Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

пв дамам язабретеккк н вткрмтякДата опубликования описания 28.02.83,72) Авторы В, А, Попов, В кевич, Л. 3. Бобровников и Л, И. Орлов изобретения Московский ордена Трудового Красного Знамени разведочный институт им, Серго Орджоник) Заявнтел 4) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕОКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение офизике и может б осится к технической ть использовано в геои проведении работ поляризации (ВП) е и индуктивными электроразведке пр методом вызванной на постоянном то методами разведки осуществления этоггенератор постоянночерез выключатель Устройство дляоба содержит, соединенныйумя выходными сп с тв ина тр Известен способ геоэлектроразведки,при котором возбуждают в земле электромагнитное поле вначале импульсом постоянного тока длительностью до нескольких минут и более, измеряют сигнал ВПпосле выключения импульса тока, затемвозбуждают переменное электромагнитное поле переменным током, пропускаемым через незаземленную петлю, измеряют переменное электромагнитное полеи по полученным данным судят о геологическом строении исследуемого учасгка,генератор переменного тока, соединенный с двумя другими выходными шинами устройства, приемный датчик электрического поля, соединенный с измерителем нестационарных сигналов, и приемный датчик магнитного поля, соединенный с измерителем гармонических сигналов Г 1 1Недостатки известного устройстванизкая производительность работ, обусо ловленная поочередными измеренияминестационарных и гармонических сигналов, большие энергозатраты,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является способ геоэлектроразведки, при которомпропускают ток через две полупетли сдвумя заземлениями, возбуждают первичное электромагнитное попе, измеряютвторичное электромагнитное поле и по 20результатам измерений судят о свойствах исследуемой среды.Устройство для осушес внеля способа содержит генератор тока, выключа 10009тель, заземления, соединенные черезполупетли с полюсами генератора тока,измеритель Г 2 3Недостатком известного техническогорешения являются повышенные энергозатраты в случае проведения измеренийна постоянном токе и при индуктивнойэлектрорвзведке, обусловленные необходимостью поочередного возбуждения вземле постоянного и переменного электромвгнитного поля.Пель изобретения - уменьшение энергозатрат и повышение производительно. сти.Указанная цель достигается тем, что 1в способе геоэлектроразведки, заключающемся в том, что пропускакг через двеполупетли с двумя заземлениями ток, восьбуждают первичное электромагнитное поле,измеряют вторичное электромагнитное урполе и по результатам измерений судято свойствах исследуемой среды, пропускают постоянный ток через две полупетли поочередно, производя переключенияс определенной частотой таким образом, 2что при переключениях ток от одногозаземления к другому протекает в одномнаправлении, измеряют в точке, охватываемой полупетлями, вторичное электромагнитное поле на частоте, равной частотепереключения, судят по результатам измерений о величине проводимости среды,выключают ток в обоих полупетлях и после выбранного заранее промежутка времени измеряют в области, прилегающей3к петлям, поле вызванной поляризациии по результатам измерений судят о величине поляризуемости среды.Кроме того, измеряют поле вызванной поляризации вдоль профиля, соеди 46няющего заземления при симметричномрасположении полупетель,Устройство для осуществления способа, содержащее генератор тока, выключатель, заземления, соединенные черезполупетли и шины с полюсами генерато 4ра тока, измеритель, дополнительно содержит переключатель, при этом первоезаземление соединено с одним полюсомгенератора тока через выключатель ипервую шину, а второе заземление соединено с другим полюсом генераторатоха через две полупетли, охватывающиеисследуемую область, переключатель ивторую шину.На чертеже представлена блок-схемаустройства для геоэлектроразведки.Устройство содержит генератор 1 гока, выключатель 2 заземления 3 и 4,70 4шины 5 и 6, полупетли 7 и 8, переключатель 9, измеритель 10, при этом заземление 3 соединено с полксом плкс"генератора 1 тока через выключатель2 и шину 5, заземление 4 соединено1с полюсом минус генератора 1 черезполупетли 7 и 8, переключатель 9 и шину 6. Измеритель 10 помещен в исследуемой области, охватываемой полупетлями 7 и 8,ФСпособ осуществляется следукзпим образом.Электромагнитное поле в земле возбуждают постоянным током, пропускаемым в землю через два заземления 3и 4, Длительность импульса постоянноготока определяется заданным режимомизмерения ВП в пределах от несколькихдесятков секунд до нескольких минут,При этом цель, через которую постоянный ток подводится к заземлениям 3 и4, многократно переключают следующимобразом. Вначале, в течение 20 -200 мспостоянный ток пропускаюг в первойполупетле 7, причем ток течет по цепи"плкс генератора 1 постоянного тока -выходная шина 5 - заземление 3 - заземление 4 - полупетля 7 - выходнаяшина 6 - "минус" генератора 1 постоянного тока, Затем производят перключение переключателя 9 и в течение точнотакого же промежутка времени постоянный ток пропускают через вторую полупетлю 8 (первая полупетля 7 при этомотключена), причем ток течет по цепиплюс генератора 1 постоянного тока -выходная шина 5 - заземление 3 - заземление 4 - полупетля 8 - выходнаяшина 6 - "минус" генератора 1 постоянного тока, Далее указанные циклы повторяются многократно в течение всегопромежутка времени пропускания в землю постоянного тока. Благодаря тому,что ток пропускают поочередно черезпервую полупетлю 7 и через вторую полупетлю 8, в земле возбуждается пере-.менное магнитное поде с час готой, равнойчастоте переключателя полупетель (в приведенном примере частота равна 2,5 -25 Гц). Вертикальная компонента магнитного поля имеет максимальную амплитуду и представлена первичным и вторичнымполями, а горизонтальная компонента имеет очень малую амплитуду и представленавторичным полем. Измерителем 10 пр .изводят измерение переменного магнитного поля с частотой, равной частотеперключения полупетель, и по измеренным параметрам судят о проводимостисреды и ее магнитной проницаемости точь но так же, как это осуществляется в известном способе индуктивной электро- разведки методом незаэемленной петли. Прохождение постоянного тока, вводимого в землю через заземления 3 и 4, не вызывает появления вторичного переменного магнитного поля электрического типа, что обеспечивает такую же разрешающую способность измерений, как и метод незаземленной петли.По истечении,заданного промежутка времени постоянный ток вь 1 ключают посредством выключателя 2 и через интере вал времени от единицы миллисекунд до единиц-десятков секунд, как и в обычном методе ВП, измеряют вторичное поле ВП в точке измерений, по величине ко торого судят о поляризуемости среды. Измерения наиболее целесообразно выполнять вдоль профиля, соединяющего заземления 3 и 4, при симметричном расположении полупетель 7 и 8.Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 55 Генератор 1 вырабатывает постоянный ток. После того, как включается выключатель 2 и подключает "плюс" генератора 1 через выходную шину 5 к заземлению 3, также включается переключат 9 и подключает минус" генератора 1 через выходную шину 6 устройства к полупетле 7, При этом постоянный ток протекает по полуплете 7 от заземления 3 к заземлению 4, Далее выключатель 2 остается в замкнутом состоянии, а переключатель 9 подключает "минус генератора 1 к полупетле 8, При этом постоянный ток протекает по второй полупетле 8 от заземления 3 к заземлению 4; Таким образом, несмотря на переключение полупетель, ток в земле всегда имеет одну и ту же полярность и течет, как уже было указано выше, от заземления 3 к заземлению 4, Переключение производится с частотой от единиц до десятков-сотен Герц. В течение времени переключения измеряется амплитуда переменного магнитного поля и амплитуда сигнала постоянного электрического поля в конце импульса пропускания тока в землю. По окончании заданного промежутка времени выключатель 2 размыкается, и постоянный ток прекращает поступать в землю. Через интервал времени от единиц миллисекунд до десятков секунд после выключения измеритель 10 измеряет амплктуду сигна;ла вторичного поля ВП,Технико-экономическая эффективность заключается в снижении энергозатрат на выполнение полевых работ и увеличении производительности работ благодаря тому, что во время пропускания постоянного тока в землю этим же током возбуждается и переменное магнитное поля, и дополнительные энергоэатраты на возбуждение переменного магнитного поля, исключается. Кроме того, время пропускания постоянного тока в землю используется для измерения реременного поля, что позволяет сократить время наблюдений в одной точке.ф ормул а из о бретения1, Способ геоэлектроразведки, заключающийся в том, что пропускают через две полупетли с двумя заземлениями ток, возбуждают первичное электромагнитное поле, измеряют вторичное электромагнитное поле и по результатам измерений судят о свойствах исследуемой среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения затрат энергии и повышения производительности, пропус:кают постоянный ток через две полу- петли поочередно, производя переключения с определенной частотой таким образом, что при переключениях ток от одного заземления к другому протекает в одном направлении, измеряют в точке, охватываемой полупетлями, вторичное электромагнитное поле на частоте, равной частоте переключения, судят по результатам измерений о величине проводимости среды, выключают ток в обеих полупетлях и после выбранного заранее промежутка ремени измеряют в области, прилегающей к петлям, поле вызванной поляризации и по результатам измерений судят о величине поляриэуемости среды.12. Способ по п. 1, о т л и ч а ю, - ш и й с я тем, что измеряют поле вызов ванной поляризации вдоль профиля, соединяющего заземления при симметричном расположении полупетель,, 3. Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, содержащее генератор тока, выключатель, заземления, соединенные через полупетли и шины с полюсами генератора тока, измеритель, отличающееся тем,чтоонодополнительно содержит переключатель,при этом первое заземление соединенос одним полюсом генератора тока черезвыключатель и первую шину, и второезаземление соединено с другим полюсомгенератора тока через две полупетли,охватывающие исследуемую область, переключатель и вторую шину,1 ООбйуй 8Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Якубовский Ю. В. Электроразведка, М., Недра", 1980, с. 266-267,с. 319-322,2. Хмелевской В. К, Краткий курсразведочной геофизики. Изд-во МГУ,1967, с. 108 (прототип).Составитель В. ПопадькоРедактор Н. Кешеля Техред М,Коштура Корректор Г, ОгарЗаказ 1381/50 Тираж 708 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4