NL8203680A - Geofysisch onderzoeksysteem. - Google Patents

Description

i

1 VO 3T3T

! i ·

Geofysisch onderzoeksysteem.

De uitvinding heeft betrekking op een systeem voor het verkrij-gen van patronen van elektrische stromen in de aarde, alsmede het meten van de hieruit voortvloeiende elektrische signalen en het analyseren van de gemeten signalen teneinde de aanwezigheid en lokaties van anoma-5 lieen in ondergrondse van belang zijnde structuren vast te stellen.

De grondprincipes met betrekking tot een elektrisch onderzoek, en in hat bijzander de toepassing van de aardweerstandmethode, zijn op zichzelf bekend en zijn reeds jaren toegepast. In het kort gezegd komt het onderzoek hierop neer, dat een spannings- of stroombron aangeslo-10 ten vordt:op tvee elektroden die verbonden zijn met de aarde op twee op afstand van elkaar gelegen posities. Wanneer de elektroden bekrachtigd worden, zal er een stroom vloeien tussen de beide --dektroden via de aarde vaarbij de stroom een aantal paden zal volgen (theoretisch een oneindig aantal). In een ideale situatie waarbij de ondergrondse struc-15 tttur homogeen is, zal in de nabije omgeving van de elektroden equipoten-tiaalvlakken ontstaan .van in het aJLgemeen halfbolvormige concentrische oppervlakken of schillen waarvan de randen het aardoppervlak snijden.

De grootten van de gemeten potentiaal zijn functies van de weerstand van het ondergrondse materiaal en de afstanden van de bronelektroden.

20 De meting van de potentialen op het aardoppervlak geeft derhalve afge-leide informatie omtrent de structuur van het materiaal in de aarde.

In werkelijkheid is de structuur niet homogeen in een gebied van enige omvang. Het is echter mogelijk correcties aan te brengen met betrekking tot de weerstandsverandering als gevolg van de gesteentelagen 25 die verstoringen veroorzaken in de oorspronkelijke halfbolvormige equi-potentiaaloppervlakken of schillen. Van meer belang is de mogelijkheid weerstandsanomalieen te identificeren, die zeer verschillend zijn van de omgevende rotsen, omdat zij bestaan uit concentraties van ertsen, gas, water of petroleum. Opmerkenswaard is het feit dat de weerstand 30 van een petroleumlaag vaak verschilt van die van. de omgevende rotsen.

8203580 - 2 - i :y

Voorbeelden en beschrijvingen van. de voorgaande bekende technieken en systemen kunnen vorden gevonden in de navolgende document en:

Amerikaanse octrooischriften 1.841.376; 2-138.8l8; 2.172.788; 2.231.048; 2.390.270; 2-531.088; 5 2.920.266 ; 3.256.480; 3.329.929; 3.344.3I4.2; 3.525.037; 3.621.380; 3.659.192; 3.737.768; 3.810.000; 3.984.759; 3.975.674; 3.975.676; 3-014-1.372; 14.258.323; * 10 Frans octrooischrift 1.370-777;

Subsurface Void Detection Using Surface Resistivity and Borehold Electromagnetic Techniques - Owen et al, Society of Exploration Geophysicists, 50th Annual Meeting of SEG, Houston, TX, oktober 1981;

Use Of An Automatic Earth Resistivity System For Detection Of Abandoned 15 Mine Workings - Peters et al, Society of Mining Engineers of ΑΙΜΕ (Paper, ΑΙΜΕ meeting, februari 22-26, 1981);

Modeling Resistivity Anomalies From Localized Voids Under· Irregular Terrain - Spiegel et al, GEOPHYSICS, Vol.45, Ho.7, juli 1980.

Uit deze documenten blijkt dat er een aantal- technieken bestaat 20 voor het meten aan oppervlakken en boorgaten. Vele van deze technieken zijn succesvol gebleken in het bijzonder als een hulpmiddel voor andere onderzoekstechnieken.

Echter zijn om diverse redenen speciaal bij het opsporen van petroleum, de oppervlakteveerstandsmetingen (en niet weerstandsmetingen 25 in boorgaten) niet zo nuttig gebleken als andere methoden. Een van deze redenen is dat de methode tot een beperkte diepte gaat, een en ander afhankelijk van de afmeting en het elektrische contrast met betrekking tot de te onderzoeken laag.

Een andere reden is dat men in de praktijk problemen ontmoet 3Q bij het bedienen van de apparatuur in het veld. Uit de bovengenoemde publikaties blijkt, dat men lange en relatief omslachtige elektrische kabels nodig heeft om de in de grond geplaatste elektroden te verbinden met de stroombron, waarbij dan deze kabels tevens aangesloten moeten worden op een meetapparaat. De toegepaste meetapparatuur moet voor ten-35 minste een deel mobiel zijn teneinde de metingen te kunnen uitvoeren, 8203S80 t - 3 - en. moeten tijdens bet onderzoek de sondea ea kabels veelvuldig ver-plaatst vorden. Aaageziea de bekende apparataur lastig is te bedienen, beeft mea zeer veel tijd nodig om de met ingen ait te voeren met als ge-volg dat de procedure no gal kostbaar is.

5 Een van de meest belangrijke factored is evenvel, dat de graad

Van nauvkeurigheid onvoldoende is. Dit is gedeeltelijk te vijten aaa de lastige vijze ran het bedienen van de apparatuur, omdat als gevolg van de onhandelbaarheid van de apparatuur slecbts relatief veinig me-. tingen vorden verricht vat betekent, dat er onvoldoende informatie 10 vordt bijeengegaard om een nauwkeurige voorspelling te geven van de stractnur of andere eigenschappen van bet ondergrondsemateriaal. Ver-der is de verkregen informatie die geanalyseerd moet vorden zodanig, dat er zeer veel tijd voor nodig is om hieruit de gevenste informatie te berekenen.

15 Het doel van de uitvinding is te voorzien in een aardveerstands- meting en een analysesysteem. dat geschikt is voor bet meten en registre-ren van een groot aantal metingen en de resaltaten van die metingen - te analyseren om ondergrondse anomalieen te lokaliseren en te identifi- ceren.

20 Een verder doel is te voorzien in een apparaat voor bet uitvoe- ren van een veerstandsmeting en dat sneller en gemakkelijker te bedienen is dan bet bekende apparaat en tevens in staat is een groot aantal metingen op verscbillende plaatsen ait te voeren teneinde een grotere boeveelbeid informatie van een bepaald gebied te verkrijgen.

25 Een verder doel is te voorzien in een systeem vaarmee redandante metingen kannen vorden uitgevoerd teneinde een grote hoeveelheid informatie te verkrijgen van een groot aantal ondergrondse loka.ties teneinde verscbillen aan te geven die veerstandscontrasten veergeven.

Een ander doel is te voorzien in een stelsel vaarin namerieke 30 modellen van voorspelde veerstandspatronen zijn geconstraeerd en velke patronen vorden vergeleken met een patroon van bet onderzocbte gebied.

Het doel vordt bereikt doordat volgens de aitvinding bet veer-standsonderzoeksysteem. voorzien is van een elektrische stroombron, van een enkele geleiderkabel die verbonden is aan de aitgang van de stroom-35 bron, vaarbij de kabel voorzien is van een aantal op afstand van el- 8203680 * > - k ~ kaar geplaatste verbindingspunten, van een aantal proben voor bet daar doorbeen geleiden van stroom naar de aarde, van een aantal adres-seerbare scbakeleenbeden, waarbij elke schakeleenbeid verbonden is tus-sen een van de verbindingspunten langs de kabel en een van de sonden, 5 en waarbij elk van de scbakeleenbeden. responsief is op een enkel adres-signaal -<ym tijdelijk een elektriscbe verbinding tot stand te brengen tussen zijn verbindingspunt en sonde, van middelen.die gekoppeld zijn aan de kabel voor bet daaraan toevoeren van een reeks adressignalen voor bet acbtereenvolgens activeren van de schakeleenheden teneinde 10 stroom van de bron in een vooraf bepaalde volgorde toe te voeren aan de sonden, en van middelen om de aardpotentiaal te meten op plaatsen die op afstand staan van de sonden.

De uitvinding zal onderstaand aan de band van een uitvoerings-voorbeeld en onder verwijzing naar de tekening nader worden uiteenge-15 zet,. Hierin toont:

Fig.i een scbematiscb blokdiagram van een systeem volgens de uitvinding;

Fig.2 een scbematiscb diagram, gedeeltelijk. in blokvorm, van een stroomscbakelmodule. gescbikt om te worden toegepast in bet apparaat 20 van fig,1;

Fig.3 een scbematiscb blokdiagram van een boogi^equent scbakel-adreseenbeid gescbikt om te worden toegepast in bet apparaat van- fig,1;

Fig.ll· een scbematiscb blokdiagram van een. aardpotentiaalmeet-eenbeid geschikt om te worden toegepast in bet apparaat van fig.1; 25 . Fig.5 een scbematisch blokdiagram van een telemeter- en inter- ferentie-eenbeid gescbikt om te worden toegepast in bet apparaat van fig.1;

Fig.6 een golfvorm- en tempeerdiagram voor bet aangeven van de tijdsrelatie met betrekking tot de werking van bet apparaat van fig.1.

30 In fig.1 is een blokdiagram..weergegeven van bet gebele stelsel volgens de uitvinding.. Het centrale element is een computerstuureen-beid 10 die de stuursignalen levert, en die de meetsignalen ontvangt en verwerkt, alsook andere ingangsinformatie ontvangt die eveneens in deze stuureenbeid wordt verwerkt en die verder bepaalde te registreren 35 uitgangsaignalen bestuurt. De wijze waarop een en ander wordt verwerkt 8203680- uv\ ;· Γ-—: · · ,: '· ν' . .

- 5 - * * zal naderband in meer detail worden beschreven met betrekking tot de afzonderlijke eenheden. Een hoofdcomponent van de stuureenheid kan een Hewlett-Packard 9915A modulaire computer zijn.of een equivalent apparent dat gescbikt is om te worden toegepast in het open veld. De pro-5 granmering wordt bij voorkeur uitgevoerd in een basisprogrammeertaal.

De benodigde programmatuur kan op een gemakkelijke wijze aan deze conn puter worden toegevoerd met behulp van een EPROM- of magnetische band.

De stroom die benodigd is voor de metingen wordt geleverd door een stroombron 12 met een groot vermogen en een laagfrequente uitgang 10 en die geschikt is om te warden gemoduleerd en bestuurd door signalen die via een geleider l1)- vanuit de computerstuureenheid. worden toegevoerd. De stroombron behoeft niet van bet type constant stroombron te zijn, maar de maximale uitgangsstroom en spanningsniveaus zijn bij voorkeur inwendig begrensd. Zoals naderband zal worden beschreven, 15 wordt de uitgangsstroom geschakeld. tussen nul, positieve en negatieve niveaus.

Een uitgangsklem van de stroombron 12 is verbonden met een een-geieiderkabel 16 die verbonden is met een sonde IT die op grote afstand van bet apparaat staat en welke sonde in een goede elektrische gelei-20 ding staat met bet aardoppervlak 18. De andere uitgangsklem van de bron 12 is verbonden met een stroommeeteenheid 20, die zeer nauwkeurig de stroom meet en de gemeten analoge waarde omzet in een lWbit digitaal signaal, dat wordt toegevoerd via de kabel 21 aan de computerstuureenheid. De eenbeden 12 en 20 kunnen indien gewenst zijn uitgevoerd als 25 een enkele eenbeid die verbonden is met een uitgangskabel 22, die de primaire stroomkabel is voor meetdoelexnden. Het is van belang op te merken, dat de kabel 22 een een-geleiderkabel is die gexsoleerd is en die een reeks verbindingspunten 23a - n bezit, vaarbij de letter "n" wordt benut voor bet aangeven van bet laatste punt van een geselecteerd 30 aantal punten, en waarbij deze verbindingspunten in boofdzaak op ge- lijke afstanden over de lengte van de kabel zijn aangebracbt. Het aantal verbindingspunten is kiesbaar en bangfc af van bet ontworpen systeem, terwijl de afstanden tussen de verbindingspunten afhangen van de geko-zen lengte van de kabel, bet gebied dat moet worden onderzocht, en de 35 gewenste afstand tussen stroomtoevoerpunten. Een voorbeeld van een tus- 82 0 3 6 8 0 ...........

* * - 6 - senafstand, is 50 m met 32 verbindingspunten.

Elk verbindingspunt is verbonden met een stroomschakelmoduul (CSM) 2ka.~n, waarbij bet aantal modulen eveneens tamelijk groot is en. selecteerbaar is in overeenstemming met de eigenschappen van. het ge~ 5 bied dat moet worden onderzocht. Elke st rooms chakelmoduul, waarvan de details nader zullen worden uiteengezet, omvat een schakelbare geleiden-de baan en middelen die reageren op een adressignaal voor het selectief tot stand brengen van de tijdelijke baan zodat deze stroom kan geleiden. Op deze wijze wordt stroom door elk moduul verbonden met een van een 10 aantal sonden 25a-n, die goed geleidend gekoppeld zijn met het aardop-pervlak. .

In dit. verband wordt opgemerkt, dat elke sonde een metallische elektrode bezit die ongeveer 1 m of minder in de aarde wordt gedreven en die- bevochtigd kan worden met een zoutoplossing voor het verbeteren 15 van de elektri-sche geleidende koppeling tussen de elektrode en de aarde·. Verschillende vormen van sonden knnnen worden toegepast.

De stroombron 12 is in staat een aantal. amperes te leveren, b.v, 1*0 ampere of meer, waarbij deze stroom. wordt gemoduleerd met een lage frequentie, b.v., met ongeveer 0,1 hertz en 1,0 hertz, waarbij deze modu-20 latie wordt verzorgd door de stuureenheid, zoals eerder is aangegeven..

0m adressignalen toe te voeren aan de verschillende stroomschakelmodu-len die daarmee niet interfereren, of interfereren met het signaal af-komstig van de stroombron, is voorzien in een hoogfrequent schakeladres-eenheid 26 die een reeks adressignalen levert aan een geleider 28, die 25 verbonden is met'de geleider van de kabel 22. Het signaal is een hoog-frequente draaggolfsignaal, met gecodeerde frequentieversciiuivingssleu-tel (FSKl voor het transporteren van de digitale adresinformatie die wordt gemoduleerd door elk stroomschakelmoduul. Fanneer het digitale adres correspondeert met het geprogrammeerde adres in een moduul, wordt 30 het hetrokken moduul bekrachtigd door zijn eigen batterijbron die daar-in aanwezig is, en sluit een relais dat de uitgang van de stroombron 12, als geleverd op de kabel 22, aan de bijbehorende sonde 25. Zoals zal worden beschreven, is de schakeling van de schakelbare geleidende baan voltooid indien de stroombron 12 geen stroom levert, en derhalve 35 het schakelende moduul geen hoge stroomniveaus behoeft te leveren.

8203880 r ' - 7 - * v

De- hoogfrequente schakeladreseenheid vordt door de eomputerstuur-eenbeid via een kabel 30 voorzien van de adrescodes, en vel in een ge-programmeerde geselecteerde volgorde.

Een aardpotentiaalmeeteenheid 32 is verbonden met tvee sonden 5 33 en 3^, teneinde het potentiaalverschil te meten op verschillende lo- katies. De meeteenheid 32 is verplaatsbaar zodat de metingen langs een •I··- ; , bepaalde baan in het onderzoekgebied kunnen vorden uitgevoerd. De geme-ten aardpotentiaalsignalen vorden omgezet in digitale vorm en vorden toegevoerd aan een verremeeteenheid 36 die de FSK digitaal geeodeerde X0 signalen uitzendt naar een raciioverremeeteenheid 38, die samenverkt met de computerstuureenbeid, vaarbij de verremeeteenheden eveneens kunnen vorden toegepast voor de communicatie tnssen de bedienaar van de aard-potentiaalmeeteenbeid en de bedienaar van de stuureenheid en bijbehoren- de apparatuur. Dit vordt gesymboliseerd door de koptelefoon 37 en de 15 microfoon 38.

In te zien is dat een radioverremeetcommunicatie een effectieve techniek is om onder allerlei omstandigbeden dergelijke informatie nit te zenden, maar bet is ecbtar duidelijk, dat een draaduitzending of andere vormen daarvan meer gescbikt zijn op die plaatsen, vaar interfe-20 rentie een probleem is of vaarbij topografiscbe eigenscbappen van het te onderzoeken gebied niet gescbikt zijn voor een verremeting.

De gemeten aardpotentiaalsignalen, die ontvangen vorden door de eenheid 38 vorden gedecodeerd en via een kabel toegevoerd aan de corn-put erstuureenheid en vorden in verb and gebracbt met de stroombronsigna- i 25 len en de identificatie van de geadresseerde stroomscbakelmodulen en de positie van de potentiaalmeetelektrode teneinde de volgorde van de ge-meten informatie te formeren. De ontvangen informatie vordt geregi-streerd op een digitale bandrecorder lj-2, en kan daarmee betrekking heb-hende informatie eveneens vorden afgedrukt of veergegeven op een afdruk-30 plot-eenbeid bb, zoals naderhand zal vorden beschreven.

Een van de stroomscbakelmodulen 2ka. is nader veergegeven in fig.

2; de overige modulen zijn identiek aan bet veergegeven moduuL. Zoals reeds is beschreven, bezit de kabel 22 een verbindingspunt 23a vaaraan een uiteinde van een scbakelbare geleidende baan is gekoppeld. Zoals in 35 fig.2 is aangegeven, omvat de baan een geleider h6 die in serie verbon- 8203680

ml V

- 8.-

; J

den is met een smoorspoel ^7 en die geschakeld. is tussen het verbindings-punt 23a en een klem van een relaiscontact, aangegeven met .. De andere zijde van het contact is via een geleider ^+9 verbonden met een sonde 25a voor het toevoeren van stroom in het aardoppervlak. De smoorspoel ^7 5 heeft een inductieve waarde in de orde van grootte van 100 microhenries en is aangebracht om hoogfrequentsignalen,. afkomstig uit de aarde te blokkeren en de laagfrequente stroom vanaf de stroombron 12 door te la-t ten,

De geleider k6 is via een condensator 50 verbonden met de ingan-10 gen van twee doorlaatfilters 51 en 52 die ingericht zijn voor het door-laten van de beide hoogfrequente draaggolfsignalen die door de hoogfre-quentschakeladreseenheid worden toegepast voor het FSK-gemoduleerd sig-naal teneinde het adressignaal op te wekken. De merk- en afstandelemen-ten van de adressignalen afkomstig van de filters worden via een soat-15 meerweerstandnetwerk voorzien van weerstanden 53» 5k en 55· gekoppeld aan de ingang..van een fasegekoppelde lus (PPL) demodulator 57 die, zoals weergegeven, werkt op een door een batterij 58 toegevoerde werkspanning.. 0m de levensduur van de batterij zo lang mogelijk te maken zijn de ke-tens in het stroomschakelmoduul laag-stroomverbruikende ketens. Het ge-20 demoduleerde uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een universele asyn-chrone. ontvanger/zendereenheid (HART) 60 die een tempeeringangssignaal ' ontvangt vanuit een klokoscillator 6l. Het uitgangssignaal van de UART. . 60 is een 8-bit codeserie en wordt toegevoerd aan een adresbus 62 die verbonden is met een ingang. van een digitale vergelijker 63. Een program-25 meeradrescode-eenheid 6k is gecodeerd met een vooraf bepaald adres voor een bepaald stroom-schakelmoduul, waarbij dit adres specifiek is voor elk aoduul. De vergelijkereenheid vergelijkt het adres uit. de bus 62 met het uitgangssignaal van de programmeerbare eenheid 6k en, indien deze dezelfde zijn, wordt een uitgangssignaal toegevoerd aan een spoel-30 bekrachtigingsketen die de winding van een relais 70 bekrachtigt teneinde het contact kQ te sluiten.

Een schematisch blokdiagram van een hoogfrequente schakeladres-eenheid 26 geschikt om te worden toegepast in het apparaat van fig.1, is in fig.3 aangegeven en omvat een UART-eenheid 75 voor het ontvangen 35 van de adrescode-informatie vanuit de computerstuureenheid 1 en voor 8203680 4 i, i 7 - 9 - 1 * ~ t bet ontvangen van een klokingangssignaal vanuit een klok 76. Het uit-i gangssignaal van de UAET 75 bestuurt een fiequentieverechuivingssleutel- spanningsbesturingsoscillator 77» zoals gebruikelijk is in een FSK-modu-latie,. teneinde een uitgangssignaal op te vekken. dat tussen twee fre-5 quenties schakelt teneinde de aanvezigbeid aan te geven van merktekens ; en afstanden aanwezig in een digitaal adressignaal. De frequentie kan I I b,v. varieren tussen 25 en 35 kHz. Het VCO-uitgangssignaal wordt verbon- ; den met een FSK-zender 78, vaarvan bet uitgangssignaal via een condensa- tor 79- en een geleider 28 gekoppeld is aan de kabel 22. Opgemerkt wordt 10 dat bet gedeelte van de kabel. 22 tussen de verbinding met de geleider 28 en_ de stroommeeteenbeid voorzien is van een smoorspoel 80 en een con-densator 8l die met aarde verbonden is teneinde. het. boogfrequente^adres-signaal los te koppelen van de stroommeeteenheid. Zoals eerder is be-schreven, wordt bet boogfrequente adressignaal- via de geleider 22 toe-15 gevoerd aan. bet stroomscbakelmoduul.

Fig.k toont een blokdiagram van een aardpot.entiaalmeeteenbeid 32 en een verremeeteenheid 36. De sonden 33 en 3k. zijn gekoppeld aan de ingang en van de voorversterker'85, tervijl de uitgang daarvan verbonden is met een filter 86 dat zodanlg is ingesteld, dat de freauenties tus-20 sen ongeveer 55 en 65 hertz geblokkeerd zijn voor bet tegenbouden van geruis afkomstig van de vermogensleidingen en dergelijke. Het signaal wordt vervolgens gekoppeld aan een laagdoorlaatfilter 27, dat afge-stemd is voor bet doorlaten van laagfrequenties kleiner dan 1 hertz, en laatf daarbij alleen die signalen door, die afkomstig zijn van de 25 stroomschakelmodulen en sonden. Dit signaal wordt versterkt in een verst erker 88 en toegevoerd aan de ingang van een analoog/digitaalomzetter 89 die bet gemeten analoge signaal codeert in een lk-bit voord. Dit gecodeerde signaal wordt toegevoerd aan een multiplexer 90 die dit signaal, in twee opeenvolgende 7-bittwoorden toevoert aan een UART-eenheid 30 91. De omzetter, multiplexer en UART-eenheden worden getempeerd en ge- synchroniseerd door een klok 92.

Het ΠΑΕΤ-uitgangssignaal wordt toegevoerd aan een frequentie-verscbuivingssleutelmodulator 9k ondergebracbt in een verremeeteenheid 36, vaarvan bet uitgangssignaal gekoppeld is aan een verremeetzender 35 95 die deze signalen uitzendt via een antenne 96. Ontvangen geluidssig- 820 3 6 HO .......

- 10 - f nalen worden via een ontvanger- 97 toegevoerd aaix een versterker 98 om daarin versterkt te worden waarbij didb- versterkte signaal wordt toegevoerd aan een koptelefoon 37 ten behoeve van de communicatie. De door de microfoon 38 uitgezonden informatie wordt versterkt in een verster-5 ker 100, en wordt gefilterd in een banddoorlaatfilter 101 met een door-laatgebied tussen ongeveer 300 en 3000 hertz. Fig.5 toont het andere einde van de verremeetschakel ter plaatse van de stuureenheid, waarbij r de signalen ontvangen door een antenne 105 worden toegevoerd aan een ontvanger 106. De geluidssignalen gaan door een filter 107 met een door-10 laatgebied identiek aan dat van het filter 101 en worden toegevoerd aan de koptelefoon 108 of een dergelijk. apparaat. De informatiesignalen gaan via een. banddoorlaatfilter 109 en worden toegevoerd aan een fase— geblokkeerde Insdemodulator 110 en vervolgens aan een UAET-eenheid 111. Vanwege de bandbreedte wordt de gedigitaliseerde.code.uitgezonden in 15 de vorm van twee 7-bit woorden. Het uit gangs signaal van.de HART 111 is derhalve een 7-bit woord gekoppeld. aan de multiplexer 112, waarbij het eerste woord wordt toegevoerd aan een grendelinrichting 113,· waarin het woord tijdelijk wordt opgeslagen. Het tweede 7-bit woord"'· wordt toegevoerd aan· een grendelinrichting-11!+,. waarna het 1^-bit woord van beide 20 grendelinrichtingen wordt toegevoerd aan de computerstuureenheid 10.

De UART,. de multiplexer en de grendeleenheden worden opnieuw gesyn-. chroniseerd door een klok 115.

Fig.6 geeft enige golfvormen. weer met betrekking tot het leveren van de stroomsignalen aan het. aardoppervlak. De eerste lijn van fig.6 25 is een typisch signaal opgewekt door de stroombron, zoals bepaald en ge-regeld door de computerstuureenheid. Een eerste gedeelte 120 van het stroomhronsignaal is op een nulniveau, gevolgd door een of meerdere cy-cli van alternatieve positieve en negatieve stroomniveaus. Elke cycli-sche volgorde wordt gevolgd door een ander nulniveau-interval. Het aan-30 tal complete cycli tussen twee niveaus is variabel, afhankelijk van de frequentie, en dit kan worden bepaald en eenvoudig worden g.eregeld door een wisselende programmering in de computerstuureenheid.

De tweede lijn van fig,6 geeft de aan-uit intervallen weer voor de atroomschakelmodulen en sonden. Zoals. is te zien,. zal wanneer de 35 stroombron op een nulniveau 12Q is. elke CSM worden ingeschakeld en - 8203680 ' ........

i 1 ; -ii- : t : / * vordt de schakelbare geleidende baan uitgeschakeld. De CSM 2ka. is der-i · halve tijdens hetr eerste nulniveaugedeelte geadresseerd en bekrachtigd I ; en yordt gedurende het tveede nulniveaugedeelte uitgeschakeld, terwijl i in hetzelfde nulniveaugedeelte, de CSM 2kb vordt ingeschakeld. Het is 5 derhalve niet nodig dat de schakelmodulen vorden ingeschakeld tijdens de stroomlevering zodat de relaiscontacten een aanzienlijk langere • j ; levensduur krijgen.

De derde lijn van fig.6 geeft de aan-uit volgorde van de aard-potentiaalmeeteenheid. Uit de figuur blijkt dat tijdens elk "aan"-inter-10 val van de stroombron een aantal metingen vordt verricht. Elke meting vindt plants tijdens het vlakke gedeelte van het signaal dat door de stroombron vordt opgevekt. De overgangsgebieden, aanvezig tijdens.de verandering: van de stroombron tussen zijn positieve en negatieve niveaus, vorden tegengegaan teneinde; schakelovergangseffecten te onderdrukken 15 alsmede te voorkomen dat metingen vorden verricht op een gexnduceerd polarisatie-effect in het geologisch materiaal dat vordt onderzocht.

Het is: duidelijk dat ook andere afvisselende positieve en negatieve signaalgedeelten kunnen vorden toegepast teneinde galvanische polarisa-tie op de sonden te voorkomen.

20 Thans zal.de verking van de computerstuureenheid in het kort

vorden beschreven. Aan de computerstuureenheid vordt de gemeten stroom en spanning vanuit de eenheid 20 toegevoerd en vordt tevens de aardpo-tentiaalmeting.toegevoerd. Ha het vegen van de stroom- en potentiaal-. vaarden vordt in de eenheid 10 voor elke meting een verhouding van Y/I

25 berekend ea vordt deze verhouding, die evenredig is aan de veerstand, vergelekeo. met de voorafgaande vaarde van de elektrode 25 en de plaats van de aardpotentiaalmeeteenheid. Indien de vaarden voldoende dicht bij elkaar liggen, vorden zij gesommeerd en geregistreerd tezamen met de adresinformatie betreffende de stroom en potentiaalelektrodeposities.

30 Bij elke aftasting van alle stroomelektroden, registreert de computer de potentiaalelektrodepositie, de stroomelektrodescheiding, informatie-identificatie en potentiaalelektrodescheiding.

0m valse meeteffect en tegen te gaan, kan de computer zodanig vorden ingericht dat deze de vaarden veigert van een vooraf bepaald aantal 35 stroomelektroden aan elke zijde van de potentiaalsondepositie. Boven- *2¢36 SO - - ; -12:- ' t dien keert de computer tea behoeve van. de zender de polariteit van de geregistreerde signalea om,. waaneer de stroomsondepositie overgaat naar de andere zijde van de. potentiaalsondepositie..

De gesommeerde potentiaalsignalea, gecorreleerd met de positie 5 informatie, worden genut voor het opwekken vam eem representatie op de afdruk-plotinrichting. op een wijze overeenkomstig als beschreven in.

·.. het eerder genoemde Amerikaanse octrooischrift 2.920.266. In de dia-grammen op biz.11 van dit octrooischrift wordt· de weerstandsinformatie gecorreleerd met de positie-informatie en wordt deze uitgezet met de 10 dichtheid van de plot en is proportioneel met de weerstand (of gelei-ding indien gewenst) voor het verkrijgen van een plot die een bepaalde contrastzone weergeeft ..

Verder kan men vooraf een model maken van de te verwachten weer-standen,, vaarbij rekening wordt gehouden met de bekende lagen in dit 15 gebied, waarbij de computer kan worden geprogrammeerd teneinde anomalie-en te identificeren die weerstandswaarden hebben die gelegen zijn bin-nen een bepaald smal gebied, en in het bijzonder het aangeven van die .anomalieen die van bijzonder belang zijn, b.v.. gebieden die petroleum ..bevatten..

20 In een dergelijk systeem wordt het holtedoel numeriek gemoduleerd in de· computeranalyse teneinde de klaarblijkelijke weerstandsanomalie te analyseren voor de verschillende mogelijke doelposities van het te onderzoeken gebied. Volgens dit proces wordt het holtemodel systematise]! .verondersteld elke mogelijke oplossingcel te bezetten en is het.

' 25 bijbehorende theoretische weerstandsprofiel uit. elke stroombron elektro- depositie afgeleid. De theoretisch voorspelde weerstandsprofielen voor elk verondersteld doelpositie worden vervolgens kruiselings gecorreleerd met de experimentele gemeten weerstandsprofielen teneinde hun weerstandsverstoringen te vergelijken.

30 Het resultaat van dit aangepaste filterproces is een correlatie- coefficient voor elke veronderstelde doelpositie waarvan.de waarden zijn uitgezet in de respectieve geanalyseerde oplossingscellen, Het met dit model analyseren en correleren van de momentele informatie wordt verkregen bij elke van belang zijnde ondergrondse cel die in het te on- 35 derzoeken gebied ligt. Het resultaat van elke cel vormt een tweedimen- 820 3 8 8 0.......... ' * ‘............ ................

V' £Γ-” μ'-'Τ ' · · -·.·.· W’/’· Tfi· . . ,ν.

» , ' .....“ "Γ" ‘ ...

\ ; ν - 13 - .! .1 ' ! ; . :'.

[ sioaaal veerstandsteeldiindiea deze -wordt veergegeven. in grijsgradaties I of in. contoiarlijnen die overeenkomen met de correlatiecoefficientvaar- * den-

Het is duidelijk dat tinnen het kader van de uitvinding vele 5 vijzigingen mogelijk zijn.

i "820 15 8 0“- ......— ........

Claims (3)

1. : - - ; » Coacluffies: 1... Elektrisch geofysisch onderzoeksysteem, gekenmerkt door een elektrische stroombron,. door een een-geleiderkabel die verbonden is met de uitgang van de stroombron, vaarbij de kabel voorzien is van een ' aantal op afstand van elkaar geplaatste verbindingspunten in de langs-; 5 ricbting van de kabel, door een aantal· sonden door middel vaarvan stroom in het aardoppervlak gevoerd kan vorden, door een aantal adres-seerbare schakeleenheden, die elk verbonden zijn tussen een van deze verbindingspunten en een van de sonden, waarbij elke schakeleenheid responsief is op een bijbehorend adressignaal voor het tijdelijk elek-10 trisch verbinden van een sonde met een verbindingspunt, door middelen die gekoppeld zijn aan de kabel voor het leveren van een reeks adres-signalen voor het achtereenvolgens activeren van de schakeleenheden vaarbij de stroom van de stroombron afzonderlijk vordt gekoppeld via de schakeleenheden aan de bijbehorende sonden in een bepaalde volgorde, 15 . en door middelen voor het meten van de resulterende elektrische signa- len op de plaatsen,. die op afstand staan van de sonden.
2. 2.+ Systeem volgens conclusie 1, met. het kenmerk, dat de middelen voor het meten van het resulterende elektrische signaal voorzien is van middelen voor het scalair meten van de aardweerstand. 20
3. 3* Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elke adresseer- hare s.chakeleenheid voorzien is van middelen voor het daarin opslaan van een gecodeerd adres dat specifiek behoort bij die schakeleenheid, . van middelen voor het ontvangen en decoderen van adressignalen aikom-! stig van de enkele geleider, van middelen voor het vergelijken van de 25 gedecodeerde adressignalen met het opgeslagen adres en voor het opwek-ken van een uitgangssignaal indien een overeenkomst is gedetecteerd, ' en van middelen die reageren. op het uitgangssignaal voor het sluiten van een stroomhaan van het verbindingspunt waar de schakeleenheid is verbonden met een sonde, 820 3ΌΤΓ ; 7