Способ возбуждения электромагнит-ных полей при геоэлектроразведке

ОП ИСАЙКЕ Союз СоветсиннСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приорите аио 23.06 81, Бюллетень М 23 СССР по Аелен нзебретеннй и еткрытнй(72) Авторы изобретеии Ю, В, Аладинский, Л. 3. Бобровников, И. П. М В, А. Попов и В. В. Сушкевич инк 6- йАР, ф илес; Московский ордена Тр разведочный инсти ого 3) Заявитель(54) СПОСОБ ВОЗБУЖОЕНИЯ ЭЛЕК ПРИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДК МАГНИТНЫХ ПОЛЕ Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при проведении геоэпектроразведочных работ методом сопротивлений, вызванной ноля 1 ризации (ВП), нелинейной вызванной по пяриэации (НВП) и другими.3Известен способ возбуждения электромагнитных полей при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что в двух фиксированных точках вводят в землю ток 1.10Недостатком этого способа является то, чтос течением времени пропускания тока в земле величина его неконтропируемо изменяется, вследствие чего ампли-, ,туда генерируемого поля изменяется,Известен способ возбуждения электро магнитных полей при геоэлектрораэведке, закпючакепийся в том, что в землю вводят стабилизированный по величине ток 2Недостатком этого способа является то, что из-аа наличия реактивных элементов в выходных каскадах генераторов тока, реактивности линии, через которую вого Красного Знамени г тут им. Серго Оражоникидэ2подводят ток от генератора тока к двум фиксированным точкам ввода тока в землю несмотря на стабильную величину постояв ного тока, амплитуда и фаза гармоник пе ременного тока оказывается непостоянной, что привоаит к нестабильности структуры возбуждаемых полей.Известен также способ возбуждения электромагнитных полей при геоэпектроразведке, заключаюшийся в том, что в двух фиксированных точках вводят в зем лю ток, в котором поддерживают постоянным соотношение между первыми гармониками воэбужаакепих электромагнитное поле токов путем изменения фазы управ лякщих генератором импульсов ГЗ 3.Однако при пропускании тока иэуча емая среда около заземления поляризуется, изменяетсясопротивление . заземлений, что ведет к ошибкам измерений.Известен способ возбуждения электро магнитных полей в эпектроразведке, согласно которому в фиксированных точках земли вводят основной ток и компеиснру840778 4дов В, С и Э, Е, расположенных на одной линии с электродами К, Л и М, НсОответственно.Сущность способа заключается в спета дующемНа исследуемом участке земли в двухз- фиксированных точках (одне иэ которыхобозначена индексом А, а другая не показана) вводят в землю ток, например по 10 стоянный. Расстояние между точками ввода тока в землю выбирают в зависимостио- от решаемых задач, Если, например, производится поиск рудных месторождений,то это расстояние выбирается равным 115 2 км. Если же проводятся стационарныеУ- измерения вариаций сопротивления породя в течение дпитепьного времени нескольких месяцев ипи пет), то расстояние может быть равным от нескольких десятков20 цо нескольких сотен метров и более.После этого опрецепяется положениеи- одной из эквипотенциапьных линий возбуждаемого поля вблизи фиксированных точекввода тока в земпю. Дпя этого оцин из ют его изменение во времени путем ввода дополнительного тока в землю в непосредственной близости от точек ввода ос ноцного тока Г 41.Однако и этот способ не позволяет с бипиэировать в пространстве параметры возбуждаемого электромагнитного поля и за наличия границ раздела разпичных пород вблизи точек ввода тока в землю, С течением времени вспедствие резной поляризации этих пород происходит изменение положения токовых линий в земце, п тому что со временем плотность тока вбпизи точки измерений в земпе пибо воз растает, пибо уменьшается (может такж изменяться направление вектора попяриз ющего поля). Это приводит к кажущемус изменению попожения точек ввода тока в землю в горизонтальной плоскости, т.е, структура возбужцаемых полей меняется во времени так, будто точки ввода тока в земпю изменяют свое попожение в гор зонтапьной плоскости.Цепь изобретения - стабилизация в пространстве возбужденных полей. 25Дпя достижения этой цепи согласно способу возбуждения электромагнитных попей при геоэпектрорезведке, заключающемуся в том, что в двух фиксированных точках вводят в эемпю основной ток и до попнитепьный ток в непосредственной бпизости от фиксированных точек ввода в эемпю основного тока, дополнительно определяют положение эквипотенциапьной пинии возбуждаемого поля вбпиэи точки вво да основного тока, и поддерживают постоянным попожение этой эквипотенциепьной пинии путем изменения величины и система вводе в эемпю дополнительного тока,40На чертеже изображена схема установки дпя реализации способа.Установка включает блок 1 управления, регупяторы 2, второй бпок 3 управпения и регупятор 4, причем входы бпоков уп 45 равпения подключены соответственно к двум парам электродов М, Я и К, Л, расположенных на эквипотенциапьной пинии поля, создаваемого электродом А, расположенным в фиксированной точке ввода50 тока в землю.Кроме того, на чертеже усповно показана граница раздела 5 двух сред с удельными сопротивлениями и Р, а также токовая линия 6. Индексом И обозна 55 чена точка, где провоцятся измерения сигналов.Выходы регупяторов 2 и 4 подключены срответственно к двум парам электроприемных электродов помещают в точкуК, расположенную на расстоянии примерно 10% расстояния между точками вводе тока в землю, второй приемный электрод Л перемещают с противопопожнойстороны от точки А до тех пор, пока потенциал точки Л станет равным потенциалу в точке К, что отмечают по нулевымпоказаниям измерительного прибора. Затем перпендикулярно линии КЛ не такомже расстоянии от точки А распопагаюттретий приемный электрод М, а четвертый электрод 11 перемещают вдоль линии МАдо тех пор, пока потенциалточки Я станет равным потенциалу точки М,Электроды К и Л подключают ко входу блока управления 1, е электроды М и М ко входу блока 3 управления. Блоки 1 и 3 управления представляют собой дифференциальные усипитепи с высоким входным сопротивлением, вырабатывающие выходной сигнал, амплитуда и полярность которого зависит от того, потенциал какой из точек увеличивается ипи уменьшается относительно другой точки ( в исходном положении, когда потенциалы электродов К и Л, а также М и М равны между собой, сигналы не выходах блоков 1 и 3 равны нупю), Положение эквипотенциапьных линий возбуждаемого поля с течением времени может измениться вследствие того, что вблизи вводе тока в эем5 8407 лю может находиться неоанороаный участок среды, например граница 5 двух среа с различными сопротивлениями Р., и Р2 а также различными поляризуемостями.Токовые пинии 6 на границе 5 преломляются, причем должно выполняться условие 1. Вишняков А. В., Вишнякова К. А. Возбуждение и измерение полей в геоэлектроразведке, Л., Недра", 1974, с. о 75- 93.2. Бобровников Л. 3. и др. Эпектрорвэвеаочная аппаратура и оборудование Л., Недра, 1979, с. 50-52, 75-84.3. Авторское свидетельство СССР % 232403, кл. 6 01 У 3/02, 1967.4, Авторское свидетельство СССР по заявке Иф 260 д 265/25, 05,04.78 (прототип). Ртб,=Ргде д,и 9, - угол между нормалью кгранице 5 и нвправлением токовой линии 6 в одной и второй среде,По мере прохождения тока вследствие эффекта вызванной поляризации сопротивленияи Я, увеличиваются по 15разному закону, всйедствие чего угол преломления токовой линии 6 на границе 5изменяется. Токовые линии либо сжимаются по отношению к точке измерений И,либо отжимаются от нее. Поэтому с течением времени структура возбуждаемогополя изменяется, что в конечном итогепривоаит к погрешностям измерений. Изменение положения токов пинии 6 приводит к тому, что происходит изменение положения эквипотенциальной линии. Приэтом в зависимости от того, в какомнаправлении смещается эквипотенциальная линия, на выходе блоков 1 и 3 управления появляется сигнал рассогласова- ЗОния определенной полярности и амплитуды,который с выходов блоков 1 и 3 поступает на входы регуляторов 2 и 4, к выходам которых подключено аве пары дополнительных токовводящих электродов В, С35и Р, Е, Через эти электроды дополнительно вводят в землю ток в непосредственной близости от фиксированных точек ввода тока в землю при изменении во времени положения эквипотенциальной линии иподдерживают изменениями величины и,места ввода в землю дополнительного тока постоянным положением эквипотенциальной линии.Если, например, потенциал точки М уве пичивается относительно точки Н, то регулятор 4 подключен к источнику токаэлектрод Е и через этот электрод вводятв землю небольшой ток, компенсируя таким образом кажущееся смешение точки 5 Оввода основного тока А в сторону электроаа М. Если одновременно с этим происходит увеличение потенциала точки К посравнению с потенциалом точки Л, то регулятор 2 подключает электрод С к источнику тока и через этот электрод вводят в землю небольшой ток, компенсируя.,и в другом направлении кажущееся сме 78ошение точки ввода основного тока А в сторону электрода К.Таким образом, изменяя величину дополнительного тока и место ввода его в землю, поддерживают постоянным расположение эквипотенциальной линии возбуждаемого поля. Благодаря этому практически мгновенно устраняются все изменения структуры возбуждаемого электромагнитного поля, обусловленнь:е изменениями условий ввода тока в землю, проявляющимися в фактическом смещении точек ввода тока в землю.Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа. заключается в стабилизации во времени структуры воэбуждв емых в земле полей, что позволяет осуществить высокоточные измерения переходных характеристик ВП и НВП при пропускании тока в землю в течение нескольких часов, а также проводить измерение вариаций сопротивления сред во времени для прогнозирования землетрясений. формула изобретения Способ возбуждения электромагнитных полей при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что в фиксированных точках вводят в землю основной ток и дополни тельный ток в непосредственной близости от фиксированных точек ввода в землю основного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации в пространстве возбужденных полей, определяют положение эквнпотенциальной линии возбуждаемого поля вблизи точки ввода основного тока, и поддерживают постоянным положение этой эквипотенциальной линии путем изменения величины и места ввода в землю дополнительного тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗаказ 4785/66 Тираж 732 ПодлисноеИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий5, Москва, Ж-Э 5, Раушскаа наб., д. 4/ 11303 Фипиап ППП "Патент", г. Ужгород, уп. тная,Составитепь В, Звереведактор Н. Егорова Техред А. Ач Корре