Способ геоэлектроразведки и устройство для его реализации

1 12Изобретение относится к области геоэлектроразведки, основанной на изучении вызванной поляризации геоло гических.объектов, и может быть использовано при поисках и разведке рудных месторождений, а также при гидрогеологических исследованиях и инженерно-геологических изысканиях.Цель изобретения - повышение точности определения параметров поляризуемости искомого геологического объекта.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - структурная схе ма распределительного блока; на фиг. 3 - временные эпюры пропускания поляризующего тока через питающие электроды и геологический объект, а также разность потенциалов на измерительных электродах во время пропускания тока и после его выключения; на фиг. 4 - структурная схема блока управления и синхронизации.Устройство содержит основную 1 и дополнительные 2 пары питающих электродов, блок 3 управления и синхронизации, измеритель 4, к входу которого подключены приемные электроды 5, а также последоватеЛьно соединенные источник 6 постоянного тока и основной ключ 7, управляющий вход которого подключен к первому выходу блока 3 управления и синхронизации, второй выход которогб подключен к управляющему входу измерителя 4.Устройство содержит также первый 8 и второй 9 распределительные блоки, вход первого блока 8 подключен к выходу основного ключа 7, вход второго блока 9 - к источнику 6 постоянного тока, выходы каждого из блоков 8 и 9 подключены к соответствующим одноименным питающим электродам из основной 1 и дополнительных 2 пар.Каждый из распределительных блоков 8 и 9 содержит (фиг. 2) дополнительные ключи 10-14, таймер 15, ячейку 16 запуска, выполненную в виде последовательного соединения конденсатора и сопротивления, при этом входы дополнительных ключей 10-14 и первый вход ячейки 16 запуска объединены и служат входом распределитепьных блоков 8 и 9. Второй вход ячейки 16 запуска соединен с выходом 49609ключа 14, а выход ячейки 16 эанускас управляющим входом таймера 15, выходы которого подключены к управляющим входам дополнительных ключей3 10-14, а выходы дополнительных ключей Ослужат выходами распределительных блоков 8 и 9,Сущность способа заключается втом, что при пропускании постоянноО го поляризующего тока в приэлектродных зонах питающих электродов 1 и 2,и в искомом геологическом объектенакапливается некоторый запас энергии электрического поля, который15 расходуется после выключения поляризующего тока. При этом запас энергии электрического поля, накоплен-.ный в приэлектродных зонах, расходуется в тех же каналах внешней сре-20 ды, по которым проходил поляриэующий ток, и создает затухающие вовремени потенциалы на приемных электродах 5. Величины накопленных энер гий в приэлектродных зонах и в гео 25 логическом объекте и временные характеристики их расхода зависят отсилы поляризующего тока, длительности его пропускания и электрофизических особенностей сред (геологического30 объекта и приэлектродных зон)Начальные потенциалы на приемныхэлектродах 5 и временные характеристики их изменения представляют суперпозицию поля вызванной поляризациигеологического объекта и полей становления приэлектродных зон питающихэлектродов и при прочих равных условиях определяются также длительностьюпропускания поляризующего тока.ЮПовышение точности определенияпараметров поляризуемости искомогогеологического объекта достигаютпутем снижения уровня ЭДС, обуслов 45ленного полями становления и увеличения скоростей затухания,Для этой цели заданную длительность поляризующего тока 17 (фиг. 3),разбивают на п(щ=7) временных интерл .ч,валов ь, , которыесоотносятся с ) 1 )фВвод поляризующего тока 7 распределяют по и+1(п=4) парам питающихэлектродов и через каждую пару пи-тающих электродов пропускают поляриэующий ток 18-22 в определенные моменты времени. Благодаря такому распределению времени работы для каждой пары питающих электродов 1 и 2 снижается уровень начальных потенциалов на приемных электродах 5 от полей становления приэлектродных зон, увеличивается скорость затухания этих потенциалов во времени. Этому спО- собствует и то, что запас энергии электрического поля в приэлектродных зонах каждой пары электродов, кроме включаемой последней, начинает расходоваться уже в процессе пропускания поляризующего тока через геоло гический объект.Для избежания эффектов наложения полей становления приэлектродных зон одноименные питающие электроды на . участках ввода поляризующего тока1пространственно разобщают, т.е. устанавливают на расстояниях, не меньших линейных размеров приэлек 3тродных зон. Границами приэлектродных зон являются изоцоверхности с заданной плотностью тока, за пределами которых течение электрокинетических процессов вызывает потенциалы на измерительных. электродах ниже пороговых. Обычно линейные размеры4приэлектродных зон колеблются впределах от десятых долей до единиц метрбв и для конкретных геолого-геофизических условий устацавливаются экспериментально.Чрезмерный разнос одноименных питающих электродов друг от друга на участках ввода поляризующего тока может приводить к недопустимым изменениям величин и направлений плотности поляризующего тока через исследуемый геологический объект. Для предотвращения этого накладываются ограничения на дистанции между одноименными электродами на участках ввода поляризующего тока. Оценки изменений величин и направлений поляризующего тока через исследуемый геологический объект при изменениях местоположений точек ввода тока относительно точки измерения можно выполнять по известным формулам. На практике контроль допустимости перемещений точек ввода поляризующего тока выполняют по потенциалам пропускания на измерительных электродах.Устройство для,осуществленияспособа работает следующим образом,Через исследуемый геологическийобъект пропускается поляризующийток 17 с помощью замкнутого основ 249609 . 4ного ключа 7,.распределительных блоков 8 и 9, основной 1 и допблнительных 2 пар питающих электродов, вырабатываемый источником 6 постоянно 25 30 35 40 45 последовательность управляющих сигналов, которые поступают на управ 50 менты времени пропускание через ос 55 новную 1 и дополнительные 2 пары пический объект. 5 1 О 5 го тока.Длительность пропускания поляризующего тока 17 через геологический объект задается управляющим сигналом блока 3 управления и синхронизации (фиг. 4)Блок 3 управления и синхронизации содержит генератор 24 тактовой частоты, кнопку "Пуск" 25, пульт 26 задания длительности импульса тока возбуждения, делитель 27 частоты, счетчик 28 импульсов, схему 29 сравнения кодов, схему И 30, триггер 31. Формы импульсов на выхо" дах отдельных узлов блока обозначены позициями 32-35.В распределительных блокаХ 8 и 9осуществляется разбиение, заданной длительности поляризуницего тока 17 на временные интервалы и поочередное подключение основной 1 и дополнительных 2 пар питакицих электродов на соответствующие временные интервалы для пропускания с их помощью поляризующего тока 18-22.После окончания действия поляризующего тока 17 заданной длительности с помощью измерителя 4, синхрониэируемого блоком 3 управления исинхронизации, измеряется ЭДС вызван.ной поляризации 23 иа приемныхэлектродах 5. Каждый из распределительных блоков 8 и 9 (фиг. 2). работает следующим образом. При включении поляризующего тока ячейка 16 запуска вырабатывает короткий импульс, с помощьюкоторого таймер 15 устанавливается висходное состояние и затем запускается. На еговыходах вырабатывается ляющие входы дополнительных .ключей 10-14. В исходном состоянии все дополнительные ключи 10-14 разомкнуты.Управляющие сигналы таймера 15 по- .очередно замыкают дополнитеЛьныеключи 10-14 на соответствуецие интер"валы времени, осуществляя в эти мотающих электродов поляризуецего тока 18-22 через исследуемый .геологи/5 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужго Проектная, 4 аказ 4334/54 Тираж 728 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р