Электроразведочная станция

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 02. 04. 81 (21) 3?67760/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5I)h%. Кл.

G 01 Ч 3/00 Ьоударственный коинтет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 23 . 1 1. 82 . Бюллетень J% 43

Дата опубликования описания 25 . 1 1 . 82 (53) УД)(550.83 (088.8) С..E,Меликадзе

И.А. Безрук, В.Н.Ключкин, Л.П.Левиц и О.М.цинарева (72) Авторы изобретения я тут - гео®йэиче ких

Всесоюзный научно-исследовательский и методов разведки (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНАЯ СТАНЦИЯ

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при электрораэведке на нейть и газ по методам магнитотеллурического зондирования (МТЗ) и зондированием становлением поля (ЗС).

Известна цифровая электроразведочная станция ЦЭС-1, предназначенная для измерения и регистрации компот нент электромагнитного поля в цифровой йорме на магнитной ленте с целью последуюцей обработки полученных данных на ЭВИ. Станция ЦЭС-1 состоит из нескольких измерительных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные датчики электри467ких или магнитных компонент поля и усилители, подключенных к после" довательно включеннын коммутатору каналов, инпульсно-кодовому преобра" эователю, магнитному регистратору, и системы синхронизации и управления (1).

Недостатком этой станции является ограниченность частотного и динамического диапазонов регистрации, что приводит к ограничению информативности и производительности работ по методам ИТЗ и ЗС.

Наиболее близкой к предлагаемой является циФровая электроразведочная станция ЦЗС-2, содержацая несколько измерительных каналов, каждый иэ которых включает последовательно соединенные магнитостатические или электрические датчики и усилители, подключенные к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнит" ному регистратору, а также систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляюцин входам коммутатора, импульсно-кодового преобразователя и магнитного регистратора, при этом дополнительно параллельно магнитостатическим датчикам к второму вхо1S

Станция ЦЭС-2 устраняет недостат" ки известной станции ЦЗС-1, а именно позволяет раоширить частотный и динамический диапазоны измерений компонент поля и увеличить точность их измерения. Для расширения области частотного диапазона измерения компонент магнитотеллурического поля, в магнитные каналы дополнительно введены индукционные датчики, а,в электрических каналах расширена частотная полоса усилителей. Дря обеспечения расширения частотного диапазона необходимо увеличить динамический диапазон и точность измерений компонент электромагнитного поля. Для этого в известной станции между усилителями и коммутатором каналов включено соответствующее количество преобразователей аналог-код следящего действия. На З цифровом выходе преобразователя аналог-код следящего действия действует код сигнала, а на аналоговом выходе действует сигнал рассогласования между входным сигналом и аналогом эквивалентом кода на цифровом выходе. Сигнал рассогласования после коммутатора каналов кодируется основным импульсно-кодовым преобразователем.

Результаты кодирования двух преоб- 4 разователей суммируются сумматором.

Основной преобразователь поочередно кодирует сигналы рассогласования, действующие на выходах следящих преобразователей каждого канала. При этом © сум>1атор поочередно вырабатывает сум" марные коды сигналов каждого каналаГ 2).

Недостатком известной станции ЦЭС-2 является то, что с увеличением сигна- Ы ла ошибки кодирования возрастают.

Допустим, что погрешность кодирования каждой ступени двухступенчатого

3 97641 ду усилителей подключены через частотно-корректирующие предусилители индукtt фионные датчики, между усилителями и коммутатором каналов в каждом измерительном канале включен следящий аналого-цифровой преобразователь, между импуль сно- кодовым преобразователем и магнитным регистратором включен сум-. матор, соединенный также с одним из выходов каждого следящего аналого-циф-0, рового преобразователя, а система синхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам следящих аналого-цифровых преоб разователей и сумматора. преобразователя равна младшему разряду ступени (положим для простоты, что каждый преобразователь является пятиразрядным преобразователем аналог-код)

Тогда ошибки кодирования малых сигналов, действующих в пределах основного преобразователя, не превышают 1 ед.

Если под действием большого сигнала начинает изменяться код предварительного преобразователя, то ошибки возрастают. Так при изменении кода 00001

00010 ошибки равны 2 ед., при кодах

00011 00100 ошибки равны 4 ед. и т.д., и хотя измеряется случайный сигнал с затухающим спектром (магнитотеллурическое поле), частота появления ошибок больших 1 ед., e среднем будет обратно пропорциональна величине этих ошибок, но большие ошибки все равно имеют место и снижают точность измереНий.

Кроме того, при измерении неслучайного сигнала, например сигнала становления поля, нельзя утверждать, что вероятность больших ошибок уменьшается. Поэтому для решения новых электроразведочных задач, точности измерения станции ЦЭС-2 становится недостаточно.

Целью изобретения является уменьшение погрешностей измерения Kot1llo нент электромагнитного поля.

Указанная цель достигается тем, что в электроразведочной станции, содержащей несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой преобразователь, аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляющим входам .следящих аналого-цифровых преобразователей, коммутатору каналов, импульcHQ кодовому преобразователю и магнитному регистратору, в каждый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь аналог-код и переключатель, а между импульсно-кодовым преобразователем и магнитным регистратором включены арифметическое логическое устрой-; ство и запоминающее устройство, причем в каждом измерительном канале переключатель имеет два входа, к пер976418 6

5 вому из них подключен выход:соответствующего усилителя, а к второму - вы ход вспомогательного преобразователя код-аналог, причем выход переключателя соединен с входом следящего преоб- 3 раэователя, а цифровой выход следящего аналого-цифрового преобразователя подключен к входу вспомогательного преобразователя код-аналог, при этом один выход ариЬиетического логи- 11 ческого устройства подключен к входу запослинающего устройства, а другойк системе синхронизации и управления, причем. выход запоминающего устройства соединен с одним из входов арифме- 3 тического логического устройства, а система синхронизации и управления дополнительно подклюлена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя 36 каждого из каналов и арифметического логического устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема электроразведочней станции; на фиг. 2 - диагра л ла, поясняющая измерение сигнала с повышенной точ- иост ью

Электроразведочная станция имеет идентичные каналы для измерения компонент магнитного поля, каждый из которых содержит магнито-статический и индукционный датчик 1 с усилителем 2 и идентичные каналы для измере. ния компонент электрического поля, 3S каждый из которых содержит датчик 3 электрического поля с усилителем 4.

Каждый из каналов содержит вспомога" тельный преобразователь код-аналог (ВП) 5, переключатель 6 и следящий

40 . аналого-цифровой преобразователь (СП) 7.

Аналоговые выходы СП подключены к коммутатору каналов 8. Выход коммутатора каналов подключен к входу . основного импульсно-кодового прербразователя (ИКП) 9. ИКП подключен к арифметическому логическому устройству (АЛУ) 10, связанному с запоминаищим устройством (ЗУ) 11. Кроме того, станция имеет систему 12 синхSO рониэации и управления и магнитный регистратор 11.

Электроразведочная станция работает следующим образом.

Датчики преобразуют компоненты

И электромагнитного поля в электрические сигналы, которые усиливаются усилителем и поступают на один из входов переключателя каждого из каналов (фиг. 1}.

Далее для простоты объяснения процесса измерения сигнала, рассматривается работа станции с одним измерительным каналом.

Допустим, что ИКП кодирует измеряемый сигнал А первого канала в моменты времени ° - ° ° C+

Положим, что в ио)ленты времени + сигнал А равен A а аналогоо вый эквивалент кода СП равен R (фиг. 2) .

Положим также, что код аналогового эквивалента кода СП равен Н (Во )и известен в единицах измерения ИКП и хранится в ЗУ, и что в ЗУ также хранятся результаты двух предыдущих кодирований измеряемого сигнала А К (А )и

К ГА,).

В момент времени 4; на ИКП поступит сигнал рассогласования fAо -Во ) и ИКП найдет код этого сигнала К (А -В ). Код поступит на ПНУ, котоо oë рое вызовет из ЗУ код К1 Во)и найдет код измеряемого сигнала

К Г АЛ= К (Ao -В,3 - К (801

Код К A no ко ланде системы синхронизации и управления поступит на магнитный регистратор.

Затем АДУ вызовет из ЗУ коды K 1» А и К (A ). Используя их совместно с

К Ао), ЮУ выполнит экстраполяцию по параболе 2-ой степени и предскажет код К" 1Лл для момента 1„, а коды

К 1,А л.1 и К KA© j по команде системы синхронизации и правления отправит в ЗУ. Затем АЛУ найдет ожидаемый код сигнала рассогласования для момента tq

« (А„- В )=- «л Л„) - « Но) л оценит его величину. Если он будет ольше 3/4 шкалы ИКП, то система синхронизации и управления подаст на П, переключатель и СП канала соответствующие команды, по которым ВП примет кодовое состояние СП и выработает постоянный аналоговый сигнал

С, близкий по величине к Ro, à пео реклачатель подаст íà Cll вместо сигнала А, сигнал Со, при этон И <П в момент Со,найдет код К КС -В,), который поступит в АЛУ. Затем, по команде системы синхронизации и управления, СП изменит код на 1 единицу и аналоговый эквивалент кода СП ра станет равен В, пои этом ИКП найдет в моиентСО .код К ГГО - „j, а АПУ

1лайдет код нового аналогов< го эквивалента кода СП К 5 11лД.

7 97641

ЧМ- КРо) К E<о-Во - «В,З, кото(и,й будет записан в ЗУ. Затем

ВП снимет по команде системы синхронизации и управления сигнал С,, а переключатель подаст на СП снова из- 5 меряемый сигнал А. Такии образом, к моменту времени 44 в З будут храниться коды К (А, К (А„) и К В„) а на ИКП будет подан сигнал рассогласования А> -0< и кодирование может быть продолжено.

Следует отметить, что начальный код СП может быть произвольным.

Таким образом, измерение сигнала A производится с погрешностью

<0,5 ед. ИКП во всем динамическом диапазоне измерения.

Реальное макетирование предлагаемой станции показало, что уменьшение погрешности измерений позволяет увеличить точность и разрешающую способность измерений электромагнитных полей, чем достигается расширение частотного диапазона измерений

-А до 10 10 Гц и динамического диапазона до 108 Дб.

Применение станции повышает производительность труда на 203, так как снижается время регистрации на полевых пунктах ИТЗ и ЗС, поскольку увеличение точности и разрешающей способности позволяет регистрировать электромагнитные поля одновременно в расширенных частотном и динамическом диапазонах. зз

Формула изобретения

Электроразведочная станция, copepj 40 жащая несколько измерительных каналов, каждый из которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, следящий аналого-цифровой преобразователь, 4g аналоговый выход которого подключен к последовательно включенным коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, а также систему синхронизации и управления, подсоединенную к управляющим входам следлщих аналого-цифровых преобразователей, коммутатору каналов, импульсно-кодовому преобразователю и магнитному регистратору, о т л и ч аю щ а я с л тем, что, с целью уменьшения погрешностей измерения, в каж-, дый измерительный канал введены вспомогательный преобразователь код-аналог и переключатель, а между импульснокодовым преобразователем и магнитным регистратором включены арифметическое логическое устройство и запоминающее устройство, при этом в каждом из каналов переключатель имеет два входа, к первому из них подключен выход соответствующего усилителя, а к второмувыход вспомогательного преобразователя код-аналог, причем выход переключателя соединен с входом следящего аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого подключен к входу вспомогательного преобразователя код-аналог, причем один выход арифметического логического устройства подключен к систеие синхронизации и управления, а другой - к входу запоминающего устройства, причем выход запоминающего устройства соединен с одним из входов арифметического логического устройства, а система синхронизации и управления дополнительно подключена к управляющим входам вспомогательного преобразователя код-аналог и переключателя каждого из каналов и арифметического логического устройства.

Источники информации, принлтые во внимание при экспертизе

1. Якубовский И.В. Электроразведка. И., "Недра", 1973, с. 223-224.

2. Авторское свидетельство СССР

М 717688, кл. П 01 3/08, 1375 (прототип).

976l 18

Составитель F.. Городничев

Редактор В. Иванова Техреду А, Бабинец» Корректор А. Дэятко

Заказ 5999/Я Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий оилиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,