень громоздкой и представляет собой 26 л одинаковых каналов, каждый кэ которых не отличается от существующегоизмерительного устройства, т.е. стоимость такой аппаратуры чрезмерновысока. Необходимо также отметить, 25 что даже прк использовании оченьбыстродействующих аналого-цифровыхпреобразователей (АцП) время, затрачиваемое на измерение в одном канале, не может быть сделано очень ма" ЗО.лым, так как оно определяется небыстродействием АЦП, а постояннойвремени блока выборки сигналов блокастробировання. Эта постоянная времени выбирается не менее 10-20 мс длятого, чтобы отФильтровать различныевысокочастотные помехи и наводки.Цель изобретения - устранение погрешностей, обусловленных изменениемсигналов нестационарнсго поля эапромежуток времени измерений от первой до о-ой точки.Указанная цель достигается тем,что в способа измерения нестационарных полей при геоэлектрора 4 ведке,заключающемся в том, что возбуждаютв земле электромагнитное поле импульсом тока и измеряют принимаемые изземли в и-точках сигналы нестационарного поля поочередно от первой доп-ой точки, дополнительно измеряютсигналы нестационарного поля в об"ратном порядке поочередно от и"ойдо первой точки и по сумме двух измерений в каждой точке судят о величинах нестационарного поля в этих точкахеСпособ осуществляется следующимобразом.На поверхности земли на участкеисследований раскладывают источникполя, например, при измерениях ВПпитающую линию длиной 1-3 км. В заданных точках измерений устанавливают. приемные датчики, например заземленные диполи длиной 20-40 м,причем число и датчиков выбираютравным 5-10 и более. После этоговозбуждают в земле электромагнитноеполе импульсом тока, пропускаемамчерез источник поля в течении заданного .времени - от долей секунды додесятков и сотен секунд в зависимости от решаемых задач.После выключения импульса токаизмеряют принимаемые.иэ земли в уточках сигналы нестационарного поляпоочередно от первой до и"ой точки.В первомприближении сигнал нестационарного поля, измеряемого пригеоэлектроразведке, может быть представлен экспоненциальной ФункциейО О Йгде Оо - амплитуда сигнала в моментвыключения импульса токапри= 0- постоянная времени спаданестационарного сигналатекущее время, отсчитываемое от момента выключенияимпульса тока,Рассмотрим простой пример однородной среды, когда параметры Оз и 4одинаковы для нестационарных сигналов, принимаемых во всех точках. Дляметода ВП можно положить, что Ор е1 9;щ 1 с-ф. Пусть по техничес"ким условиям следует измерить сигналы нестационарного воля в момент времени с0,145 с, после выключениятока. Если бы сигналы во всех точкахбыли измерены одновременно, то величина этих сигналов была бы одинаковойи равна О щ 0,8655 В для каждойточки измерений.Однако,цля исключения помех длительность строба, т.е. время выборкидолжно быть не менее 10 мс, т.е. измерение в каждой последующей точкеможет быть произведено не ранее, чемчерез 10 мс после измерения в предыдущей точке. Если числое точек п=5,то время измерений от первой допоследней точки составляет 50 зев,и эа это время сигнал нестационар ного поля изменяется довольно сильно.Пусть в первой точке измерения проводятся в момент времени с=0,12 с,а в пятой точке в момент временис=0,17 с. В этом случае О 0,888 В, Щ а О 0,844 В, т.е. разность сигналов составляет 0,044 В, что в рядеслучаев недопустимо.В предлагаемом способе измерениенестационарных полей проводят в дваЦикла В первом цикле поочередноизмеряют сигналы, принимаемы иэ земли от первой до и-ой точки. Во втором цикле, который следует непосредственно за первым циклом, измеренияпроводят в обратном порядке поочередно от и-ой точки до первой точки,суммируют результаты измерений в каж-,дой точке.и по полученной суьеие судят о величине сигнала нестационарного поля.35В рассмотренном примере в первомцикле измерение в первой точке проводят в момент времени, равный 0,1 спосле выключения тока, во второй точке - в момент времени 0,11 с, втретьей точке - в момент времени0,12 с, в четвертой точке - в моментвремени 0,13 с, в пятой точке - вмомент времеж 0,14 с.Затем начинается второй цикл изме рений. В этом цикле измерения начинаются с пятой точки в момент времени0,15 с после выключения тока, затемизмерения проводятся в четвертойточке через 0,16 с, в третьей точке 50 через 0,17 с, во второй точке через0,18 с, в первой точке через 0,19 спосле выключения тока.Результаты измерений приведеныв таблице.868680 Продолжение таблицы Точкаизмерений Цикл измеренийю первый второй,14 Составитель В, ЗверевТехред Л.Пекарь Корректор фО, Била Редактор И. Михее Тираж 735 ПодписВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий аказ 8322/67 11303, Москва, Ж;. Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектная, 4Как видно из таблицы, измеренная предлагаевем способом величина не- стационарного сигнала в 1-5 точках равна 0,8650,866 В, в то время как истинная величина сигнала (при условии одновременного измерения во всех томках) равна, как указывалось выше, 0,8655 В. По сравнению с известным способом погрешность измерений уменьшились почти в 50 раз и составляет двсятыв-сотые доли процента.Формула изобретенияСпособ измерения нестационарных полей в геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают взвмпв электромагнитное поле импульсом тока и измеряют принимаемые изземли в п-точках сигналы нестацио"нарного поля поочередно от первой дои"ой точки, о т л и ч а ю ш и.й с ятвм, что, с целью устранения погрешностей, обусловленных изменениемсигналов нестационарного поля за промежуток времени измерений от первойдо и"ой точки, дополнительно измеряют сигналы нестационарного поля вобратном порядке поочередно от и-ойдо первой точки и по суюе двух измерений в каждой точке судят о величи,нах нестационарного поля в этих точ ках,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРф 301661 с кле 6 01 Ч 3/06, 19712. Комаров В.А. Влектрораэведкаметодом вызванной поляризации, Л