Способ электрозондирования

 

Изобретение относится к прикладной геофизике, точнее к способам электроразведки с использованием трехэлектродного электрического зондирования. Целью изобретения является расширение области применения и увеличения точности способа. Цель достигается за счет того, что вспомогательную линию, образованную дополнительным и вторым питающим электродами, располагают на прямой, параллельной приемной линии, изменяют положение вспомогательной линии путем ее перемещения или перемещения дополнительного электрода, при этом возбуждают электрическое поле, запитывая приемную линию током J, измеряют вспомогательной линией разность потенциалов ΔU, строят график с ординатой ΔU/J и абсциссой - координатой второго питающего электрода относительно дополнительного, по которому определяют точку нулевого влияния второго питающего электрода на приемную линию, помещают в эту точку второй питающий электрод, а первый питающий электрод располагают на максимальном разносе и проводят зондирование, затем смещают вспомогательную линию на другую прямую, параллельную приемной линии, и повторяют все перечисленные операции, затем сравнивают результаты зондирований

при соответствии этих результатов требованиям точности выполняют электрические зондирования на всех разностях, при несоответствии требованиям точности сравниваемых значений отыскивают на других прямых точки нулевого влияния до получения требуемой точности.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО- ИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 V 3/04 с, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫ ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252727/24-25 (22) 01,06,87 (46) 30,10.89, Бюл, М 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательскии и проектный институт галургии (72) Э.Х.Вишняков, Ф,Н.Воронов, Г.П.Долгов, О.В.Косарев и Е И.Леонкин (53) 550.83(088,8) (56) Электроразведка, Справочник геофизика„ М., 1980, с. 71.

Авторское свидетельство СССР

1111120„ кл. G 01 Ч 3/04Ä (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЗОНДИРОВАНИЯ (57) Изобретение: относится к прикладной геофизике, точнее к спосооам электрораэведки с использованием трехэлектродного электрического зондирования. Целью изобретения является расрасширение области применения и увеличения точности способа. Цель достигается за счет того, что вспомогательную линию, образованную дополнительным и вторым питающим электродами, располагают на прямой, параллельной приемной линии, изменяют положение вспомогательной линии путем ее

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при проведении поисковых, изыскательских и картировочнь1х геологических и инженерно-геологических работ на поверхности земли в районах с горизонтальными или наклонными геоэлектрическими границами, в том числе осложненными вертикальными или крутопадающими

2 пеьемещення или перемещения дополнительного электрода., при эт.-,м влзб л.дают электрическое поле, запит.лая приемную лин 0 током Т, измеоя:oò всг.очага:eльной линней разность потенциелв а Ц, строят график с c ð инетой .1 /I и абсциссой -коорцинЙтой второго пнтгюшего электрода относ тельно дополнительного „по которому опр=пеля:от точку нулевого влиячня второго питающего элестрсда на понемную линию., пом":шают в эту точку второй питающий электрсд а первый питающий электрод располагаю на макс имал .-,ном раз нос е и проводят з очдг; с.— ва vе., з тем см шают всгомог,-..тавкр;а линчч на другую прямую, параплелъню приемной линии,, и повторяют все перечисленные операции. затем ср.-".энчвают результаты зондирований; -,:ри соот- етстьии зтнх результатоэ тьебо ван . ям точности виполняк т зле.-трг- .еeKIIp з ондивовя н" я на в: х ра 1- ос тя i при несоответс:твин требованиям точности сравниваемых значений отъ:скивьют на других прямых точки нулевого влияния до получения треб темой точности, неоднородностями типа жил,.даек„ контактов, сбросов или надвигов, а также при проведении работ в замкнутых объемах горных выработок, с использованием постоянного или переменного тока и вызванной поляризации.

Целью изобретения является расширение области применения и увегичение точности способа.

1518819

Принципиальная основа реализации данного способа заключена в том, что в любом, в том числе асимметричном, потенциальном электрическом поле воэ5 бужденном дипольным источником искусственного происхождения на поверхности земли, существует геометрическое место точек, в которых разность электрических потенциалов от равноэаряженного неподвижного диполя равны нулю, По принципу взаимности, из вестному в электроразведке, заряд, и еремещенный в эти точки, ока зыва» ет равнопотенциальное электрическое воздействие на электроды этого неподвижного ди оля. Критериями, использование которых дает возможноcTb установить наличие геометрического места точек нулевой разности электричес- 2р ких потенциалов от электродов неподвижного диполя>являются:

1. Наличие максимального и минимального значения разности электрических потенциалов на кривой 4 О, полученной при перемещении дополнитель- ного электрода вдоль линии, параллельной приемной линии;

2, Наличие точки перегиба — точки максимального градиента разности электрических потенциалов на кривой 4U;

3, Наличие асимптотической прямой, к которой приближаются левая и правая ветви кривой OU и ордината которой равна нулю, если неподвижный электрод в с помо га тельного диполя ус тано в лен в точку, расположенную на нулевой эквипотенциальнай линии, и не равна нулю, если неподвижный электрод не

40 лежит на нулевой эквипотенциальной линии;

4, Среднее значение разности электрических потенциалов, из максимального и минимального

4 У макс + 4 Бион

Ьц

gX ср 2 значений находится в точке максимального градиента, При этом абсцисса среднего значения (4 U« ) является

50 абсциссой средней из абсцисс максимального и минимального значений разх макс -х мм q

HQc TH потенциалов (х - — — - — ---) .

Для случаев горизонтально-слоистой среды с тремя слоями, наклонно-слоистой среды и некоторых других, где применение математического.анализа громоздко и затруднительно, изучение проведения графика разности электрических потенциалов основано на данных физического моделирования.

На основании критериев разработаны следующие практические рекомендации по исследованию графика с целью нахождения точки размещения второго питающего электрода, в которой он не оказывает электрического влияния на приемную линию: проводятся касательные параллельные оси Х к точкам максимальной и минимальной измеренной разности потенциалов; проводится касательная С-С в точ-! ке максимального градиента 4Б; вычисляется среднее значение разности потенциалов

4Бмокс + 4бмин

dU ср 2 пересечение касательной С-С с линией среднего значения разности потенциалов однозначно дает точку максимального градиента, т.е. точку нулевого электрического влияния на неподвижный диполь, в которую помещают второй электрод подвижного диполя.

Помещение второго питающего электрода подвижного диполя в точку максимального градиента с учетом критериев I-i аналогично удалению этого электрода на бесконечно большое расстояние, на котором электрическое влияние второго электрода на приемную линию менее ощутимо, Такая точка размещения второго питающего электрода может быть выбрана на любом удалении от приемной линии.

В тех случаях, когда аномальные геологические или тектонические факторы искажают график разности электрических потенциалов и к нему не могут быть применены выбранные критерии оценки для выбора точки заземления

1в торого электрода, вспомогательную инию переносят на другую. прямую параллельную приемной линии, где это влияние менее ощутимо и цикл работ по выбору точки нулевой разности электрических потенциалов повторяют °

Практическая работа осуществляется, например, следующим образом, Для вь|бора гочки размещения второго питающего электрода, первоначаль5 .1518819 6 но, иэ него и дополнительного электро- янном по величине токе в приемной да образуют вспомогательную линию, ко- линЧи, ВыбоР Размещения второго питаторую размещают на прямой, параллель- ющего электрода по результатам непреной с приемной линией таким образом, рывной регистрации разности электричтобы второй питающий электрод нахо- ческих потенциало циалов производится по дился на пересечении этой линии и пер- тому же правилу, что и при испольпендикуляра, проходящего через центр зовании графика, полученного по реприемной линии,.а вспомогательный зультатам точечной регистрации, электрод можно было свободно переме- о Далее в выбранную точку максищать влево и вправо от второго элек- мального градиента и одновременно трода, точку средней разности потенциалов

После этого вспомогательную линию помещают второй питающий электрод подключают к измерительному устрой- подсоединяют первый и второй элекству, приемную линию подключают к ге- )5 троды к генератору, а электроды принератору тока, включают ток и произ- емной линии — к измерительному устводят измерение разности потенциалов Ройству, включают ток и измеряют при постоянном токе I, которую запи- разность потенциалов на электродах сывают, последовательно перемещая приемной линии, по которым опредевлево и вправо дополнительный элек- 20 ляют кажущееся удельное электричестрод — производят серию измерений кое сопротивление на максимальном разности потенциалов d U и строят разносе установки электрического график dU/I, На этом графике точкой трехэлектродного зондирования. записи является координата дополни- Затем помещают второй электрод пительного электрода. Серию измере- 25 тающей линии на другую линию паралний останавливают после получения лельную приемной линии, и цикл работ

2-3 замеров после экстремальных эна- по выбору точки размещения второго чений разности электрическнх потек- электрода повторяют, в указанном выциалов. Шаг перемещения дополнитель- ше порядке находят новое значение ного электрода выбирается с учетом Зр кажущегося удельного электрического особенностей геологического строе- сопротивления. ния .рельефа местности, факторов тех- Когда график разности электриногенного воздействия на результаты ческих потенциалов, полученный при измерений и др. использовании приемной линии в качестПо завершении первого этапа ра- ве питающей и вспомогательной в кабот и построения графика ДU/I с уче- честве измерительной линии, искажен том выбранных критериев и рекоменда- какими-либо аномальными отклонениями ций находят на графике точку макси- геологической, инженерной, топографи» ,,топогра мального градиента и одновременно ческой или иной другой природы таким среднего значения разности потенциа- 4О образом, что совместное использование лов выбранных критериев не позволяет точ Uмакс + > U мин но установить точку равнопотенциального электрического воздействия на приемную линию дополнительного элекявляющуюся единственной точкой этой 45 трода, т.е. определить точкУ Размещелинии нулевой разности электрических ния второго питающего электрода непотенциалов и помещают в нее второй возможно, вспомогательный электрод электрод питающей линии, переносят на другие прямые параллельДля уменьшения. трудозатрат в ка- ный приемной линии диполю и первый е честве измерительной аппаратуры мо- 5р этап работ повторяют до тех пор пожет быть использована многоканальная ка не будет получено два значения кааппаратура или автоматические много- жущихся удельных электрических сопроканальные регистраторы, которые поз- тивлений на максимальном разносе, воляют регистрировать измеряемый сиг- удовлетворяющих требованиям точности. нал при непрерывном перемещении до- 55 При равенстве обоих значений кажуполнительного электрода по линии раэ- щихся удельных электрических сопромещения вспомогательной линии и полу- тивлений или при Расхождении их на чать непрерывный график разности элек. величину Разности электрических потрических потенциалов DU,, при посто- тенциалов меньшую, чем полевая погреш1518819

Составитель О.Коршунов

Редактор Т,Лазоренко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Иаксимишинец

Заказ 6606/53 Тираж 484 Подписное

ВНИИБЗР Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул . Гагарина, 101 ность метода, проводят первый этап по выбору точки размещения второго питающего электрода, в которой оч не оказывает электрического влияния на измеренную разность потенциалов на

5 электродах приемной линии.

После выбора точки размещения второго питающего электрода, где его влияние на измеряемую разность потенциалов равно нулю, производят серию измерений самого электрозондирования. Размеры н число разносов электрозондирования определяются заданной глубинностью и детальностью расчленения геологической структуры разреза.

Серию измерений электроэсндирова" ния осуществляют при- размещении втооого питающего электрода в выбранную точку„ На всех разносах питающей линии устраивают заземления и подсоединяют их к электрораэведочной аппаратуре все одновременно при испопьзовании многоканальной электроразведоч- 25 ной аппаратуры, или при использовании одноканальной аппаратуры производят последовательно присоединение питающих линий к аппаратуре в процессе электроэондирования, чем достигают изменение расстоянй между точками измерений от максимальных значений до минимальных или наоборот, При использовании в качестве регистратора многоканальной иэмеритель35 ной аппаратуры можно использовать взаимную установку вышеуказанной, Формула изобретения

Способ электрозондирования трех электродной установкой с расположением второго питающего электрода в окрестности приемной линии с использованием дополнительного электрода и изменением положения вспомогательной линии, образованной дополнительным и вторым питающим электродами при поисках точки нулевого влияния на приемную линию, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности способа, вспомогательную линию распопагают на прямой, параллельной приемной линии, изменяют положение вспомогательной линии путем ее перемещения или перемещения дополнительного электрода, при этом возбуждают электрическое поле., эапитывая приемную.линию током постоянной величины I измеряют разность потенциалов ЛУвспомсгательной линией и по результатам измерений строят график с ординатой

Ю/Т и абсциссой — координатой второго питающего электрода относительно дополнительного и определяют точку нулевого влияния второго питающего электрода на приемную линию как точку, ордината которой равна полусумме экстремумов графика, или как точку максимального градиента графика, помещают в эту точку второй питающий электрод, а первый питающиМ электрод располагают на максимальном разносе, возбуждают электрическое поле с помощью питающей линии, в которой измеряют силу тока и одновременно разность потенциалов на электродах приемной линии, затем смещают вспомогательную линию на другую прямую, параллельную приемной линии, повторяют все перечисленные операции и сравнивают измеренные разнос" ти потенциалов нормированные цо току;.,при соответствии этих значений требованиям точности выполняют электрическое зондирование на всех разносах, при несоответствии ребованиям точности сравниваемых значений отыскив ают на других параллельных прямых точки нулевого влияния, поиск продолжают до получения сравниваемь х значений, удовлетворяющих требованиям.точности, а при наличии нескольких приемных линий цикл работ повторяют дЛя каждой приемной линии.