Способ геоэлектроразведки

Союз Советских Социапистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ пп 868677(22) Заявлено 1103.79 (21) 2735154/18-25с присоединением заявки Йо(51) М. Кл. 6 01 Ч 3/08 ГосударственныА комитет СССР по делам изобретениА и открытиА(72 Автор изобретения Ю.С. Погорелов Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторожденийполезных ископаемых, специальным горным работам,рудничной геологии и маркшейдерскому делу (ВИОГЕМ)(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКГРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к разведочной геофизике и может быть исполь- зовано в геоэлектрораэведке по методу естественного электрического поля (ЕП),Известен способ измерения ЕП ( способ " градие нт а пот енци ала" ), в ключающий съемку потенциала ЕП путем измерения разностей потенциалов, снимаемых с выходов датчиков потенциала, последовательно заэемпяемях в соседних точках измерения, например с перестановкой датчиков через точку измерения в пределах замкнутого полигона и возвращением их на исход ные точки измерения, и определение потенциала ЕП по данным этих измерений путем вычисления Г 13 .Однако при детальном исследовании . (деталиэации) указанным способом 20 происходит накопление ошибок в определении потенциала ЕП, обусловленных систематической погрешностью и много- кратностью измерений разности потенциалов.Указанные недостатки отсутствуют при исследовании способом "потенциала", в котором один из датчиков заэемляют в неподвижные точки, а второй датчик последовательно заземляют 30 в каждой точке измерения на профиле в пределах локальной аномалии, и измеряют потенциалы ЕП Г 23 .Однако в условиях интенсивных электрических полей данный способ дает значительные погрешности исследования ЕП.Известен также способ геоэлектрораэведки, в котором влияние электрических и геологических помех исключают путем применения дополнительной приемной линии,. располагаемой в нормальном поле, и вычитания из измеренного сигнала основной измерительной линии сигнала, измеренного дополнительной приемной линией Г 33. Благодаря компенсационному принципу действия и высокому входному сопротивлению измерительного прибора, применяемого в устройстве для реализации способа, обеспечивается ненарушаемость измеряемого поля и независимость результата измерения от сопротивления приеных линий и заземления электродов и, вследствие этого, высокая точность измерения электрического поля земли.Цель изобретения - повышение точности измерения локальных аномалийЕП в условиях интенсивных электрических помех.Укаэанная цель достигается тем, что в способе геоэлектроразведки, основанном на одновременном измерении параметров электрического поля основной и вспомогательной измерительными линиями, расположенными,на заданной базе, последующим линейном преобразовании сигнала от вспомогательной измерительной линии и алгебраическом сложении этого сигнала с сигналом от основной измерительной линии, регистрации измеренной алгебраической суммы сигналов, по которой судят о параметрах геоэлектрического разреза, вспомогательную измерительную линию располагают на концах базы измерений и изменяют коэффициент линейного преобразования синала от вспомогательной измерительной линии пропорционально отношению длин основной и вспомогательной приемных линий.Для реализации способа используют устройство, включающее датчики электрического потенциала, выполненные в виде двух неполяризующихся электродов, приемные линии:, измерительный прибор, автокомпенсатор с сопротивлением обратной связи, выполненный в виде делителя напряжения,.причем средний вывод делителя напряжения подключен ко входу измерительного прибора, а дополнительный электрод и один из электродов связаны со входом автокомпенсатора.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства на фиг. 3 кривые электрического .потенциала в предедах базы исследования .Устройство содержит неполяризующився электроды 1 - 3, вспомогательную линию измерительную с проводами 4 и 5, основную измерительную линию 6, автокомпенсатор 7 и измерительный прибор 8.Измерительные линии (фиг, 2) снабжены штепсельными соединителями 9 . Часть провода этих. линий может быть размещена на переносных катушках 10 и 11.Электронный автокомпенсатор 7 пред ставляет собой усилитель 12 постоянного тока с большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой отрицательной, обратной связью. Сопротивление обратной связи автокомпенсатора выполнено в виде делителя 13 напряжения.В качестве измерительного прибора в устройстве применяется обычный милливольтметр постоянного напряжения, например электроразведочный электронный автокомпенсатор типа АЭ. Делитель 13.напряжения включает один из сменных блоков 14, переключатель 15 и контактный разъем 16. Каждый из сменных блоков содержит а2 - и оди 4иаковых последовательно соеди ненныхсопротивлений В, г( й.4 а), подключенных к соответствующим ( - )му и -му контактам разъема 16.Переключатель включает контактнуюдорожку 17, контакты 18 и ползунок19, имеющий и+ положение (О - и),соответствующие порядковому номеруконтакта, к которому он подключен.Средний вывод 20 делителя напряжения при помощи. соединительного привода 21 подключен ко входной клемме22 измерительного прибора, к другойвходной кпемме 23 которого черезприемную линию подключен подвижныйэлектрод. Конечный вывод 24 делите ля, представляющий собой одну извходных клемм автокомпенсатора, припомощи приемной линии подключен кдополнительному неподвижному электроду, Ко второй входной клемме 25 авто компенсатора при помощи приемнойлинии подключен другой неподвижныйэлектрод.Способ осуществляют следукщимобразом.Выбирают расположение начальной 0и конечной К точек и длину базы октак, чтобы база .захватывала всюзону д локальной аномалии О на отдельном профиле (выделенную по результатам поисковой съемкифЕП известными способами (или наиболее выраженную ее часть (экстремум), над анома.лиеобразующим подземным объектом 26(фиг, 1 и 3).После того так, расположение базына профиле выбрано,определяют колйчество ; интерваловравных , .на ней, исходя из необходимой плотности точек измеренияв аномальной зоне, и подключают кделителю 13 напряжения соответст вующий сменный блок 14.Для заземления электродов на земной поверхности 27 в пределах базы= д . оборудуют ряд (М+1) измеритель ных лунок фУстройство в собранном виде располагают вблизи лунок. Заземпяют базовые электроды 1 и 3, образующие вспомогательную измерительную линию, всоответствукщих лунках, а подвижныйэлектрод 2 - в начальной 0-ой лунке.Устанавливают ползунок 19 переключа-,теля 15 в начальное 0-ое положение ипри помощи измерительного прибора 8измеряют разность потенциалов ьб на чальной поляризации электродов 2 и 1.Разматывая провод 5 с катушки 10,переносят подвижный электрод 2 и за-,земпяют его в конечной 1-ой лунке, иустановив ползунок 19 в соответствующо щие 1-ее положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов йЬ начальной поляиризации электродов 2 и 3.Подматывая провод 5 на катушку 10,последовательно переносят подвижныйэлектрод 2 на один интервал ь(, к д1-к к заземляя его вкаждой из лунок 28 от (к)-й до О-й,устанавливая при этом ползунок 19соответственно в положения (к) - О,при помощи измерительного прибора 8измеряют соответствующие разности потенциалов.Принимают проводниками приемных линий 4 и 6 потенциалы Оо и О к; с вы,ходов электрода 1 и дойолнительногоэлектрода 3, заземяенных в начальной 1 Р0-ой и конечной М-ой точках базысоответственно.Линейноинтерполируют значенияэтих потенциалов Оо,и Оо в пределах"И "куокпутем передачи потенциалов О и Она вход автокомпенсатора 7 и получео о,ния разности потенциалов Оо, и О;.Благодаря большому коэффициенту усиленния усилителя 12 на сопротивлении а йтобратной связи автокомпенсатора 7 падение напряжения аО = О- О , гдеОи О о, - соответственно потенциалй конечного п и начального 0-гоконтактов 18 переключателя 15 делителя 13 равно по величине и противоположного по знаку разности потенциалов (Ок, - Оо, ), в результате чего ЗРо опотенцйал 1-го из контактов 18 пере ключателя 15"к поско 40 5 5 б и Е4Ва потенциал О конечного и контакта равен потенциалу Она выходе электо, рода 3, коэффициент делителя 13 ди В / Ь Всоответствует относител ной коордйнатеточки 1(0 4 1 ( М ) - "Р ) для базыНа среднем выводе 20 делителя 13 соответствующий точке. измерения потенциал линейной интерполяции / Ок,1- окПотенциал 1-го из контактов 18 пер включат ел я 15Оо (Ок 1 - Оо 1 )1 г 011 Ок- Кч - ОйА .с ползунка 19 передают потенциал 0= О. через контактную дорожку: 17 на11 средний вывод 20 делитедя 13.После этого регистрируют при помощи измерительного прибора 8 разо оность потенциалов ьО = О - Ой где О - потенциал йринятый с выхода электрода 2, заземленного в1-ой точке измерения, и переданный на входную клемму 23 измерительного прибора 8 проводником приемной лини 5, и О, - полученный соответствующий1-ой точке измерения потенциал линейной интерполяции, принятый со среднего вывода 20 делителя 13 и переданный на другую клемму 22 измерительного прибора 8 проводником соединительного привода 21.После измерения разности потенциалов 40 о ьь" конечной поляризацииЮэлектродов 2 и 1, разматывая провод5 с катушки 10, переносят подвижныйэлектрод 2 и эаземпяют в конечнойМ-ой лунке и, установив ползунок 19в М-ое положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов де" конечной поляризации электродов 2 и 3. При последнем переносе электрода 2 можно проводить повторные измерения разностейпотенциагов при заземлении электрода2 в некоторых лунках базы 1.о дляконтроля за изменениями собственнойполяризации электродов 1 - 3.Для измеренного в каждой 1-ой точке измерения базызначения разности потенциалов ьОо; вычисляют поправку на поляризацию электродов обычным образом.Потенциал О локальной аномалииеЬ О ЕП определяют по формуле 0; ь 0 -Ы 1 При поисковых работах (особенно, при исследованиях в скважинах или в акватории) измерения разностей потенциалов д О. производят после очередного4перемещения всех трех электродов 1 - 3 на один интервал 1.;,попрофилю так, чтобы расстояние между электродами 1 - 3 оставалось неизменным.Интерполированием в пределах базй измерения 1.автоматически исключаются потенциалы электрических помех ОРассмотрим кривые потенциала (фиг, 3). При измерении в 1-ой точке базы ок на вход измерительного прибора Ю поступает разность потенциалов ьО близкая по величине значеФАнию потенциала О локальной анома 1лии О ЕП в 1-ой точке базы т.е. превькаению уровня О. потенциаП ла ЕП Ок", относительно уровня О" линейного фона Од локально аномалии ОфЕП: ЬО; О= О, . НаЕП лвходе измерйтельйого прибора происходит вычитание потенциала О,-ойБ точки базы ок (равного, в силу супер- позиции полей электрического потенциала, сумме потенциала линейного (регионального).ЕП, потенциала О; локального (аномального) ЕП О , вйзванного наличием вблизи 1-ой точки. измерения аномалиеобразующего лодземного объекта 26, и потенциала О электрических помех и соответствующего 1-ой точке измерения потенциала О,полученного путем линейной интерполяции в пределах базыпотенциалов О .и О к начальной 0 и конечной К точек этой базы(равной суммеСпособ геоэлектроразведки, основанный на одновременном измерении слагаеьих потенциалов лиалов линейной интер- параметров электрического поля основной и вспомогательной измерительнымиполяции: потенциалалине наннойФона О локально нР й аномалии О и по- линиями, расположенными на даннотенциала , раОзвиваемого источни- базе, последующем лине ном прео рводе - й иэном помех на среднем выводеводе 20 де- вании сигнала от вспомогательномерительной линии и алгебраическимлителя 13, т.е.сложением этого сигнала с сигналомдО - О,. - О (О+ц. +О )Оцот основной измерительной линии,реА лл)О+ О (1 у( ) гистрации алгебраической суммы сигналов, по которой судят о параметрахоткуда после тождественных преобрагеоэлектрического разреза, о т л изований получаем ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюОь пд д- д. повышения точности измерений, вспомогательную измерительную линию рас(О, -О.)+О. иОти Ай ипоскольку разность значений О; - ОхО полагают на концах базы измерени идпя качественного сравнения предла- изменяют коэффициент линейного прегаемого способа с известным, на Фиг.3 5 образования сигнала от вспомогательпоказана также разность потенциалов ной измерительной линии пропорциоЬО, измененная по известному спосо- нально отношению длин основной ипотенциала вой точке относи вспомогательной приемных линий,тельно условно-нулевого потенциалаО-ой, измеряемая известным способом Источники информации,величина потенциала может отличаться принятые во внимание при экспертизеот значения потенциала ЕП в даннойА С Электроразведкатог а как 1. Семенов . , л1-ой точке даже по знаку, дметодом естественногоо электрического194 18лагаемам способом получается значе-фполя, Л фНедра",упот н алов весь 2. Там же, с. 179.йие ьО разности потенци3, Сушкевич В.В. Изучение нелинеима близкое действительному значению 3, Сушкевичпотенциала локально аномалиий аномалии О ЕП. ной вызванной поляризации электронепроводящих руд при совместном исФормула изобретения пользовании переменного и чпостоянного30 электромагнитного поля. Автореф. насоиск. учен. степени канд. техн.наук,М., 1978, с. 8 - 9, 12, 16 (прототип).