Устройство для геоэлектроразведки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ , содержащее на передающей стороне последовательно включенные задающий генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен выход генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик, излучатель электромагнитного поля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, первый усилитель, первый формирователь импульсов и блок для регистрации , содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации через последовательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагни1- ного поля,и радиоприемник,выход которого подключен к третьему входу блока для регистрации, отличающееся тем, что, с целью повы:г шения точности определения параметра поляризуемости земли при полевых измерениях , блок для формирования синхроимпульсов на передающей стороне выполнен в ввде последовательно соединенных узла для гальванической развязки , подключенного к излучателю электромагнитного поля, и чотырехвходового узла для переключения рода работ, первШ выхо( которого подключен к втсфому и третьему его входам соответственно через последовательно соединенные третий усилитель и третий форкшрователь импульсов, четвертый усилитель и четвертый формирователь импульсов, четвертый его вход соединен с дополнительным выходом задающего генератора, а его второй выход является выходом блока для формирования синхроимпульсов, а на приемной стороне блок для регист рации содержит трехвходоьой узел для 00 переключения рода работ, выходы которого соединены с соответствующими входа1Ф1 измерителя интервалов времени , а входы являются соответствующими Bxonaffli блока для регистрации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) 4(51) G 01 V 3 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР п0 ДЕЛА@ ИЗОБРЕТЕНИЙ P ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° 1

I I

I ф ъ », „л",.

1 Ы

/ (21) 1786732/18-25 (22) 22.05.72 (46) 15.02.85. Бюп. К 6 (72) А.И.Алексеев, А.В.Куликов, Е.А.Шемякин, В.Ф.Сарбаш, Г.В.Орлов, В.И.Лемец, В.Д.Жильников, Ю.А.Лихоманов, П.Ф.Федосеев и А.С.Горюнов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки "ВНИИГеофизика", Казахский филиал Всесоюзного института разведочной геофизики и Казахский опытно экспериментальный завод геофизических приборов "Казгеофизприбор" (53) 550.837(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 184361, кл. (01 V 3(02, 1964 (прототип}. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРО РАЗВЕДКИ, содержащее иа передающей стороне последовательно включенные задающий генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен выход генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик, излучатель электромагнитного поля, а на приемной стороне последовательно соеди ненные приемник электромагнитного поля, первый усилитель, первый формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации через последовательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагнитного поля,и радиоприемник, выход которого подключен к.третьему входу блока для регистрации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повы-.. шения точности определения параметра поляризуемости земли при полевых измерениях, блок для формирования синхроимпульсов иа передающей стороне выполнен в виде последовательно соединенных узла для гальванической развязки, подключенного к излучателю электромагнитного ноля, и четырехвходового узла для переключения рода работ, первЫй выход которого подключен к второму и третьему его входам соответственно через последовательно соединенные третий усилитель и третий формирователь импульсов, четвертый усилитель и четвертый формирователь импульсов, четвертый его вход соединен с дополнительным выходом задающего генератора, а его )ф второй выход является выходом блока

1 для формирования синхроимпульсов, а на нриемиой стороне блок для регист- а 1 рации содержит трехвходовой узел для (б переключения рода работ, выходы которого соединены с соответствующими входами измерителя интервалов времени, а входы являются соотвеч твующими входами блока для регистрации.

1140078

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для проведения электроразведочных работ.

Известно .устройство для геоэлектроразведки, содержащее на передающей стороне последовательно включенные задающий генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен вьиод генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпуль- 10 сов и радиопередатчик, излучатель электромагнитного ноля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, первый усилитель, первый формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации через последо«вательно включенные второй усилитель gp и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагнитного поля, и радиоприемник, вьиод которого подключен к третьему входу блока для регистрации (1)., Недостатком известного устройства является низкая точность в определении параметра поляризуемости земли, обусловленная тем, что при измерениях по методу вызванной поляризации (ВП) не учитывается влияние индукционных эффектов на фазовый сдвиг, а также тем, что в нем не предусмотрен режим калибровки, учитывающий изменения фазового сдвига гармоник тока . 35 в заземленной питающей линии, происходящий за счет увеличения ее активного сопротивления вследствие подсыхания пород вблизи электродов при пропускании тока.

Цель изобретения — повышение точности апределенйя параметра поляризуемости земли при полевых измерениях.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в устройстве для геоэлектроразведки, содержащем на передающей стороне последовательно включенные задакиций генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен выход ге- 5р нератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик, излучатель электромагнитного поля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник 55 электромагнитного поля, первый усилитель,, первый формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации че- рез последовательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагнитного поля, и. радиоприемник, выход которого подключен к третьему входу блока для регистрации, блок для формирования синхроимпульсов на передающей стороне выполнен в виде последовательно соединенных узла для гальванической развязки, подключенного к излучателю электромагнитного поля, и четырехвходового узла для переключения рода работ, первый выход которого подключен к второму и третьему его входам соответственно через последовательно соединенные третий усилитель и третий формирователь импульсов, четвертый усилитель и четвертый формирователь импульсов, четвертый его вход соединен с дополнительным выходом задающего генератора, à его второй выход является выходом блока для формирования- синхроимпульсов, а на приемной стороне блок для регистрации содержит трехвходовой узел для переключения рода работ, выходы которого соединены с соответствующими входами измерителя интервалов времени, а входы являются соответствующими входами блока для регистрации.

На чертеже приведена функциональ, ная схема устройства для геоэлектроразведки.

Устройство содержит на передающей, стороне последовательно соединенные кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, образующие задающий генератор, коммутатор 3, к второму входу которого подключен выход генератора

4 постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик 5. Блок для формирования синхроимпульсов выполнен в виде узла для гальванической развязки, содержащего оптрон 6, соединенный с выводами согласующего резистора 7, включенного между выходом коммутатора 3 и излучателем 8 электромагнитного поля и подключенного к первому входу четырехвходового узла 9 для переключения рода работ, первый выход которого подключен к второму и третьему

его входам соответственно через пос-. ледовательно соединенные третий уси литель 10 (избирательный усилитель

3 11400 первой гармоники) и,.третий формирователь 11 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники), четвертый усилитель 12 (избирательный усилитель третьей гармоники) и четвертый форми- 5 . рователь 13 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоник@ четвертый вход четырехвходового узла 9 для переключения рода работ соединен с дополнительным выходом делителя 2 частоты,10 а его второй выход соединен с входом радиопередатчика 5.

На приемной стороне устройство содержит приемник 14 электромагнитного поля, подключенный к первому и второ- му входам трехвходового узла 15 для. переключения рода работ соответственно через последовательно включенные первый усилитель 16 (избирательный усилитель первой гармоники) и первый О формирователь 17 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники), второй усилитель 18 (избирательный усилитель третьей гармоники) и второй формирователь 19 импульсов .(формиро- 25 ватель фазовой отметки гармоники).

Устройство содержит также радиоприемник 20, подключенный к третьему входу трехвходового узла 15 для переключения рода работ, выходы которого подключены к измерителю 21 интервалов времени. Трехвходовой узел 15 для переключения рода работ и измеритель

21 интервалов времени образуют блок для регистрации.

Устройство работает следующим об35 разом.

Напряжение кварцевого генератора делится делителем 2 частоты до нужного значения (коэффицнент деления 40 устанавливается оператором), формиру- ется в импульсы достаточной амплитуды и длительности и поступает на первый вход коммутатора 3 на запуск инвертора, входящего в состав комму- 45 татора. Последний преобразует постоянный ток от генератора 4 постоянного тока, поступающий на вход излучателя

8 электромагнитного поля. импульсы опорной фазы, совпадающие. ° 50 по времени с моментами переключения инвертора,,поступают с делителя 2 частоты через четырехвходовой узел

9 для переключения рода работ на модулятор радиопередатчика 5. 5S

Негальваническую передачу формы тока и напряжения кз силовой питаю щей цепи в измерительную цепь осу78 ществляют посредством согласующего резистора 7 н оптрона 6, входящих в состав узла для гальванической развязки.

На приемной стороне сигнал, принимаемый приемником 14 электромагнитного поля, усиливается избирательными усилителями 16 и 18 и формируется в формирователях 17 и 19 импульсов фаэной отметки гармоник. Поскольку импульсы прямоугольной формы, создаваемые в питающей линии, имеют в своем спектре все нечетные .гармоники, избирательные усилители настраивают на какие-либо две иэ них, например первую и третью, гармоники сигнала.

В зависимости от положения трехвходового узла 15 для переключения рода работ измеряют либо фазу первой гармоники сигнала, либо фазу третьей гармоники сигнала, либо параметр поляриэуемости Ц „.

При измерениях фазы первой или третьей гармоники к одному из входов измерителя 21 интервалов времени подключают выход либо формирователя 17 импульсов фаэовой .отметки гармоники, либо формирователя 19 импульсов фаэовой отметки гармоники, а на второй вход измерителя 21 интервалов времени подают импульсы опорной фазы с выхода радиоприемника 20.

Измеренные интервалы времени по известной частоте сигнала переводят в фазовые углы.

Определение фазовых углов при этом происходит с погрешностью, обусловленной запаздыванием гармоник в излучателе 8 электромагнитного пситя относительно импульсов опорной фазы ф (Ь „ ). Полевыми и лабораторными измерениями установлено, что фазовый сдвиг электрического или магнитного поля, обусловленный поляризацией пород (g>P, практически не зависит от частоты в большом диапазоне ее изменения. фазовый же угол индукционного происхождения (Ц ) на достаточно низких частотах прямо пропорционально зависит от частоты. Суммарный фазовый сдвиг, присущий какойлибо иэ гармоник И, в общем случае равен сумме Яц и 98д где L — коэффициент пропорциональ- ности, зависящий от формы и размеров полевой установки

1140078 и проводимости земли, Ц 11 — параметр поляризуемости.

Для измерения q В„используются одновременно обе гармоники сигнала и трехвходовой узел 15 для переключения 5 рода работ подключает к соответству- ющим входам измерителя 21 интервалов времени выходы формирователей 17 и 19 импульсов фазовой отметки гармоники.

Измеренный временной интервал

$ t1,, при этом не зависит от индукци— онных эффектов в земле и связан с параметром поляризуемости Ц „ сле-. дующей зависимостью:

ht = -- 1 +ht.

Зы где g t — погрешность измерения, о обусловленная запаздыванием гармоник в излучателе 8 электромагнитного поля.

Погрешности измерений, обусловленные запаздыванием гармоник в излучателе 8 электромагнитного поля опре25 деляются по результатам дополяительных измерений фазы первой и третьей гармоники в двух режимах работь1 устройства, которые условно назовем

"рабочий" и "калибровочный".

В "рабочем" режиме четырехвходо- 0 вой узел 9 для переключения рода работ на передающей стороне соединяет выход оптрона б через последовательно соединенные третий усилитель 10 первой гармоники и третий формирова- 3g тель 11 импульсов фазовой отметки гармоники с входом радиопередатчика

5. На приемной стороне трехвходовой узел 15 для переключения рода, работ подключает к измерителю 21 интерва- 40 лов времени соответственно выход первого формирователя 17 импульсов фазовой отметки гармоники и выход радиоприемника 20. Обозначим измеренный при этом временной интервал Atr, .

В "калибровочном" режиме четырехвходовой узел 9 для переключения рода работ на передающей стороне соединяет выход делителя .2 частоты через последовательно соединенные третий усилитель 10 первой гармоники и третий формирователь 11 импульсов фазовой отметки гармоники с входом радиопередатчика 5. На приемной стороне при переходе к "калибровочному" режиму сохраняют положение трехвходового узла 15 для переключения рода работ

"рабочего" режима. Обозначим измеренный при этом временной интервал $ t< ..

По аналогии, при соответствующих положениях четырехвходового узла 9 для переключения рода работ на передающей стороне и трехвходового узла

15 для переключения рода работ на приемной стороне определяют временные интервалы 5,ht> < для третьей гармоники.

Определение погрешности измерения временных интервалов на отдельных гармониках и погрешности при определении параметра поляризуемости выполняют по формулам

ПогрешностИ А t 1,z p t д,g могут определяться, например, периодически.

Применение предлагаемого устройства для геоэлектроразведки позволя- ет повысить точность измерений в методе ВП и низкочастотной электроразведке.

1140078

Составитель Б.Ефанов

Редактор И.Дыпын Техред N.йароцай Корректор С.йекмар

Закаэ 259/Зб Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.)5, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная, 4