Электроразведочная станция

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик РС КОМУ СВ К ЕЛЬС23) Приоритет Опубликовано 23, 1 1. 82 . Бюллетень РВ о делам изобретен 3) УД 550.83 (088.8 открытн ата опубликования описания 25 . 1 1 . 8 С,. Е,. Меликадзе=,В.Н.Ключкин, Л.П.левиц и О,М.цинарева.Безр Авторызобретен научно-исследовательский институтгеойэичеки методов разведки сесою 1) 3 тел( 54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ Изобретение относится к электро- разведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при электрораэведке на нейть и газ по методам магнитотеллурического зондирования (МТЗ) и зондированием становлением поля (ЗС).Известна цифровая электроразведочная станция ЦЭС, предназначенная для измерения и регистрации компот нент электромагнитного поля в цифровой йорме на магнитной ленте с целью последуоцей обработки полученных данных на ЭВМ. Станция ЦЭСсостоит из нескольких измерительных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные датчики электри 467 ких или магнитных компонент поля и усилители, подключенных к после" довательно вклюценнын коммутатору каналов, инпульсно-кодовому преобра" эователо, магнитному регистратору, и системы синхронизации и управления 1 Недостатком этой станции являетсяограниченность частотного и динамического диапазонов регистрации, чтоприводит к ограничению информативности и производительности работ пометодам МТЗ и ЗС,Наиболее близкой к предлагаемойявляется цифровая электроразведочнаястанция ЦЗС, содержащая несколькоо измерительных каналов, каждый иэ которых включает последовательно соединенные магнитостатические илиэлектрические датчики и усилители,подключенные к последовательно вклю 15 ченным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнит"ному регистратору, а также системусинхронизации и управления, подсоединенную к управляюцин входам коммута"тора, импульсно-кодового преобразователя и магнитного регистратора, приэтом дополнительно параллельно магнитостатическим датчикам к второму вхо 3 97911ау усилителей подключены через частотно-корректирующие предусилители индукю ионные датчики, между усилителями икоммутатором каналов в каждом иэмери" тельном канале включен следящий аналого-цифровой преобразователь, между импульсно-кодовым преобразователем и магнитным регистратором включен сум-.матор, соединенный также с одним из выходов каждого следящего аналого"циф-О , рового преобразователя, а системасинхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам следящих аналого-цифровых преобразователей и сумматора. . 1Станция ЦЭСустраняет недостат"ки известной станции 1 ЗС, а именнопозволяет раоширить частотный и динамический диапазоны измерений компонент поля и увеличить точность их измерения. Для расширения области частотного диапазона измерения компонент магнитотеллурического поля, вмагнитные каналы дополнительно введены индукционные датчики, а,в электрических каналах расширена частотная полоса усилителей. Для обеспечения расширения частотного диапазона необходимо увеличить динамический диапазон иточность измерений кбмпонент электромагнитного поля, Для этого в известной станции между усилителями икоммутатором каналов включено соответствующее количество преобразовате"лей аналог-код следяцего действия. На Зфцифровом выходе преобразователя аналог-код следящего действия действуеткод сигнала, а на аналоговом выходедействует сигнал рассогласования между входным сигналом и аналогом экви"валентом кода на цифровом выходе. Сигнал рассогласования после коммутатораканалов кодируется основным импульсно-кодовым преобразователем,Результаты кодирования двух преоб фразователей суммируются сумматором,Основной преобразователь поочереднокодирует сигналы рассогласования, действующие на выходах следящих преобразователей каждого канала. При этом фсумматор поочередно вырабатывает сум"марные коды сигналов каждого каналаГ 21Недостатком известной станции ЦЭС является то, что с увеличением сигна-ла ошибки кодирования возрастают,Допустим, что погрешность кодирования каждой ступени двухступенчатого преобразователя равна младшему разряду ступени (положим для простоты, чтокаждый преобразователь является пятиразрядным преобразователем аналог-код)Тогда ошибки кодирования малых сигналов, действующих в пределах основногопреобразователя, не превышают 1 ед.Гсли под действием большого сигналаначинает изменяться код предварительного преобразователя, то ошибки возрастают. Так при изменении кода 0000100010 ошибки равны 2 ед., при кодах00011 00100 ошибки равны 6 ед, и т,д.,и хотя измеряется случайный сигнал сзатухающим спектром (магнитотеллурическое поле), частота появления ошибок больших 1 ед., в среднем будетобратно пропорциональна величине этихошибок, но большие ошибки все равноимеют место и снижают точность измереНий.Кроме того,при измерении неслучайного сигнала, например сигналастановления поля, нельзя утверждать,что вероятность больших ошибок уменьшается. Поэтому для решения новыхэлектроразведочнцх задач, точности измерения станции ЦЭСстановится недостаточно.Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения компонент электромагнитного поля,Указанная цель достигается тем, что в электроразведочной станции, содержащей несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой преобразователь, аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации и управления подсоединенную к управляющим входам .следящих аналого-цифровых преобразователей, коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, в каждый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь аналог-код и переключатель, амежду импульсно-кодовым преобразователем и магнитным регистратором включены арифметическое логическое устрой-,ство и запоминающее устройство, причем в каждом измерительном канале переключатель имеет два входа, к перЭлектроразведоцная станция имеет идентичные каналы для измерения компонент магнитного поля, каждый из которых содержит магнито-статический и индукционный датчик 1 с усилитеЗО лем 2 и идентичные каналы для иэмере, ния компонент электрического поля, каждый из которых содержит датчик 3 электрического поля с усилителем л. Каждый из каналов содержит вспомога" тельный преобразователь код-аналог (ВП) 5, переключатель 6 и следящий , аналого-циФровой преобразователь (СП) 7.Аналоговые выходы СП подключены к коммутатору каналов 8, Выход коммутатора каналов подключен к входу . основного импульсно-кодового прербразователя (ИКП) 9. ИКП подключен к ариФметицескому логическому устройству (АЛУ) 10, связанному с запо" минаощим устройством (ЗУ) 11. Кроме того, станция имеет систему 12 синхронизации и управления и магнитный регистратор 13. 43 0 И Электрораэведочная станция работает следующим образом. Датчики преобразуют компоненты электромагнитного поля в электричес кие сигналы, которые усиливаются усилителем и поступают на один из вховому из них подключен выход:соответствующего усилителя, а к второму - выход вспомогательного преобразователякод-аналог, причем выход переключателя соединен с входом следящего преоб-раэователя, а циФровой выход следящего аналого-циФрового преобразователя подключен к входу вспомогательного преобразователя код-аналог, приэтом один выход арийиетического логи фческого устройства подключен к входузапослинающего устройства, а другойк системе синхронизации и управления,причем.выход запоминающего устройства соединен с одним из входов ариФме- фтического логического устройства, асистема синхронизации и управлениядополнительно подклюлена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя 26каждого из каналов и ариФметическогологического устройства.На Фиг. 1 приведена Функциональная схема электроразведоцней станции;на Фиг. 2 - диагравлвла, поясняющая1лэмерение сигнала с повышенной тоц- .ностью,дов переключателя каждого из каналов (Фиг. 1).Далее для простоты объяснения процесса измерения сигнала, рассматривается работа станции с одним измерительным каналом.Допустим, цто ИКП кодирует измеряемый сигнал А первого канала в моменты времени. Т Тоэ С. Положим, цто в иогленты времени + сигнал А равен А , а аналогоовый эквивалент кода СП равен В ( Фиг.2). Положим также, что код аналогового эквивалента кода СП равен НВои известен в единицах измерения ИКП и хранится в ЗУ, и что о ЗУ также хранятся результаты двух предыдущих кодирований измеряемого сигнала А К А и КГА 3В момент времени 4; на ИКП посту" пит сигнал рассогласования Ао -Вои ИКП найдет код этого сигнала К А -В 1. Код поступит на ПНУ, котоо орое вызовет из ЗУ код КВои найдет код измеряемого сигналаКЛАД= КА -В - КВ 1Код К А по коланде системы синхронизации и управления поступит на магнитный регистратор.Затем АДУ вызовет иэ ЗУ коды К 1 Афи К 1 А 11. Используя их совместно с КАо, ЮУ выполнит экстраполяцию по параболе 2-ой степени и предскажет код Е" 1.Лл 1 для момента т а коды К А .л 1 и К Аопо команде системы синхронизации и управления отправит в ЗУ. Затем АЛУ найдет ожидаемый код сигнала рассогласования для момента ЬлА- ВлЛ 1- 1 Но 3 л оценит его величину. Если он будет ольше 3/б шкалы ИКП, то система синхронизации и управления подаст на П, переключатель и СП канала соответствующие команды, по которым ВП примет кодовое состояние СП и выра-ботает постоянный аналоговый сигнал С , близкий по величине к В , а пеонфреклюцатель подаст на ГП вместо сигнала А, сигнал С при этом И(П в момент Со,найдет код К ЕСо -В,"1, который поступит в АЛУ. Затем, йо команде системы синхронизации и управления, СП изменит код на 1 единицу и аналоговый эквивалент кода СП ра станет равен В, пои этом ИКП найдет в моиентВО.код К ГГО -, а АПУ 1 лайдет код нового аналогового эквивалента кода СП К ИД.7 076 ИКВ 1 КВ Д+К 1 С "ВОД- К 1.С -В Дкотопй будет записан в ЗУ. ЗатемВП снимет по команде системы синхронизации и управления сигнал С, апереключатель подаст на ГП снова измеряемый сигнал А. Таким образом, кмоменту времени 1 в 3." будут храниться коды К А , К Аои КВ 1а на ИКП будет подан сигнал рассогласования Ад -В и кодирование может фбыть продолвено.Следует отметить, что начальныйкод СП может быть произвольным.Таким образом, измерение сигнала А производится с погрешностью 1 ф0,5 ед. ИКП во всем динамическомдиапазоне измерения,Реальное макетирование предлагаемой станции показало, что уменьшение погрешности измерений позволяет фувеличить точность и разрешающуюспособность измерений электромагнитных полей, чем достигается расширение частотного диапазона измерений-Адо 1 О10 Гц и динамического диапа фзона до 108 Дб,Применение станции повышает производительность труда на 203, таккак снижается время регистрации наполевых пунктах ИТЗ и ЗГ, поскольку Зоувеличение точности и разрешающейспособности позволяет регистрироватьэлектромагнитные поля одновременнов расширенных частотном и динамическом диапазонах. 35Формула изобретенияЭлектроразведочная станция, содер 40 жащая несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой преобразователь, 4 З аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации иуправления, подсоединенную к управляющим входам следящих аналого-циФровыхпреобразователей, коммутатору каналов,импульсно-кодовому преобразователю имагнитному регистратору, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения погрешностей измерения, в каж-,дый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь код-аналоги переключатель, а между импульснокодовым преобразователем и магнитнымрегистратором включены арийметическоелогическое устройство и запоминающееустройство, при этом в каждом из каналов переключатель имеет два входа,к первому из них подключен выход соответствующего усилителя, а к второмувыход вспомогательного преобразователя код-аналог, причем выход переключателя соединен с входом следящегоаналого-цийрового преобоазователя,цийровой выход которого подключен квходу вспомогательного преобразователя код-аналог, причем один выход арифметического логического устройстваподключен к системе синхронизации иуправления, а другой - к входу запоминающего устройства, причем выходзапоминающего устройства соединен содним из входов арифметического логического устройства, а система синхронизации и управления дополнительноподключена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя каждого из каналов и арийметического логическогоустройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Якубовскии И.В. Электроразведка. И., "Недра", 1973, с, 223-22 ч.2. Авторское свидетельство СССРИ 717688, кл, Г, 01 ц 3/08, 1 Ч 75Дэятк 8, 4/ Проектная, Составитель Е. Городн нова Техреду. БабинеТираж 7171 ПИ Государственного комитет по делам изобретений и открцИосквад Ж"Я Раушская наб ППППатент", г, Ужгород, ул чевКорректор АПодписноеСССРий