Электроразведочное устройство

Изобретение относится к области электроразведки, в частности к методам вызванной поляризации (ВП), и может быть использовано для поиска полезных ископаемых в исследуемом геологическом разрезе на основе определения коэффициента вызванной поляризации. Технический результат: увеличение чувствительности прибора по измеряемому коэффициенту ВП. Сущность: электроразведочное устройство содержит дифференциальный измеритель с тремя измерительными М, N и О неполяризующимися точечными электродами. Дифференциальный измеритель содержит первый и второй усилители низкой частоты (УНЧ), коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первое и второе оперативно запоминающие устройства (ОЗУ), блок вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUMO, вычитающее устройство, управляемый аттенюатор, блок вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, делитель, блок индикации и блок управления. 1 ил.

 

Изобретение относится к области электроразведки, в частности к методам вызванной поляризации, и может быть использовано для поиска полезных ископаемых в исследуемом геологическом разрезе на основе определения коэффициента вызванной поляризации.

Известно корреляционное электроразведочное устройство [а.с. SU №842682, МПК G01V 3/08, опубл. 30.06.1981 г.], состоящее из двухкаскадного усилителя постоянного тока с преобразованием и усилителя постоянного тока, связанного непосредственно с управляющим входом блока умножения и через запоминающий и преобразующий блоки. Выход усилителя постоянного тока с преобразованием соединен со входом двухпорогового компаратора, выход которого связан со входом блока совпадения, который подключен к одному из выходов синхронизатора и времязадающему блоку. Другой выход синхронизатора соединен через блок коммутатора с ключами усредняющего блока, подключенного к индикатору. Времязадающий блок соединен с управляющим входом запоминающего блока, а синхронизатор - с преобразующим блоком.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является дифференциальный метод вызванной поляризации ВП [Шайдуров Г.Я., Козлов Ю.Н., Маркушин Я.В. «Дифференциальный метод извлечения информации о потенциалах ВП из естественного электромагнитного поля Земли (ЕЭМПЗ)» В: Геофизическая аппаратура №97, Красноярск, Недра, 1991, с.35-41], в котором используется дифференциальный измеритель с тремя неполяризующимися точечными электродами. Три измерительных М, N и О неполяризующихся точечных электрода двухканального дифференциального измерителя, последовательно расставленные на оси профиля через равные интервалы, образуют трехэлектродную измерительную линию MON, ориентированную поперек предполагаемого простирания искомого рудного тела, а обработке подлежат случайные сигналы x(t) и y(t), снимаемые соответственно с линий МО и ON.

Геологический разрез возбуждается внешним шумовым полем ЕЭМПЗ (естественное электромагнитное поле Земли) напряженностью E(t), падающим параллельно границы раздела. Представим наблюдаемую реализацию сигналов на выборочной частоте ωi соответственно с выхода линий ОМ и ON в виде:

где амплитуды Umx, Umy и фазы φх, φy являются нестационарными случайными величинами.

Без учета пространственной нестационарности, между x(t) и y(t) имеется детерминированная связь, определяемая электромагнитными параметрами исследуемого геологического разреза, так что Umx и Umy возникает преимущественно за счет его кажущегося сопротивления, а разность фаз Δφ=φхy - за счет потенциала ВП (вызванная поляризация).

Учитывая, что наиболее точными являются компенсационные методы измерений, и, допуская, что удалось скомпенсировать разность амплитуд , a Δφ/φх<<1, можно получить средний относительный квадрат разности уравнений (1) и (2) в приближенном виде:

а для конечного числа n спектральных составляющих:

Таким образом, алгоритм (4), реализуемый путем измерения суммы квадратов спектральных выборок нормированной разности наблюдаемых сигналов x(t) и y(t), позволяет определять среднее приращение разности фаз , возникающей за счет неоднородности поляризуемости геологического разреза под линиями МО и ON при движении вдоль профиля наблюдений. В этом случае изменение спектрального состава поля ЕЭМПЗ во времени отразится лишь на абсолютном значении разности ΔUi. Нормированное же значение [формула (4)] с учетом избыточности измеряемых спектральных составляющих будет более устойчивым.

Общим недостатком известных технических решений является низкая чувствительность из-за нестационарности ЕЭМПЗ и, как следствие этого, достаточный разброс показаний параметров вызванной поляризации.

Задачей изобретения является увеличение чувствительности прибора по измеряемому коэффициенту ВП.

Задача решается тем, что в заявляемом электроразведочном устройстве, содержащем дифференциальный измеритель с тремя измерительными неполяризующимися точечными электродами, согласно изобретению дифференциальный измеритель содержит первый и второй усилители низкой частоты (УНЧ), неинвертирующие входы которых подключены соответственно к измерительным М и N неполяризующимся точечным электродам, инвертирующие входы первого и второго УНЧ объединены и подключены к измерительному О неполяризующемуся точечному электроду, а выходы первого и второго УНЧ соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, выход которого соединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), первое оперативно запоминающее устройство (ОЗУ), сигнальный вход которого соединен с первым выходом двухканального АЦП, первый выход первого ОЗУ соединен с входом блока вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUMO, а второй выход первого ОЗУ соединен с первым входом вычитающего устройства, второе ОЗУ, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом двухканального АЦП, управляемый аттенюатор, первый вход которого соединен с выходом второго ОЗУ, а выход управляемого аттенюатора соединен со вторым входом вычитающего устройства, блок вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, вход которого соединен с выходом вычитающего устройства, второй выход блока вычисления дисперсии разности электрических потенциалов соединен со вторым входом управляемого аттенюатора, делитель, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUМО, а второй вход делителя соединен с первым выходом блока вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, и блок индикации, вход которого соединен с выходом делителя, а также блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход блока управления соединен с управляющим входом АЦП, а третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго ОЗУ соответственно.

На чертеже представлена блок-схема заявленного электроразведочного устройства.

Электроразведочное устройство содержит дифференциальный измеритель с тремя измерительными М, N и О неполяризующимися точечными электродами. Дифференциальный измеритель содержит первый 11 и второй 12 усилители низкой частоты (УНЧ), коммутатор 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, первое 41 и второе 42 оперативно запоминающие устройства (ОЗУ), блок 5 вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUМО, вычитающее устройство 6, управляемый аттенюатор 7, блок 8 вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, делитель 9, блок индикации 10 и блок управления 11. Неинвертирующий вход первого 11 УНЧ подключен к измерительному М неполяризующемуся точечному электроду, а неивертирующий вход второго 11 УНЧ подключен к измерительному N точечному электроду. Инвертирующие входы первого 11 и второго 12 УНЧ объединены и подключены к измерительному О неполяризующемуся точечному электроду. Выходы первого 11 и второго 12 УНЧ соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора 2, выход которого соединен с сигнальным входом АЦП 3. Сигнальный вход первого 41 ОЗУ соединен с первым выходом АЦП 3. Первый выход первого 41 ОЗУ соединен с входом блока 5 вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUМО, а второй выход первого 41 ОЗУ соединен с первым входом вычитающего устройства 6. Сигнальный вход второго 42 ОЗУ соединен со вторым выходом АЦП 3. Первый вход управляемого аттенюатора 7 соединен с выходом второго 42 ОЗУ, а выход управляемого аттенюатора 7 соединен со вторым входом вычитающего устройства 6. Вход блока 8 вычисления дисперсии разности электрических потенциалов соединен с выходом вычитающего устройства 6. Второй выход блока 8 вычисления дисперсии разности электрических потенциалов соединен со вторым входом управляемого аттенюатора 7. Первый вход делителя 9 соединен с выходом блока 5 вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUМО, а второй вход делителя 9 соединен с первым выходом блока 8. Вход блока индикации 10 соединен с выходом делителя 9. Первый выход блока управления 11 соединен с управляющим входом коммутатора 2, второй выход блока управления 11 соединен с управляющим входом АЦП 3, а третий и четвертый выходы блока управления 11 соединены с управляющими входами первого 41 и второго 42 ОЗУ соответственно.

Электроразведочное устройство работает следующим образом.

Геологический разрез возбуждается внешним шумовым полем ЕЭМПЗ напряженностью E(t), падающим параллельно границы раздела.

Три измерительных М, N и О неполяризующихся точечных электрода дифференциального измерителя, последовательно расставленные на оси профиля через равные интервалы, образуют трехэлектродную измерительную линию MON, ориентированную поперек исследуемого геологического разреза. ΔUМО и ΔUОN, обусловленные протеканием теллурических токов в исследуемом геологическом разрезе, снимаются соответственно с линий МО и ON. Сигналы ΔUМО и ΔUОN усиливаются в первом 11 и втором 12 УНЧ соответственно.

Подключение измерительного О неполяризующегося точечного электрода к инвертирующим входам первого 11 и второго 12 УНЧ позволяет снизить влияние синхронной помехи, в частности промышленной помехи 50 Гц.

По управляющему сигналу блока управления 11 коммутация линий МО и ON осуществляется посредством коммутатора 2 с частотой переключения fк=2×fS, где fS - частота дискретизации электрического потенциала.

С выхода первого 11 УНЧ усиленный электрический потенциал ΔUМО через коммутатор 2 поступает на вход АЦП 3. Отсчет усиленного электрического потенциала ΔUМОi записывается в память первого 41 ОЗУ. Затем происходит коммутация линий, и отсчет усиленного электрического потенциала ΔUОNi записывается в память второго 42 ОЗУ. По истечению интервала измерения

n отсчетов электрических потенциалов ΔUМОi и ΔUОNi извлекаются из памяти первого 41 и второго 42 ОЗУ соответственно.

С выхода первого 41 ОЗУ n отсчетов электрических потенциалов ΔUМОi поступают на вход блока 5 вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUМО, где вычисляется значение дисперсии . Одновременно n отсчетов электрических потенциалов ΔUМОi поступают на первый вход вычитающего устройства 6. С выхода второго 42 ОЗУ n отсчетов электрических потенциалов ΔUОNi поступают на первый вход управляемого аттенюатора 7, где умножаются на управляемый коэффициент К. Полученные отсчеты KΔUОNi поступают на второй вход вычитающего устройства 6, где вычисляется разность электрических потенциалов ΔUMOi-KΔUОNi. Разность электрических потенциалов ΔUMOi-KΔUОNi поступает на вход блока 8 вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, где вычисляется значение дисперсии . Полученные величины дисперсий и поступают на первый и второй входы делителя 9 соответственно, где вычисляется значение коэффициента ВП по формуле (5):

где n - количество отсчетов сигнала.

Для того чтобы минимизировать разность между ΔUMOi и KΔUОNi по амплитуде, обусловленную нестационарностью ЕЭМПЗ, и, как следствие, разбросом сигналов ΔUMO и ΔUОN, снимаемых с линий МО и ON соответственно, посредством управляемого аттенюатора 7, на второй вход которого поступает значение дисперсии разности электрических потенциалов , подбирают значение управляемого коэффициента К из условия

В результате данной подборки коэффициента К в отсутствие рудного тела в исследуемом геологическом разрезе на входе блока индикации 10 полученное значение коэффициента ВП приблизительно равно нулю . В противном же случае о наличии рудного тела в исследуемом геологическом разрезе судят по ненулевому значению коэффициента ВП .

Использование данного прибора позволяет достичь чувствительность по коэффициенту ВП порядка 1% по сравнению с чувствительностью по коэффициенту ВП прототипа порядка 10%-30%.

Электроразведочное устройство, содержащее дифференциальный измеритель с тремя измерительными неполяризующимися точечными электродами, отличающееся тем, что дифференциальный измеритель содержит первый и второй усилители низкой частоты (УНЧ), неинвертирующие входы которых подключены соответственно к измерительным М и N неполяризующимся точечным электродам, инвертирующие входы первого и второго УНЧ объединены и подключены к измерительному О неполяризующемуся точечному электроду, а выходы первого и второго УНЧ соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора, выход которого соединен с сигнальным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП), первое оперативно запоминающее устройство (ОЗУ), сигнальный вход которого соединен с первым выходом двухканального АЦП, первый выход первого ОЗУ соединен с входом блока вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUMO, а второй выход первого ОЗУ соединен с первым входом вычитающего устройства, второе ОЗУ, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом двухканального АЦП, управляемый аттенюатор, первый вход которого соединен с выходом второго ОЗУ, а выход управляемого аттенюатора соединен со вторым входом вычитающего устройства, блок вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, вход которого соединен с выходом вычитающего устройства, второй выход блока вычисления дисперсии разности электрических потенциалов соединен со вторым входом управляемого аттенюатора, делитель, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления дисперсии электрического потенциала ΔUMO, а второй вход делителя соединен с первым выходом блока вычисления дисперсии разности электрических потенциалов, и блок индикации, вход которого соединен с выходом делителя, а также блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, второй выход блока управления соединен с управляющим входом АЦП, а третий и четвертый выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго ОЗУ соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области пассивной локации и может быть использовано при измерении параметров электромагнитного поля Земли; при электромагнитном мониторинге землетрясений для определения стадии развития геодинамической обстановки; в геофизической разведке полезных ископаемых и инженерной геологии; при диагностике напряженно-деформированного состояния инженерных и геологических объектов.

Изобретение относится к магнитным системам обнаружения, включающим в себя электромагнитные системы обнаружения. .

Изобретение относится к области геофизических исследований и может быть использовано при изучении геоэлектрического разреза и нахождения аномальных проводящих объектов.

Изобретение относится к геологоразведке методами становления электромагнитного поля. .

Изобретение относится к геофизике и предназначено для поисков залежей углеводородов как на шельфе Мирового океана, так и на суше. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оперативного прогнозирования эпицентра ожидаемого землетрясения. .

Изобретение относится к способам геофизической разведки на нефть и газ. .

Изобретение относится к способам регулирования нефтяных и газовых промысловых скважин. .

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для обнаружения пробойников или буров в грунте. .

Изобретение относится к морской электроразведке методом становления электромагнитного поля в открытом море, на шельфе Мирового океана и в районах, закрытых полярными льдами.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения составляющих плотности электрического тока в проводящих средах

Изобретение относится к подводным измерительным системам

Изобретение относится к геологоразведке и может быть использовано для поиска месторождений нефти и газа путем выделения аномальных зон вызванной поляризации

Изобретение относится к электроразведочным исследованиям - зондирование методом переходных процессов, входящих в область импульсных индуктивных методов электроразведки. Технический результат: повышение информативности сигнала в процессе выделения слабоконтрастных особенностей строения разреза при снижении трудозатрат на проведение измерений. Сущность: способ основан на измерениях ЭДС переходных процессов в незаземленных совмещенных квадратных контурах разных размеров, определяемых в зависимости от глубины исследования с последующим определением индукционных и поляризационных параметров исследуемого разреза горных пород. Совмещенные контуры выбирают двух размеров: L1 - большего размера и L2 - меньшего размера, и измерения осуществляют в микромиллисекундном интервале времени, одинаковом для каждого размера контуров. Результаты измерений ЭДС с контура большего размера пересчитывают к контуру меньшего размера. Значения ЭДС, полученные в результате пересчета, сравнивают с измеренными значениями ЭДС, полученными с контура меньшего размера. При совпадении указанных сигналов делают вывод об отсутствии индукционно вызванной поляризации. При отсутствии совпадения указанных сигналов делают вывод о наличии вызванной поляризации. 1 ил.

Изобретение относится к подземной электромагнитной разведке. Сущность: в способе используют создающий наведенный ток генератор 2, который циклически формирует наведенный ток. Повторяют наблюдения магнитного поля во множестве точек измерения на земной поверхности с использованием устройства 1 измерения магнитного поля, которое включает в себя магнито-импедансное устройство, имеющее магнитную аморфную структуру, и стержневую часть сердечника, которая направляет магнитное поле к магнитной аморфной структуре и расположена в продольном направлении относительно магнитной аморфной структуры. Корректируют опорное значение данных наблюдений так, что данные наблюдений попадают в заданный диапазон, на основании значения, получаемого интегрированием данных наблюдений за период времени, в течение которого интегральное значение сигнала магнитного поля, основанного на выходном токе от создающего наведенный ток генератора, равно нулю. Сохраняют данные наблюдения магнитного поля, включающие в себя сигнал магнитного поля, основанный на выходном токе от создающего наведенный ток генератора 2. Вычисляют распределения удельных сопротивлений в нижних слоях грунта на основании данных наблюдений, соответствующих каждой из множества точек измерения. 7 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к емкостному обнаружению проводящих объектов. Сущность: датчик (100) для емкостного обнаружения присутствия проводящих объектов (BOD1) содержит первый сигнальный электрод (10a), второй сигнальный электрод (10b) и структуру (20) базового электрода. Расстояние (s3) между первым сигнальным электродом (10a) и вторым сигнальным электродом (10b) меньше или равно 0,2 ширины (s1) упомянутого первого сигнального электрода (10a). По меньшей мере часть структуры (20) базового электрода находится между первым сигнальным электродом (10a) и вторым сигнальным электродом (10b). Технический результат: повышение чувствительности, увеличение расстояния считывания, нечувствительность к ориентации объекта. 4 н.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к разведке нефтяных месторождений. Сущность: способ предусматривает следующие шаги: выставляют электроды в рабочей области в виде решетки из малых ячеек, все станции для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля записывают синхронно и с одинаковыми настройками временные ряды данных естественного электромагнитного поля. Записанные данные обрабатывают, чтобы устранить помехи и получить очищенные от помех данные. Для краевых и центральной точки к величине для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения. Для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух точек, расположенных по направлению ячейки, причем компоненты электрического поля, полученные на максимальном удалении, принимают в качестве новых значений электрического поля. В результате обработки данных наблюдения на предшествующих этапах получают новые временные ряды данных, в которых устранены шумы и гальванический эффект, и эти данные обрабатывают известным способом для вычисления кажущихся сопротивлений и фазовых кривых. Технический результат: повышение точности и надежности. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Заявляемая группа изобретений относится к области разведочной геофизики и предназначена для прогнозирования залежей углеводородов при зондировании морского дна при глубинах моря более 500 м. Предлагается аппаратурный комплекс (АК), содержащий блок измерения сигналов, включающий буксируемую за судном приемную многоэлектродную линию с приемными неполяризующимися электродами, буи для фиксации приемных линий, установленный на судне, приемо-индикатор Global Position System (GPS) и процессор. Причем АК содержит дополнительно телеметрические измерительные модули, способные производить оцифровку сигналов с пар приемных электродов по всем разносам секции, дополнительные приемо-индикаторы Global Position System, установленные на буях. Также предложен способ морской электроразведки, осуществляемый посредством данного аппаратурного комплекса. Сигналы на парах приемных электродов приемной линии измеряют одновременно во временном и частотном диапазонах как во время токовых импульсов , так и во время пауз между ними. Инверсия данных осуществляется также одновременно в частотном и временном диапазонах. Технический результат: повышение точности разведочных данных. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения удельной электропроводности грунтов, скальных пород и других тел на и под поверхностью земли. Заявлен способ и система для геофизической разведки, которые включают измерение по нескольким осям в нескольких местах в области разведки компонент магнитного поля низкой частоты, исходящего от встречающихся в природе электромагнитных источников, с использованием первой системы датчиков, измерение по нескольким осям компонент магнитного поля низкой частоты, исходящего от встречающихся в природе электромагнитных источников, с использованием второй системы датчиков и прием информации относительно компонент магнитного поля, измеренных первой системой датчиков и второй системой датчиков. Вычисление параметров из полученной информации, которые не зависят от вращения первой системы датчиков или второй системы датчиков относительно любой ее оси. Технический результат: повышение точности разведочных данных. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 22 ил.

Изобретение относится к области электроразведки, в частности к методам вызванной поляризации, и может быть использовано для поиска полезных ископаемых в исследуемом геологическом разрезе на основе определения коэффициента вызванной поляризации

Наверх