Электроразведочная станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническими токами
яю.тек )1, . (-:. -:„,.,:е<-на
ОПИСАНЙЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соеетскик
Сециаяистическик
Рес у
< i>716102
К АВТОРСКОМУ СВИ ПЗЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву® м (22) Заявлвнь 220572 (21) 1786732/18-25
/ с присоединением заявки М
G 01 V 3/02
Государствеииый комитет
СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Г)риоритет— (53) УДК 550. 837 (088 ° 8) .
Опубликоеанр 150230. Бюллетень М б
Дата опубликования описания 1 50? 80
A.М.Алексеев, А.В.Куликов, Е.A.Øåìÿêèí, В.Ф.Сарбаш, Г.В.Орлов, В.И.Лемец, В.Д.пильняков, В.A.Ëèõîìàíîâ, П.Ф.Федосеев и A.Ñ. горюнов (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических (71) Заявители методов разведки и Казахский Филиал Всесоюзного института разведочной геофизики,опытно-экспериментальный завод геофизических приборов (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ РАБОТ
ПО МЕТОДУ ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
С 1 АРМОНИЧЕСКИИИ ТОЕАИИ
Изобретенйе относится к области геофизики и манжет бйть НсполЬэонано чля проведения электроразведочны1с работ.
Известны электроразведочные .станции, состоящие из генераторной уста- новки и измерительной лаборатории, позвсляющие получать лишь небнределенные и невысокой точности даннйе фазовых измерений в силу неопреДеленности фазового сдвига резонансного усилителя в генераторной уста" новке и применения грубого фаэометра в измерительной лаборатории (1}.
Известна также электрораэведочная станция, состоящая из генераторной установки, содержащей кварцевьн1 задающий генератор, делитель частоты, формирователь ймпульсов, интвертор, источник постоянного тока, передающую радиостанцию с модулятор6м, и измерительной лаборатории : состоящей из измерительной устансувки гармоник принятого сигнала, - каждый кайал которой содержит датчик сигнала, избирательный усилиталь, формирователь импульсов, высокоточный регистратор, и приемной радиостанции (2) °
Однако ripe работе с этой станцией не предусмотрено. измерение фазового сдвига (времени запаздывания) гарьюник тока в питающей линии, изменяющегося во времени эа счет увеличения активного сопротивления линий вследствие подсыхания пород вблизи электродов заземления при пропускании тока. Другой недостаток станции свя- зан с тем, что прн работе с ней по методу вызванной поляризации. (ВП) измеряется суммарный Фазовый сдвиг (время запаздывания), обусловленный не только поляризационными, но и индуктивными явлениями. При переходе к конечным результатам в процессе обработки иэьйрений происходит потеря точности а определении параметра полярнэуемости.
Целью изобретения является иовышение точности непосредственного определения параметра поляризуемости
Поставленная цель достигается тем,что в генераторную установку предлагаемой станции включены сог-ласующий резистор, оптрон, двухканальный избирательный усилитель с импульсными Формирователями Фазовой
716102
I отметки, йереключатель рода рабо" тй - йри этом вход оптрона iiopключен к согласующему резистору, а выход соединен через переключатель рода работы с входом двухканального избирательного усилителя, выход которого ереэ импульсные формирователи Фазовой отметки и переключатель рода работы подключен к модулятору передатчика радиостанции, в измерительную лабораторию включен переключатель рода работы, а регистратор выполнен в виде измерителя интервалов времени, при этом три входа .переключателя рода работы соединены с выходами иэбирательнбго усйлителя гармоник каждого канала через импульс ные формирователи фаэовой отметки . и выходом приемной радиостанции, а два выхода переключателя рода работы соединены с двумя входами измерителя интервалов времени.
На:чертеже приведена упрощенная
Функциональная схема предлагаемой станции.
Генераторная установка содержит кварцевый задающий генератор 1, делитель частоты и формирователи им-, йульсов запуска инверторов 2, интвертор 3, источник 4 постоянного тока, оптрон 5, двухканальный избирательный усилитель 6, 7 с импульсными формирователями 8, 9 фазовой отметки, переключатель 10 рода работй и передающую радиостанцию 11. Измерительная лаборатория содержит датчик
12 сигналов (заземленная линия, индукционная рамка, магнитометр), двух канальный избирательный усилитель
13, 14 с импульсными форьырователями 15, 16 Фазовой отметки, переклю-. чатель 17 рода Работы высокоточный измеритель 18 интервалов времени и приемную раур1остаицию 19..
Станция работает следующим образом.
Сигнал с выхода кварцевого генератора 1 делится делителем частоты 2 до нужного значения (коэффициент деления устанавливается оператором генераторной установки), формируется в импульсы достаточной амплитуды и длительности и поступает на запуск инвертора 3. Последний Преобразует постоянный ток от источника 4 в
-йе3зйодическйй ток почти йрямоугольной форьи в источнике поля (нагрузка). Сигнал с согласующего резисто-. ра R через оптрон 5 поступает на вход двухканального избирательного усилителя 6,7. Синусоидальное напряжение с выходов этих усилителей превращается в узкйе импульсы, отмечающие моменты перехода гармойического напряжения через нуль формирователями 8 и 9 импульсной фазовой отметки. На входах переключателя
10 poiia работы действуют импульсй фазовой отметки ° В зависимости от
4 положения переключателя 10 вход передаюаей радиостанции 11 соединяется либо с первым, либо со вторым каналом двухканального избирательного усилителя.
В измерительной лаборатории сигнал, принимаемый датчиком 12 поля, усийивается и фильтруется избирательными усилителяья 13 и 14. Далее ,моменты перехода через нуль этих
t0 гармонических сигналов отмечаются узкими импульсами в блоках 15 и
16, и эти импульсы постУпают на входы Формир вателей 17 рода работ. На третий вход переключателя 17 подаются импульсы, принимаемые иэ генераторной установки приемной радиостанцией 19.
В зависимости от положения переключателей 10 и 17 с помощью высокоточного измерителя 18 интервалов
20 времени можно измерять либо время эапаэуэавания сигнала первого или второго канала избирательногО усилителя относительно сигналов, принимаемых по радиоканалу, либо время
25 запаздывания сигналов первого канала избирательного усилителя приемной лаборатории относительно второго.
Эти операции позволяют .с высокой точностью определять паРаметР п9ляри30 зуемости земли.
При измерении параметра поляризуемости с помощью фазовых измерений (измерений времени запаздывания) существуют два вида помехг
35 во-первых, в измеряемый Фазовый сдвиг (время запаздывания) входит величина, создаваемая не только поляризуемостью, но и электродинамическ ими эффектами; во-вторых, в иэмеряеьый фазовый
40 сдвиг (время запаздывания ) входит неопределенная величина начального фазового сдвига (время запаздыванияя) гармоник тока в источнике поля.
Предложенное устройство позволяет
45 избавиться от обеих укаэанных погрешностей.
Полевыми и лабораторными измере- ниями установлено, что фазовый сдвиг электрического или магнитного
5() поля бр, обусловленный поляризацией пород, IlpaKTHvecKH не зависит от частоты в большом диапазоне ее измерения, Фазовый же угол индукционного происхождения (Ми ) на достаточН но низких частотах прямо пропорционально зависит от частоты. Суммарный фазовый сдвиг, присущий какой-либо из гармоник с частотой ц, в общем случае равен сумме Ч -Ка, Ч Вр и неопределенного начального фазового
60 сдвига 90, где К - коэффициент пропорциональности,зависящий от формы:и размеров полевой установки и производимости земли.
Поскольку индукционный фазовый
65 сдвиг f прямо пропорционален час716102 тоте, то измерение .времени запаз-" дывания между двумя гарьюниками " " должно исключить этот вид погрешности..
Действительно, - положив для простоты Ч =0 и приняв, что гармоники отличаются в и раз, получим для времен эапаздМвания
ВР
1- Щ п Кв+уВ„
2 пи п-1 и для их разности at = Ц
4,2 .Ю Bfl
При измерении времени запаздывания между гармониками a<< < переклочатель рода работ в измерительной ла.- братории устанавливают в положение; когда формирователь 15 импульсной фазовой отметки первого канала соединяется с одним входом высокоточного измерителя 18 интервалов времени, а формирователь 16 импульсной фазовой отметки второго канала соединяется со вторым входом формирователя:18. Время запаздывания (фазовый сдвиг) в измерительной аппаратуре учитывается, как в прототипе" при помощи подаваемого на вход калибровочного сигнала с нулевым запаздыванием (фазовым сдвигом) °
Теперь учтем, что Ч ф0 (a%04- О} .. и в общем случае и-< д,а-Иш "В пд о, где Мр — неопределенное начайьное время запаздывания между гармониками, существующее в источнике поля, Только в том случае, когда at становится величиной известной, результат измерения времени запаздывания между сигналами по двум каналам дает полезную геологическую информацию.
Предлагаемая станция позводяет измеРить и величинУ д о. ОпРеделение д+ производят за два цикла измерений.
В первом, рабочем цикле сигнал с шунта Вш через оптрон. 5 подается на вход двухканального избирательного усилителя 6,7. В зависимости от того, измеряют гармонику первого или второго сигнала, к модулятору радиостанции 11 подключают, соответственно, импульсный формирователь
8 или 9 ° В измерительной лаборатории переключатель 17 рода работы устанавливают в положение иэмерейия первого или второго канала в соответствии c " положением переключателя .рода работы в генераторном устройстве. При этом ко второму входу измерителя йнтервалов времени подключают выход приемной радиостанции 19. Измеренное при этом время запаздывания будет равно
at р=д о+ 2at< -„для первого канала
ЗA
+М - «at для второго .канала.
2А7 2Я 2л
Здесь a+q,<, д12о- времена запаздывания гармоник тока, соответственно, первого и второго каналов в источни5
a at„,„д 2 „- времена запаздыва-ния, соответственно, гармоник первого и второго каналов во seeM тракте (блоки 12,13,14,15,16) аппаратуры 15 расположенной в измерительной лаборатории. Во втором калибровочном цикле, переключатель 10 рода работы устанавливают в такое положение, при котором на вход двухканального усилителя в генераторной установке подают калибровочный сигнал с нулевым временем запаздывания между гармониками (напряжение прямоугольной форэм) из блока 2. Снова измеряют время запаздывания гармоник первого и второго каналов в измерительной лаборатории д1.(и д1 Очевидно 39 4 К= 4,К 4,2 4,Л У; a4 = д +a+ 2К 2Я 2h 3$ и разность {д „-дт, )-(дт д " Р 4 к 2 Р 2,к о Величина ato определяется без непосредственного сближения генераторной и измерительной установок и с использованием толькб одного ф} высокоточного измерителя интервалов, расположенного в измерительной лаборатории. Истинный параметр поляриэуемости определяют по формуле 45 гни stl и-w 2, 1 7 где <в- нижняя из применяемых гар-. моник; n - соотношение между применяе50 мыми гармониками. В частности, при использовании первой и третьей гармоник сигнала прямоугольной форма 55 вп а+, Я Зж Обычно Мо изменяется довольно медленно, и его измеряют 2-1 раза 60 в день. Основное время предлагаемая станция работает в режиме измерения времени запаздывания между гармониками первого и второго каналов. Таким образом, предлагаемая станция позволяет с высокой точностью . 71 6102 Составитель Г.Старостина Техред п»алферова )корректор Н»Стец р»да»тор И.!»убив» Заказ 9538/45 Тираж 649 . - Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий )13035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r» Ужгород, ул. Проектная, 4 определять параметр поляризуемостн земли, свободной от систематических погрешностей. Применение предлагаемого устройства в методе вызванной поляризации н низкочастотной электроразведки позволяет повысить точность иэмерени11, а - следовательно, и глубййность поисков.. формула изобретения Электрораэведоъяая станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническиье токами, состоящая из генераторной установки, содержащей кварцевый задающий генератор, делитель частоты, формирователь импульсов, инвертор, восточник xiocтоянйого поля, передающую радиостан,цию с модулятором, и измерительной лаборатории, состоящей иэ йзмерител®ной установки гармоник принятого сиг нала, каждый канал которой содержит датчик сигнала, избирательныйусилитель, формирователь импульсов, регистратор, и приеьаой радиостанции, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, i генераторную установку включены согласукщий резистор, 1 оптрон, двухканальный избирательный усйлитель, переключатель рода работы, при этоМ вход оптрона подключен tc выходу инвертора через согласующий резистор, выход соединен через переключатель рода работы с входом двухканального избиратель. ного, усилителя, выход которого че рез импульсные форьарователи Фазовой : отметки и переключатель рода работы соединен с модулятором передатчика радиостанции, в измерительную лабораторию включен переключатель рода работы, а регистратор выполнен в виде измерителя интервалов времени, при siîì три входа переключателя рода работы соединены с выходами избирательного усилителя гармоник каждого канала через импульсные формирователи Фазовой отметки гармоник и вытходом приемной радиостан39 ции, а два выхода переключателя рода работы соединены с двумя входами измерителя интервалов времени. Источники информации, принятые во внжание при экспертизе ;ф 1. Азторское свидетельство СССР 913)001, кл, G 01 V 3/06, 1968. 2. авторское свидетельство СССР 9184361, кл. G Ol V 3/02, 1964 (пРо" тотип) .
