Способ геоэлектроразведки и устройстводля его осуществления

 

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соватсннк

Сециалнстнчасиих

Республни (li)842681 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 27.04.79(2! ) 2777366/18-25 (51)M. Кл.

Ь01 V 3/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

ВвуйврственвыФ камвтет

СССР йв йиам изобретений и ютарнтий

Опубликовано 30.06 81- Бюллетень М 24 (53) УДК 550.837 (088.8) Дата опубликования описании 30.06.81 (72) Авторы изобретения

В.А.Комаров, А.Q.Åôèìîâ и В.Ю.Черныш ю

1 ч

i (7I ) Заявитель

r Ф

Научно-производственное объединение Геофизика (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к геоэлектрораэвздке методом вызванной поляризации (ВП), широко применяемым при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ измерения вызванной поляризации в нестациоиарном режиме, заключающийся в пропускании через заэаземленные электроды разнополярных им пульсов тока; разность потенциалов йЕ п измеряется в интервалах времени между этими импульсами. Способ осуществляют при помощи устройства, состоящего из генератора группы и приемного устройст- . ва с регистратором fl).

Недостатком способа и устройства, его реализующего,, является слабая помехозащищенность и сравнительно высокий уровень фоновых сигналов.

Известен также способ измерения ско- и рости спада ВП, заключающийся в пропус канин через среду знакопеременных им пульсов тока с паузамн равной длитель» ности. Аппаратура, изготовленная в соответствии с этим способом, состоит из генераторного и йриемного устройства.

Генераторное устройство содержит задаю» щий генератор, делитель частоты, блок синхронизирующих импульсов, источник тока, тиристорный коммутатор и питающую линию. Приемное устройство состоит as приемной линии, компенсатора ЭДС поляризации приемных электродов, входного аттенюатора, блока преобразований нац» ряжения в частоту, схемы совпадения, рв» версивных счетчиков импульсов и цифрового индикаторного устройства. С помо» щью этой аппаратуры вычисляются конечные разности h Еьп ss время стробироввния, что эквивалентно измерению era рости спада P2).

Однако для цанного способа и устройс тва характерна низкая разрешающая способность метода ВП нз- эа недостаточной точности измерений. При регистрации скорости спада ВП аппаратура не в состоянии измерить с достаточной точностью незначительные (5 - 10%) изменения ско8426 й1 рости спаца, являющиеся критерием при классификации аномалий ВП на рудные и безрудные.

Наиболее близким к предлагаемому является способ геоэлектроразвецки, основанный на измерении напряжения Е, в паузах токовых импульсов возрастающей длительности при сохранении постоянным отношения / бо, где б - длительность им пуль а, t — время отсчета на пряженкя 10

ВЛ относительно зацнего фронта импульса. Одновременное изменение t> и приводит к тем или иным изменениям Е,п, зевисимости от величины

, служит характеристикой поляризующихся < 15 тел.

Устройство, реализующее способ, состоит из генераторного устройства,„включающего в себя источник тока, тиристорный инвертор, блок управляющих импульсов, 20 питающую линию, и приемйого устройства, состоящего из приемной линии, Времяза-цаю пего блока н пикового милцивольтметра со стрелочным регистрирующим прибором на выходе P3).

Недостатком известного способа является низкая разрешающая способность связанная с тем, что изменения Е1 д невелики и производимые вручнук BL.числе0 пия приращений Е и не обеспечивают требуемой точности.

Эти же недостатки относятся и к устройству, реализующему данный способ.

Пель изобретения - повышение разре55 шающей способности измерений. указанная цель достигается тем, что в способе геоэлектроразведки методом. ВП, осНоВ8ННоМ на пропускании через исслецуемый обьект разнополярных импульсов

«О тока изменяющейся длительности и измерении разности потенциалов между точками обьекта во время пропускания к после выкл<псчения каждого импульса тока при условии сохранения постоянными отношения

Ф5 длительности импульса тока к времени измерения разности потенциалов, отсчитываемым от момента выключения этого импульса, по которым суцят о поляркзуемости среды, дополнительно возбужцают

50 после каждого импульса в паузе импульс тока противоположной полярности, длительность которого в 3 - 10 раз меньше длительности основного импульса тока.

Лля реализации предлагаемого способа 55 в известном устройстве цля электроразвецки, содержащем генераторное устройство, вкЛючаю<нее послецовательно включенные задающий генератор, блок управляю щих импульсов, тиристорный инвертор, к одному из входов которого подключен источник тока, и питаний датчик, а также стробирующий измеритель электрического поля, соединенный с датчиком поля, при этом блок управляющих импульсов содержит делитель частоты, к BLIKogaM которого подключены цешифратор импульсов управления работой тирксторного инвертора и дешифратор импульсов скнкронкзации, к одному из выходов <ервого цешифратора подсоединен одновибратор, соединенный с управляющим входом тиристорного инвертора, а выходы второго дешифратора соединены с управляющими вхоцами стробирующего измерителя электрического поля, aoïîëíèråïüío в блок управляющих ямпульсов ввецены два дешифратора, входы которых подключены к выходам делителя частоты, выход первого дополнительного цешифратора соединен со входами дешифратора импульсов управления работой тиристорного инвертора, а выхоц второго цополнительного цешифратора — сэ вкодами стробирующего измерителя.

Обычно в методе ИП измеряют силу тока в импульсе 3, напряжение во время пропускания тока Е„и направление ВП в определенный момент времени после выключения тока Е и

Кажущуюся поляризуемость вычисляют по формуле .. ьп 1 " » (1) к Епр

Величина Е > и q зависит от длительк ности импульса t>, момент отсчета to> скважности и числа импульсов тока, прецшествуюших отсчету напряжения ВП. Эту зависимость учитывают путем использования дифференциальной кажущейся поляризуемости Q„, вычисляемой по формуле ,„Ъ » ж

Е (2) к Р Rnpp где Р - зависящий от режима измерений коэффициент времени.

Например, для измерений ВП после одиночного импульса тока коэффициент времени равен р -lg1< ° (3) при этом дифференциальную кажущуюся поляркзуемость относят к моменту времени

На перакодной характеркстщсе

+ 2, . (4) с

Для точного определения приращения цкфференциальной поляркзуемости h q,„ целесообразно, сокраняя постоянство силы тока, непосрецственно измерять пркраще8426

bR д ï пР Р. ния ВП Д Е п за интервал времени Т

Т - Т где Т к Т„- моменты времени на переходной характеристике ВП.

Это можно достичь, чередуя пропусканне через землю длинных и коротких импуттт 5 сов тока разной полярности и меняя моменты отсчета напряжения ВП так, чтобы величина коэффициента времени P оставалась неизменной.

Тогца то

Для простоты выкладок ограничимся рас:смотрением одиночных импульсов тока. Тог; да в соответствии с формулой (3) коэффициейт времени Р остается постоянным, если постоянно отношение /t a моменты измерений меняются пропорционально разности моментов времени

I !!

ht =t, -т

1 ! гпе Фс - момент отсчета ВП после длинного импульса; ((- момент отсчета после короткого

С импульса.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Пропускают через землю длинный нм30 пульс возбуждающего тока и измеряют напряжение F.„используемое цля вычислений Р„, производимых известным образом; выключают ток, и в момент вре-! 1 меня С< измеряют направление Е>п, ис пользуемое для вычислений (b согласно

К формуле (1 ) или q согласно формул ле (2); пропускают через землю короткий импульс возбужцаемого тока противоположИ ного знака и в момент времени С изfl 40 меряют напряжение Е „h E кото. рое используют цля вычислений Ьq, согК ласно формуле (5).

Для повышения помехоустойчивости и 4 уменьшения погрешности измерений указанная последовательность измерений мо» жет быть повторена многократно в каждом месте полевых наблюдений. Опыт производственного использования параметра Ьт), g, М и провеценный теоретический анализ показывают, что временная зависимость дифференциальной кажущейся поляриэуемости определяется, главным образом, текстурой електронопровопящих включений. В частности, положительный знак парвмет ра by служит признаком для выце. ления прожилковых и сплошнык колчецанных руц среди эон рассеянной сульфицной

81 6 минерализации. Дополнительная информация получаемая с помощью параметра позволяет расшифровать аномалии ВП и судить об их геологической перспективности

На фиг. 1 прецставлена блок - схема устройства, реализующего способ; на фиг.

2 — графики режимов работы устройства, / иллюстрирующие физическую реализуемость способа измерений.

Устройст во состоит иэ генераторной части 1, содержащей задающий генератор

2, блок 3 управляющик импульсов вклю т чающий целитель частоты, прецставленный

6 -ю последовательно соединенными пересчетными ячейками 4 - 9, неинвертнруемые выкоды которых обозначены соответствующей цифрой со шрихом, а инвертируемые соответствуют номеру ячейки дешифратора

10 импульсов управления работой ткристорного инвертора, дополнительный дешифратор 11, дешифратор 12 импульсов синхронизации, цополнктельный дешифратор 13 и оцновибратор 14, источник 15 тока, тирис горный инвертор 16, питающую заземленную линию 17 „к приемной части 18, содержащей приемную заземленную линию 19 и стробирующий измеритель 20. Стробирующий измеритель содержит входную стробирующую схему, импульсный усилитель, накопитель и усилитель постоянного тока и реги стратор (не показаны).

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 2 вырабатывает послецовательность тактовык импульсов, поступающих нв делитель частоты. При этом частота тактовйх импульсов опре пеляется требуемой длительностью импульсов зарядки, которая, в свою очередь зависит от типа и особенностей вещественного состава исследуемык руц. Импульсы с выкопов пересчетиых ячеек 4.-9 подаются на вхопы пешифраторов 10 — 13 в соответствии с привеценной на фиг. 1 грассировкой. С помощью дешифратора 11 .формируются три последовательности ytfравляющик импульсов, используемых затем цля выработки короткик импульсов зарядки. С помощью дешифрвтора 10 формируются три последовательности импульсов, которые управляют работой тиристор» ного инвертора 16: импульсы включения положительных токовы.". импульсов 21, импульсы включения отрицательных токовых импульсов 22 и импульсы гашения 23.

Последние предварительно укорачиваются

8426

< помошью оцновибратора 14. Инвертор

1 6, питаемый источником 15 тока,вырабатывает в заземленой линии 17 последовательность токовых импульсов 24. На этой эпюре также привецены типичные кривые

ВП, совмещенные с токовыми импульсами, их вызывающими . Например первому токо,вому импульсу соответствуют цве кривые

+ ВП: Е„и Е от положительного и отрицательного фронтов. Аналогично второму jg токовому импульсу соответствуют свои ,+ кривые Е и Е g и т.д.

На фиг. 2 приведена результирующая кривая Е „25, наблюдаемая с помошью приемной заземленной линии 19. Эта кри-15 вая получена как алгебраическая сумма кривых Е„, Е< и т.ц.

С помощью дешифратора12 формируются цве последовательности синхронизируюших строб — импульсов, предназначенных для щ управления работой стробируюшего измерителя 20: импульсы, соответствующие моментам времени измерения Цр 26 и О „

27. А с помощью цополнительного qeшифратора 1 3 вырабатывается последова- 25 тельность синхроимпульсов, соответствуюших моментам времени измерения циффе ренциальной кажущейся поляриэуемости

Ь. „28. Кроме того, на один иэ вхоцов синхронизации стробируюшего изме- о рителя подается последовательность импульсов с выхоца пересчетной ячейки 9, содержашая информацию о полярности . тока в питающей линки (не показана).Сигнал излучаемого электрического поля с 55 помощью приемной линии 19, подеется на сигнальный вхоц стробируюшего измерителя 20, который в зависимости от положения переключателя роца работ (не показан) фиксирует напряжения, соответст- 4О вуюшие выбранному моменту времени.

Применение способа и устройства облегчает разделение обьектов исследования по их текстурным особенностям.

Формула изобретения

Способ геоэлектрораэведки, в котором пропускают через исследуемый обьект раэ-50 нополярные импульсы тока изменяющейся цлительности и измеряют разность потенциалов между точками обьекта во время пропускания и после выключения каждого

81 8 импульса тока при условии сохранения постоянным отношения длительности им,» пульса тока к времени измерения разности потенциалов, отсчитываемым от момента выключения этого импульса, по которым судят о поляризуемости среды, о тличаюшийся тем,что,сцелью повышения раэрешаюшей способности измерений, дополнительно возбуждают после каждого импульса в паузе импульс то-, ка противоположной полярности, длительность которого в 3 — 10 раэ меньше цлительности основного импульса тока.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, соцержашее генераторное устройство, включаюшее послецовательно вклю» ченные зацаюший генератор, блок управляюших импульсов, тиристорный инвертор, к одному из вхоцов которого подключен источник тока, и питаюший цатчик, а также стробируюший измеритель электрического поля, соециненный с датчиком поля, при этом блок управляюших импульсов содержит делитель частоты, к выходам кото» рого подключены дешифратор импульсов управления работой тиристорного инвертора и дешифратор импульсов синхронизации, к одному иэ выхоцов первого цешифратора подсоецинен одновибратор, соединенный с управляющим входом тиристорного инвертора, а выхоцы второго дешифратора соединены с управляюшими вхоцами стробируюшего измерителя электрического поля, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, блок управляющих импульсов снабжен дополнительно двумя цешифраторами, вхоцы которых подключены к выходам целителя частоты,выходы первого дополнительного цешифратора соединены со входами дешифратора импульсов управления работой тиристорного инвертора, а выхоц второго дополнительного дешифратора — со входами стробируюшего измерителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Якубовский 10.В. Электроразведка, М., Недра", 1973, с. 179 - 183.

2.Аппаратура и метод вызванной поля ризации с измерением скорости спада.Сб. иод рец. П.Ф.Радионова. Труды УНУ AH

СССР, Свердловск, 1976, с. 27 - 33.

3. Метоцы раэвецочной геофизики.

Труды НПО Геофизика, вып. %26, P., 1976, с. 86 - 95 (прототип).

Unp

Ьл

87

ЯУ

ВНИИПИ Заказ 5091/54 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4