Электроразведочная станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническими токами

ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетскик Сециаяистическик РеспубликО 01 Ч 3/02 Государствениый комитет СССР по дедам язобретеннй в открытийОпубликоеано 1502.80. Бюллетень м б Дата опубликования описания 150280 А.М.Алексеев, А.В.Куликов, Е.А.Шемякин, В.Ф.Сарбаш, Г.В.Орлов, В.И.Лемец, В.Д,пильняков, В.А.Лихоманов,П.ф.федосееви А.С.Горюновг(72) Авторы изобретения Всесоюзный научно-исследовательский институт геоФизических(71) Заявители методов разведки и Казахский Филиал Всесоюзного институтаразведочной геофизики,опытно-экспериментальный заводгеофизических приборов(54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ РАБОТ ПО МЕТОДУ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ С ГАРМОНИЧЕСКИМИ ТОЕАМИ Изобретенйе относится к областигеофизики и мЬкет бйть НсполЬэонаночля проведения электроразведочныхработ: . : 5Известны электроразведочные.станции, состоящие из генераторной уста-новки и измерительной лаборатории,позволяющие получать лишь небнределенные и невысокой точности даннйе 1 рфазовых измерений в силу неопреДеленности фазового сдвига резонансного усилителя в генераторной уста"новке и применения грубого фаэометра в измерительной лаборатории (11.Известна также электрораэведочная станция, состоящая из генераторной установки, содержащей кварцевьн 1задающий генератор, делитель частоты, формирователь ймпульсов, интвертор, источник постоянного тока,передающую радиостанцию с модулятор 6 м, и измерительной лабораториисостоящей из измерительной устансвки гармоник принятого сигнала,каждый кайал которой содержит датчик сигнала, избирательныйусилиталь,формирователь импульсов, высокоточный регистратор, и приемной радиостанции (2. 2Однако при работе с этой станцией не предусмотрено. измерение фазового сдвига (времени запаздывания) гарьюник тока в питаощей линии, изменяющегося во. времени эа счет увеличения активного сопротивления линии вследствие подсыхания пород вблизи электродов эаэемпения при пропускании тока. Другой недостаток станции свя-зан с тем, что прн работе с ней по методу вызванной поляризации. (ВП) измеряется суммарный Фазовый сдвиг (время запаздывания), обусловленный не только полярнзационными, но и индуктивными явлениями. При переходе к конечнымрезультатам в процессе обработки иэьереннй происходит потеря точности а определении параметра полярнзуемости.Целью изобретения является повышение точности непосредственного определения параметра поляризуемостиПоставленная цель достигается тем,что в генераторную установку предлагаемой станции включены сог-. ласующий резистор, оптрон, двухканальный избирательный усилитель с импульсными Формирователями Фазовой( отметки, переключатель рода рабо ты "йри "э"том вход оптина иодключенк согласующему резистору, а выходсоединенчерез переключатель родаработы с входом двухканального избирательного усилителя, выход которогоереэ импульсные формирователи Фазовой отметки и переключатель родаработы подключен к модулятору передатчика радиостанции, в йзмерительную лабораторию включен переключатель рода работы, а регистраторвыполнен в виде измерителя интервалов времени, при этом три входа,переключателя рода работы соединеныс выходами иэбирательнбго усйлителягармоник каждого канала через импульсные формирователи фаэовой отметки .и выходом приемной радиостанции, адва выхода переключателя рода работысоединеныс двумя входами измерителяинтервалов времени.Начертеже приведена упрощеннаяФункциональная схема предлагаемойстанции.Генераторная установка содержиткварцевый задающий генератор 1, делитель частоты и формирователи им-,йульсов "запуска инверторов 2, интвертор 3, источник 4 постоянного тока,оптрон 5, двухканальный избирательный усилитель 6, 7 с импульснымиформирователями 8, 9 Фазовой отметки, переключатель 10 рода работйи передающую радиостанцию 11. Измерительная лаборатория содержит датчик12 сигналов (заземленная линия, индукционная рамка, магнитометр), двух- канальный избирательный усилитель13, 14 с импульсными форьщрователями 15, 16 Фазовой отметки, переключатель 17 рода работы, высокоточный измеритель 18 интервалов времени и приемную раур 1 остаицию 19Станция работает следующимобразом.Сигнал с выхода кварцевого генератора 1 делится делителем частоты 2до нужного значения (коэффициентделения устанавливается операторомгенераторной установки), Формируетсяв импульсы достаточной амплитуды идлительности и поступает иазапускинвертора 3, ПрслеДний Преобразуетпостоянный ток от .источника 4 в " "перйодическйй"ток почти "прямоугольной форьи в источнике поля (нагрузка) . Сигнал с согласующего резисто"ра Н, через оптрон 5 поступает навход двухканального избирательногоусилителя 6,7. Синусоидальное напряжение с выходов этих усилителейпревращается в узкйе импульсы, отмечающие моменты перехода гармойического напряжения через нуль формирователями 8 и 9 .импульсной фазовойотметки. На входах переключателя10 рода работы действуют импульсйфазовой отметкиВ зависимости от 4положения переключателя 10 входпередающей радиостанции 11 соединяется либо с первым, либо со вторымканалом двухканального избирательногоусилителя.В измерительной лаборатории сигнал, принимаемый датчиком 12 поля,ускйиваетсяи фильтруется избирательными усилителяьщ 13 и 14. Далее,моменты перехода через нуль этих1 О гармонических сигналов отмечаютсяузкими импульсами в блоках 15 и16, и эти импульсы поступают на входы формиРвателей 17 рода работ. Натретий вход переключателя 17 подаются импульсы, принимаемые иэ генера 5 торной установки приемной радиостанцией 19.В зависимости от положения переключателей 10 и 17 с помощью высокоточного измерителя 18 интервалов20 времени можно измерять либо времяэапаэдывания сигнала первого иливтороГо канала избирательногО усилителя относительно сигналов, принимаемых по радиоканалу, либо время25 запаздывания сигналов первого каналаизбирательногоусилителя приемнойлаборатории относительно второго.Эти операции позволяют .с высокойточностью определять параметр поляриЗО зуемости земли,При измерении параметра поляризуемости с помощью фазовых измерений(иэмерений времени запаздывания)существуют два вида помех:во-первых, в измеряемый фазовыйсдвиг (время запаздывания) входитвеличина, создаваемая не толькополяризуемостью, но и электродинамическими эффектами;во-вторых, в иэмеряеьый фазовый40 сдвиг (время запаздывания) входитнеопределенная величина начальногоФазового сдвига (время запаздывания) гармоник тока в источнике поля.Предложенное устройство позволяет45 избавиться от обеих укаэанных погрешностей.Полевыми и лабораторными измере-ниями установлено, что фазовыйсдвиг электрического или магнитного5 О поля Вп, обусловленный поляризациейпород, практически не зависит отчастоты в большом диапазоне ее измерения, Фазовый же угол индукционного происхождения ( М ) на достаточН но низких частотах прямо пропорционально зависит отчастоты. Суммарныйфазовый сдвиг, присущий какой-либоиз гармоник с частотой ц, в общемслучае равен сумме Ч -Ка, Ч Вп и неопределенного начального фазового60 сдвига 90, где К - коэФфициент пропорциональности,зависящий от формы и размеров полевой установки и производимости земли.Поскольку индукционный фазовый65 сдвигЧн прямо пропорционален частоте, то измерение, времени запаз-"дывания между двумя гарьюникамидолжно исключить этот вид погрешности.Действительно, положив для проС- тоты Ч =0 и приняв, что гармоники отличаются в и раз, получим для времен эапаздМванияВяЩЮв+уВ2 пипи для их разности д 1 = Ч4,2 .Ю ВППри измерении времени запаздывания между гармониками д 1 2 переклочатель рода работ в измерительной ла.- братории устанавливают в положение; когда формирователь 15 импульсной фазовой отметки первого канала соединяется с одним входом высокоточного измерителя 18 интервалов времени, а формирователь 16 импульсной Фазовой отметки второго канала соединяется со вторым входом Формирователя:18. Время запаздывания (фазовый сдвиг) в измерительной аппаратуре учитывается, как в прототипе" при помощи подаваемого на вход калибровочного сигнала с нулевым запаздыванием (фазовымсдвигом) .Теперь учтем, что Ч ФО (д 1 р0) . и в общем случаеи(,Я Пш ВПгде Мр - неопределенное начайьное время запаздывания между гармониками, существующее в источнике поля, Только в том случае, когда др становится величиной известной, результат измерения времени запаздывания между сигналами по двум каналам дает полезную геологическую информацию.Предлагаемая станция позводяет измеРить и величинУ до. ОпРеделение д+рпроизводят за два цикла измерений.В первом, рабочем цикле сигнал с шунта Вш через оптрон. 5 подается на вход двухканального избирательного усилителя 6,7. В зависимости от того, измеряют гармонику первого или второго сигнала, к модулятору радиостанции 11 подключают, соответственно, импульсный Формирователь 8 или 9В измерительной лаборатории переключатель 17 рода работы устанавливают в положение иэмерейия первого или второго канала в соответствии."с" положением переключателя рода работы в генераторном устройстве, При этом ко второму входу измерителя интервалов времени подключают выход приемной радиостанции 19. Измеренное при этом время запаздывания будет равноМ =й 1 о+М 2+д 1- для первого каналаи Ф=М +М д для второго, канала.2,О ЯЯ Я,лЗдесь Ао, д 12 р- времена запаздывания гармоник тока, соответственно,первого и второго каналов в источнике поля 1д 1,2, д 2 2 - времена запаздывания, соответственно, гармоник первогои второго каналов во всем тракте(блоки 5,6,7,8,9,10,11) аппаратуры,расположенной в генераторной установ 10 ,М, да,л - времена запаздыва-.ния, соответственно, гармоник первого и второго каналов во всем тракте(блоки 12,13,14,15,16) аппаратуры15 расположеннойв измерительной лаборатории,Во втором калибровочном цикле,переключатель 10 рода работы устанавливают в такое положение, прикотором на вход двухканального усилителя в генераторной установке подают калибровочный сигнал с нулевымвременем запаздывания между гармониками (напряжение прямоугольной форэм) из блока 2. Снова измеряют времязапаздывания гармоник первого ивторого каналов в измерительной лаборатории 61.(К и й 1Очевидно30 4 К ф Д1,К ,2 ,ЛдФ = д 1 +а2,К 2,й 2,ИЗ 5 и разность д 1-дВ )-(д 1 -д 1 ) =ь;Ь4 Р 1,к 2,р 2,к рВеличина дгр определяется безнепосредственного сближения генераторной и измерительной установоки с использованием толькб одного Щ высокоточного измерителя интервалов, расположенного в измерительнойлаборатории.Истинный параметр поляриэуемостиопределяют по Формуле45 пщВй(д -д ),где Ь- нижняя из применяемых гармоник;и - соотношение между применяе ными гармониками.В частности, при использованиипервой и третьей гармоник сигналапрямоугольной ФормаОбычно Ьо изменяется довольномедленно, и его измеряют 2-1 раза 60 в день. Основное время предлагаемаястанция работает в режиме измерения времени запаздывания между гармониками первого и второго каналов.Таким образом, предлагаемая станция позволяет с высокой точностью716102 Составитель Г,Старор И.глубина ЙехредЛ.Алферова йна тец оррект Редак Заказ 538/45 . Гираж 649 ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035 р Москва, ЖРаушсПодпнс митета СССРоткрытийая наб д. тентф, г. Ужгород, ул. Проектна П фил определять параметр поляризуемостн земпи, свободной от систематических погрешностей,Применение предлагаемого устройства в методе вызванной поляризации н низкочастотной электроразведки позволяет повысить точность измерений а" следовательно, и глубййность поисков формула изобретенияЭлектрораэведоъяая станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническиьй токами, состоящая из генераторной установки, содержащей кварцевый задающий генератор, делитель частоты, Формирователь импульсов, инвертор, восточник достоянйого поля, передающую радиостан,цию с модулятором, и измерительной лаборатории, состоящей иэ йзмерителЬ- ной установки гармоник принятого сигнала, каждый канал которой содержит датчик сигнала, избирательный усилитель, формирователь импульсов, регистратор, и приеьвой радиостанции, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в генераторную установку включены согласукщий резистор,1оптрон, двухканальный избирательный усилитель, переключатель родаработы, при этоМ вход оптрона подключен к выходу инвертора через согласующий резистор, выход соединенчерез переключатель рода работыс входои двухканального избиратель. ного, усилителя, выходкоторого через импульсные форвврователи Фазовой: отметки и переключатель рода работысоединен с модулятором передатчикарадиостанции, в измерительную лабораторию включен переключатель родаработы, а регистратор выполнен в видеизмерителя интервалов времени,при этом три входа переключателярода работы соединены с выходамиизбирательного усилителя гармониккаждого канала через импульсныеформирователи Фазовой отметки гармоник и выходом приемной радиостан 30 ции, а два выхода переключателярода работы соединены с двумя входами измерителя интервалов времени.Источники информации,принятые во внжание при экспертизе1Азторское свидетельство СССР9131001, кл, О 01 Ч 3/06, 19682, Авторское свидетепьство СССР9184361, кл. О 01 7 3/02, 1964 (пРо"тотип),