RU175972U1 - Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки - Google Patents
Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки Download PDFInfo
- Publication number
- RU175972U1 RU175972U1 RU2017120751U RU2017120751U RU175972U1 RU 175972 U1 RU175972 U1 RU 175972U1 RU 2017120751 U RU2017120751 U RU 2017120751U RU 2017120751 U RU2017120751 U RU 2017120751U RU 175972 U1 RU175972 U1 RU 175972U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- electrical exploration
- frequency
- electrodes
- plumage
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Устройство относится к оборудованию для геофизической электроразведки и предназначено для использования в датчиках электрического поля (“заземленный диполь”) в качестве электродов-заземлителей для измерения электрического поля Земли. Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки изготовлен из стальной трубы, перфорированной отверстиями, с оперением из стальных ребер стреловидной формы. При этом вся конструкция покрыта слоем свинца. Технический результат заключается в том, что за счет наличия дополнительной площади ребер оперения снижается переходное контактное сопротивление электрод–грунт, и тем самым расширяется диапазон рабочих частот в высокочастотной области. 2 ил.
Description
Устройство относится к оборудованию для геофизической электроразведки и предназначено для использования в датчиках электрического поля (“заземленный диполь”) в качестве электродов-заземлителей для измерения электрического поля Земли.
Для различных методов геофизической электроразведки в качестве заземлителей наиболее широкое применение находят следующие типы электродов:
- неполяризующиеся электроды на основе различных металлов (свинца, серебра, меди) или графита, находящихся внутри перфорированных диэлектрических стаканов, заполненных электролитом из солей этих металлов или деполяризатора (Корепанов, Свенсон, 2007; Petiau G., 2000; RU 90224 2009; RU 123979 2012);
- металлические в виде стержней из латуни, стали, забиваемых или закапываемых в грунт (Хмелевский В.К., 1989), (Вольвовский Б.С., 1977).
Неполяризующиеся электроды характеризуются практически отсутствием межэлектродного потенциала и его стабильностью во времени, низкими значениями собственных низкочастотных шумов, незначительным переходным сопротивлением электрод-грунт. Они применяются в таких методах электроразведки как МТЗ, АМТ, ЗС, ЕП, уровни полезных сигналов в которых чрезвычайно низкие. Как недостаток этих электродов следует отметить сложность конструкции, использование в них химических реагентов и необходимость обслуживания.
Металлические электроды применяются в методах электроразведки с более высокими уровнями полезных сигналов, т.к. по основным параметрам они уступают неполяризующимся электродам, в частности переходное сопротивление электрод-почва выше, чем у неполяризующихся электродов. Преимуществом является их простота и отсутствие необходимости в обслуживании.
Заявляемое техническое решение направлено на создание металлического электрода для высокочастотных методов электроразведки взамен неполяризующегося. Особенностью требований к электродам для высокочастотных методов является необходимость обеспечения минимального контактного сопротивления электрод-грунт. Это связано с тем, что сопротивление заземленного диполя вместе с его емкостью и входной емкостью измерительного устройства образуют фильтр, искажающий передаточную характеристику измерительного тракта в области высоких частот. При значительных величинах контактного сопротивления, являющегося составной частью сопротивления заземленного диполя, ухудшается точность проводимых измерений.
Прототипом предлагаемого технического решения является металлический стержневой электрод (Хмелевский В.К., 1989), (Вольвовский Б.С., 1977). Принцип предлагаемого технического решения основан на двух факторах. Современные измерительные системы для высокочастотных методов электроразведки за счет мощной аппаратно-программной фильтрации обладают эффективным подавлением мешающих частот, в т.ч. всей области низких частот - от поляризационного потенциала электродов до частот в десятки герц. Другим фактором является то, что шум металлических электродов имеет максимальный спектр до частот всего в несколько герц - (Фиг.1).
Исходя из изложенного, для применения металлического электрода в высокочастотных методах электроразведки при современном уровне развития измерительной техники необходимо снизить его контактное сопротивление электрод-почва.
Задача понижения контактного сопротивления электродов в заявляемом электроде решается путем увеличения площади контакта электрода с почвой. Предлагаемый электрод по конфигурации напоминает наконечник стрелы, выполнен из стальной трубы, перфорированной отверстиями, с оперением из ребер стреловидной формы, с покрытием всей конструкции слоем свинца. Такая конструкция электрода, при весьма существенной механической прочности, по сравнению с одиночным стержнем или трубой позволяет увеличить площадь контакта в несколько раз, что в свою очередь приводит к снижению контактного сопротивления.
Для расчета сопротивления заземления воспользуемся методикой его расчета для электроустановок (Федоров А.А., 1980). Сопротивление заземления одиночного вертикального заземляющего электрода:
где R - удельное электрическое сопротивление грунта (Ом⋅м); L - длина электрода (м); d - диаметр электрода (м); T - заглубление электрода (м).
Для стержневого электрода диметром 20 мм, длиной 40 см, T=20 см (расстояние от верхнего уровня грунта до середины заглубленного электрода) при R=100 Ом⋅м (типичный показатель для суглинков) сопротивление заземлителя составит 168 Ом. Для такого же электрода, но диаметром 80 мм, т.е. с площадью поверхности также в 4 раза большей, сопротивление составит 113 Ом, что на 32.7 % меньше.
Увеличение площади поверхности стержневого электрода достигается за счет дополнительной площади нескольких ребер оперения. Так для трубы диаметром 20 мм, из приведенного примера расчета, дополнительные четыре ребра оперения шириной 25 мм увеличивают площадь поверхности в 4 раза, что на основе приведенных расчетов позволяет снизить его контактное сопротивление до 30 % по сравнению со стержневым электродом. Увеличивая количество ребер или линейные размеры конструкции можно еще улучшить этот показатель. Пропорционально увеличивается и высокочастотная область рабочих частот.
Стальная конструкция электрода обеспечивает его прочность. Из (Вольвовский Б.С., 1977) известно, что межэлектродная разность потенциалов железных электродов достигает 300-500 мВ, медных 50-200 мВ. Из основ физики известно, что собственный потенциал этих металлов составляет соответственно 440 мВ и 337 мВ, меньшим собственным потенциалом обладает свинец - 126 мВ. В (Petiau G., 2000) свинец является составной частью неполяризующихся электродов. Предлагается стальную конструкцию электрода покрыть слоем свинца.
От использования свинцового покрытия, помимо защиты от коррозии, т. к. свинец является химически стойким металлом, следует ожидать снижения межэлектродной разности потенциалов по сравнению с электродами из других металлов.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, состоит в снижении переходного контактного сопротивления электрод-грунт, что увеличивает высокочастотную область рабочих частот.
Устройство предлагаемого электрода поясняется Фиг. 2. Электрод состоит из металлической трубы (2) с оперением стреловидной формы (5), покрытый слоем свинца. По поверхности трубы имеются сквозные отверстия (перфорация) (4) для увлажнения жидкостью почвы в месте контакта через верхнее торцевое отверстие. Для соединения с диполем имеется резьбовой зажим (3), расположенный на оголовке электрода (1).
Литература
1. RU 123979 2012г., МПК G01V3/00 (2006.01)
2. RU 90224 2009г., МПК G01V3/00 (2006.01)
3. Корепанов В. Е., Свенсон А. Н. Высокоточные неполяризующиеся электроды для наземной геофизической разведки. Киев. Наукова Думка. 2007.
4. Petiau G. Second generation of lead-lead chloride electrodes for geophysical applications, Pure and Appl. Geophysics. 2000.
5. Вольвовский Б. С., Кунин Н.Я., Терехин Е.И. Краткий справочник по полевой геофизике. М.: Недра. 1977.
6. Электроразведка: Справочник геофизика. Под ред. Хмелевского В.К. и Бондаренко В.М. Москва, Недра, 1989
7. Жданов М.С. Электроразведка. Москва, Недра, 1986
8. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. Москва, Энергия, 1980.
Claims (1)
- Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки, изготовленный из стальной трубы, перфорированной отверстиями, с оперением из стальных ребер стреловидной формы, с покрытием всей конструкции слоем свинца, характеризующийся тем, что за счет дополнительной площади ребер оперения снижается переходное контактное сопротивление электрод–грунт, и тем самым расширяется диапазон рабочих частот в высокочастотной области.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120751U RU175972U1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120751U RU175972U1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU175972U1 true RU175972U1 (ru) | 2017-12-25 |
Family
ID=63853655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120751U RU175972U1 (ru) | 2017-06-13 | 2017-06-13 | Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU175972U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793586C1 (ru) * | 2022-09-01 | 2023-04-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологический Центр Северо-Запад" | Способ учета влияния емкостных утечек с проводов приемной линии на измерения электрического поля в земле |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986005278A1 (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-12 | Regents Of The University Of California | Dielectric methods and apparatus for in-situ soil classification |
| RU2122223C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1998-11-20 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Датчик напряженности электрического поля (варианты) |
| EA011107B1 (ru) * | 2005-04-20 | 2008-12-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ и устройство для усовершенствованной фокусировки тока в приборах каротажа сопротивлений контактным методом |
| RU123979U1 (ru) * | 2012-03-28 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке (НС РАН) | Неполяризующийся электрод для наземной геофизической электроразведки |
| US20170090059A1 (en) * | 2014-12-30 | 2017-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Galvanic measurement apparatus, systems, and methods |
-
2017
- 2017-06-13 RU RU2017120751U patent/RU175972U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1986005278A1 (en) * | 1985-03-08 | 1986-09-12 | Regents Of The University Of California | Dielectric methods and apparatus for in-situ soil classification |
| RU2122223C1 (ru) * | 1995-07-05 | 1998-11-20 | Московский энергетический институт (Технический университет) | Датчик напряженности электрического поля (варианты) |
| EA011107B1 (ru) * | 2005-04-20 | 2008-12-30 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Способ и устройство для усовершенствованной фокусировки тока в приборах каротажа сопротивлений контактным методом |
| RU123979U1 (ru) * | 2012-03-28 | 2013-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке (НС РАН) | Неполяризующийся электрод для наземной геофизической электроразведки |
| US20170090059A1 (en) * | 2014-12-30 | 2017-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Galvanic measurement apparatus, systems, and methods |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2793586C1 (ru) * | 2022-09-01 | 2023-04-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технологический Центр Северо-Запад" | Способ учета влияния емкостных утечек с проводов приемной линии на измерения электрического поля в земле |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SA518392383B1 (ar) | قياسات عابرة عميقة أسفل البئر باستخدام مستشعرات محسنة | |
| Lima et al. | Transient grounding impedance and transient resistivity measurements using a very short current lead | |
| RU175972U1 (ru) | Электрод для высокочастотной геофизической электроразведки | |
| RU2521927C1 (ru) | Способ выполнения анодного заземления | |
| Djamel et al. | Transient response of grounding systems under impulse lightning current | |
| CN112630842B (zh) | 一种应用于直流电阻率法勘探的偶极差分装置及方法 | |
| Sazali et al. | Study of soil resistivity using wenner four pin method: Case study | |
| US2304448A (en) | Condenser for soil moisture meter | |
| Robinson et al. | Development of a wireless power transmission system for agriculture sensor devices | |
| Rüdenberg | Grounding principles and practice I—Fundamental considerations on ground currents | |
| Nuha et al. | Determination of the direction of hot fluid flow in cangar area, arjuno-welirang volcano complex, east java using self potential method | |
| Sundaravaradan et al. | How is earthing done? | |
| Ingerov et al. | Mapping of thin conductive dikes and veins overlaid by sediments using methods of Audio Magnetotellurics (AMT) and Magnetovariational Profiling (MVP) | |
| Mizuno et al. | Continuous measurement of current in air and possible relation with intense earthquake | |
| Wai et al. | Evaluation of transient response of different earthing configurations due to lightning impulses | |
| Lu et al. | Soil resistivity modeling for temperature rise calculating of HVDC deep-well earth electrode | |
| US9712036B2 (en) | Generating electricity from the earth | |
| JP5464548B2 (ja) | 淡塩水境界面の測定方法 | |
| Nor | Soil electrical characteristics under high impulse currents | |
| RU178215U1 (ru) | Молниеотвод | |
| CN104316776B (zh) | 电磁波辐射量的测量方法 | |
| Kozlov et al. | Effect of the electromagnetic environment in pipes in Yakutia | |
| Zhang et al. | Study on methods to improve transient performance of grounding grid | |
| Ginarsa et al. | Regulation of 12-pulse Rectifier Converter using ANFIS-based Controller in a HVDC Transmission System | |
| Lima et al. | A simplified method for calculating the tower grounding impedance by means of pspice |