Излучающий электрод для морской геоэлектроразведки

Авторы патента:

Пархоменко Артем Константинович (RU)

Балашов Дмитрий Анатольевич (RU)

Димитриенко Юрий Иванович (RU)

Семёнов Роман Юрьевич (RU)

G01V3/165 - с использованием магнитных или электрических полей, создаваемых или изменяемых объектом или детектирующим устройством (с использованием электромагнитных волн G01V 3/17)

Владельцы патента RU 2531125:

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (МИНПРОМТОРГ РОССИИ) (RU)

Изобретение относится к области разведочной геофизики и может быть использовано при зондировании морского дна в шельфовой зоне в движении судна для прогнозирования залежей углеводородов. Заявлен излучающий электрод для морской геоэлектроразведки, выполненный из двух продольных полуцилиндрических секций для обхвата генераторного кабеля косы. Обе секции содержат радиально расположенные радиаторы и соединены крепежными элементами. На одной из секций между радиаторами расположен коммутатор в виде печатной платы с коммутирующими элементами. Указанные радиаторы герметично закрыты. Технический результат - повышение достоверности разведочных данных за счет обеспечения возможности переключения излучающего электрода на различные режимы работы. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области разведочной геофизики, в частности к геоэлектроразведке способом вызванной поляризации, и используется при зондировании морского дна в шельфовой зоне в движении судна для прогнозирования залежей углеводородов.

Известно устройство, содержащее блок формирования возбуждающего поля с коммутатором, который формирует импульсы тока на излучающих электродах. Патент Российской Федерации №2425399, МПК: G01V 3/165, 2011 г. В блоке формирования возбуждающего поля коммутатор обеспечивает формирование двухполярных прямоугольных импульсов тока.

Излучающие электроды выполнены из токопроводящего материала, замедляющего их разрушение.

Известен модульный комплекс геоэлектроразведки, в котором каждый модуль содержит излучающий электрод, измерительную электродную пару. Излучающий электрод подключен к одному полюсу источника тока, а дополнительный излучающий электрод - ко второму полюсу источника тока. Патент Российской Федерации №2426153, МПК: G01V 3/02, 2011 г.

Конструктивное исполнение излучающих электродов в указанных аналогах не описано.

При ведении морской геоэлектроразведки при буксировке необходимо различное расположение излучающих и принимающих электродов с возможностью их переключения на заданный режим. Существующие устройства не обладают такой возможностью.

Данное изобретение устраняет указанный недостаток.

Техническим результатом изобретения является возможность переключения излучающих электродов на различные режимы работы.

Технический результат достигается тем, что излучающий электрод для морской геоэлектроразведки выполнен из двух продольных полуцилиндрических секций для обхвата кабеля геофизической косы, обе секции содержат радиально расположенные радиаторы и соединены крепежными элементами, на одной из секций между радиаторами расположен коммутатор в виде печатной платы с коммутирующими элементами, а указанные радиаторы герметично закрыты. Излучающий электрод для морской геоэлектроразведки для обеспечения гибкости геофизической косы выполнен из нескольких модулей, расположенных на расстоянии друг от друга.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-5.

На фиг.1 схематично представлен вид одной секции излучающего электрода в разрезе, где 1 - корпус излучающего электрода; 2 - генераторный кабель косы; 3 - коммутирующие силовые полупроводниковые элементы; 4 - печатная плата; 5 - радиатор с винтовым соединением половин корпуса излучающего электрода; 6 - герметичная крышка.

На фиг.2 схематично представлен вариант многосекционного излучающего электрода со встроенным коммутатором, собранный в косу, где 7 - электрическое соединение между секциями.

На фиг.3 схематично представлен излучающий электрод со встроенным коммутатором, вид сбоку в разрезе, где 3 - коммутирующие силовые полупроводниковые элементы (к примеру, MOSFET транзисторы); 4 - печатная плата; 7 - электрическое соединение между секциями; 8 - изолирующие теплопроводящие подкладки (слюда, силикон или др.); 9 - корпус дополнительного излучающего электрода; 10 - электрический разъем соединения корпуса излучающего электрода и кабельной косы; 11 - электрической соединение коммутатора и корпуса излучающего электрода.

На фиг.4 для иллюстрации приведено схемотехническое исполнение коммутатора, где R1, R2, Z1 - элементы формирования управляющего коммутатором напряжения; R3 - R12 - защитные элементы; VT1-VT10 - мощные высоковольтные MOSFET транзисторы.

На фиг.5 схематично представлено соединение элементов встроенного коммутатора корпуса излучающего электрода с генераторным кабелем косы, где 1 - корпус излучающего электрода; 2 - генераторный кабель косы; 11 - электрическое соединение коммутатора и корпуса 1 излучающего электрода; 12 - отвод токовой жилы кабеля; 13 - отвод контрольных жил кабеля; 14 - устройство управления силовыми элементами коммутатора; 15 - силовая часть коммутатора.

Излучающий электрод для морской геоэлектроразведки работает следующим образом.

Геофизическая коса содержит несколько электродов, расположенных вдоль ее протяжения, ближе к буксирующему судну или на отдалении от него.

По контрольным жилам 13 подают команду на включение выбранного излучающего электрода в зависимости от задачи исследований.

Радиаторы 5 служат одновременно и как элемент охлаждения, и как излучающая поверхность. Коммутирующие силовые полупроводниковые элементы 3 позволяют в нужное время подключать и отключать излучающий электрод через отвод токовой жилы кабеля 12, обеспечивая с другими излучающими электродами необходимую геометрическую конфигурацию излучения.

В случае проведения исследований методом частотного зондирования нужен максимально возможный разнос излучающих и приемных электродов.

Излучающие электроды 1, расположенные на генераторной или генераторно-приемной кабельных косах в отдалении от буксирующего судна подключают при проведении исследования методом ЗСБ (становлением поля в ближней зоне). Методом вызванной поляризации в варианте МЭРФТ с фокусировкой тока.

Остальные излучающие электроды 1, подключенные к генераторному кабелю 2, отключают. На токовую жилу кабеля 12 подают сигнал необходимой формы и мощности.

В исследуемой среде посредством подачи тока на излучающие электроды 1 возбуждают разнополярные импульсы длительностью от одной до 4-х секунд с такой же паузой между ними (в последовательности «одна полярность - пауза - другая полярность»), при этом измеряют разности потенциалов (первые и вторые) на всех группах измерительных электродов. После регистрации первых и вторых разностей подают команду на отключение.

Мощность электрических импульсов при морской геоэлектроразведке может составлять сотни киловатт, а токи - до 600 ампер, выделяемая на коммутаторе мощность может быть значительной.

При коммутируемом токе 500 ампер выделяемая мощность может вызвать перегрев коммутирующих полупроводниковых элементов. Толща воды является хорошо отводящей тепло средой. Охлаждение ключевых полупроводниковых элементов 3, установленных на металлических радиаторах 5, происходит за счет смывания радиаторов 5 морской водой.

Металлический радиатор 5 из «морской» латуни или другого металла служит излучающим электродом (при достаточной его площади) или местом электрического соединения корпуса излучающего электрода 1 и дополнительного излучающего электрода 9. К радиатору, поверхность которого используют для излучения сигнала в окружающую среду, для увеличения эффективной площади электрического контакта подсоединяют дополнительный электрод 9 без элементов коммутации, соединяемый с генераторным кабелем геофизической косы посредством электрического разъема 10. Для сохранения общей эластичности геофизической косы излучающий электрод выполнен из нескольких модулей, расположенных на расстоянии друг от друга.

1. Излучающий электрод для морской электроразведки, характеризующийся тем, что выполнен из двух продольных полуцилиндрических секций для обхвата кабеля геофизической косы, обе секции содержат радиально расположенные радиаторы и соединены крепежными элементами, на одной из секций между радиаторами расположен коммутатор в виде печатной платы с коммутирующими элементами, а указанные радиаторы герметично закрыты.

2. Излучающий электрод для морской электроразведки по п.1, отличающийся тем, что для обеспечения гибкости геофизической косы выполнен из нескольких модулей, расположенных на расстоянии друг от друга.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой устройство приемной катушки для системы электромагнитной съемки. Устройство включает систему двойной подвески, состоящую из трубчатой наружной рамы, жесткого внутреннего элемента, подвешенного с использованием упругих элементов к раме, и приемной катушки, подвешенной с использованием упругих элементов к жесткому внутреннему элементу.

Буксируемый узел для воздушного судна с неподвижным крылом для геофизической съемки // 2529584

Изобретение относится к системам и способам электромагнитной съемки местности. Система бортовой геофизической электромагнитной съемки включает воздушное судно с неподвижным крылом, узел катушки приемника, систему лебедки, имеющую буксирный трос, прикрепленный к узлу катушки приемника для перевода узла катушки приемника в положение для съемки и систему защелок для установки на нижнюю сторону воздушного судна, имеющую раскрываемые запорные элементы для зацепления узла катушки приемника, когда узел катушки приемника находится во втянутом положении.

Система нескольких катушек приемников для геофизической разведки // 2523106

Изобретение относится к геофизической разведке. Сущность: буксируемый узел катушек приемников включает несколько катушек приемников.

Геофизическая разведка с использованием вращательно инвариантных параметров природных электромагнитных полей // 2511703

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения удельной электропроводности грунтов, скальных пород и других тел на и под поверхностью земли.

Способ индуктивной аэроэлектроразведки на шельфе по вариациям геомагнитного поля // 2497156

Изобретение относится к геофизике. Сущность: способ включает выполнение аэромагнитной съемки по сети рядовых (РМ) и секущих (СМ) маршрутов и прямые измерения вариаций на базисной магнитовариационной станции (МВС).

Бортовая электромагнитная система петли передатчика // 2494420

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для аэроэлектроразведочных работ. Заявлен буксирный узел для бортовой электромагнитной системы аэросъемки, включающий полужесткую раму петли передатчика, поддерживающую петлю передатчика, и узел подвески для буксировки рамы петли передатчика за летательным аппаратом.

Автоматический беспилотный диагностический комплекс // 2480728

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ с помощью диагностической аппаратуры, установленной на носитель - дистанционно-пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА).

Способ поиска и обнаружения подводных лодок // 2472183

Изобретение относится к области магниторазведки и может быть использовано при поиске и обнаружении подводных лодок (ПЛ) при помощи установленных на подвижном носителе бортовых средств магнитных измерений, в частности скалярных магнитометров.

Автоматический беспилотный диагностический комплекс // 2464592

Система аэроэлектромагнитной съемки во временной области, включающая буксируемое устройство для аэроэлектромагнитной съемки // 2454684

Изобретение относится к области аэрогеологического картографирования, в частности к устройствам для проведения геологической съемки с использованием электромагнитного метода во временной области.

Узел катушек приемника для бортовой геофизической съемки с подавлением шума // 2552587

Изобретение относится к бортовой геофизической съемке. Сущность: узел катушек приемника включает полужесткую наружную оболочку, имеющую вертикальную протяженность, которая меньше, чем ее горизонтальная протяженность. Наружная оболочка вмещает многовитковую катушку приемника с воздушной центральной частью и по меньшей мере одну соленоидную катушку приемника. Каждая катушка приемника отслеживает изменения в отдельном компоненте магнитного поля и имеет ось под известным углом к оси другой катушки приемника. Многовитковая катушка приемника с воздушной центральной частью имеет вертикальную ось. Соленоидная катушка приемника включает многовитковую обмотку соленоида с ферромагнитным сердечником и имеет горизонтальную ось. Во втором варианте выполнения узел катушек содержит две соленоидных катушек приемника. При этом многовитковая катушка приемника с воздушной центральной частью проходит вокруг трубчатой наружной части оболочки. Первая и вторая соленоидные катушки приемника поддерживаются в известных положениях относительно катушки приемника с воздушной центральной частью. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Устройство и способ аэрофизической разведки // 2557354

Группа изобретений относится к области геофизики и может быть использовано при дистанционных поисковых мероприятиях, осуществляемых с помощью летательных аппаратов. Заявленная группа изобретений включает устройство и способ для аэрогеофизической разведки. Сущность технического решения заключается в использовании приемной антенны, которая, за счет ее конфигурации и определенной установки относительно генераторной антенны, обеспечивает компенсацию поля, наводимого остаточными токами, протекающими в генераторной антенне. Устройство дополнительно содержит приемную антенну, для которой за счет нежесткого крепления ее к тросовой подвеске зонда достигается снижение влияния электромагнитной помехи, обусловленной вибрациями зонда в движении. Устройство включает также антенну, расположенную концентрично с генераторной антенной. Каждая из указанных антенн имеет заданную рабочую полосу частот, вследствие чего обеспечивается улучшение условий приема ответного сигнала во временных интервалах, соответствующих рабочим частотам каждой антенны. Технический результат - снижение влияния на принимаемый ответный электромагнитный сигнал помех, обусловленных вибрациями приемной антенны и остаточными токами в генераторной антенне, протекающими после выключения возбуждающего тока, а также повышение жесткости конструкции. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 12 ил.

Компенсационная катушка и система для измерений в-поля и устройство для временных электромагнитных измерений // 2557370

Изобретение относится к геофизическим измерениям с помощью летательного аппарата. Сущность: система для электромагнитной геофизической съемки во временной области (TDEM) для получения результата измерения В-поля включает катушку передатчика, компенсационную катушку, расположенную в концентрической и копланарной ориентации относительно катушки передатчика, катушку приемника, расположенную в концентрической и копланарной ориентации относительно компенсационной катушки, источник электрического тока, соединенный с катушкой передатчика и компенсационной катушкой для подачи на них периодического тока, и систему сбора данных, предназначенную для приема сигнала dB/dt временной производной магнитного поля от катушки приемника и интегрирования сигнала dB/dt для генерации результата измерения магнитного В-поля. Множество радиальных тросов проходят радиально наружу от центральной точки к соответствующим местам рамы катушки передатчика, рамы компенсационной катушки и рамы катушки приемника, каждая из которых соединена с радиальными тросами. Катушка передатчика, компенсационная катушка и катушка приемника расположены относительно друг друга так, что в месте катушки приемника магнитное поле, генерируемое компенсационной катушкой, оказывает аннулирующее влияние на первичное магнитное поле, генерируемое катушкой передатчика. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Оценка насыщенности с использованием mcsem данных и стохастического петрофизического моделирования // 2594618

Изобретение относится к разведочной геофизике и преданазначено для оценки насыщенности потенциальных коллекторов углеводородов. Сущность: способ содержит следующие этапы: а) получение mCSEM данных разведки из подповерхностной области, представляющей интерес, b) выполнение инверсии полученных mCSEM данных, c) определение местоположения аномалии в mCSEM данных инверсии, d) вычитание тренда фонового удельного сопротивления из mCSEM данных инверсии из тренда удельного сопротивления mCSEM данных инверсии в аномалии, е) оценку величины поперечного сопротивления, связанного с аномалией, f) оценку распределения средней насыщенности коллектора, соответствующей поперечному сопротивлению, с использованием стохастической петрофизической модели и моделирования методом Монте-Карло, связывающего параметры коллектора с поперечным сопротивлением, и g) интегрирование полученного распределения насыщенности, взвешенного предполагаемым распределением поперечных сопротивлений, чтобы получить окончательную оценку вероятности насыщенности флюидом. Технический результат: повышение точности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Системы сбора данных для морской модификации с косой и приемным модулем // 2639728

Изобретение используется для сбора данных и расчета трансформант электромагнитного поля - дифференциально-нормированных параметров DU, P1, Dϕ, Ps, которые могут быть определены, в частности, способом количественного разделения эффектов электромагнитной индукции и вызванной поляризации, например метод ДНМЭ в морской модификации. Используется при комплексном анализе данных, полученных методом ДНМЭ в сочетании с сейсморазведкой и данными каротажа скважин. Способ относится к способам электромагнитных геофизических исследований подводных пластов пород. Морская модификация предназначена для выполнения геологических и инженерно-геологических исследований в шельфовой зоне морей и океанов. Полученные данные могут применяться, например, при электромагнитном профилировании морского дна. Технический результат при реализации заявленного изобретения заключается в обеспечении возможности количественного разделения эффектов электромагнитной индукции (ЭМ) и вызванной поляризации (ВП), возможности работы системы сбора данных и получения кондиционного материала на акваториях, а также возможности работать при скорости движения судна от 2 узлов. 20 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ поиска подземных вод // 2645849

Изобретение относится к методам поисков месторождений подземных вод и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные, пресные и минерализованные воды. Технический результат изобретения выражается в повышении достоверности прогноза подземных вод при одновременном снижении трудоемкости работ. Заявленный технический результат достигается за счет того, что в способе поиска и разведки подземных вод, включающем предварительные (дистанционные) исследования земной поверхности с выделением потенциально водоносных структур, указанные предварительные исследования земной поверхности осуществляют путем проведения комплексной аэрогеофизической разведки становлением электромагнитного поля и магниторазведки. По данным комплексной аэрогеофизической разведки выделяют зоны пониженного сопротивления и зоны пониженных значений магнитного поля. В выделенных зонах проводят наземные электроразведочные работы, по которым локализуют аномалии электрического сопротивления, электрической поляризуемости и естественного электрического поля. Водонасыщенные зоны определяют по совмещению минимумов аномалий электрического сопротивления и электрической поляризуемости с аномалиями повышенного естественного электрического поля. Аэрогеофизическую съемку преимущественно осуществляют с использованием комплексной аэрогеофизической системы, одновременно измеряющей как минимум два параметра: магнитное поле и электрическое сопротивление методом становлением электромагнитного поля. Кроме того, в пределах водоносной структуры, выделенной по данным ВП СЭП и ЕП, дополнительно выполняют геофизические исследования методом электротомографии. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.