Устройство для геоэлектроразведки

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХ 02210 ц 001 Ч 3/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 266 18-2 но ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИИ(21) 3387 / 5(56) , Авторское свидетельство СССРИ 286096, кл. 6 01 Ч 3/10, 19712. Авторское свидетельство СССРИ 616291, кл. 6 О 1 Ч 3/1 О, 1979(5457) устРойство для ГеозлектРоРАЗВЕДКИ, содержащее генератор, дваизлучателя электромагнитного поля,три приемника поля, усилители, вычитающие устройства и индикатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности определения координат аномалий электропроводности, в него введены третийизлучатель электромагнитного поля,указатель уровня нормального поля стремя излучателями и тремя. прием-.никами, три интегратора, при этомгенератор выполнен в виде трехфазго генератора вращающегоСя электромагнитного поля,. а излучатели и приемники электромагнитного поля расположены в горизонтальной плос" кости таким образом, что геометрические центры излучателей образует вершины одного треугольника, а геометрические центры приемников образуют вереины другого треугольника, осимаксимального излучения излучателей и оси чувствительности прием" ников направлены по медианам этих треугольников, три излучателя электромагнитного поля параллельно с тремя излучателями указателя уровня нормального поля подключены к выхо- д дам трехфазного генератора вращаю- Е щегося электромагнитного поля, выходы усилителей,. подключенных входами к приемникам электромагнитного( поля, и выходы приемников указателя уоовня нормального поля подключены ф к входам вычитающих устройств, выходы которых через интеграторы подклю" чены к входам индикатора координат аномалий электропроводности.Изобретение относится к электромагнитным исследованиям и можетбыть применено при проведении электроразведочных работ методом вращающегося электромагнитного поля.5Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее ортогонально установленные датчики поля,соединенные со статорными обмоткамидвух вращающихся трансформаторов,а обмотки, размещенные на одной осироторов, через амплитудные детекторы соединены с блоками сложения ивычитания сигналов, связанными срегистраторами инвариантных величин 11.Недостаток этого устройства заключается в низкой точности, обусловленной нестабильностью амплитуды20токов двух частот в источнике и зависимостью результатов измерений оториентировки датчиков поля.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является25 устройство для геоэлектроразведки,содержащее генератор периодическихсигналов одной частоты, соответствующий ему излучатель электромагнит.ного поля этой же частоты, пару приемников поля, также настроенных30 на эту частоту, генератор периодических сигналов другой частоты, соответствующий ему излучатель электромагнитного поля другой частоты, пару приемников поля, настроенных на З 5 другую частоту, усилители, датчик скорости, регулятор скорости, сравнивающее устройство, источник опорного сигнала, выделители экстремумов ключи, счетчики импульсов, два де шифратора, преобразователь напряжение-частота, отсчетное устройство, источник опорного сигнала, триггеры, расширитель импульсов, индикаторы знаков угла схемы ИЛИ, пиковые де текторы, вычитающие устройства, схему И, пороговые схемы и индикатор, причем излучатели расположены на фиксированном расстоянии друг от друга таким образом, что каждый из них и пара соответствующих ему приемников поля размещены в горизонтальной плоскости так,что образуют равнобедренные треугольники с вершинами в точках расположения геометрических центров излучателей, а оси чувствительности каждого из приемников параллельны высотам треугольников, опущенных из их вершин на отрезки, соединяющие геометрические центры соответствующих приемников, все приемники поля размещены вдоль прямой, параллельной отрезку, вдоль которого расположены излучатели, выходы усилителей через выделители экстремумов подсоединены одновременно к входам первого и второго ключей, к схеме И и через схему ИРИ к входу третьего триггера, выход которого одновременно подсоединен к входу управления третьего ключа и к входу расширителя импульсов, к выходам первого и второго триггеров, выходы которых через вспомогательные ключевые схемы соединены с индикаторами знаков. угла и одновременно с управляющими входами соответственно второго и первого ключей, а к выходу датчика скорости подключен преобразователь напряжение- частота, выход которого через третий ключ подсоединен к входу счетчика импульсов, выходы которого через дешифратор, вспомогательное ключевое устройство подсоединены к входам счетного устройства, выход расширителя импульсов одновременно подсоединен к входам установки на ноль пер вого, второго и третьего триггеров, счетчика импульсов и к входам установки на ноль пиковых детекторов, выходы усилителей, кроме того, через пиковые детекторы, дополнительные ключи подсоединены попарно к входам выключающих устройств, к выходам каждого из которых подключены три пороговые схемы, выходы которых через дешиФратор подсоединены к индикатору, а выход схемы И одновременно под соединен к управляющим входам вспомогательных и дополнительных ключей, вспомогательному ключевому устройству и второму дешифратору 2 1.Недостатком этого устройства является высокая погрешность, обусловленная возможным нарушением параллельности отрезков, вдоль одного из которых расположены приемники, авдоль другого - излучатели, и ограниченность его применения глубиной залегания неоднородностей.Цель изобретения - повышение точности определения координат аномалий электропроводности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор, два излучателя электромагнитного поля,три приемника поля, усилители, вычитающие устройства и индикатор,дополнительно введены третий излучатель электромагнитного поля, указатель уровня нормального поля стремя излучателями и тремя приемниками,. три интегратора, при этом генератор выполнен в виде трехфазногогенератора вращающегося электромагнитного поля, а излучатели и приемники электромагнитного поля расположены в горизонтальной плоскоститаким образом, что геометрическиецентры излуцателей образуют. вершиныодного треугольника, а. геометрические центры приемников образуют вершины другого треугольника, оси максимального излучения излучателейи оси чувствительности приемниковнаправлены по медианам этих треугольников, три излучателя электромагнитного поля параллельно стремя излучателями указателя уровня нормального поля подключены квыходам трехфазного генераторавращающегося электромагнитного поля,выходы усилителей, подключенных входами к приемникам электромагнитногополя, и выходы приемников указателяуровня нормального поля подключенык входам вычитающих устройств, выходы которых через интеграторы подключены к входам индикатора координат аномалий электропроводности.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для геоэлектроразведки,Устройство содержит трехфазныйгенератор 1 вращающегося электромагнитного поля, три излучателя электромагнитного поля в виде заземленных электрических диполей 2-4, триприемника электромагнитного поля ввиде заземленных электрических диполей 5-7, три усилителя 8-10,указатель 11 уровня нормального поляэквивалент нормального поля), триего излучателя 12-14 вращающегосяполя и три его же приемника 15-17вращающегося поля,вычитающие устройства 18-20, интеграторы 21-23 ииндикатор 24. Указатель уровня нормального поля представляет собойэлектрохимическую ячейку, содержащую три излучателя 12-14 электромагнитного поля и три приемника 1517 поля, помещенных- в емкость, заполненную изотопной проводящей средой, и имитирующую свойства среды, 55 Е=4 ЕЕ =Ео,вектор 1"- образует с осью ор угол о = -Ю 6, если векнаправить по оси асбцисс ох, - амплитудное значение напряпричем динаттор Е где Ео в которой происходит излучение иприем поля, с параметрами, соответствующими нормальному полю, т,е.среды, не содержащей аномалий электропроводности. При этом на излучатели 12-14 подается напряжение оттрехфазного генератора 1 вращающегося электромагнитного поля, а накаждом приемном диполе 15-17 возникают электродвижущие силы (ЭДС)Е, ЕЕ , соответствующие уровН н иню нормального поля.На фиг. 2 представлена схема,поясняющая взаимное расположениеизлучающих 2-4 и приемных 5-7 электрических диполей в излучаемой сре"де, подобное им расположение излучающих 12-14 и приемных 15-17 элек"трических дилолей в указателе 11уровня нормального поля, взаимноерасположение вектора Е излучаемоговращающегося электрического поля ивектора напряженностиэлектрического поля, наводимого в приемныхэлектрических диполях.Устройство .работает следующим образом.При подключении генератора 1трехфазного тока к заземленным электрическим диполям 2-4 в каждом изних появляется переменный ток одинаковой частоты Ф , но сдвинутыйпо фазе на величину, зависящую отформы треугольника, образуемого излучающими диполями, и равную 120,если треугольник равносторонний. Вэтом случае вокруг каждого из диполей возникает электромагнитное по"ле, электрические составляющие которого изменяются следующим образом: "-.Д 1 ЩД -" Щ-" О)Е.5=Ейи а Ь ф).Соединение излучающих электрических диполей равносторонним треуголь ником позволяет и в пространстве повернуть каждый из этих векторов на120 ф по отношению друг к другу. Су. перпозиция составляющихдает результатирующий вектор Е=Е, +Г,.+Ез, враща ющийся с угловой скоростью щ, абсолютная величина которого равнаженности электрического поля, создаваемого одним электрическим диполем.В каждом иэ приемных электрических диполей 5-7, соединенных треугольником, возникают ЭРС Й 1, Я, Ез, наведенные вращающимся полем и вторичным полем, создаваемым аномалией 25 электропроводности. ЭДС усилива.ются усилителями 8- 16 и подаются на входы вычитающих устройств 18-20, В вычитающих устройствах находится разность между каждым из полученных значений ЭДС и величинами ЭДС ,н ф ,", соответствующими уровню нормального поля, которая позволяет, выделить значение ЭДС 6, бц О О наведенное вторичным полем, создаваемым аномалией злектропроводности; Полученные сигналы поступают на интеграторы 21-23 и после их усреднения по времени с постоянной интегрирования ЪТ, где Т - период вращения поля,- на индикатор 24, по которому определяется расстояние до аномалии и ее азимут, Применение вычитающего устройства устраняет зависимость результатов поиска от взаимной ориентации генераторного и приемного треугольников электрических Диполей. 1022106Использование новых элементов существенно отличает предлагаемое уст-.ройство для геоэлектроразведкиот известных и значительно повы шает точность определения координат аномалии электропроводности,так как применение трехфазного тока и излучателей, образующих в пространстве треугольник для созда ния вращающегося электромагнитного поля, увеличивает мощность излучаемого поля при тех же значенияхтока генератора по сравнению с двух.фазным током в 9/М Ео ; Ео =2,25 15 раза, т.е. излучается наибольшаямощность при наименьшем числе излучателей; применение указателяуровня нормального поля уменьшаетпогрешность, связанную с взаимным 20 расположением излучателей и приемников и сводит к минимуму влияниепервичного поля; усреднение, осу,- ществляемое интеграторами, ослабляет уровень помехи.25Преимущество предлагаемого устройства перед известными также состоит в том, что расположение излучателей и приемников и применение з 0 указателя уровня нормального поляпозволяет производить поиск прилюбых ориентациях вектора напряженности излучаемого электрическогополя Относительно аномалии электропроводности и увеличить глубину обнаруживаемого залегания аномалииэлектропроводности.ал ППП "Патент", г Ужгород, ул, Проектная,б/39 Тираж 710 ИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 13035, Москва, Ж, Рауаск Подписноеа СССРийнаб д 4/