Способ возбуждения электромагнит-ных полей при геоэлектроразведке

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советсинн

Соцналнс тически к

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-.ву (22) Заявлено 08,05.79 (2 l ) 2764181/18 25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23 06,8 1 . .Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23.06.81 (5l) Nl. Км.

Q 01Ч 3I02

Гасударственный кеинтет

СССР (5З) ) ДК580.837 (088.8) Il0 Аелен нзебретеннй и сткрытнй

Ю. В. Аладинский, Л. 3. Бобровников, И. П. Ме

В, А. Попов и B. И. Сушкевич (72) Авторы изобретения бй ""

СЛИ ото»;;

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе

P3) Заявитель (54) СПОСОБ ИОЗБУЖЙЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ nOCIFA

ПРИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕЙКЕ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при проведении геоэлектроразведочных работ методом сопротивлений, вызванной ноля 1 ризапии (ВП), нелинейной вызванной по ляриэапии (НВП) и другими.

Известен способ возбуждения электромагнитных полей при геоэлектроразведке, заключакщийся в том, что в двух фиксированных точках вводят в землю ток Pl).

Недостатком этого способа является то, чтос течением времени пропускания тока в земле величина его неконтролируемо изменяется, вследствие чего ампли- . .туда генерируемого поля изменяется.

Известен способ возбуждения электро» магнитных полей при геоалектрораэведке, заключаккцийся в том, что в землю вводят стабилизированный по величине ток 2(Недостатком этого способа является то, что из-за наличия реактивных элементов в выходных каскадах генераторов тока, реактивности линии, через которую подводят ток от генератора тока к двум фиксированным точкам ввода тока в землю несмотря на стабильную величину постоял» ного тока, амплитуда и фаза гармоник пз» ременного тока оказывается непостоянной, что приводит к нестабильности структуры возбуждаемых полей.

Известен также способ возбуждения электромагнитных полей при геоэлектроразведке, заключакацийся в том, что в двух фиксированных точках вводят в зем лю ток, в котором поддерживают постоянным соотношение между первыми гармониками воэбуждакклих электромагнитное поле токов путем изменения фазы управ лакщих генератором импульсов ГЗ3.

Однако при пропускании тока иэуча емая среда около заземления поляризуется, изменяется ... сопротивление заземлений, что ведет к ошибкам asaeepeaaL

Известен способ возбуждения электро» магнитных полей в электроразвеаке, согласно которому в фиксированных точках земли вводят основной ток и компенснру»

840778 ф дов В, С и 3, Е, расположенных на одной линии с электродами К, Л и М, N соответственно.

Сушность способа заключается в спета 5 дующем.

Нв исследуемом участке земли в двух з- фиксированных точках (одна иэ которых обозначена индексом А, а другая не показана) вводят в землю ток, например по10 стоянный. Расстояние между точками вво» да тока в землю выбирают в зависимости о- от решаемых задач. Если, например, производится поиск рудных месторожцений, то это расстояние выбирается равным 115 2 км. Если же проводятся стационарные

У- измерения вариаций сопротивления пород я в течение длительного времени (нескольких месяцев или пет), то расстояние может быть равным от нескольких десятков

20 до нескольких сотен метров и более.

После этого опрецеляется положение и- оцной иэ эквипотенцивльных линий возбуждаемого поля вблизи фиксированных точек ввода тока в земпю. Для этого оцин из ют его изменение во времени путем ввода дополнительного тока в землю в непосредственной близости от точек ввода ос новного тока Г4 ).

Однако и этот способ не позволяет с билиэироввть в пространстве параметры возбуждаемого электромагнитного поля и

as наличия границ раздела различных пород вблизи точек вводе тока в землю. С течением времени вследствие резной поляризации этих пород происходит изменение положения токовых линий в земце, п тому что со временем плотность токе вбпизи точки измерений в земпе пибо воз растает, пибо уменьшается (может твкж изменяться направление вектора попяриз куцего поля). Это приводит к квжущемус изменению попожения точек ввода тока в землю в горизонтальной плоскости, т.е. структура возбужцаемых попей меняется во времени так, будто точки ввода тока в земпю изменяют свое попожение в rop зонтвпьной плоскости.

Цель изобретения - стабилизация в пространстве возбужденных полей. 25

Зля достижения этой цепи согласно способу возбуждения электромагнитных полей прн геоэлектрорезведке, заключающемуся в том, что в двух фиксированных точках вводят в эемпю основной ток и По- 30 попнитепьный ток в непосредственной близости от фиксированных точек ввода в землю основного тока, дополнительно определяют положение эквипотенцивпьной пинии возбуждаемого поля вбпиэи точки вво-35 да основного тока, и поддерживают постоянным попожение этой эквипотенциепьной пинии путем изменения величины и система ввоцв в эемпю дополнитепьного тока.

На чертеже изображена схема установки дпя реализации способа.

Установка включает блок 1 управления, регупяторы 2, второй блок 3 управления и регупятор 4., причем входы бпоков уп45 равпения подключены соответственно к двум парам электродов М, Я и К, Л, расположенных на эквипотенциапьной пинии поля, создаваемого электродом А, расположенным в фиксированной точке ввода

50 тока в землю.

Кроме того, на чертеже усповно показана граница раздела 5 двух сред с удепьными сопротивлениями „и Р, а также токовая линия 6. Индексом И обозна55 чена точка, гпе провоцятся измерения сигналов.

Выходы регупяторов 2 и 4 подключены срответственно к двум парам электроприемных эпектродов помещают в точку

К, расположенную на расстоянии примерно 1,Ohio расстояния между точками вводе тока в землю, второй приемный электрод Л перемещают с противоположной стороны от точки А до тех пор, пока потенциал точки Л станет равным потенциалу в точке К, что отмечают по нулевым показаниям измерительного прибора, Затем перпендикулярно линии КЛ нв таком же расстоянии от точки А располагают третий приемный электрод М, а четвертый электрод N перемещают вдоль линии МА g до тех пор, пока потенциал точки Я станет равным потенциалу точки М.

Электроды К и Л подключают ко входу блока управления 1, е электроды М и l4 ко входу блока 3 управления. Блоки 1 и

3 управления представляют собой дифференциальные усипители с высоким входным сопротивлением, вырабатыввюшие выходной сигнал, амплитуда и полярность которого зависит от того, потенциал какой из точек увеличивается или уменьшается относительно пругой точки (в исходном положении, когда потенциалы электродов К и Л, а также М и М равны между собой, сигналы нв выходах блоков 1 и 3 равны нупю). Положение эквипотенцивпьных линий возбуждаемого поля с течением времени может измениться вследствие того, что вблизи ввоце токи в эем5 8407 пю может находиться неоднородный участок среды, например граница 5 двух сред с различными сопротивлениями 1 и P

2ю а также различными поляризуемостями.

Токовые пинии 6 на границе 5 преломляются, причем должно выполняться условие

1. Вишняков А. В., Вишнякова К. А.

Возбуждение и измерение полей в геоэлектроразведке, Л., Недра", 1974, с. о7593.

2. Бобровников Л. 3. и др. Эпектрораэведочная аппаратура и оборудование, Л., Недра, 1979, с. 50-52, 75-84.

3. Авторское свидетельство СССР

N 232403, кл. 5 01 У 3/02, 1967. . Авторское свидетельство СССР по заявке И. 2600265/25, 05.04.78 (прототип) .

Р 91=Р2<7 2 i где &„и 9< - угол между нормалью к границе 5 и направлением токовой линии 6 в одной и второй среде.

По мере прохождения тока вследствие эффекта вызванной поляризации сопротивления „ и Р, увеличиваются по разному закону, всйедствие чего угол преломления токовой линии 6 на границе 5 изменяется. Токовые линии либо сжимаются по отношению к точке измерений И, либо отжимаются от нее. Поэтому с течением времени структура возбуждаемого поля изменяется, что в конечном итоге приводит к погрешностям измерений. Изменение положения токов пинии 6 приво.дит к тому, что происходит изменение по- 5

1 ложения эквипотенциальной линии. При этом в зависимости от того, в каком направлении смещается эквипотенциальная линия, на выходе блоков 1 и 3 управления появляется сигнал рассогласова- 3р ния определенной полярности и амплитуды, который с выходов блоков 1 и 3 поступа« ет на входы регуляторов 2 и 4, к выходам которых подключено две пары дополнительных токовводяших электродов В, С

35 и D, F. Через эти электроды дополнительно вводят в землю ток в непосредственной близости от фиксированных точек ввода тока в землю при изменении во времени положения эквипотенциапьной линии и поддерживают изменениями величины и, места ввода в землю дополнительного тока постоянным положением эквипотенциапьной линии.

Если, например, потенциал точки М уве-45 пичивается относительно точки Н, то регулятор 4 подключен к источнику тока электрод Е и через этот электрод вводят в землю небольшой ток, компенсируя таким образом кажущееся смешение точки ввода основного тока А в сторону электрода М. Если одновременно с этим происходит увеличение потенциала точки К по сравнению с потенциалом точки Л, то ре гулятор 2 подключает электрод С к источнику тока и через этот электрод вводят в землю небольшой ток, компенсируя.. и в другом направлении кажущееся сме78 6 щение точки ввода основного тока А в сторону электрода К.

Таким образом, изменяя величину дополнительного тока и место ввода его в землю, поддерживают постоянным расположение эквипотенциальной линии возбуждаемого поля. Благодаря этому практически мгновенно устраняются все изменения структуры возбуждаемого электромагнитного поля, обусловленнь:е изменениями условий ввода тока в земщо, проявляющимися в фактическом смещении точек ввода тока в землю.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа. заключается в ста билизации во времени структуры воэбужда емых в земле полей, что позволяет осуществить высокоточные измерения переходных характеристик ВП и НВП при пропускании тока в землю в течение нескольких часов, а также проводить измерение вариаций сопротивления сред во времени для прогнозирования землетрясений.

Формула изобретения

Способ возбуждения электромагнитных полей при геоэпектроразведке, заключающийся в том, что в фиксированных точках вводят в землю основной ток и дополни» тельный ток в непосредственной близости от фиксированных точек ввода в землю основного тока, отличающийся тем, что, с целью стабилизации в пространстве возбужденных полей, определяют положение эквипотенциапьной линии возбуждаемого поля вблизи точки ввода основного тока, и поддерживают постоянным положение этой эквипотенциальной линии путем изменения величины и места ввода в землю дополнительного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

840778

Составитедь В, Зверев

Редактор Н. Егорова Техред А. Ач Корректор Л. Иван

Заказ 4755/66 Тираж 732 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж- Э5, Раушскаа наб., д. 4/5

Филиап ППП Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4