RU129269U1

RU129269U1 - DEEP WATER GEOPHYSICAL COMPLEX

Info

Publication number: RU129269U1
Application number: RU2012142928/28U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Васильевич Антипов; Ирина Владимировна Антипова
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2013-06-20

Abstract

1. Глубоководный геофизический комплекс, включающий набортную и глубоководную часть, соединенные между собой кабель-тросом, при этом глубоководная часть состоит из корпуса, в котором размещены микрокомпьютер, блок датчиков крена, дифферента курса и давления, цифровой приемопередатчик, аналого-цифровой преобразователь, блок питания забортной аппаратуры, набор антенн и кабельная развязка, при этом выход микрокомпьютера соединен с блоком датчиков, выход которого соединен с входом микрокомпьютера, отличающийся тем, что глубоководная часть комплекса снабжена узлом измерения естественного электрического поля в виде электродной базы и электронного блока, электродная база выполнена в виде косы, соединенной коренным концом с корпусом глубоководной части, на косе закреплены 2 системы электродов, каждая из которых состоит как минимум из двух электродов, расположенных друг от друга на расстоянии, а электронный блок измерения поля соединен с выходом блока датчиков и входом микрокомпьютера.2. Глубоководный геофизический комплекс по п.1, отличающийся тем, что электроды каждой системы расположены друг от друга на расстоянии не менее 1 м, а расстояние между системами не превышает 70 м.3. Глубоководный геофизический комплекс по п.1, отличающийся тем, что верхний электрод верхней системы укреплен на косе не менее 10 м от коренного конца.4. Глубоководный геофизический комплекс по п.1, отличающийся тем, что на ходовом конце косы укреплен фал с грузом на расстоянии не менее 8 м от нижнего электрода нижней системы.5. Глубоководный геофизический комплекс по п.1, отличающийся тем, что электронный блок измерения естественного электриче1. Deep-water geophysical complex, including onboard and deep-water part, interconnected by a cable-cable, while the deep-water part consists of a housing in which a microcomputer, a block of roll sensors, heading trim and pressure sensors, a digital transceiver, an analog-to-digital converter, a block are placed power supply of overboard equipment, a set of antennas and cable isolation, while the output of the microcomputer is connected to the sensor unit, the output of which is connected to the input of the microcomputer, characterized in that the deep-sea part The complex is equipped with a node for measuring the natural electric field in the form of an electrode base and an electronic unit, the electrode base is made in the form of a braid connected by the root end to the body of the deepwater part, 2 electrode systems are fixed on the braid, each of which consists of at least two electrodes located each other at a distance, and the electronic field measurement unit is connected to the output of the sensor unit and the input of the microcomputer. 2. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the electrodes of each system are located at a distance of at least 1 m from each other, and the distance between the systems does not exceed 70 m. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the upper electrode of the upper system is mounted on the spit at least 10 m from the root end. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that a halyard with a load is fixed at the running end of the spit at a distance of at least 8 m from the lower electrode of the lower system. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the electronic unit for measuring natural electricity

Description

Полезная модель относится к морской электроразведки и может быть использована для измерения естественного электрического поля при поисках гидротермальных сульфидных месторождений.The utility model relates to marine electrical exploration and can be used to measure the natural electric field when searching for hydrothermal sulfide deposits.

Естественное электрическое поле (ЕП) возникает из-за неоднородности двойных электрических слоев, существующих на контакте минерал-электролит. Она определяется, в первую очередь, изменениями концентрации кислорода, водородных и сульфидных ионов, а так же ионов, образующих окислительно-восстановительные системы. Существенную роль так же играет изменение химического состава минералов.The natural electric field (EP) arises due to the heterogeneity of the double electric layers existing at the mineral-electrolyte contact. It is determined, first of all, by changes in the concentration of oxygen, hydrogen and sulfide ions, as well as ions that form redox systems. An essential role is also played by a change in the chemical composition of minerals.

Известен комплекс для измерения электромагнитных полей, включающий, электрический или магнитный диполь (электрод), генератор переменного тока, установленный на плавучем средстве, электрические кабели, соединяющие диполь с генератором, датчики для обнаружения магнитных и/или электрических компонентов, произведенных в результате электромагнитного излучения электрического или магнитного диполя, и средства для измерения амплитуды и фазы магнитных и/или электрических компонентов, обнаруженных датчиками. Диполь представляет собой петлю, содержащую 1-25 витков. Датчики позволяют измерять радиальные и вертикальные значения магнитного поля и поперечные значения электрического поля [Патент США №4047098, кл. G01V 3/08, П01М 3/15, опубл. 1977 г.].A known complex for measuring electromagnetic fields, including an electric or magnetic dipole (electrode), an alternating current generator mounted on a floating vehicle, electric cables connecting the dipole to the generator, sensors for detecting magnetic and / or electrical components produced as a result of electromagnetic radiation from an electric or a magnetic dipole, and means for measuring the amplitude and phase of the magnetic and / or electrical components detected by the sensors. A dipole is a loop containing 1-25 turns. The sensors allow you to measure the radial and vertical values of the magnetic field and the transverse values of the electric field [US Patent No. 4047098, cl. G01V 3/08, P01M 3/15, publ. 1977].

Известный комплекс не позволяет производить измерения электрического поля на больших глубинах.The known complex does not allow measurements of the electric field at great depths.

Кроме того, принцип действия комплекса основан на генерации искусственного электрического поля, вследствие чего - очень трудоемкий и затратный, а следовательно не подходят для решения задач скоростного выявления сульфидных руд на дне океана.In addition, the principle of the complex’s operation is based on the generation of an artificial electric field, which is why it is very time-consuming and expensive, and therefore not suitable for solving the problems of rapid detection of sulfide ores on the ocean floor.

Известен комплекс для измерения электромагнитных полей, включающий электродную базу, выполненную в виде косы, соединенной коренным концом со средством для измерения значений электрического поля, установленным на плавучем средстве, на косе закреплена система электродов, первый из которых закреплен на ходовом конце косы (он расположен непосредственно на дне водоема), а второй электрод подвешен на той же косе на расстоянии от первого [Патент США №2839721, кл. G01V 3/06, опубл. 1958 г.].A known complex for measuring electromagnetic fields, including an electrode base made in the form of a braid connected by the root end to a means for measuring electric field values mounted on a floating means, a system of electrodes is fixed on the braid, the first of which is mounted on the running end of the braid (it is located directly at the bottom of the reservoir), and the second electrode is suspended on the same spit at a distance from the first [US Patent No. 2839721, class. G01V 3/06, publ. 1958].

Известный комплекс не позволяет производить измерения электрического поля на больших глубинах, т.к. нельзя контролировать положение второго нижнего электрода относительно дна, что может привести к обрыву косы и потери электрода.The known complex does not allow measurements of the electric field at great depths, because it is impossible to control the position of the second lower electrode relative to the bottom, which can lead to a break of the braid and loss of the electrode.

Известен комплекс для измерения естественного электрического поля с горизонтальной электроразведочной линей, спущенной вертикально вниз к дну и имеющей два электрода с разносом MN=40 м. [А.А.Петров, Интерпретация данных естественного электрического поля при поисках гидротермальных сульфидных объектов, ж. Геофизика, №6, 2000 г., стр.48-51].A known complex for measuring a natural electric field with a horizontal electrical exploration line, lowered vertically down to the bottom and having two electrodes with a spacing of MN = 40 m. [A.A. Petrov, Interpretation of data of a natural electric field when searching for hydrothermal sulfide objects, g. Geophysics, No. 6, 2000, pp. 48-51].

Изучаемого пространство разбивают визуально сетью проходя по ней измеряют три компоненты вектора естественного электрического поля Е. Вертикальная составляющая поля имеет максимум непосредственно над объектом, горизонтальные составляющие - у его границ. Для горизонтальных компонент центр линии соответствует точки записи, для вертикальной компоненты точка записи соответствует нижнему электроду линии.The space under study is divided visually by the network; three components of the vector of the natural electric field E are measured along it. The vertical component of the field has a maximum directly above the object, and the horizontal components are at its borders. For horizontal components, the center of the line corresponds to the recording point; for vertical components, the recording point corresponds to the lower electrode of the line.

Для безопасной буксировки аппарат ведут на высоте 40-50 м от дна.For safe towing, the device is driven at an altitude of 40-50 m from the bottom.

Известный комплекс обладает следующими недостаткамиThe known complex has the following disadvantages

1. Необходимо использовать отдельный прибор с электроразведочной косой.1. It is necessary to use a separate device with an electric prospecting scythe.

2. Комплекс работает только с электроразведочными косами.2. The complex works only with electric prospecting braids.

3. Горизонтальная коса не позволяет однозначно интерпретировать результаты при размерах рудного тела близких к размеру косы3. The horizontal braid does not allow to unambiguously interpret the results when the size of the ore body is close to the size of the braid

Известен комплекс для измерения естественного электрического поля открытой залежи на дне океана (при пассивном состоянии гидротермы), представляющий собой подводный аппарат с опущенной вертикально вниз электродной базой [Богородский М.М., и др., Некоторые предпосылки электроразведки гидротерм на дне океана, препринт №35(724), Москва, ИЗМИРАН, 1984 г., УДК 550.837(26)].A well-known complex for measuring the natural electric field of an open deposit at the bottom of the ocean (with a passive state of hydrothermal), which is an underwater vehicle with an electrode base lowered vertically [Bogorodsky MM, et al., Some background of hydrothermal prospecting at the bottom of the ocean, preprint No. 35 (724), Moscow, IZMIRAN, 1984, UDC 550.837 (26)].

Аппарат располагают над залежью сначала на расстоянии 10 м, а потом - 100 м. Затем электродную базу укладывают в горизонтальное положение, на точку, удаленную от продольной оси залежи на половину расстояния до ее края. При этом дальний от аппарата конец базы направляют к краю залежи. Получают данные значения аномалии потенциала, вертикальной составляющей и ее пространственного распределения. На основании данных делают выводы о наличии залежи, ее характеристиках и размерах, как в горизонтальной плоскости, так и на глубине.The apparatus is placed above the deposit, first at a distance of 10 m, and then 100 m. Then, the electrode base is placed in a horizontal position, at a point half the distance from the longitudinal axis of the deposit to its edge. In this case, the end of the base farthest from the apparatus is directed to the edge of the deposit. Receive data values of the anomaly of the potential, the vertical component and its spatial distribution. Based on the data, conclusions are drawn about the presence of a deposit, its characteristics and dimensions, both in the horizontal plane and at depth.

Известный комплекс имеет ряд недостатков.The known complex has several disadvantages.

1. Необходимо использовать отдельный аппарат с электроразведочной косой, комплекс работает только с электроразведочными косами1. It is necessary to use a separate apparatus with an electric prospecting spit, the complex only works with electric prospecting spit

2. Высокая трудоемкость за счет необходимости расположения линии сначала в вертикальном положении, а потом в горизонтальном.2. High complexity due to the need to arrange the line first in a vertical position, and then in a horizontal position.

3. Отсутствуют средства контроля пространственного положения электродов, что может привести к потери электродной базы.3. There are no means to control the spatial position of the electrodes, which can lead to loss of the electrode base.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является глубоководный геофизический комплекс, включающий набортную и глубоководную части, соединенных между собой кабель-тралом [Котов И.Н.. Исследование и разработка гидролокаторов бокового обзора для проведения инженерно-геологических работ: дисс. канд. тех. н: 01.04.06. - Таганрог, 2002. - 138 с: ил. РГБ ОД, 61 02-5/2360-8. Глава 4: «Разработка геоакустического комплекса МАК-1М и оценка эффективности при геологических исследованиях».The closest technical solution to the proposed one is a deep-sea geophysical complex, including onboard and deep-sea parts interconnected by cable trawl [Kotov I.N. Research and development of side-scan sonars for engineering and geological work: diss. Cand. those. n: 04/01/06. - Taganrog, 2002 .-- 138 s: silt. RSL OD, 61 02-5 / 2360-8. Chapter 4: "Development of the geoacoustic complex MAK-1M and assessment of effectiveness in geological research."

Технические характеристики на сайте Южморгеологии Technical specifications on the website of Yuzhmorgeologiya

Набортная часть комплекса содержит промышленный компьютер, блок интерфейсов, накопитель на магнитооптических дисках, регистратор, видиемонитор тралмастера, стацию постобработки.The onboard part of the complex contains an industrial computer, an interface unit, a magneto-optical disk drive, a recorder, a trammaster video monitor, and a post-processing station.

Глубоководная часть комплекса состоит корпуса, в котором размещены микрокомпьютер, блок датчиков крена, дифферента, курса, давления, цифровой приемо-передатчик, аналого-цифровой преобразователь, блок питания забортной аппаратуры, набор антенн и кабельную развязку, при этом выход аналого-цифрового преобразователя соединен с блоком датчиков, выход которого соединен с входом преобразователя.The deep-water part of the complex consists of a housing that houses a microcomputer, a block of roll sensors, trim, heading, pressure, a digital transceiver, an analog-to-digital converter, an outboard power supply unit, a set of antennas and a cable isolation, while the output of the analog-to-digital converter is connected with a sensor unit, the output of which is connected to the input of the converter.

Известный комплекс позволяет проводить акустические исследования дна океанов на больших глубинах без потерь оборудования, однако он не приспособлен для электроразведочных работ.The known complex allows acoustic studies of the bottom of the oceans at great depths without loss of equipment, but it is not suitable for electrical exploration.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет возможности определения аномалии естественного электрического поля в реальном времени при поиске рудных объектов.The objective of the utility model is to expand the functionality due to the possibility of determining the anomaly of the natural electric field in real time when searching for ore objects.

Поставленная задача решается тем, что в глубоководном геофизическом комплексе, включающем набортную и глубоководную часть, соединенные между собой кабель-трос, при этом глубоководная часть состоит из корпуса, в котором размещены микрокомпьютер, блок датчиков крена, дифферента, курса и давления, цифровой приемо-передатчик, аналого-цифровой преобразователь, блок питания забортной аппаратуры, набор антенн и кабельную развязку, при этом выход микрокомпьютера соединен с блоком датчиков, выход которого соединен с входом микрокомпьютера, глубоководная часть комплекса снабжена узлом измерения естественного электрического поля в виде электродной базы и электронного блока, электродная база выполнена в виде косы, соединенной коренным концом с корпусом глубоководной части, на косе закреплены 2 системы электродов, каждая из которых состоит как минимум из двух электродов, расположенных друг от друга на расстоянии, а электронный блок измерения поля соединен с выходом блока датчиков и входом микро PC.The problem is solved in that in the deep-sea geophysical complex, including the onboard and deep-sea part, interconnected cable-cable, while the deep-sea part consists of a housing in which a microcomputer, a block of roll, trim, heading and pressure sensors, a digital receiver- transmitter, analog-to-digital converter, power supply unit for outboard equipment, set of antennas and cable isolation, while the output of the microcomputer is connected to the sensor unit, the output of which is connected to the input of the microcomputer, the water side of the complex is equipped with a node for measuring the natural electric field in the form of an electrode base and an electronic unit, the electrode base is made in the form of a braid connected by the root end to the body of the deepwater part, 2 electrode systems are fixed on the braid, each of which consists of at least two electrodes located from each other at a distance, and the electronic field measurement unit is connected to the output of the sensor unit and the input of the micro PC.

Предпочтительно, чтобы электроды каждой системы были расположены друг от друга на расстоянии не менее 1 м, расстояние между системами не превышало 70 м, а верхний электрод верхней системы был укреплен на косе не менее 10 м от коренного конца.Preferably, the electrodes of each system were located at least 1 m apart, the distance between the systems did not exceed 70 m, and the upper electrode of the upper system was mounted on a braid at least 10 m from the root end.

Целесообразно на ходовом конце косы укрепить фал с грузом на расстоянии не менее 8 м. от нижнего электрода нижней системы.It is advisable to strengthen the halyard with the load at a distance of at least 8 m from the lower electrode of the lower system at the running end of the spit.

Предпочтительно, чтобы электронный блок измерения естественного электрического поля состоял из микроконтроллера, двух усилителей, источника опорного напряжения и адаптера, при этом выходы электродов первой и второй систем соединены соответственно с первыми входами первого и второго усилителя, выходы которых соединены с первым и вторым входом микроконтроллера, третий вход микроконтроллера соединен с первым выходом адаптера, первый вход которого соединен с выходом блока датчиков, выход микроконтроллера соединен со вторым входом адаптера, второй выход которого соединен с микрокомпьютером, выход источника опорного напряжения соединен со вторыми входами усилителей и четвертым входом микроконтроллера.Preferably, the electronic unit for measuring the natural electric field consisted of a microcontroller, two amplifiers, a reference voltage source and an adapter, while the outputs of the electrodes of the first and second systems are connected respectively to the first inputs of the first and second amplifier, the outputs of which are connected to the first and second input of the microcontroller, the third input of the microcontroller is connected to the first output of the adapter, the first input of which is connected to the output of the sensor unit, the output of the microcontroller is connected to the second input of the adapter An era, the second output of which is connected to the microcomputer, the output of the reference voltage source is connected to the second inputs of the amplifiers and the fourth input of the microcontroller.

На блоке подводной электроники комплекса мало контактов, от электроразведочной косы 1 подключают только два канала. Электронная плата для измерения ЕП (измеритель ЕП) вставляется в подводный блок комплекса «МАК-1М» на имеющийся свободный разъем без всяких доработок. Для измерителя ЕП были разработаны новая аппаратная и микропрограммная регистрация, позволяющая регистрировать и отображать ЕП на каналах курса и крена комплекса «МАК-1М», которые не используются при его штатной работе.There are few contacts on the underwater electronics block of the complex; only two channels are connected from the electrical prospecting switch 1. The electronic board for measuring the electronic switch (EP meter) is inserted into the underwater unit of the MAK-1M complex onto an available free connector without any modifications. A new hardware and firmware registration was developed for the EP meter, which allows registering and displaying EP on the channels of the course and roll of the MAK-1M complex, which are not used during its regular operation.

На фиг.1 представлена схема глубоководной части комплекса.Figure 1 presents a diagram of the deep-sea part of the complex.

На фиг.2 - схема подключения электронного блока узла измерения естественного электрического поля к электроники глубоководной части комплекса.Figure 2 - connection diagram of the electronic unit of the measuring unit of the natural electric field to the electronics of the deep-sea part of the complex.

На фиг.3 - схема выполнения электронного блока узла измерения естественного электрического поля.Figure 3 is a diagram of an electronic unit for measuring a natural electric field.

Глубоководный геофизический комплекс включает набортную (на чертеже не показана) и глубоководную части, соединенные между собой кабель-тралом (на чертеже не показан).The deep-sea geophysical complex includes onboard (not shown in the drawing) and deep-sea parts interconnected by a cable trawl (not shown in the drawing).

Набортная часть содержит промышленный компьютер, блок интерфейсов, накопитель на магнитооптических дисках, регистратор, видиемонитор тралмастера и стацию постобработки (на чертежах не показаны).The on-board part contains an industrial computer, an interface unit, a magneto-optical disk drive, a recorder, a trammaster video monitor and a post-processing station (not shown in the drawings).

Глубоководная часть комплекса имеет узел измерения естественного электрического поля в виде электродной базы и электронного блока.The deep-water part of the complex has a node for measuring the natural electric field in the form of an electrode base and an electronic unit.

Электродная база выполнена в виде косы 1, соединенной коренным концом с корпусом 2 глубоководной части. На косе 1 закреплены 2 системы электродов, каждая из которых состоит из двух электродов 3-6, расположенных друг от друга на расстоянии.The electrode base is made in the form of a braid 1 connected by the indigenous end to the body 2 of the deepwater part. On spit 1, 2 electrode systems are fixed, each of which consists of two electrodes 3-6 located at a distance from each other.

Электроды соответственно 3, 5 и 4, 6 каждой системы расположены друг от друга на расстоянии не менее 1 м, а расстояние между системами не превышает 70 м.The electrodes 3, 5 and 4, 6 of each system, respectively, are located at a distance of at least 1 m from each other, and the distance between the systems does not exceed 70 m.

Электрод 3 верхней системы укреплен на косе 1 не менее 10 м от коренного конца.The electrode 3 of the upper system is mounted on spit 1 at least 10 m from the root end.

На ходовом конце косы 1 укреплен фал 7 с грузом 8 на расстоянии не менее 8 м. от электрода 6 нижней системы.At the running end of the spit 1, a halyard 7 with a load of 8 is fixed at a distance of at least 8 m from the electrode 6 of the lower system.

Глубоководная часть комплекса, размещенная в корпусе 2, содержит микрокомпьютер 9, блок 10 датчиков крена, дифферента, курса и давления, цифровой приемо-передатчик, аналого-цифровой преобразователь, блок питания забортной аппаратуры, набор антенн и кабельную развязку.The deep-water part of the complex, located in building 2, contains a microcomputer 9, a block 10 of roll, trim, course and pressure sensors, a digital transceiver, an analog-to-digital converter, an outboard power supply unit, a set of antennas and cable isolation.

Выход микрокомпьютера 9 соединен с входом блока 10 датчиков, а электронный блок 11 измерения естественного электрического поля соединен с выходом блока 10 датчиков и входом микрокомпьютера 9.The output of the microcomputer 9 is connected to the input of the sensor unit 10, and the electronic unit 11 for measuring the natural electric field is connected to the output of the sensor unit 10 and the input of the microcomputer 9.

Электронный блок 11 измерения естественного электрического поля состоит из микроконтроллера 12, двух усилителей 13 и 14, источника опорного напряжения 15 и адаптера 16.The electronic unit 11 for measuring the natural electric field consists of a microcontroller 12, two amplifiers 13 and 14, a reference voltage source 15 and an adapter 16.

Выходы электродов 3, 5 и 4, 6 первой и второй систем соединены соответственно с первыми входами усилителей 13 и 14, выходы которых соединены с первым и вторым входам микроконтроллера 12.The outputs of the electrodes 3, 5 and 4, 6 of the first and second systems are connected respectively to the first inputs of the amplifiers 13 and 14, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the microcontroller 12.

Четвертый вход микроконтроллера 12 соединен с первым выходом адаптера 16, первый вход которого соединен с выходом блока 10 датчиков, выход микроконтроллера 12 соединен со вторым входом адаптера 16, второй выход которого соединен с микрокомпьюром 9.The fourth input of the microcontroller 12 is connected to the first output of the adapter 16, the first input of which is connected to the output of the sensor unit 10, the output of the microcontroller 12 is connected to the second input of the adapter 16, the second output of which is connected to the microcomputer 9.

Выход источника опорного напряжения 15 соединен со вторыми входами усилителей 13 и 14 и пятым входом микроконтроллера 12.The output of the reference voltage source 15 is connected to the second inputs of the amplifiers 13 and 14 and the fifth input of the microcontroller 12.

Глубоководный геофизический комплекс работает следующим образом.The deep-sea geophysical complex works as follows.

Комплекс применяется по прямому назначению, т.е. для выполнения сонарной съемки дна, не ухудшая параметров, не меняя штатного программного и аппаратного обеспечения и одновременно проводя измерения естественного электрического поля ЕП на рабочих профилях.The complex is used for its intended purpose, i.e. to perform sonar survey of the bottom without deteriorating the parameters, without changing the standard software and hardware and at the same time measuring the natural electric field of the transducer on the working profiles.

Для измерения ЕП используется вертикальная коса 1. Для измерения потенциала естественного электрического поля (ЕП) верхние электроды 3 и 5 косы 1 должны находиться в условной «бесконечности», а нижние 4 и 6 - в непосредственной близости к грунту. С этой целью в процессе профилирования используют вертикальную косу 1 с расстоянием между верхними и нижними электродами 70 м.A vertical streamer 1 is used to measure the EM. To measure the potential of a natural electric field (EM), the upper electrodes 3 and 5 of the braid 1 should be in conditional "infinity", and the lower 4 and 6 should be in close proximity to the ground. For this purpose, in the profiling process, a vertical braid 1 is used with a distance between the upper and lower electrodes of 70 m.

В процессе работы измеряют разность потенциалов на следующих «разносах»:In the process, measure the potential difference at the following "spacings":

- 3, 4 (ЕП 1 на графиках измеренных параметров);- 3, 4 (EP 1 on the graphs of the measured parameters);

- 5, 6 (ЕП 2 на графиках измеренных параметров);- 5, 6 (EP 2 on the graphs of the measured parameters);

Комплекс «МАК-1М-ЕП» буксируют в коридоре высоты от дна 80-90 м, при скорости судна 1.0-1.5 узла (в среднем - 1.2-1.3 узла), что обеспечивает допустимые условия измерения потенциала естественного электрического поля.The MAK-1M-EP complex is towed in a corridor of a height from the bottom of 80-90 m, at a vessel speed of 1.0-1.5 knots (on average 1.2-1.3 knots), which provides acceptable conditions for measuring the potential of a natural electric field.

Одновременное использование двух каналов позволяет избежать потери информации в случае выхода из строя отдельных электродов и получать более достоверную информацию по аномалиям ЕП.The simultaneous use of two channels avoids the loss of information in the event of failure of individual electrodes and obtain more reliable information on anomalies of the transducer.

Наличие массивных металлических предметов в непосредственной близости от электродов косы 1 может отрицательно сказываться на качестве измеряемых параметров. Поэтому электрод 3 отнесен на 10 м от коренного конца косы 1, а груз 8 крепится к ходовому концу на капроновом фале 7 длиной 5 м.The presence of massive metal objects in the immediate vicinity of the electrodes of the braid 1 may adversely affect the quality of the measured parameters. Therefore, the electrode 3 is placed 10 m from the root end of the braid 1, and the load 8 is attached to the running end on the nylon halyard 7 5 m long.

Плановую привязку проводят в режиме «короткая база». Точность привязки в короткой базе составляет 1.0% от расстояния до глубоководного части комплекса. При глубинах моря в районе работ 2-4,2 км длина кабель-троса меняется от 2500 до 4800 м; соответственно можно принять, что точность привязки в короткой базе составляет от 25 до 50 м.Scheduled binding is carried out in the "short base" mode. The accuracy of binding in a short base is 1.0% of the distance to the deep-sea part of the complex. At sea depths in the area of work of 2-4.2 km, the cable length varies from 2500 to 4800 m; accordingly, it can be accepted that the accuracy of the binding in a short base is from 25 to 50 m.

Для измерения естественного поля спуск и подъем глубоководной части комплекса осуществляют с кормового спуско-подъемного устройства. При спуске глубоководной части за борт сначала выпускают оттяжка комплекса «МАК-1М», затем глубоководную часть комплекса опускают в воду и травление кабель-троса прекращают. После этого выводят за борт электроразведочную косу 1 и продолжается дальнейший спуск глубоководной части.To measure the natural field, the descent and ascent of the deep-sea part of the complex is carried out from the aft trigger-lifting device. When lowering the deepwater part, the guy line of the MAK-1M complex is first released overboard, then the deepwater part of the complex is lowered into the water and the etching of the cable is stopped. After that, the electric prospecting spit 1 is taken overboard and the further descent of the deepwater section continues.

При подъеме глубоководной части комплекса на борт вначале вынимают из воды и ставят в вертикальное положение на рабочей площадке, после чего выбирают оттяжку, а затем и электроразведочную косу 1.When lifting the deep-sea part of the complex aboard, it is first removed from the water and placed in a vertical position on the working platform, after which a guy line is selected, and then the electrical prospecting spit 1.

Переходы между профилями осуществляют без подъема глубоководной части комплекса на борт судна, но ее приподнимают до такого уровня, чтобы длина вытравленного кабель-троса была равной расстоянию между завершенным и следующим профилем, что позволяет избежать его опасных изгибов. Переходы с одного профиля на другой осуществляют не на смежные профили, а через один или несколько плановых профилей. Это позволяет осуществлять более безопасный для кабель-троса разворот при экономии времени за счет меньшего подъема и спуска глубоководного аппарата.The transitions between the profiles are carried out without lifting the deep-sea part of the complex on board the vessel, but it is raised to such a level that the length of the etched cable is equal to the distance between the completed and the next profile, which avoids its dangerous bends. Transitions from one profile to another are carried out not to adjacent profiles, but through one or more planned profiles. This allows for a safer turn for the cable cable while saving time due to less ascent and lowering of the deepwater vehicle.

Перед началом выполнения работ на профилях проводят проверку линейности узла измерения ЕП для двух каналов. От имитатора косы 1 на узел измерения ЕП подают входное напряжение Uвх от -40 мВ до +40 мВ с шагом 5 мВ и регистрируют те значения, которые отображаются в градусах на каналах курса и крена (Таблица 1).Before starting work on the profiles, the linearity of the measurement unit of the EP for two channels is checked. From the streamer simulator 1, an input voltage Uin from -40 mV to +40 mV with a step of 5 mV is fed to the measuring unit EP, and those values are displayed that are displayed in degrees on the heading and roll channels (Table 1).

Полученные показания переводят в милливольты следующим образом. Для канала курса, который представлен полным диапазоном в 325 градусов, нулевому входному напряжению соответствует показание курса 162,8, поэтому все показания датчика курса уменьшены на эту величину (то есть, приведены к нулю). Приведенные таким образом к нулю показания на датчике курса были переведены в милливольты (ЕП1). Для канала крена, который имеет диапазон от -49 до +49 градусов, нулевому входному напряжению соответствовует нулевое показание крена, поэтому показания датчика крена переводят в милливольты (ЕП2) напрямую. Показания на датчиках курса и крена имеют цену деления 0,1 градуса, что соответствует 0.025 мВ на датчике курса и 0.083 мВ на датчике крена.The readings are converted to millivolts as follows. For the heading channel, which is represented by a full range of 325 degrees, the input reading of 162.8 corresponds to a zero input voltage, therefore, all heading sensor readings are reduced by this value (that is, reduced to zero). The readings on the heading sensor thus reduced to zero were converted to millivolts (EP1). For a roll channel, which has a range from -49 to +49 degrees, a zero roll reading corresponds to a zero input voltage, so the roll sensor readings are converted to millivolts (EP2) directly. The readings on the heading and roll sensors have a graduation price of 0.1 degrees, which corresponds to 0.025 mV on the heading sensor and 0.083 mV on the heading sensor.

Результаты первой проверки линейности шкалы двух каналов узла измерения ЕП представлены в таблице 1.The results of the first linearity check of the scale of the two channels of the measurement unit of the EP are presented in table 1.

До первого спуска замеряют разность потенциалов электродов и выставляют смещения в каналах усилителей при подключении косы 1 к глубоководной части комплекса.Before the first descent, the potential difference of the electrodes is measured and the displacements in the channels of the amplifiers are set when the streamer 1 is connected to the deep-sea part of the complex.

Таблица 1Table 1 Uвх, мВUin, mV Показание на датчике курсаHeading reading Показание на датчике курса, приведенное к нулю (градус)Heading reading reduced to zero (degree) ЕП1 (мВ)EP1 (mV) Показание на датчике крена (градус)Reading on the roll sensor (degree) ЕП2 (мВ)EP2 (mV) -40-40 0,70.7 -162,1-162.1 -40,525-40.525 -49,0-49.0 -40,67-40.67 -35-35 19,719.7 -143,1-143.1 -35,775-35,775 -43,0-43.0 -35,69-35.69 -30-thirty 40,240,2 -122,6-122.6 -30,65-30.65 -37,0-37.0 -30,71-30.71 -25-25 60,660.6 -102,2-102.2 -25,55-25.55 -30,9-30.9 -25,647-25,647 -20-twenty 81,081.0 -81,8-81.8 -20,45-20.45 -24,7-24.7 -20,501-20,501 -15-fifteen 101,0101.0 -61,8-61.8 -15,45-15.45 -18,7-18.7 -15,521-15,521 -10-10 121,4121,4 -41,4-41.4 -10,35-10.35 -12,4-12.4 -10,292-10,292 -5-5 142,3142.3 -20,5-20.5 -5,125-5.125 -6,4-6.4 -5,312-5,312 00 162,8162.8 00 00 -0,1-0.1 -0,083-0.083 55 183,3183.3 20,520.5 5,1255,125 5,95.9 4,8974,897 1010 203,5203.5 40,740.7 10,17510,175 12,012.0 9,969.96 15fifteen 224,0224.0 61,261.2 15,315.3 18,218.2 15,10615,106 20twenty 244,2244.2 81,481.4 20,3520.35 24,324.3 20,16920,169 2525 264,6264.6 101,8101.8 25,4525.45 30,330.3 25,14925,149 30thirty 284,8284.8 122122 30,530.5 36,436,4 30,21230,212 3535 305,4305.4 142,6142.6 35,6535.65 42,642.6 35,35835,358 4040 325,1325.1 162,3162.3 40,57540,575 48,648.6 40,33840,338

В дальнейшем после завершения работы на профилях осуществляют вторую проверку линейности шкалы двух каналов узла измерения ЕП с целью контроля ухода разности потенциалов электродов при работе на профилях. Выбранный динамический диапазон не требует изменять смещение до конца работ. Усиление в каналах остается без изменений.In the future, after completing work on the profiles, a second linearity check is performed on the scale of the two channels of the measurement unit of the EP in order to control the departure of the potential difference of the electrodes when working on the profiles. The selected dynamic range does not require changing the offset until the end of the work. The channel gain remains unchanged.

Смещения по крену и курсу выставлены с учетом датчиков при подключении косы 1 к комплексу «МАК-1М» и составили по курсу 203,5 градуса, по крену -12,0 градусов. Результаты второй проверки линейности шкалы двух каналов узла измерния ЕП представлены в таблице 2.Offsets in roll and heading were set with sensors in mind when connecting Spit 1 to the MAK-1M complex and amounted to 203.5 degrees in heading and -12.0 degrees in heading. The results of the second linearity check of the scale of the two channels of the measuring unit of the EP are presented in table 2.

Таблица 2table 2 Uвх, мВUin, mV Показание на датчике курсаHeading reading Показание на датчике курса, приведенное к нулю (градус)Heading reading reduced to zero (degree) ЕП1 (мВ)EP1 (mV) Показание на датчике крена (градус)Reading on the roll sensor (degree) ЕП2 (мВ)EP2 (mV) -40-40 43,543.5 -120,0-120.0 -30,01-30.01 -36,0-36.0 -30,00-30.00 -35-35 63,663.6 -99,9-99.9 -24,97-24.97 -30,0-30.0 -24,95-24.95 -30-thirty 83,583.5 -80,0-80.0 -19,99-19.99 -24,0-24.0 -20,00-20.00 -25-25 103,7103.7 -59,8-59.8 -14,94-14.94 -17,9-17.9 -14,95-14.95 -20-twenty 123,5123.5 -40,0-40.0 -9,99-9.99 -12,0-12.0 -10,00-10.00 -15-fifteen 143,6143.6 -19,9-19.9 -4,98-4.98 -5,9-5.9 -4,95-4.95 -10-10 163,5163.5 0,00,0 0,000.00 0,00,0 0,000.00 -5-5 183,7183.7 20,220,2 5,045.04 5,95.9 4,954.95 00 203,5203.5 40,040,0 9,999.99 12,012.0 10,0010.00 55 223,6223.6 60,160.1 15,0415.04 18,218.2 15,1515.15 1010 243,8243.8 80,380.3 20,0820.08 24,124.1 20,1020.10 15fifteen 263,9263.9 100,4100,4 25,0925.09 30,130.1 25,0525.05 20twenty 283,5283.5 120,0120.0 30,0130.01 36,136.1 30,1030.10 2525 303,7303.7 140,2140.2 35,0635.06 42,142.1 35,0535.05 30thirty 323,6323.6 160,1160.1 40,0440.04 48,148.1 40,1040.10

Предлагаемый комплекс был апробирован над рудным полем «Семенов-1», находящимся в Центральной Атлантике.The proposed complex was tested over the Semenov-1 ore field located in the Central Atlantic.

Для подтверждения работоспособности узла измерения ЕП в составе комплекса «МАК-1М-ЕП» первый профиль был заложен через известную аномалию, выявленную в 2009 года над рудным полем «Семенов-1». Работоспособность обоих каналов подтвердилась. Было выполнено 23 профиля «МАК-1М» (100 кГц) длиной по 40 км с расстоянием между профилями 500 м с одновременным измерением естественного поля (ЕП).To confirm the operability of the measuring unit of the EP in the complex "MAK-1M-EP", the first profile was laid down through the well-known anomaly identified in 2009 over the ore field "Semenov-1". The operability of both channels was confirmed. 23 MAK-1M profiles (100 kHz) with a length of 40 km were performed with a distance between the profiles of 500 m with simultaneous measurement of the natural field (EP).

Использование электроразведки методом естественного поля ЕП одновременно с другими методами исследований в океане, в частности с сонаром, используя канал передачи информации этого комплекса. Такое совмещение методов ГБО и ЕП позволяет одновременно в режиме реального времени получать как сонарное изображение дна так и информацию о наличии или отсутствии аномалий естественного поля ЕП при профилировании участка работ в океане. При этом получается весьма значительный экономический эффект за счет экономии судового времени.The use of electrical exploration by the EP natural field method simultaneously with other research methods in the ocean, in particular with a sonar, using the information transmission channel of this complex. Such a combination of the HBO and EP methods allows simultaneously in real time to obtain both a sonar image of the bottom and information on the presence or absence of anomalies in the natural field of the EP during profiling of the work site in the ocean. This gives a very significant economic effect due to the saving of ship time.

Claims

1. Deep-water geophysical complex, including onboard and deep-water part, interconnected by a cable-cable, while the deep-water part consists of a housing in which a microcomputer, a block of roll sensors, heading trim and pressure sensors, a digital transceiver, an analog-to-digital converter, a block are placed power supply of overboard equipment, a set of antennas and cable isolation, while the output of the microcomputer is connected to the sensor unit, the output of which is connected to the input of the microcomputer, characterized in that the deep-sea part The complex is equipped with a node for measuring the natural electric field in the form of an electrode base and an electronic unit, the electrode base is made in the form of a braid connected by the root end to the body of the deep-sea part, 2 electrode systems are fixed on the braid, each of which consists of at least two electrodes located from each other each other at a distance, and the electronic field measurement unit is connected to the output of the sensor unit and the input of the microcomputer.

2. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the electrodes of each system are located at a distance of at least 1 m from each other, and the distance between the systems does not exceed 70 m

3. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the upper electrode of the upper system is mounted on the spit at least 10 m from the root end.

4. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that a halyard with a load is fixed at the running end of the spit at a distance of at least 8 m from the lower electrode of the lower system.

5. The deep-sea geophysical complex according to claim 1, characterized in that the electronic unit for measuring the natural electric field consists of a microcontroller, two amplifiers, a reference voltage source and an adapter, while the outputs of the electrodes of the first and second systems are connected respectively to the first inputs of the first and second amplifier the outputs of which are connected to the first and second input of the microcontroller, the third input of the microcontroller is connected to the first output of the adapter, the first input of which is connected to the output of the sensor unit, the output is mic a controller connected to the second input of the adapter, a second output is connected to a microcomputer, a reference voltage source output is connected to second inputs of the amplifiers and the fourth input of the microcontroller.