FR2602877A1 - Dispositif de mesure des parametres de gisements de mineraux souterrains - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR MESURER DES PARAMETRES DE GISEMENTS DE MINERAUX SOUTERRAINS EMETTANT UN SIGNAL DE RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE - RMN. LE DISPOSITIF COMPREND UNE BOUCLE DE FIL 1 DISPOSEE A LA SURFACE DU SOL ET QUI, PAR UN COMMUTATEUR COMMANDE 2, ET RELIEE ALTERNATIVEMENT A UN GENERATEUR 3 D'IMPULSIONS EXCITATRICES DE COURANT ALTERNATIF ET, PAR UN AMPLIFICATEUR DE SIGNAL D'INFORMATION 5, UN DETECTEUR COHERENT 7 ET UN CONVERTISSEUR ANALOGIQUE-NUMERIQUE 8, UN PROCESSEUR 12, RACCORDE AU COMMUTATEUR COMMANDE 2, A DES REGULATEURS D'AMPLITUDE 8 ET DE LA DUREE 9 DES IMPULSIONS EXCITATRICES AU GENERATEUR 3 D'IMPULSIONS EXCITATRICES DE COURANT ALTERNATIF, RELIE AU DETECTEUR COHERENT 7 ET AU REGULATEUR 8 ET 9 ET A L'AMPLIFICATEUR 5 DE SIGNAL D'INFORMATION PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN REGULATEUR D'AMPLIFICATEUR 6. L'INVENTION TROUVE APPLICATION DANS LE DOMAINE DE LA GEOPHYSIQUE.

Description

La présente invention se rapporte au domaine de la géophysique et, plus

particulièrement elle a pour objet un dispositif pour mesurer les paramètres de gisements de minéraux souterrains, de préférence liquides, tels que 5 par exemple l'eau ou le pétrole, basé sur le phénomène de la résonance magnétique nucléaire (RMN), sans forer

de trous.

La présente invention peut être utilisée pour mesurer la profondeur de gisements, la puissance et la 10 concentration des minéraux souterrains, fournissant un signal RMN (NMR en anglais). Dans le cas o l'on mesure les paramètres des horizons aquifères souterrains, l'invention permet en plus d'évaluer le degré de minéralisation de l'eau que contionnent ces horizons. La présente invention 15 est également applicable dans l'exploration pour les besoins de la géologie technique, dans le domaine du bâtiment et dans la bonification des terres, aussi bien que dans le domaine de l'hydrologie lorsqu'on doit définir les emplacements des puits producteurs d'eau et de déter20 miner les intervalles entre les puits pour la prise d'eau souterraine. On connaît un procédé de mesure directe des paramètres des minéraux souterrains largement utilisés dans la pratique et qui consiste à exécuter le forage en 25 vue de l'analyse des carottes de roche, et équiper, lorsqu'il s'agit des liquides, les trous de forage de colonnes de filtrage pour évaluer ensuite quantitativement la teneur en eau des échantillons d'essais pompés. Cette méthode connue est exigeante en main-d'oeuvre, nécessite 30 un matériel encombrant et occasionne une perte de temps importante. On connaît également des procédés de mesure directe et des dispositifs d'étude des trous de forage (carottage) qui font recours à la résonance magnétique nucléaire (RMN), comme décrit dans la publication de 1967 de P.M.Borodine " La résonance magnétique nucléaire dans le champ magnétique terrestre, Editions "Leningradsky

Universitet" (Léningrad), pages 171-178.

La condition indispensable pour-exécuter ces méthodes connues est de forer d'avance un trou. Ce trou est ensuite utilisé pour y faire déplacer une bobine exploratrice à plusieurs spires. Par ailleurs, en vue de détecter un signal RMN, engendré par un minéral souterrain, pouvant se trouver dans les horizons traversés par le trou de forage, ladite bobine reçoit nécessairement une forte impulsion de courant continu afin de polariser préliminai10 rement les noyaux du minéral recherché par un champ magnétique permanent,dont la grandeur est sensiblement

plus élevée que celle du champ magnétique terrestre.

Simultanément ou avec un certain retard, on envoie dans cette bobine, à la fréquence de précession des noyaux du 15 minéral à explorer, une impulsion de courant alternatif pour créer dans la zone de gisement éventuel un champ

magnétique impulsionnel excitateur alternatif.

Ceci étant, les prises de ladite bobine sont raccordées par un commutateur à l'entrée d'un récepteur. 20 Quand la bobine exploratrice à plusieurs spires de fil passe à proximité d'une formation géologique, contenant le minéral recherché, un signal RMN est détecté. D'après la profondeur de plongement de la bobine au moment de la détection du signal, on détermine la profondeur et la puissance de la couche contenant le minéral en question, et on évalue aussi la quantité dans la zone étroite adjacente à la couche, ladite zone ne dépassant pas trois

rayons du trou de forage.

On connaît également un dispositif de diagraphie 30 (voir le brevet US NI 3 234 454, cl. G 01 v 3/14, mis à la disposition du public en 1966), basé sur le phénomène de la résonance magnétique nucléaire (RMN). Ce procédé comprend le forage d'un trou, le déplacement dans ce trou d'une bobine exploratrice, l'excitation d'un champ magnétique 35 permanent en faisant passer à travers la bobine exploratrice à fil uneimpulsion de courant continu, l'excitation d'une impulsion de champ magnétique alternatif en faisant passer par la bobine exploratrice à fil une impulsion de courant alternatif provenant d'un générateur, et la réception du signal RMN après le rétablissement de la sensibilité

du récepteur.

Le procédé, utilisé dans le dispositif du type connu, permet de varier l'amplitude du champ magnétique alternatif grâce à la possibilité de régler l'impulsion de courant alternatif parcourant la bobine exploratrice à fil. Alors, il s'avère possible d'obtenir des données sur la qualité du minéral se trouvant dans la couche à une distance qui dépasse quelque peu trois rayons du trou de forage. Alors, on voit diminuer un peu l'influence de l'hétérogénéité du champ magnétique terrestre qui se fait toujours sentir le long du trou en raison d'inclusions

ferromagnétiques inévitables dues au processus de forage.

Cependant, le recours au champ magnétique impulsionnel permanent conduit à l'aimantation des particules de la roche qui apporte une hétérogénéité supplémentaire dans

le champ magnétique permanent terrestre et exerce une 20 influence sur la vitesse de relaxation du signal RMN.

Lorsqu'on emploie ce dispositif connu, la profondeur de pénétration du champ magnétique alternatif dépend essentiellement du diamètre de la bobine exploratrice à fil qui, à son tour, est limité par le diamètre du trou de forage. Avec le dispositif connu, les données concernant la profondeur de la couche réservoir de minéral et l'épaisseur de cette couche ne peuvent être obtenues que par suite d'un déplacement de la bobine exploratrice à fil le long du trou de forage. En ce qui concerne la concen30 tration du minéral dans une unité de volume, celle-ci est évaluée dans une zone étroite limitrophe du trou. La profondeur de la prospection est définie, en général, par la profondeur du trou foré. Le dispositif ne dispose pas

de moyens pour pouvoir évaluer la minéralisation du 35 liquide souterrain tel que par exemple de l'eau.

Du point de vue physique et technique, la solution antérieure la plus proche de celle qui fait l'objet de la présente invention, est représentée par le dispositif de mesure des paramètres de gisements de minéraux souterrains,

de préférence liquides (voir brevet US NO 3019383, cl.

324-0,5, G OIV 3/14, mis à la disposition du public en 1962), utilisant l'excitation et la réception d'un signal RMN, débité par le minéral souterrain, sans exécuter de

trou de forage.

Le dispositif connu comporte une boucle de fil, un commutateur commandé dont les entrées/sorties sont raccordées à la boucle de fil, un générateur d'impulsions excitatrices, dont la sortie est reliée à la première entrée du commutateur commandé, un récepteur, dont l'entrée est raccordée à la sortie du commutateur commandé. La boucle de fil est reliée au commutateur commandé par

l'intermédiaire d'un premier transformateur d'adaptation.

Un amplificateur est raccordé à la sortie du commutateur commandé par l'intermédiaire d'un deuxième transformateur d'adaptation. Par l'intermédiaire d'un commutateur, la sortie de l'amplificateur est reliée à un enregistreur 20 magnétique à deux voies ayant des circuits de résonance et des détecteurs à la sortie de chacune des deux voies

pour soumettre le signal à un traitement préliminaire.

La sortie du détecteur de chacune des voies est reliée à un soustracteur réunissant les sorties des voies. De plus, 25 ce dispositif connu comporte en série un intégrateur et un autosouscripteur, l'entrée de l'intégrateur étant reliée

à la sortie du soustracteur.

Le cycle d'excitation est assuré dans le dispositif à la suite du raccordement de la boucle de fil à la sortie 30 d'un générateur d'impulsions excitatrices à l'aide du commutateur commandé. Le cycle d'excitation étant terminé, le commutateur commandé réunit la boucle de fil à l'entrée de l'amplificateur afin que commence le cycle de réception du signal. Par ailleurs, l'une des voies du dispositif de 35 traitement préliminaire mémorise les signaux amplifiés de la précession libre et les parasites. L'autre voie ne mémorise que les signaux parasites et de ce fait elle est mise en service plus tard que la première voie, c'est-àdire quand le signal de la précession libre devient effectivement très faible. Ensuite, les signaux mémorisés dans les voies sont lus simultanément à partir de bandes 5 magnétiques, sont filtrés séparément par les circuits de résonance, sont détectés et passent dans le soustracteur qui soustrait de la tension, détectée dans la première voie, la tension apparaissant à la sortie du détecteur de la deuxième voie. Il en résulte qu'à la sortie du sous10 tracteur il ne reste que le signal utiles de la précession libre. Les cycles d'excitation-et de réception se répètent plusieurs fois et le signal sortant du soustracteur se présente à l'intégrateur qui en établit la moyenne, et une fois établie, le signal est enregistré par l'autoscripteur. 15 On voit ainsi augmenter la sensibilité du dispositif. De même, le dispositif de prétraitement effectue l'effacement du signal enregistré sur les bandes magnétiques si, pendant le cycle de réception, la boucle de fil est le siège de parasites impulsionnels. A cet effet, chacune des voies 20 du dispositif de prétraitement comporte des têtes de lecture auxiliaires qui sont reliées à leurs propres amplificateurs, détecteurs, circuits de retard et d'effacement. Si le signal dépasse un certain niveau préétabli, les détecteurs auxiliaires mettent en service les disposi25 tifs d'effacement et le signal entaché de parasites se trouve détruit et, par conséquent, n'atteint pas les

entrées du soustracteur.

Le dispositif connu permet de déceler, sans exécuter pour cela des trous de forage, des gisements de 30 minéraux souterrains émettant un signal RMN et de fournir une évaluation qualitative, donc de savoir si le minéral en question est présent en grande ou petite quantité, Le dispositif connu est dépourvu de moyens et de structures qui pourraient définir la profondeur et la puissance du 35 minéral de même que la répartition quantitative de ce minéral suivant la profondeur, et dans le cas o la prospection se fait pour s'assurer de la présence des eaux souterraines, ledit dispositif ne permet pas non plus d'évaluer la teneur quantitative en sels des eaux

souterraines recherchées.

La présente invention a pour but de créer un dispositif de mesure des paramètres de gisements de minéraux souterrains, émettant un signal de résonance magnétique nucléaire - RMN, qui permet d'exercer sur ces minéraux une action qui soit capable d'assurer à la surface de la terre, sans faire des trous de forage, l'enregistre10 ment du signal RMN et, d'après la variation de ses caractéristiques d'amplitude, de ses caractéristiques temporelles,d'obtenir des informations sur la répartition du minéral suivant la profondeur, aussi bien que sur la

profondeur et la puissance du gisement de ce minéral.

Le problème posé est résolu selon l'invention en proposant un dispositif pour mesurer des paramètres de gisements de minéraux souterrains émettant un signal de résonance magnétique nucléaire-RMN, du type comprenant une boucle de fil, disposée à la surface de la terre et 20 destinée à créer à la fréquence de résonance magnétique nucléaire dans le champ magnétique terrestre un champ magnétique alternatif excitateur impulsionnel, en faisant parcourir à travers cette boucle des impulsions de courant alternatif, un générateur d'impulsions excitatrices de 25 courant alternatif, un commutateur commandé dont les entrées/sorties sont raccordées à ladite boucle de fil et une entrée est connectée à la première sortie du générateur d'impulsions excitatrices de courant alternatif, un récepteur pour la réception du signal de résonance magnétique nucléaire induit dans la boucle de fil par le minéral souterrain pendant les intervalles entre les impulsions excitatrices, dont l'entrée d'information est reliée à la sortie d'information du commutateur commandé, destiné à connecter alternativement et dans l'ordre bien défini la boucle de fil à la première sortie du générateur d'impulsions excitatrices de courant alternatif et à l'entrée d'information du récepteur, et caractérisé en ce qu'il comprend un régulateur de l'amplitude et un régulateur de la durée des impulsions excitatrices de champ magnétique alternatif, lesdits régulateurs étant destinés à commander l'amplitude et/ou la durée des impulsions excitatrices de champ magnétique alternatif et à obtenir la variation de l'amplitude et du temps de relaxation du signal RMN en fonction de l'amplitude et/ou de la durée desdites impulsions excitatrices, les sorties desdits régulateurs de l'amplitude et de la durée des impulsions excitatrices étant reliées aux entrées respectives du générateur d'impulsions excitatrices, un processeur, dont les sorties de commande sont raccordées à l'entrée de commande du commutateur commandé, à l'entrée commandée du générateur d'impulsions excitatrices, aux 15 entrées commandées des régulateurs de l'amplitude et de la durée des impulsions excitatrices; un convertisseur analogique-numérique dont l'entrée commandée est reliée à la sortie de commande du processeur, la sortie d'information du convertisseur analogique-numérique étant reliée à l'entrée d'information du processeur dans ces conditions, et en ce que le récepteur comporte un amplificateur de signal d'information, un détecteur cohérent et un régulateur d'amplification, dont la sortie est reliée à l'entrée commandée de l'amplificateur de signal d'informa25 tion, la sortie de l'amplificateur de signal d'information étant reliée à l'entrée d'information du détecteur cohérent dont la sortie est branchée sur l'entrée analogique du convertisseur analogique-numérique, l'entrée de tension de référence du détecteur cohérent étant reliée à une deuxième sortie du générateur d'impulsions excitatrices de courant alternatif, et l'entrée commandée du régulateur d'amplification étant reliée à la sortie de commande du processeur assurant l'accumulation, le traitement et la mémorisation de la relation reliant l'amplitude initiale 35 et le temps de relaxation du signal RMN (de résonance magnétique nucléaire) et les valeurs d'amplitudes et de durée d'impulsions de champ magnétique alternatif,dont ils dépendent et qui sont préréglées par les régulateurs, ainsi que la comparaison de cette relation avec les

données étalons de référence.

Dans le but de mesurer la variation de phase du signal RMN en fonction de l'amplitude et de la durée des impulsions du champ magnétique alternatif, il est avantageux d'insérer dans le dispositif de l'invention un paramètre de signal d'information dont l'entrée de tension de référence est reliée à une deuxième sortie du générateur d'impulsions excitatrices, une entrée commandée étant raccordée à la sortie de commande du processeur, une entrée d'information,étant connectée à la sortie d'information de l'amplificateur de signal d'information et

la sortie d'information étant raccordée à l'entrée 15 d'information du processeur.

La présente invention permet d'accélérer et de rendre moins coûteuses l'exploration et la prospection des gisements de minéraux souterrains, surtout des minéraux liquides tels que l'eau ou le pétrole. Elle permet pour la première fois d'évaluer la répartition des concentrations de gisements de minéraux suivant la profondeur et ceci sans faire de forages et sans procéder à des pompages. Par ailleurs, les travaux de forage deviennent beaucoup plus orientés, bien fondés et sûrs. 25 Quand à la propsection des eaux souterraines, la présente invention permet également d'évaluer la

minéralisation des eaux souterraines décelées.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres

buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci 30 apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma fonctionnel d'un dispositif pour la mesure des paramètres de gisements de minéraux souterrains, selon l'invention; - la figure 2 représente un schéma de principe d'un commutateur commandé, d'un générateur d'impulsions excitatrices et d'un régulateur de la durée des impulsions, selon l'invention; - la figure 3 représente un schéma de principe d'un régulateur de l'amplitude,selon l'invention; - la figure 4 représente un schéma de principe d'un amplificateur de signal d'information et d'un régulateur d'amplification selon l'invention; - la figure 5 représente un diagramme de la variation de la répartition de la concentration du minéral en fonction de sa profondeur de gisement, selon l'invention; - la figure 6 représente un diagramme, montrant 15 la variation de la répartition de la concentration des eaux souterraines en fonction de la profondeur de la nappe aquifère, obtenu en utilisant un prototype du dispositif de mesure de paramètres de gisements de minéraux souterrains, conforme à la présente invention; - la figure 7 représente un diagramme de la variation de la phase du signal RMN en fonction de l'aire de l'impulsion excitatrice pour un premier horizon aquifère, selon l'invention; - la figure 8 représente un diagramme de variation de la phase du signal RMN en fonction de l'aire de l'impulsion excitatrice pour un deuxième horizon aquifère, selon l'invention; - la figure 9 représente un diagramme de variation de la phase du signal RMN en fonction de l'aire 30 de l'impulsion excitatrice pour une structure composée de

deux horizons aquifères, selon l'invention.

Le dispositif de mesure des paramètres de gisements de minéraux souterrains fournissant un signal de résonance magnétique nucléaire, comporte une boucle de fil 1 (figure 1), disposée au sol. La boucle de fil 1 est destinée à créer dans le champ magnétique terrestre, à la fréquence de la résonance magnétique nucléaire, un champ magnétique alternatif excitateur, en faisant circuler

à travers la boucle 1 des impulsions de courant alternatif.

Le dispositif comporte un commutateur commandé 2, dont les entrées/sorties sont raccordées à la boucle de fil 1, un générateur 3 d'impulsions de courant alternatif excitatrices, dont la sortie est reliée à l'entrée 4

du commutateur commandé 2.

Le dispositif comprend également un récepteur

comprenant un amplificateur de signal d'information 5, un 10 régulateur d'amplification 6 et un détecteur cohérent 7.

De plus, le dispositif contient un régulateur 8 de l'amplitude et un régulateur 9 de la durée des impulsions de courant alternatif, produites par le générateur 3 d'impulsions excitatrices. La valeur de la fréquence des 15 impulsions est très proche de celle de la précession des

noyaux du minéral souterrain prospecté.

Les régulateurs 8, 9 servent à commander l'amplitude et/ou la durée des impulsions de champ magnétique alternatif d'excitation et à étudier la relation reliant 20 l'amplitude et le temps de relaxation du signal RMN avec l'amplitude et/ou la durée desdites impulsions d'excitation, dont ils sont fonctions. Les sorties des régulateurs 8 et 9 sont raccordées aux entrées 10 et 11 du générateur

d'impulsions d'excitation.

Le dispositif comprend également un processeur 12, dont les sorties de commande sont reliées à l'entrée

commandée 13 du commutateur 2, aux entrées commandées 14 et 15 des régulateurs 8 et 9, respectivement, à l'entrée commandée 16 du générateur 3, à l'entrée commandée 17 du 30 régulateur 6.

Le processeur 12 est destiné à assurer l'accumulation, le traitement et la mémorisation de la relation entre l'amplitude initiale et le temps de relaxation du signal RMN d'une part, et les valeurs d'amplitude et de 35 durée des impulsions de champ magnétique alternatif d'excitation établies par les régulateurs 8, 9, d'autre part, le processeur effectue aussi la comparaison de

cette dépendance avec les données étalons de référence.

Le dispositif comprend un convertisseur analogique-numérique 18, dont l'entrée commandée 19 est reliée à la sortie du processeur 12; la sortie numérique d'information du convertisseur 19 est reliée à l'entrée d'information 20 du processeur 12. L'entrée analogique 21 du convertisseur 18 est reliée à la sortie du détecteur

cohérent 7, dont la sortie de tension de référence 22 est 10 raccordée à une deuxième sortie du générateur 3.

L'entrée d'information 23 de l'amplificateur 5, qui est l'entrée d'information du récepteur, est raccordée à la sortie d'information du commutateur 2, et l'entrée

commandée 24 dudit amplificateur 5 est connectée à 15 l'entrée d'information 25 du détecteur cohérent 7.

Le dispositif est doté d'un phasemètre 26 dont une entrée commandée 27 est reliée à la sortie de commande du processeur 12, une entrée de tension de référence 28 est reliée à la deuxième sortie du générateur 3, l'entrée 20 d'information 29 est connectée à la sortie d'information de l'amplificateur 5 et la sortie d'information de ce phasemètre 26 est branchée sur l'entrée d'information 30

du processeur 12.

La boucle de fil 1 prend place à la surface du 25 sol, dont la coupe est représentée conventionnellement à

la figure 1 et qui comporte des couches 31, 32, 33, 34, 35.

Les couches 32 et 34 sont des réservoirs du minéral prospecté, par exemple d'un liquide, et les couches 31,

33 et 35 ne contiennent pas de ce liquide.

Comme commutateur commandé 2, on peut utiliser

un relais à contacts ou un relais sans contacts.

La figure 2 fait état d'un schéma d'un relais à contacts ayant un enroulement 36 et un groupe de contacts à fermeture 37 et des contacts à ouverture 38. Lors de l'excitation d'un signal de résonance magnétique nucléaire (RMN), le groupe de contacts à fermeture 37 met en liaison la première sortie du générateur 3 et la boucle de fil 1. Pendant la réception du signal RMN, le groupe de contacts à ouverture 38 raccorde la boucle de fil 1 à l'entrée 23 (figure 1) de l'amplificateur 5. Le commutateur 2 (figure 2) est commandé sur les instructions provenant du processeur 12 (figure 1). Le générateur 3 peut être organisé autour de thyristors 39, 40 (figure 2) en empruntant un circuit

connu d'un onduleur série à diodes inversées 41, 42.

Le générateur 3 comporte un condensateur 43, des 10 oscillateurs à blocage 44, 45, utilisant tout circuit connu, des éléments logiques 46, 47 et un générateur de tension de référence, comme décrit par la publication de J. Connelly "Circuits intégrés numériques" (Composants,

circuits, systèmes et applications), publié en 1977, 15 aux Editions "Mir" (Moscou), pages 410-411.

En passant par le condensateur 43, le point commun des thyristors 39, 40 et des diodes 41, 42 est relié à l'entrée 4 du commutateur commandé 2. Les gâchettes des thyristors 39, 40 sont reliées respectivement aux oscillateurs à blocage 44, 45. Les entrées des oscillateurs à blocage 44, 45 sont reliées respectivement aux sorties des éléments logiques 46, 47. Les premières entrées 49, 50 des éléments logiques 46, 47 sont reliées aux sorties respectives du générateur de tension de référence 48. 25 L'anode du thyristor 39 est réunie avec la cathode de la diode 41 pour être raccordée à la sortie du régulateur 8 (figure 1). La cathode du thyristor 40 (figure 2) et l'anode de la diode 42 inversée sont réunies et vont vers le bus commun. L'entrée du générateur 48 constitue l'entrée 16 (figure 1) du générateur 3. L'une des sorties du générateur 48 (figure 2) est reliée aux entrées 22, 28 (figure 1) respectivement du détecteur cohérent 7 et du

phasemètre 26.

Le régulateur 9 de la durée des impulsions

excitatrices peut représenter en soi un compteur d'impulsions 51 (figure 2)utilisant un circuit du type connu.

La sortie du compteur d'impulsions 51 est reliée aux deuxièmes entrées 52, 53 réunies des éléments logiques 46, 47 du générateur 3. L'entrée du compteur d'impulsions 51 constitue l'entrée 15 du régulateur 9 de la durée des

impulsions d'excitation.

Comme régulateur d'amplitude 8 (figure 1), on peut utiliser, par exemple, un circuit convertisseur tension continue/tension continue variable. La mise en service dudit convertisseur peut se faire aussi bien à partir d'une horloge individuelle, qu'à partir de 10 l'horloge du dispositif (l'horloge n'est pas représentée

sur les figures).

Le convertisseur comporte des transistors de puissance 54, 55 (figure 3), un transformateur haute fréquence 56, dont l'enroulement secondaire 57 est connecté à l'entrée d'un pont à diodes 58 et les enroulements primaires 59, 60 sont branchés sur les collecteurs de transistors 54, 55 et sont reliés à une source d'alimentation (non représentée sur les figures). Les

émetteurs des transistors 54, 55 sont réunis et connectés 20 au bus commun.

Le pont à diodes est chargé par un condensateurtampon 61, dont la capacité est de quelques dizaines ou

centaines de microfarads.

L'horloge peut être réaliséesous forme d'un multivibrateur 62,dont la sortie est reliée aux premières entrées 63, 64 d'éléments logiques 65, 66, alors que les deuxièmes entrées 67, 68 des éléments logiques 65, 66 sont réunies et connectées à la sortie d'une bascule de Schmitt 69. L'entrée 70 de la bascule de Schmitt 69 est 30 reliée au point commun d'un diviseur de tension, constitué de résistances 71, 72, dont les bornes libres sont reliées à la sortie du pont à diodes 58. L'entrée 73 de la bascule de Schmitt 69 constitue l'entrée 14 du régulateur 8 (figure 1). Les sorties des éléments logiques 35 65, 66 sont reliées respectivement aux bases des transistors 54, 55. La plaque positive du condensateur 61

constitue la sortie du régulateur d'amplitude 8.

Un exemple de réalisation de l'amplificateur de signal d'information 5 du régulateur d'amplification 6 est donné à la figure 4. L'amplificateur de signal d'information 5 peut être conçu autour d'un micro-circuit 0Y777 5 [J. Rutkovsky "Amplificateurs opérationnels à circuits intégrés" (Aidemémoire), publication de 1978, aux

Editions "Mir" (Moscou), pages 287 à 289 ou de microcircuits analogues.

L'amplificateur de signal d'information 5 comporte 10 un micro-circuit 74, un condensateur intermédiaire 75, une résistance limitatrice 76, insérée en série avec le condensateur 75, un condensateur variable 77, mis en parallèle sur l'entrée 23 de l'amplificateur de signal

d'information 5. La sortie du micro-circuit 74 constitue 15 la sortie de l'amplificateur de signal d'information 5.

Le régulateur d'amplification 6 peut utiliser un relais quelconque. La sortie de l'enroulement 78 de ce relais constitue l'entrée 17 du régulateur d'amplification 6. Un contact à fermeture 79 est relié à l'entrée 20 24 de l'amplificateur 5. Les bornes libres de l'enroulement 78 et du contact à fermeture 79 sont raccordées au bus commun. Le détecteur cohérent 7 et le phasemètre 26 peuvent utiliser des micro- circuits HA-2820, soit HA-2800 [J. Connelly 'Circuits intégrés numériques" (Composants, 25 circuits, systèmes et applications), publication de 1977, aux Editions "Mir" (Moscou), page 398 I. Le convertisseur analogique-numérique 18 peut utiliser un schéma que l'on trouve dans le livre de J. Rutkovsky "Amplificateurs opérationnels à circuits 30 intégrés"(Aide-mémoire), publication de 1978, aux Editions "Mir" (Moscou), pages 241, 242, 243.

Comme processeur 12, on peut utiliser tout ordinateur connu, par exemple, un ordinateur du type 9815S de la société Hewlett Packard (catalogue de la société

Hewlett Packard, publication de 1981, USA, voir page 623).

La figure 5 représente un diagramme de la variation de la répartition de la concentration du minéral en fonction de sa profondeur de gisement selon la

présente invention.

La figure 6 est un diagramme, montrant la variation de la répartition de la concentration des eaux souterraines en fonction de la profondeur de l'horizon aquifère obtenu en utilisant un dispositif prototype de mesure des paramètres de gisements de minéraux

souterrains selon l'invention.

Les figures 7, 8, 9 sont des diagrammes expéri10 mentaux,obtenus pour divers cas caractéristiques de la répartition de la minéralisation des eaux souterraines, conformément à la présente invention: - la figure 7 est un diagramme de la variation de la phase du signal RMN en fonction de l'aire de l'impulsion excitatrice pour un horizon aquifère dans la plage de profondeurs allant de 28 à 80 mètres avec une minéralisation inférieure à 0,9 gramme/litre; - la figure 8 représente un diagramme, faisant apparaître la variation de la phase du signal RMN en 20 fonction de l'aire de l'impulsion excitatrice pour un horizon aquifère dans la plage de profondeurs allant de 12 à 50 mètres avec une minéralisation égale à environ

1,5 grammes/litre.

- la figure 9 représente un diagramme, illustrant 25 la variation de la phase du signal RMN en fonction de l'aire de l'impulsion excitatrice pour une structure composée de deux horizons aquifères. L'horizon supérieur a une plage de profondeurs qui varie de 12 à 28 mètres et l'horizon inférieur se trouve dans la gamme de profon30 deurs s'étendant de 36 à 80 mètres. La minéralisation de l'horizon supérieur se chiffre à 0,9 gramme/litre et

celle de l'horizon inférieur est d'environ 1,27 grammes/litre.

L'esprit de la présente invention consiste en ce qu'à l'aide d'une boucle de fil (figure 1), disposée à 35 la surface du sol, on crée une séquence d'impulsions excitatrices de courant alternatif,dont la fréquence porteuse est égale à la fréquence de résonance du minéral prospecté. Par suite de la mutation qui a lieu pendant l'action de chaque impulsion, le moment magnétique des gisements, dû au magnétisme nucléaire, effectue des déviations par rapport à sa position statique déterminée par le champ magnétique terrestre. Lorsque l'impulsion excitatrice prend fin, le moment magnétique revient dans sa position statique en effectuant des mouvements de précession autour du vecteur d'induction Bo du champ magnétique terrestre et en engendrant alors au-dessus du gisement de minéral des oscillations affaiblissantes du champ magnétique alternatif (signal de précession libre

ou signal de résonance magnétique nucléaire (RMN) ayant une fréquence strictement définie qui n'est caractéristique que pour le minéral prospecté).

Pendant les intervalles entre les impulsions

excitatrices, on fait l'usage de la même boucle I de fil pour réaliser la réception desdites oscillations.

La présence ou l'absence dans le récepteur 5 d'un signal ayant la fréquence donnée des oscillations, témoigne de 20 la présence ou de l'absence du minéral souterrain recherché. L'amplitude des oscillations du signal RMN est fonction de la puissance du gisement de minéral

souterrain et de la profondeur de ce gisement, c'est-àdire de la distance jusqu'à la surface de la terre.

La rapidité d'affaiblissement desdites oscillations se définit, toutes choses égales par ailleurs, par l'hétérogénéité du champ magnétique terrestre, ladite hétérogénéité pouvant être influencée, par exemple, par la nature du milieu poreux, contenant le minéral recherché. 30 Pour obtenir le même angle de déviation du moment magnétique des gisements, ayant la même puissance, mais se trouvant à des profondeurs plus grandes, il faut que soient plus élevées les valeurs d'amplitude du courant

de l'impulsion excitatrice dans la boucle 1 de fil et/ou 35 de durée de cette même impulsion.

Cependant, la variation de la durée est limitée par le temps de relaxation du signal RMN, dont les valeurs maximales n'excèdent pas quelques secondes. En faisant varier l'amplitude et/ou la durée du champ magnétique alternatif excitateur dans la zone du gisement souterrain, on obtient la variation de l'amplitude du signal RMN en fonction de ces paramètres. Il est beaucoup plus aisé d'exprimer cette dépendance par la variation de la partie initiale du signal RMN en fonction de l'impulsion excitatrice présentée sous forme d'une aire égale au produit de l'amplitude d'une impulsion de courant alternatif 10 circulant à travers la boucle de fil 1 par la durée de

cette impulsion.

Le fonctionnement du dispositif commence par l'exécution d'un cycle d'excitation. En vue d'éviter les surcharges de l'amplificateur 5, provoquées par une tension 15 parasite, faisant son apparition à travers le commutateur 2 pendant l'excitation, et qui diminuent donc le "temps mort" dans le fonctionnement de l'amplificateur 5, le processeur 12 envoie une instruction qui met le régulateur 6 en état d'amplification minimale. En même temps, 20 les instructions du processeur 12 mettent en état initial les régulateurs 8 et 9, et la boucle de fil 1 se branche au générateur 3 sous l'action du commutateur 2. Une impulsion de courant d'excitation prend ainsi naissance dans la boucle de fil 1. Une fois que cette impulsion prend fin, les instructions du processeur 12 font que la boucle de fil I sous l'effet du commutateur 2, se trouve branchée à l'amplificateur 5 et le régulateur 6 se met en état qui correspond à la réception du signal de précession libre. Le signal amplifié se présente ensuite 30 au détecteur cohérent 7. Sur l'ordre du processeur 12,

le convertisseur analogique-numérique 18 se met en service.

Après avoir subi toutes les opérations de détection et de conversion, le signal de précession libre vient se stocker

dans la mémoire du processeur 12.

Pendant le fonctionnement du dispositif, on procède à l'enregistrement de la variation de l'amplitude E de la partie initiale du signal de précession libre et du temps de relaxation de ce signal en fonction du produit de l'amplitude I1 de l'impulsion de courant d'excitation, traversant la boucle de fil 1, par la durée

de cette impulsion.

Il est possible d'obtenir la dépendance, indiquée ci-dessus, si l'on fait varier l'amplitude et/ou la durée des impulsions excitatrices de champ magnétique alternatif, par commande de l'amplitude I1 des impulsions excitatrices de courant alternatif dans la boucle de fil 1 et/ou de la durée des impulsions de ce courant alternatif. Ce qui vient d'être décrit est réalisé dans le dispositif par les régulateurs 8, 9 de l'amplitude et de la durée respectivement. A cause du "temps mort" qui existe inévitablement 15 dans la ligne de réception, l'amplitude E de la partie initiale du signal de précession libre se perd habituellement. Pourtant la précision de détermination de la concentration t du minéral souterrain dépend de la précision de mesure de Eo. C'est la raison pour laquelle le processeur 12, tout en extrapolant l'amplitude enregistrée et le temps de relaxation, fait des calculs pour obtenir E et retient ce premier point de la courbe E (I1 x L), alors que les informations inutiles s'effacent de la mémoire. Ensuite, sur l'ordre du processeur 12, les régulateurs 8 et 9 prennent une nouvelle position et le cycle d'excitation, de réception et de traitement recommence. Alors, le processeur 12 stocke en mémoire le deuxième point de la courbe Eo (I1 x 't). Ces cycles se répètent pour atteindre la position limite des régulateurs 8 et 9 et de cette manière toute la partie -initiale de la courbe E (I x I) se retrouvera finalement o 1 dans la mémoire du processeur 12. Le point de rupture sur la courbe est défini par une aire 11 x T d'impulsion excitatrice la plus grande possible pour le dispositif 35 concret. Afin d'augmenter la précision de mesure, la courbe E (I1 x t) s'accumule dans la mémoire du processeur 12 à la suite de multiples excitations,

réceptions et moyennes du signal.

Une fois l'accumulation de la courbe E (I1 xI réalisée, le processeur cherche la solution du problème inverse en se guidant par un algorithme donné: il compare la variation enregistrée avec les données de référence, stockées dans sa mémoire, et fait le calcul de la fonction tb (Z) qui est enregistrée par un dispositif de sortie (non représenté sur les figures). La fonction t (Z) fournit toutes les informations sur le gisement du minéral, se trouvant sous la boucle de fil 1, c'est-àdire sur la profondeur des couches réservoirs 32 (figure 5) et 34 et sur leur puissance aussi bien que sur la répartition de la concentration du minéral suivant la profondeur, c'est-à-dire sur la teneur en pour cent en minéral des 15 couches 31, 32, 33, 34 et 35. D'autre part, dans la plage de profondeurs des couches 32 et 34, contenant le minéral recherché, la fonction t (Z) permet de définir la teneur en minéral, en présentant une valeur correspondante de fI en %, et dans la plage de profondeurs 20 des couches 31, 33 et 35, ne contenant pas de minéral

recherché, une valeur t=0.

On sait que la conductibilité électrique des horizons aquifères se définit par le degré de minéralisation des eaux souterraines contenues dans lesdits horizons aquifères (certificat d'auteur d'invention de

l'URSS N 947805, G OIV 3/II, publié en 1981).

Le champ magnétique alternatif, engendré par la boucle de fil 1 pendant l'excitation du signal RMN, induit dans les couches aquifères conductrices des courants de Foucault qui sont à l'origine du décalage de la phase du champ magnétique, agissant sur les protons de l'eau, et il en résulte que la phase du signal RMN qui reçoit la boucle de fil 1, prend un retard par rapport au cas o la conductibilité des eaux souterraines est 35 égale à zéro. Le champ magnétique alternatif, créé par les protons de l'eau, c'est-à-dire le signal RMN, provoque lui aussi dans les horizons aquifères la naissance de courants de Foucault qui causent un retard supplémentaire de la phase du signal à recevoir. Il va de soi qu'en moyenne le décalage de la phase du signal RMN sera d'autant plus important que la conductibilité électrique des horizons aquifères sera plus élevée et, par conséquent, que la minéralisation des eaux sera plus grande. La variation non linéaire du décalage de la phase 'f en fonction de l'aire I1 x 7 permet, en faisant appel aux calculs mathématiques, s'opérant dans le processeur 12, 10 d'obtenir une image exacte de la répartition suivant la profondeur de la conductibilité électrique des roches souterraines, contenant des eaux, et de fournir une évaluation de la répartition, suivant la profondeur, du

degré de minéralisation des eaux.

Le retard de la phase 7 du signal de sortie débité par l'amplificateur 5 est mesuré par rapport au signal de référence, produit par le générateur d'impulsions excitatrices 3, en utilisant à cette fin le phasemètre 26, commandé par le processeur 12, le retard mesuré entrant 20 ensuite par l'entrée d'information 30 dans le processeur pour le traitement et l'enregistrement de la fonction f (I- Z), et en même temps on obtient des données sur la minéralisation des eaux souterraines suivant la profondeur aussi bien que des données sur la profondeur de l'horizon 25 aquifère, sur sa puissance et sur la répartition quantitative de la minéralisation des eaux souterraines

suivant la profondeur.

La figure 2 montre un exemple de schéma éventuel pour le commutateur commandé 2, le générateur d'impulsions excitatrices 3 et le régulateur 9 de la durée des impulsions excitatrices. La boucle de fil 1, donnée sur la figure 2,

est représentée sous forme d'une bobine d'inductance.

Tant que le générateur d'impulsions excitatrices 3 est au repos, les contacts 38 du commutateur 2 sont fermés. La 35 boucle 1 est alors connectée à l'entrée 23 (figure 1) de l'amplificateur de signal d'information 5, et on procède aux réglages des circuits d'entrée et de sortie du régulateur de signal d'information 5 pour que ces derniers soient réglés sur la fréquence de précession des noyaux du minéral prospecté. Cette fréquence se définit par le type du minéral et par la valeur de l'induction du champ magnétique terrestre sur le chantier, ladite induction étant connue d'avance ou pouvant être mesurée au préalable. La fréquence est fournie par le générateur de tension de référence 48 (figure 2) qui est montré pour la clarté sur le schéma du générateur d'impulsions excitatrices 3. Lorsque les opérations préparatoires indiquées sont terminées, on commence le cycle d'excitation. A cette fin, sur l'ordre du processeur 12, une impulsion de courant se présente sur l'entrée commandée 13 du commutateur commandé 2 pour passer dans 15 l'enroulement 36 (figure 2) du relais et alors les contacts 37 se ferment et, par l'intermédiaire de l'entrée 4, mettent la boucle de fil 1 en communication

avec la sortie du générateur d'impulsions excitatrices 3.

En même temps, les sorties de commande du processeur 12 20 émettent des ordres de mise en service qui s'appliquent à l'entrée commandée 15 du régulateur 9 de la durée des impulsions excitatrices, à l'entrée commandée 16 du générateur d'impulsions excitatrices 3 et à l'entrée commandée 14 du régulateur 8 de l'amplitude des impulsions 25 excitatrices. En fonction de l'état du compteur 51, déterminant la durée de l'impulsion excitatrice, l'entrée du générateur 3 d'impulsions excitatrices fait passer la tension d'alimentation du générateur 3 d'impulsions excitatrices, constitué par les thyristors rapides de puissance 39 et 40 et les diodes 41 et 42, branchées en

parallèle et en opposition par rapport aux thyristors.

La valeur de la tension d'alimentation à l'entrée 10 ou de la durée d'une suite d'impulsions de démarrage à l'entrée 11 du générateur d'impulsions excitatrices 3 est choisie de telle façon que le produit de l'amplitude I du courant par la durée de ce courant dans la boucle de fil 1 corresponde à la valeur donnée qui est déterminée et établie par le processeur 12 avant et après chaque cycle d'excitation, de réception, d'enregistrement, d'accumulation, d'accumulation et de mémorisation du

signal RMN.

Les impulsions excitatrices de courant alternatif commencent à circuler par la boucle de fil 1 après l'application des impulsions de commande sur les gâchettes des thyristors 39 et 40. Lesdites impulsions proviennent des oscillateurs à blocage 44 et 45 qui se mettent en 10 route tour à tour sous l'effet des signaux, issus des éléments logiques 46 et 47, respectivement. En sortie des éléments logiques 46 et 47 on a un niveau logique "1" s'il y a coïncidence des signes des impulsions, arrivant respectivement aux entrées 52, 49 et 53, 50. Lorsque 15 l'impulsion de commande s'applique à la gâchette du thyristor 39, ce dernier devient conducteur et laisse passer le courant pendant la demi-période positive à

travers le condensateur 43 et la boucle de fil 1.

Ensuite, le courant change de direction et traverse la 20 diode 41. Alors, le thyristor 39 se voit envoyer une tension négative, égale à la tension sur la diode 41 conductrice, et passe à l'état bloqué. Au bout d'un temps égal à la demi-période de précession, une impulsion de commande attaque la gâchette du thyristor 40 et le processus se répète. Il s'ensuit que la boucle de fil 1 est parcourue par un courant alternatif. La capacité du condensateur 43 est fonction de l'inductance de la boucle de fil 1 et de l'induction du champ magnétique terrestre, c'est-à-dire de la fréquence de résonance magnétique du minéral souterrain prospecté. S'il s'agit, par exemple, d'une résonance protonique, cette fréquence peut varier de 1000 Hz à 2800 Hz en fonction de la situation géographique de l'endroit o doit fonctionner

le dispositif.

L'amplitude I du courant de sortie du générateur 3 d'impulsions excitatrices se définit par la tension d'alimentation qui se présente sur son entrée 10 (les valeurs de l'inductance de la boucle de fil 1 et de la capacité du condensateur 43 étant données). Les paramètres de la boucle de fil 1, du commutateur commandé 2 et des composants de puissance, faisant partie du générateur 3 d'impulsions excitatrices, sont déterminés par la profondeur requise de la prospection de minéraux souterrains. Ces modalités sont également déterminantes pour l'exécution de ces ensembles, étant donné le fait que

l'amplitude du courant alternatif excitateur peut varier 10 de quelques unités à quelques milliers d'ampères.

Afin de pouvoir faire varier l'induction du champ magnétique qui agit sur le minéral souterrain par variation de l'amplitude des impulsions de courant dans

la boucle de fil 1, le dispositif possède un régulateur 8 15 de l'amplitude des impulsions excitatrices.

L'une des variantes possibles du circuit de régulateur 8 de l'amplitude des impulsions excitatrices est représentée sur la figure 3. Sur l'ordre du processeur 12 (figure 1) qui arrive à l'entrée 14, le régulateur 8 20 établit sur l'entrée 10 du générateur 3 d'impulsions excitatrices la tension d'alimentation prédéterminée de ce générateur 3. Le fonctionnement du régulateur 8 (figure 3) se fait suivant le principe de conversion d'une tension continue non réglée en tension continue réglée. 25 Mis en circuit d'alimentation, le multivibrateur 62 commence à produire une tension de haute fréquence qui s'applique sur les entrées 63 et 64 des éléments logiques et 66. Les entrées 67 et 68 desdits éléments logiques reçoivent la tension qui autorise le passage des impulsions 30 du multivibrateur 62 vers les bases des transistors de

puissance 54 et 55 constituant le convertisseur.

L'enroulement 57 du transformateur 56 devient le siège d'une tension de haute fréquence qui est redressée par le pont à diodes 58 pour charger le condensateur-tampon 61

de grande capacité qui est précisément la source d'alimentation pour le générateur 3 d'impulsions excitatrices.

La tension, apparaissant à la sortie du convertisseur, se trouve sous contrôle de la bascule de Schmitt 69 qui reçoit à son entrée 70 la valeur courante de la tension de sortie du convertisseur provenant d'un diviseur de tension utilisant les résistances 71 et 72, et à son entrée 73, la tension de commande du processeur 12 qui est appliquée par l'entrée commandée 14 du régulateur 8. Dès que la tension de sortie du régulateur 8, s'appliquant au condensateur 61,atteint la valeur requise, la bascule de Schmitt 69 effectue son basculement et les entrées 67 10 et 68 des éléments logiques 65 et 66 se mettent sous tension qui interdit le passage des impulsions haute fréquence du multivibrateur 62 vers les bases des

transistors de puissance 54 et 55.

Lorsque le générateur d'impuisions excitatrices 3 15 (figure 1) se met en marche, la sortie de la bascule de Schmitt 69 (figure 3) fait parvenir aux entrées 67 et 68 des éléments logiques 65 et 66 une tension qui autorise le passage vers les bases des transistors 54 et 55 des impulsions haute fréquence du multivibrateur 62, traversant à cette occasion les logiques 65 et 66, tant que le condensateur 61 ne se charge pas à une valeur requise de sa tension d'alimentation. Ce cycle de fonctionnement dure tant que l'entrée 14 ne reçoit l'ordre de modifier, - augmenter ou diminuer,la tension 25 qui s'applique sur le condensateur 61, et ceci étant, ledit cycle se répète jusqu'à ce que l'entrée 14 ne reçoive un nouvel ordre, demandant la modification de la tension d'alimentation du condensateur 61 ou l'arrêt

du fonctionnement.

Suivant le circuit d'alimentation que l'on choisit pour le générateur 3 d'impulsions excitatrices (figure 2), on peut apporter des modifications dans le schéma du régulateur 8 de l'amplitude des impulsions

excitatrices (figure 3).

La figure 4 fait ressortir un fragment du circuit de réception du dispositif, représenté à la figure 1, ledit fragment du circuit de réception comprenant la boucle de fil 1, le commutateur commandé 2, l'amplificateur du signal d'information et le régulateur d'amplification 6. Pendant la réception du signam RMN, induit dans la boucle de fil 1, les contacts 38 du commutateur commandé 2 se ferment et par l'entrée 23 le signal se présente à l'amplificateur 5 du signal d'information. Le circuit résonnant d'entrée, constitué de la boucle de fil 1 et du condensateur 77, est accordé, par le condensateur 77, à la fréquence porteuse égale à la fréquence de précession des noyaux du minéral dans le champ magnétique terrestre qui correspond au site géographique du chantier. Après avoir passé la résistance limitatrice 76 et le condensateur 75, le signal arrive à l'entrée de l'amplificateur opérationnel 74. De la 15 sortie de l'amplificateur opérationnel 74, le signal vient s'appliquer à l'entrée d'information 25 (figure 1) du détecteur cohérent 7. Pour réduire le temps de rétablissement de la sensibilité de l'amplificateur 5 et pour protéger ledit amplificateur 5 contre la tension des 20 impulsions excitatrices de haute tension qui se fait sentir à travers les contacts 37 (figure 4), on fait l'usage du régulateur d'amplification 6. Comme on le voit à la figure 4, ce régulateur 6 est représenté en l'occurrence par un relais électromagnétique, dont la commande 25 s'effectue par le courant qui est amené sur l'ordre du processeur 12 dans l'enroulement 78 dudit relais en passant par l'entrée 17. Le contact 79 de ce relais est ouvert lorsque le signal RMN est véhiculé le long de la ligne de réception, ce qui veut dire que l'enroulement 78 30 du relais est hors tension et l'amplificateur 74 opérationnel est ouvert. Au cours de la génération de l'impulsion excitatrice, le contact 79 du relais est fermé et le point commun de la résistance 76 et du condensateur 75 est relié

au bus commun et, par conséquent, l'entrée de l'amplifi35 cateur 74 devient court-circuitée.

La figure 5 montre conventionnellement une coupe d'une assise géologique, représentée par les couches 31, 32, 33, 34, 35, et à côté un diagramme éventuel de la variation de la répartition de la concentration t du minéral en fonction de la profondeur Z. Le diagramme

fait apparaître deux couches réservoirs de minéral.

L'un de ces deux réservoirs se trouve dans la plaqe de profondeurs allant de Z1 à Z2 avec la concentration i % et l'autre dans la plage de profondeurs s'étalant entre Z3 et Z4 avec la concentration /t 2% Dans les couches

31, 33 et 34 la concentration est nulle.

La figure 6 représente un diagramme montrant la variation de la répartition de la concentration des eaux souterraines en fonction de la profondeur de l'horizon aquifère et obtenu en utilisant un dispositif prototype du dispositif selon l'invention pour la mesure des 15 paramètres de gisements de minéraux souterrains, conformément à la présente invention. Il ressort de ce diagramme qu'à la profondeur de 0 à 100 mètres reposent trois horizons aquifères: un horizon se trouvant à la profondeur de 7 à 8 mètres, sa teneur en eau étant de 12%, 20 un autre horizon se trouvant à la profondeur de 12 à 14 mètres, la teneur en eau étant de 6%, et un troisième horizon, à la profondeur de 24 à 50 mètres, sa teneur maximale en eau étant d'environ 23% dans l'intervalle le plus riche en eau compris entre 32 et 50 mètres. La 25 puissance (l'épaisseur de la couche) des horizons se

chiffre respectivement à 1,2 et à 26 mètres.

La présente invention permet d'obtenir des données sur la profondeur, la puissance et la concentration du minéral souterrain, ainsi que d'améliorer le caractère informatif de la prospection géologique grâce à l'obtention de données sur la minéralisation des horizons aquifères souterrains. L'invention permet de faire l'économie de temps indispensable pour exécuter les mesures, de diminuer le 35 poids des équipements à transporter et des accessoires, de réduire les dépenses énergétiques et les frais d'exploitation.

Claims (2)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1.- Dispositif de mesure des paramètres de gisements de minéraux souterrains fournissant un signal de résonance magnétique nucléaire - RMN, du type comprenant une boucle (1) de fil, disposée à la surface de la terre et destinée à créer à la fréquence de résonance magnétique nucléaire dans le champ magnétique terrestre un champ magnétique alternatif excitateur impulsionnel, en faisant parcourir à travers cette boucle de fil (1) des impulsions 10 de courant alternatif, un générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif, un commutateur commandé (2),dont les entrées/sorties sont raccordées à ladite boucle de fil (1) et l'entrée (4) est connectée à la première sortie du générateur (3) d'impulsions de 15 courant alternatif excitatrices, un récepteur pour la réception du signal de résonance magnétique nucléaire, induit dans la boucle de fil (1) par le minéral souterrain pendant les intervalles entre les impulsions excitatrices, dont l'entrée (23) d'information est reliée à la sortie 20 d'information du commutateur commandé (2), destiné à connecter alternativement la boucle de fil (1) à la - première sortie du générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif et à l'entrée d'information (23) du récepteur dans un ordre déterminé, caractérisé en ce 25 qu'il comprend un régulateur (8) de l'amplitude et un régulateur (9) de la durée des impulsions excitatrices de champ magnétique alternatif, lesdits régulateurs (8) et (9) étant destinés à commander respectivement l'amplitude et/ou la durée des impulsions excitatrices de champ 30 magnétique alternatif et à obtenir la variation de l'amplitude et du temps de relaxation du signal RMN en fonction de l'amplitude et/ou de la durée desdites impulsions excitatrices, les sorties des régulateurs de l'amplitude (8) et de la durée (9) des impulsions excita35 trices étant reliées aux entrées respectives (10, 11) du générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif; un processeur (12) dont les sorties de commande sont raccordées à l'entrée de commande (13) du commutateur commandé (2), à l'entrée commandée (16) du générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif, aux entrées commandées (14, 15)-des régulateurs de l'amplitude (8) et de la durée (9) des impulsions excitatrices; un convertisseur analogique- numérique (18), dont l'entrée commandée (19) est reliée à la sortie de 10 commande du processeur (12), et la sortie d'information du convertisseur analogique-numérique (18) est reliée à l'entrée d'information (20) du processeur (12), le récepteur comportant un amplificateur (5) du signal d'information, un détecteur cohérent (7) et un régulateur d'amplification (6), dont la sortie est reliée à l'entrée commandée (24) de l'amplificateur (5) du signal d'information, tandis que la sortie de l'amplificateur (5) du signal d'information est reliée à l'entrée d'information (25) du détecteur cohérent (7), dont la sortie est branchée sur l'entrée analogique (21) du convertisseur analogique-numérique (18), l'entrée (22) de tension de référence du détecteur cohérent (7) étant reliée à la deuxième sortie du générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif, et l'entrée commandée (17) du régulateur d'amplification (6) étant reliée à la sortie de commande du processeur (12), assurant l'accumulation, le traitement et la mémorisation de la relation reliant l'amplitude initiale et le temps de relaxation du signal RMN, d'une part, et l'amplitude et la durée des-impulsions 30 de champ magnétique alternatif, établies par les régulateurs (8, 9), d'autre part, les premiers faisant fonction des deuxièmes ainsi que la comparaison de cette

relation avec les données étalons de référence.

2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en vue d'obtenir la courbe de variation de la phase du signal RMN en fonction de l'amplitude et de la durée des impulsions de champ magnétique alternatif, il comprend un phasemètre de signal d'information, dont l'entrée de tension de référence (28) est reliée à la deuxième sortie du générateur (3) d'impulsions excitatrices de courant alternatif, l'entrée commandée (27) est raccordée à la sortie de commande (12), l'entrée d'information (29) est connectée à la sortie d'information de l'amplificateur (5) de signal d'information et la sortie d'information

est raccordée à l'entrée d'information (30) du 10 processeur (12).