Способ геоэлектроразведки

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<1>868677 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1103.79 (21) 2735154/18-25 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.81.Бюллетень Ng 36

Дата опубликования описания 300981 (51) М. Кл.

6 01 V 3/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 837 (/)88.8) (72) Автор изобретения

Ю. С . Погорелов

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (ВИОГЕМ) (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКГРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к разведочной геофизике и может быть исполь зовано в геоэлектроразведке по методу естественного электрического поля (ЕП), Известен способ измерения ЕП (способ "градиента потенциала" ), в ключающий съемку потенциала ЕП путем измерения разностей потенциалов, снимаемых с выходов датчиков потенциала, последовательно з аземпяемях в соседних точках измерения, например с перестановкой датчиков через точку измерения в пределах замкнутого полигона и возвращением их на исход- 15 ные точки измерения, и определение потенциала ЕП по данным этих измерений путем вычисления (1J .

Одн ако при детальном и сследовании . (детализации) указанным способом 20 происходит накопление ошибок. в определении потенциала ЕП, обусловленных систематической погрешност ью и многократностью измерений разности потенциалов.

Указанные недостатки отсутствуют при исследовании способом "потенциала", в котором один из датчиков заэемляют в неподвижные точки, а второй датчик последовательно заземляют 30 в каждой точке измерения на профиле в пределах локальной аномалии, и измеряют потенциалы ЕП E2j .

Однако в условиях интенсивных электрических полей данный способ дает значительные погрешности исследования ЕП.

Известен также способ геоэлектрораэведки, в котором влияние электрических и геологических помех исключают путем применения дополнительной приемной линии,. располагаемой в нормальном поле, и вычитания из измеренного сигнала основной измерительной линии сигнала, измеренного дополнительной приемной линией ГЗ .

Благодаря компенсационному принципу действия и высокому входному сопротивлению измерительного прибора, применяемого в устройстве для реализ ации способа, обеспечивается ненарушаемость измеряемого поля и независимость результата измерения от сопротивления прие ных линий и заземления электродов и, вследствие этого, высокая точность измерения электрического поля земли.

Цель изобретения — повышение точности измерения локальных аномалий

868677

ЕП в условиях интенсивных электрических помех.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе геоэлектроразведки, основанном на одновременном измерении параметров электрического поля основной и вспомогательной измеритель- ными линиями, расположенными.на заданной базе, последующим линейном преобразовании сигнала от вспомогательной измерительной линии и алгебраическом сложении этого сигнала с 10 сигналом от основной измерительной линии, регистрации измеренной алгебраической суммы сигналов, по которой судят о параметрах геоэлектрического разреза, вспомогательную измеритель- 15 ную линию располагают на концах базы измерений и изменяют коэффициент линейного преобразования си нала от вспомогательной измерительной линии пропорционально отношению длин основ- gp ной и вспомогательной приемных линий.

Для реализации способа используют устройство, включающее датчики электрического потенциала, выполненные в виде двух неполяризующихся электродов, приемные линии,: измерительный прибор, автокомпенсатор с сопротивлением обратной связи, выполненный в виде делителя напряжения,.причем средний вывод делителя напряжения подключен ко входу измерительного прибора, а дополнительный электрод и один из электродов связаны со входом автокомпенсатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — принципиаль- З5 иая схема устройства„на фиг. 3 кривые электрического .потенциала в предедах базы исследования.

Устройст во содержит неполяризующився. электроды 1 — 3, вспомогатель- 4р ную линию измерительную с проводами

4 и 5, основную измерительную линию

6, автокомпенсатор 7 и измерительный прибор 8.

Измерительные линии (фиг. 2) снаб- 4 жены штепсельными соединителями 9 .

Часть провода этих. линий может быть размещена на переносных катушках

10 и 11.

Электронный автокомпенсатор 7 представляет собой усилитель 12 постоянного тока с большим коэффициентом усиления, охваченный глубокой отрицательной. обратной связью. Сопротивление обратной связи автокомпенсатора выполнено в виде делителя 13 напря- Зз жения.

В качестве измерительного прибора в устройстве применяется обычный милливольтметр постоянного напряжения, например электроразведочный электрон- gp ный автокомпенсатор типа АЭ-72. Делитель 13-напряжения включает один из сменных блоков 14, переключатель 15 и контактный разъем 16. Каждый из сменных блоков содержит m 2 — n оди4 иаковых последовательно соеди ненных сопротивлений R r (1 и i .й m), подключенных к соответствующим (i - I ) му и i-му контактам разъема 16.

Переключатель включает контактную дорожку 17, контакты 18 и ползунок

19, имеющий и+1 положение (О - n), соответствующие порядковому номеру контакта,-к которому он подключен.

Средний вывод 20 делителя напряжения при помощи. соединительного привода 21 подключен ко входной клемме

22 измерительного прибора, к другой входной кпемме 23 которого через приемную линию подключен подвижный электрод. Конечный вывод 24 делителя, представляющий собой одну из входных клемм автокомпенсатора, при помощи приемной линии подключен к дополнительному неподвижному электроду. Ко второй входной клемме 25 автокомпенсатора при помощи приемной линии подключен другой неподвижный электрод.

Способ осуществляют следукщим образом.

Выбирают расположение начальной 0 и конечной К точек и длину базы так, чтобы база «захватывала всю зону Lg локальной аномалии 0 на ото» дельном профиле (выделенную по результатам поисковой съемки ЕП известными способами (или наиболее выраженную ее часть (экстремум), над аномалиеобразующим подземным объектом 26 (фиг. 1 и 3). После того так, расположение базы L на профиле выбрано, определяют количество k интервалов равных L„-, L„ „ Ha ней, исходя из необходимой плотности точек измерения в аномальной зоне, и подключают к делителю 13 напряжения соответствующий сменный блок 14.

Для заземления электродов на земной поверхности 27 в пределах базы

Lд через равные интервалы L„, L,:

= д L оборудуют ряд (k+1) измеритель-. ных лунок.

Устройство в собранном виде располагают вблизи лунок. Заземпяют базовые электроды 1и 3, образующие вспомогательную измерительную линию, в соответствукщих лунках, а подвижный электрод 2 — в начальной 0-ой лунке.

Устанавливают ползунок 19 переключа-, теля 15 в начальное 0-ое положение и при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов д8 „ начальной поляризации электродов 2 и 1.

Разматывая провод 5 с катушки 10, переносят подвижный электрод 2 и за-, земпяют его в конечной k-ой лунке, и установив ползунок 19 в соответствующие k-ее положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов д8 начальной поляи ризации электродов 2 и 3.

Подматывая провод 5 на катушку 10, последовательно переносят подвижный

868677 электрод 2 на один интервал д(. K

1.к- к L<« ..., заземляя его в каждой из лунок 28 от (k-1)-й до О-й, устанавливая при этом ползунок 19 соответственно в положения (k-1) - О, при помощи измерительного прибора 8 измеряют соответствующие разности по тенциалов.

Принимают проводниками приемных линий 4 и 6 потенциалы 0о„ и U « c вы, ходов электрода 1 и дойолнительного электрода 3, заземяенных в начальной 1Ð

О-ой и конечной k-ой точках базы соответственно.

Линейно интерполируют значения этих потенциалов U, и U„„ a пределах . базы LctK, т.е. осуществляют преобра- 15 зование

/.

"И "к ф ок путем передачи потенциалов 0 и U „„ на вход автокомпенсатора 7 и получео о, ния разности потенциалов U и UK, .

Благодаря большому коэффициенту усилео ния усилителя 12 на сопротивлении р R „. т обратной связи автокомпенсатора 7 падение напряжения ь0 „= U — U „, где

U„„. и Uо„- соответственно потенциалй конечного п и начального О-го контактов 18 переключателя 15 делителя 13 равно по величине и противоположного по знаку разности потенциалов (U; - U ), в результате чего З( о о потенцйал i-го из контактов 18 пере ключателя 15 ,* . О -ф..Я (U U ) +R а о

К1

40 поскольку

Е

Ф вЂ” 41

QR ° а потенциал Un„ tcoHe Hoco n контакта равен потенциалу 0к„на выходе электо, рода 3, коэффиЦиент делителя 13 d

ы R / Ь R ° соот вет ст вует относи тельной координате > точки i (О i 6 k, 45

) = — - ) для базы

На среднем выводе 20 делителя 13 соответствующий точке. измерения потенциал линейной интерполяции

-р l 50

LOK

Потенциал i-ro из контактов 18 переключателяля 15 о (Uel - 0о )ir .с ползунка 19 передают потенциал Ut =

0. через контактную дорожку: 17 на

1t средний вывод 20 делитедя 13.

После этого регистрируют при помощи измерительного прибора 8 разо о ность потенциалов а0„„ = 0„„. - U;„, 60 где 0„„ — потенциал йринятый с выхода электрода 2, заземленйого в

i-ой точке измерения, и переданный на входную клемму 23 измерительного прибора 8 проводником приемной линии

5, и U . - полученный соответствующий

i-ой точке измерения потенциал линейной интерполяции, принятый со среднего вывода 20 делителя 13 и переданный на .другую клемму 22 измерительного прибора 8 проводником соединительного привода 21.

После измерения разности потенци"алов AU о оь" конечной поляризации

17 электродов 2 и 1, разматывая провод

5 с катушки 10, переносят подвижный электрод 2 и эаземпяют в конечной

k-ой лунке и, установив ползунок 19 в k-ое положение, при помощи измерительного прибора 8 измеряют разность потенциалов дЕ" конечной поляризации электродов 2 и 3. При последнем переносе электрода 2 можно проводить повторные измерения разностей потенциаг.ов при заземлении электрода

2 в некоторых лунках базы 1о„ для контроля за изменениями собственной поляризации электродов 1 — 3.

Для измеренного в каждой 1-ой точке измерения базы L „значения разности потенциалов bU; вычисляют поправку на поляризацию электродов обычным образом.

Потенциал 0 локальной аномалии

oL О

ЕП определяют по формуле U; ь0,. -cc6q °

При поисковых работах (особенно, при исследованиях в скважинах или в акватории) измерения разностей потенциалов а 0 . произ водят после очередного

4 перемещения всех трех электродов

1 — 3 на один интервал 1., „по профилю так, чтобы расстояние между электродами 1 — 3 оставалось неизменным.

Интерполированием в пределах базй измерения L „автоматически исключаются потенциалы электрических по-, мех 0

Рассмотрим кривые потенциала (фиг. 3). При измерении в i îé точке базы Lо„на вход измерительного прибора 0 поступает разность потенциалов ь0 близкая по величине значеI

cL нию потенциала U локальной аномас4

1 лии 0 ЕП в i-ой точке базы т.е. превькаению уровня U „. потенциаво ла ЕП U ", относительно уровня U. линейного фона 0 локально аномалии

0 ЕП: dU 0„- 0„0, . На яп л входе измерйтельйого прибора происходит вычитание потенциала U,.„ i oé D точки базы о„(равного, в силу суперпозиции полей электрического потенциала, сумме потенциала линейного (регионального) . ЕП, потенциала U; локального (аномального) ЕП О, вйзванного наличием вблизи i -ой точки. измерения аномалиеобразующего лодtIL земного объекта 26, и потенциала 0< электрических помех и соответствующего i-ой точке измерения потенциала

0?, полученного путем линейной интерполяции в пределах базы О„потенциалов 0 „- и 0 к„начальной О и конечной

К точек этой базы L (равной сумме

868677

Способ геоэлектроразведки, основанный на одновременном измерении слагаеьих потенциалов ли алов линейной интер- параметров электрического поля основной и вспомогательной измерительными поляции: потенциала лине н ! анной фона U локально н

Р и аномалии U+ и по- линиями, расположенными на данно тенциала, ра

0* звиваемого источни- базе, последующем лине ном прео р воде - и иэном помех на среднем выводе воде 20 де- вании сигнала от вспомогательно мерительной линии и алгебраическим лителя 13, т.е. сложением этого сигнала с сигналом

М ЦЕ U . (U"..u t U.)* . и

1 "1 1 от основной измерительной линии,ре А л (U; +,") о ° + u" ° (1у () гистрации алгебраической суммы сигналов, по которой судят о параметрах откуда после тождественных преобрагеоэлектрического разреза, о т л и зований получаем ч а ю шийся тем, что, с целью

Ilь ПД + d повышения точности измерений, вспомогательную измерительную линию рас

° (8, - U. )+О. Ф 0 3

ТЦ, 1ф и и поскольку разность значении U; - U„.=O. полагают на концах базы измерени и

ДлЯ качественного сравнениЯ преДла- изменяют коэффициент линейного прегаемого способа с известным, на фиг.3 " образования сигнала от вспомогательпоказана также разность потенциалов ной измерительной линии пропорциод0„, измененная по известному спосо- нально отношению длин основной и (бу "потенциала" в 1-ой точке относи- вспомогательной приемных линий. тельно условно-нулевого потенциала

О-ой, измеряемая известным способом Источники информации, величина потенциала может отличаться принятые во внимание при экспертизе от значения потенциала ЕП в данной

А С Электроразведка тог а как 1. Семенов . . л

1-ой точке даже по знаку, д методом естественного о электрического

1974 1 8 лагаемам способом получается значе- поля, Л., "Недра", у ° пот н алов весь- 25 2. Там же, с. 179. йие д0 разности потенци

3. Сушкевич В.В. Изучение нелинеима близкое действительному значению ° 3. Сушкевич потенциала локально аномалии и аномалии U* ЕП. ной вызванной поляризации электронепроводящих руд при совместном исФормула изобретения пользовании переменного и чпостоянного

30 электромагнитного поля. Автореф. на соиск. учен. степени канд. техн.наук.

M., 1978, с. 8 - 9, 12, 16 (прототип).