RU2111514C1 - Process of direct search for geological objects and device for its realization - Google Patents

Process of direct search for geological objects and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2111514C1
RU2111514C1 RU96114752A RU96114752A RU2111514C1 RU 2111514 C1 RU2111514 C1 RU 2111514C1 RU 96114752 A RU96114752 A RU 96114752A RU 96114752 A RU96114752 A RU 96114752A RU 2111514 C1 RU2111514 C1 RU 2111514C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
signals
circle
field
transient
Prior art date
Application number
RU96114752A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96114752A (en
Inventor
Борис Петрович Балашов
Владимир Сергеевич Могилатов
Александр Кузьмич Захаркин
Георгий Васильевич Саченко
Михаил Юрьевич Секачев
Original Assignee
Борис Петрович Балашов
Владимир Сергеевич Могилатов
Александр Кузьмич Захаркин
Георгий Васильевич Саченко
Михаил Юрьевич Секачев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Борис Петрович Балашов, Владимир Сергеевич Могилатов, Александр Кузьмич Захаркин, Георгий Васильевич Саченко, Михаил Юрьевич Секачев filed Critical Борис Петрович Балашов
Priority to RU96114752A priority Critical patent/RU2111514C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111514C1 publication Critical patent/RU2111514C1/en
Publication of RU96114752A publication Critical patent/RU96114752A/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geology. SUBSTANCE: examined medium is probed by axial symmetry feed of current having pulse form with the use of current generator 1, feeding electrode 2 located in center of circumference formed by feeding electrodes 3 connected to electrode 2 by beam lengths of supply line. Signals of magnetic and electric components of transient process are measured. Then medium is additionally probed by feed of current with the aid of two diametrically opposite feeding electrodes 3 that form feeding line AB. Geoelectric section of holding medium is plotted by results of additional probing. Anticipated values of signals of transient process are determined for case when obtained section includes model of desired-for object with various parameters. Results of comparison of measured and anticipated signals of transient process are used to judge presence or absence of sought-for object and its parameters in examined medium. In this case period of pulses of current fed into ground and moments of starts of measurements are synchronized with standard signals of time and frequency of receivers 7 of satellite radio navigation station and amplitude value of pulses of current is synchronized with the use of adjustable current stabilizers 5. EFFECT: improved reliability and precision of process and device. 7 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к геоэлектроразведке методами становления электромагнитного поля и может быть использовано для прямого поиска локальных геологических объектов, в том числе и вблизи дневной поверхности. The invention relates to geoelectrical exploration by methods of formation of an electromagnetic field and can be used for a direct search for local geological objects, including near the day surface.

Известны способ и система непосредственных поисков геологических объектов многовитковыми петлями (патент Польши N 131907). Способ заключается в излучении электромагнитных импульсов с произвольной длительностью, определении коэффициента вызванной поляризации и классификации объектов через распознавание образов, при этом с помощью многовитковых петель измеряют значения магнитных моментов и затем создают вектор черт, описывающий искомый геологический объект, после чего оценивают вероятное правдоподобие и определяют принадлежность объекта к данному классу. A known method and system for direct searches of geological objects with multi-turn loops (Polish patent N 131907). The method consists in emitting electromagnetic pulses with an arbitrary duration, determining the coefficient of induced polarization and classifying objects through pattern recognition, using multi-turn loops to measure the values of magnetic moments and then create a feature vector describing the desired geological object, then assess the likely likelihood and determine the affiliation object to this class.

Используемый в данном случае источник поля в виде многовитковых петель имеет ограниченный пространственно-временной диапазон и способен создавать в исследуемой среде вихревые токи, имеющие преимущественно латеральное распространение, что затрудняет поиск тонких плохопроводящих объектов типа "залежь". Кроме того, ограниченный пространственно-временной диапазон источника поля обуславливает необходимость получения как можно большего количества информации для успешного распознавания образов, что сопровождается неизбежными энергетическими затратами на получение избыточной информации. Поскольку вихревые токи имеют преимущественно латеральное распространение, система обладает ограниченным диапазоном и по глубине, а эффект вызванной поляризации в незаземленной петле выражен достаточно слабо, что и позволяет выделять только достаточно сильно различающиеся между собой локальные аномалии вызванной поляризации по сравнению с фоновой поляризуемостью окружающих пород. The field source used in this case in the form of multi-turn loops has a limited spatio-temporal range and is capable of creating eddy currents in the medium under study, which are predominantly lateral, which makes it difficult to search for thin poorly conducting objects of the "fallow" type. In addition, the limited spatio-temporal range of the field source necessitates obtaining as much information as possible for successful pattern recognition, which is accompanied by the inevitable energy cost of obtaining redundant information. Since eddy currents are predominantly laterally distributed, the system has a limited range and in depth, and the effect of induced polarization in an ungrounded loop is weakly expressed, which allows one to distinguish only quite different local anomalies of induced polarization compared to the background polarizability of the surrounding rocks.

Устройство, реализующее вышеописанный способ, состоит из передающей части, связанной с геологической средой и соединенной телеметрической связью через нормирующий блок с приемной частью, которая через блок измерения данных соединена с цифровым регистратором, при этом передающая часть на выходе, а приемная на входе имеют тороидальные обмотки (многовитковые петли), причем в приемной части переключающий блок управляет входами усилителей, один из которых соединен с фильтром постоянной составляющей, а другой - с блоком компенсации. A device that implements the above method consists of a transmitting part connected with the geological environment and connected by telemetry communication via a normalizing unit with a receiving part, which is connected to a digital recorder through a data measuring unit, while the transmitting part at the output and the receiving part at the input have toroidal windings (multi-turn loops), moreover, in the receiving part, the switching unit controls the inputs of the amplifiers, one of which is connected to the DC filter, and the other to the compensation unit.

С помощью вышеописанного устройства трудно реализовать предлагаемый способ прямого поиска геологических объектов в широком временном диапазоне, поскольку многовитковые петли обладают большей индуктивностью, чем одновитковые петли, и вследствие этого система не способна выполнять измерения значений магнитной составляющей на ранних стадиях переходного процесса, а в случае гармонического сигнала - на высоких частотах. Следовательно, невозможен поиск локальных объектов на небольших глубинах. Using the above device, it is difficult to implement the proposed method of direct search for geological objects in a wide time range, since multi-turn loops have a higher inductance than single-turn loops, and as a result, the system is not able to measure the magnetic component in the early stages of the transition process, and in the case of a harmonic signal - at high frequencies. Therefore, it is impossible to search for local objects at shallow depths.

Наиболее близким к предлагаемому является способ геоэлектроразведки с помощью кругового электрического диполя (КЭД), который составлен в соответствии с описанием (Могилатов В. С., Балашов Б.П. Зондирования вертикальными токами. //Физика Земли. N 6 1994, с. 73 - 79), заключающийся в том, что в исследуемой среде возбуждают электромагнитное поле путем осесимметричного введения в землю электрического тока импульсной формы с помощью питающих электродов, одни из которых располагают в центральной части окружности, образованной другими питающими электродами (таким образом создают круговой электрический диполь). Измеряют сигналы переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля по профилям, радиально расходящимся от центра окружности, и по результатам измерений судят о строении исследуемой среды. При таком способе геоэлектроразведки, как следует из общих физических соображений, так и подтверждается математическим моделированием - нормальное поле на дневной поверхности отсутствует, так как скомпенсировано геометрией установки, естественно, при равных токах в лучах КЭД. Понятно, что при любом нарушении горизонтальной однородности разреза возникает аномальное магнитное поле. Следовательно, способ позволяет проводить прямой поиск локальных объектов, так как любое нарушение горизонтально-слоистой структуры разреза отмечается уже одним фактом фиксации сигнала. Однако известный способ не позволяет судить о том, какой конкретный геологический объект (карсты, кимберлитовые тела и т.п.) вызвал данное нарушение горизонтальной однородности разреза. Способ не позволяет также предварительно построить геоэлектрический разрез вмещающей среды, так как ориентирован на получение аномального сигнала, а значит, не позволяет провести расчет ожидаемых значений сигналов переходного процесса для случая, когда геоэлектрический разрез вмещает геоэлектрическую модель исследуемого объекта с различными параметрами и, следовательно, не обеспечивает высокой информативности исследований. Closest to the proposed method is geoelectrical exploration using a circular electric dipole (QED), which is compiled in accordance with the description (Mogilatov V.S., Balashov B.P. Sensing by vertical currents. // Physics of the Earth. N 6 1994, p. 73 - 79), which consists in the fact that in the medium under study an electromagnetic field is excited by axisymmetric introduction of an impulse-shaped electric current into the earth using feed electrodes, some of which are located in the central part of the circle formed by other feed electrons rows (thus create a circular electric dipole). The transient signals of the electric and magnetic components of the field are measured by profiles radially diverging from the center of the circle, and the structure of the medium under study is judged by the results of the measurements. With this method of geoelectro-prospecting, as follows from general physical considerations, it is confirmed by mathematical modeling - there is no normal field on the day surface, since it is compensated by the installation geometry, naturally, at equal currents in the QED rays. It is clear that for any violation of the horizontal uniformity of the section, an anomalous magnetic field arises. Therefore, the method allows a direct search for local objects, since any violation of the horizontally layered structure of the section is already noted by the fact of signal fixation. However, the known method does not allow to judge which particular geological object (karsts, kimberlite bodies, etc.) caused this violation of the horizontal uniformity of the section. The method also does not allow to preliminarily construct a geoelectric section of the enclosing medium, since it is oriented toward obtaining an anomalous signal, and therefore, does not allow calculation of the expected values of transient signals for the case when the geoelectric section contains a geoelectric model of the object under study with various parameters and, therefore, does not provides highly informative research.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для осуществления известного способа (фиг. 8), функциональная схема которого составлена в соответствии с описанием (Могилатов В.С., Балашов Б.П. Зондирования вертикальными токами. //Физика Земли. N 6, 1994, с. 73 - 79) и содержит подключенный к источнику питания генератор тока, соединенный первым выходом с питающим электродом, расположенным в центре окружности, образованной другими питающими электродами, которые подключены к второму выходу генератора тока с помощью соответствующих лучевых отрезков питающей линии, расположенных по радиусам этой окружности через равные заданные углы, не превышающие 60o. В каждый из лучевых отрезков питающей линии включен регулятор тока. Измерительные выходы регуляторов тока соединены с управляющими входами регуляторов тока через блок измерения и регулировки тока, синхронизирующий вход которого объединен с соответствующим входом генератора тока. Измеритель магнитной составляющей поля соединен с индукционным датчиком и переносной ЭВМ, а измеритель электрической составляющей соединен с датчиком электрической составляющей поля, представляющим собой приемную линию MN, и переносной ЭВМ. Синхронизация момента выключения тока генератора тока и момента начала работы измерителей магнитной составляющей и электрической составляющей осуществляется с помощью одновременной работы кварцевых часов в генераторе тока и измерителях.Closest to the proposed is a device for implementing the known method (Fig. 8), a functional diagram of which is made in accordance with the description (Mogilatov V.S., Balashov B.P. Sensing by vertical currents. // Physics of the Earth. N 6, 1994, p. 73 - 79) and contains a current generator connected to a power source connected to the first output with a supply electrode located in the center of a circle formed by other supply electrodes that are connected to the second output of the current generator using the corresponding beam Cove supply line arranged along the radii of the circle at equal predetermined angles not exceeding 60 o. A current regulator is included in each of the radial segments of the supply line. The measuring outputs of the current regulators are connected to the control inputs of the current regulators through a current measuring and adjustment unit, the synchronizing input of which is combined with the corresponding input of the current generator. The meter of the magnetic component of the field is connected to the induction sensor and the portable computer, and the meter of the electrical component is connected to the sensor of the electric component of the field, which is the receiving line MN, and the portable computer. The synchronization of the moment the current generator is turned off and the moment the meters of the magnetic component and the electric component begin to work is carried out using the simultaneous operation of the quartz clock in the current generator and meters.

Данное устройство позволяет осуществлять известный способ прямого поиска геологических объектов, но обладает рядом недостатков. Во-первых, с увеличением числа лучевых отрезков или с увеличением тока в лучевых отрезках необходимо увеличивать амплитуду импульсов тока генератора тока, поскольку она равна сумме амплитуд токов в лучевых отрезках и, соответственно, требуется генератор тока большей выходной мощности, что снижает надежность работы устройства. Во-вторых, известное устройство не обеспечивает стабилизации амплитуды импульсов тока в лучевых отрезках, что приводит к нарушению осевой симметрии введения тока в землю, а следовательно, к повышению фона нескомпенсированного нормального магнитного поля. В-третьих, при поисках геологических объектов, залегающих на небольших глубинах, т.е. при измерениях сигнала переходного процесса на ранних стадиях, требуется высокая точность кварцевой синхронизации между генератором тока и измерителями электрической и магнитной составляющих поля, что в полевых условиях трудно обеспечивать, так как высокостабильные кварцевые часы достаточно громоздки и требуют дополнительного расхода энергии. This device allows you to implement the known method of direct search for geological objects, but has several disadvantages. Firstly, with an increase in the number of ray segments or with an increase in current in the ray segments, it is necessary to increase the amplitude of the current generator current pulses, since it is equal to the sum of the amplitudes of the currents in the beam segments and, accordingly, a current generator of greater output power is required, which reduces the reliability of the device. Secondly, the known device does not provide stabilization of the amplitude of the current pulses in the beam segments, which leads to a violation of the axial symmetry of the introduction of current into the earth, and therefore to an increase in the background of an uncompensated normal magnetic field. Thirdly, when searching for geological objects lying at shallow depths, i.e. when measuring the transient signal in the early stages, high accuracy of the quartz synchronization between the current generator and the meters of the electric and magnetic components of the field is required, which is difficult to provide in the field, since highly stable quartz watches are quite bulky and require additional energy consumption.

Изобретение направлено на решение задачи прямого поиска конкретных геологических объектов, повышения информативности исследований, понижения фона нескомпенсированного нормального магнитного поля и расширения диапазона исследуемых глубин в сторону малых значений, а также повышения надежности работы устройства. The invention is aimed at solving the problem of a direct search for specific geological objects, increasing the information content of studies, lowering the background of an uncompensated normal magnetic field and expanding the range of investigated depths to small values, as well as increasing the reliability of the device.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе прямых поисков геологических объектов, при котором зондируют исследуемую среду, возбуждая электромагнитное поле путем осесимметричного введения в землю тока импульсной формы с помощью питающих электродов, одни из которых располагают в центральной части окружности, образованной другими питающими электродами, измеряют после выключения каждого импульса тока сигналы переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля по профилям, радиально расходящимся из центра окружности, и по измеренным значениям судят о строении исследуемой среды, предлагается дополнительно зондировать исследуемую среду путем введения в землю электрического тока импульсной формы с помощью двух диаметрально противоположных питающих электродов, расположенных по окружности, и после выключения каждого импульса тока измерять сигнал переходного процесса магнитной составляющей поля, а по результатам этих измерений строить геоэлектрический разрез вмещающей среды и определять ожидаемые значения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля для случая, когда полученный геоэлектрический разрез вмещает геоэлектрическую модель искомого объекта, при этом параметры геоэлектрической модели варьировать в заданных пределах, а о наличии или отсутствии искомого объекта в исследуемой среде и о параметрах этого объекта предлагается судить по результатам сравнения измеренных значений сигналов переходного процесса, полученных в результате основных зондирований, с ожидаемыми значениями этих сигналов. При этом после выключения тока, вводимого в землю с помощью двух диаметрально противоположных питающих электродов, расположенных по окружности, измерения сигналов переходного процесса магнитной составляющей поля могут выполняться по профилям, перпендикулярным прямой, соединяющей эти два питающих электрода. Сравнение измеренных значений сигналов переходного процесса, полученных в результате основных зондировании, с ожидаемыми значениями этих сигналов может производиться на временах максимального проявления сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля. Причем период импульсов тока, вводимого в землю, и моменты начала измерений сигналов переходного процесса могут быть синхронизированы с эталонным сигналом времени и частоты спутниковой радионавигационной системы. The essence of the invention lies in the fact that in the method of direct searches of geological objects, in which the medium under investigation is probed, exciting an electromagnetic field by axially symmetric introduction of a pulse-shaped current into the earth using power electrodes, some of which are located in the central part of the circle formed by other power electrodes, after switching off each current pulse, the transient signals of the electric and magnetic components of the field are measured along profiles radially diverging from the center of the circle , and the measured values are used to judge the structure of the medium under study, it is proposed to additionally probe the medium under study by introducing a pulsed electric current into the ground using two diametrically opposite supply electrodes arranged in a circle, and after switching off each current pulse, measure the transient signal of the magnetic component of the field, and from the results of these measurements to build a geoelectric section of the enclosing medium and determine the expected values of the transient signals the magnetic field components for the case when the obtained geoelectric section contains the geoelectric model of the desired object, while the parameters of the geoelectric model vary within specified limits, and the presence or absence of the desired object in the studied medium and the parameters of this object are proposed to be judged by the results of comparing the measured values transient signals obtained as a result of basic soundings, with the expected values of these signals. In this case, after turning off the current introduced into the ground by means of two diametrically opposite supply electrodes arranged in a circle, the measurements of the transient signals of the magnetic component of the field can be performed along profiles perpendicular to the straight line connecting these two supply electrodes. A comparison of the measured values of the transient signals obtained as a result of the main sensing with the expected values of these signals can be made at times of maximum manifestation of the transient signal of the magnetic component of the field. Moreover, the period of the current pulses introduced into the ground, and the moments of the beginning of measurements of the transient signals can be synchronized with the reference signal of time and frequency of the satellite radio navigation system.

Текущее амплитудное значение импульсов тока, подводимого к каждому из питающих электродов, расположенных по окружности, может сравниваться с заданной величиной и при несовпадении изменяться до заданной величины. The current amplitude value of the current pulses supplied to each of the supply electrodes arranged in a circle can be compared with a predetermined value and, if mismatched, be changed to a predetermined value.

Сущность изобретения заключается также в том, что в устройстве для осуществления предлагаемого способа, содержащем источник питания, связанный с генератором тока, питающие электроды, расположенные в центральной части окружности, образованной другими питающими электродами, лучевые отрезки питающей линии, одни концы которых подключены к соответствующим питающим электродам, расположенным по окружности, а другие концы объединены, при этом лучевые отрезки расположены по радиусам окружности через равные углы, не превышающие 60o, и в каждый лучевой отрезок включен регулятор тока, измерительный выход которого соединен с управляющим входом через блок измерения и регулировки тока, а также содержащем связанные с ЭВМ измерители электрической и магнитной составляющих поля, подключенные к соответствующим датчикам, согласно изобретению предлагается увеличить число генераторов тока до числа лучевых отрезков питающей линии, при этом каждый из генераторов тока соединен последовательно с соответствующим регулятором тока и подключен к второму концу соответствующего лучевого отрезка, а объединенные вторые концы всех лучевых отрезков соединены с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого соединен с питающими электродами, расположенными в центральной части окружности, предлагается также ввести в устройство приемники спутниковой радионавигационной системы, первый выход одного из которых соединен с объединенными синхровходами генератора тока и блока управления и регулировки тока, первые входы других приемников соединены с синхровходами соответствующих измерителей, а вторые выходы этих приемников связаны с соответствующими ЭВМ. При этом каждый из регуляторов тока может быть выполнен в виде стабилизатора тока регулируемого.The essence of the invention also lies in the fact that in a device for implementing the proposed method, comprising a power source connected to a current generator, power electrodes located in the central part of a circle formed by other power electrodes, beam segments of the power line, one ends of which are connected to the corresponding power electrodes arranged along the circumference, and the other ends together, wherein the radial line segments located radially at equal circumferential angle of not more than 60 o, in each the current section includes a current regulator, the measuring output of which is connected to the control input through a current measuring and adjustment unit, as well as containing electric and magnetic field components connected to a computer connected to corresponding sensors, according to the invention it is proposed to increase the number of current generators to the number of beam segments of the supply line, with each of the current generators connected in series with the corresponding current regulator and connected to the second end of the corresponding beam cut ka, and the combined second ends of all the ray segments are connected to one of the poles of the power source, the other pole of which is connected to the supply electrodes located in the central part of the circle, it is also proposed to introduce the receivers of the satellite radio navigation system into the device, the first output of one of which is connected to the combined clock inputs a current generator and a current control and adjustment unit, the first inputs of other receivers are connected to the synchro inputs of the respective meters, and the second outputs of these receivers associated with the corresponding computers. Moreover, each of the current regulators can be made in the form of a regulated current stabilizer.

В предлагаемом способе за счет построения геоэлектрического разреза вмещающей среды по результатам дополнительных зондирований обеспечивается возможность определить ожидаемые значения сигналов переходного процесса для случаев, когда полученный геоэлектрический разрез вмещает геоэлектрическую модель искомого объекта с различными параметрами, что позволяет сравнивать ожидаемые значения сигналов переходного процесса с измеренными значениями этих сигналов и тем самым повысить информативность исследований, а также позволяет точно определить параметры зондирующей установки (длину лучевых отрезков, их количество и ток в лучевых отрезках) и площадь опоискования и тем самым повысить производительность поисковых работ и избежать лишних затрат энергии. In the proposed method, by constructing a geoelectric section of the enclosing medium from the results of additional soundings, it is possible to determine the expected values of the transient signals for cases where the obtained geoelectric section contains a geoelectric model of the desired object with various parameters, which allows you to compare the expected values of the transient signals with the measured values of these signals and thereby increase the information content of research, and also allows you to accurately determine the parameters of the sounding installation (the length of the beam segments, their number and current in the beam segments) and the area of prospecting, and thereby increase the productivity of prospecting and avoid unnecessary energy costs.

Выполнение измерений сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля после выключения тока, вводимого в землю с помощью двух диаметрально противоположных электродов, по профилям, перпендикулярным прямой, соединяющей эти питающие электроды, позволяет повысить достоверность информации о геоэлектрическом разрезе вмещающей среды. Performing measurements of the transient signal of the magnetic component of the field after turning off the current introduced into the ground using two diametrically opposite electrodes, along profiles perpendicular to the straight line connecting these supply electrodes, allows to increase the reliability of information about the geoelectric section of the surrounding medium.

Сравнение измеренных значений сигналов переходного процесса с ожидаемыми значениями этих сигналов на временах максимального проявления сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля позволяет минимизировать влияние на результаты сравнения геологических помех, помех, обусловленных неточностью геометрии питающей установки и т.п. Comparison of the measured values of the transient signals with the expected values of these signals at the times of the maximum manifestation of the transient signal of the magnetic component of the field minimizes the effect on the results of comparing geological interference, interference caused by inaccurate geometry of the supply unit, etc.

Синхронизация периода импульсов тока, вводимого в землю, и моментов начала измерений сигналов переходного процесса с помощью высокоточной шкалы времени СРНС позволяет проводить измерения на ранних стадиях переходного процесса и тем самым осуществлять поиск геологических объектов, начиная от дневной поверхности. The synchronization of the period of current pulses introduced into the ground and the moments of the beginning of measurements of transient signals using a high-precision SRNS time scale allows measurements to be made at the early stages of the transient process and thereby search for geological objects starting from the day surface.

Сравнение текущего амплитудного значения импульсов тока, подводимого к каждому из питающих электродов, расположенных по окружности, с заданной величиной и изменение этого значения до заданной величины в случае их несовпадения позволяет предотвратить нарушение осевой симметрии введения тока в землю, следовательно, понизить фон нескомпенсированного нормального магнитного поля. Comparison of the current amplitude value of the current pulses supplied to each of the supply electrodes located around the circle with a given value and changing this value to a given value in case of their mismatch helps to prevent violation of the axial symmetry of the current injection into the ground, therefore, to reduce the background of an uncompensated normal magnetic field .

В предлагаемом устройстве включение в каждый лучевой отрезок собственного генератора тока позволяет исключить применение мощных переключающих элементов, тем самым избавиться от нежелательных переходных процессов и повысить надежность работы устройства. In the proposed device, the inclusion in each radial segment of its own current generator eliminates the use of powerful switching elements, thereby getting rid of unwanted transients and increasing the reliability of the device.

Введение в устройство приемников спутниковой радионавигационной системы позволяет осуществлять высокоточную привязку момента начала измерений переходного процесса к моменту выключения тока в лучевых отрезках питающей линии и тем самым проводить автономные измерения переходного процесса на всей площади опоискования и на значительных удалениях от центра установки. The introduction of a satellite radio navigation system into the receiver device allows for high-precision binding of the moment the transient process starts to the moment the current is turned off in the radial segments of the supply line and thereby carry out autonomous transient measurements across the entire area of the search and at considerable distances from the installation center.

Выполнение регуляторов тока в виде стабилизаторов тока регулируемых позволяет снизить уровень нескомпенсированного нормального поля и повысить точность регулировки токов в лучевых отрезках питающей линии. The implementation of current regulators in the form of adjustable current stabilizers allows to reduce the level of the uncompensated normal field and increase the accuracy of current regulation in the beam sections of the supply line.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для прямых поисков геологических объектов; на фиг. 2 - схема стабилизатора тока регулируемого; на фиг. 3 - схема блока измерения и регулировки тока; на фиг. 4 - схема измерителя; на фиг. 5 - схема размещения на местности устройства для прямых поисков геологических объектов; на фиг. 6 - графики ожидаемого сигнала переходного процесса и наблюдаемого сигнала переходного процесса в точке - кривые f и e соответственно; на фиг. 7 - карта изолиний наблюдаемого сигнала переходного процесса; на фиг. 8 - структурная схема устройства ближайшего аналога. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device for direct searches of geological objects; in FIG. 2 is a diagram of an adjustable current stabilizer; in FIG. 3 is a diagram of a current measurement and adjustment unit; in FIG. 4 is a diagram of a meter; in FIG. 5 is a layout diagram for locating a device for direct searches of geological objects; in FIG. 6 is a graph of the expected transient signal and the observed transient signal at a point — curves f and e, respectively; in FIG. 7 is a map of isolines of the observed transient signal; in FIG. 8 is a structural diagram of a device of the closest analogue.

Устройство для прямых поисков геологических объектов (фиг. 1, 5) содержит источник питания U, генераторы 1 тока, питающий электрод 2, расположенный в центре окружности, образованной питающими электродами 3, лучевые отрезки 4 питающей линии, расположенные по радиусам этой окружности через равные углы, не превышающие 60o. Одни концы лучевых отрезков 4 подключены к соответствующим питающим электродам 3, а другие концы объединены и подключены к одному из полюсов источника питания U, другой полюс которого подключен к питающему электроду 2. В каждый из лучевых отрезков 4 питающей линии включены соединенные последовательно стабилизатор 5 тока регулируемый и генератор 1 тока. Измерительный выход каждого стабилизатора 5 тока регулируемого соединен с его управляющим входом через блок 6 измерения и регулировки тока. Вход синхронизации блока 6 объединен с входами синхронизации генераторов 1 тока и подключен к первому выходу одного из приемников 7 эталонного сигнала времени и частоты спутниковой радионавигационной системы (СРНС). Первые входы других приемников 7 соединены с синхровходами соответствующих измерителей 8, подключенных к датчикам 9 магнитной составляющей поля и датчикам 11 электрической составляющей поля соответственно, а вторые выходы приемников 7 связаны с соответствующими входами переносных ЭВМ 10, каждая из которых соединена с соответствующим измерителем 8.A device for direct searches of geological objects (Fig. 1, 5) contains a power source U, current generators 1, a supply electrode 2 located in the center of a circle formed by the supply electrodes 3, the beam segments 4 of the supply line located along the radii of this circle through equal angles not exceeding 60 o . Some ends of the beam segments 4 are connected to the corresponding supply electrodes 3, and the other ends are combined and connected to one of the poles of the power source U, the other pole of which is connected to the supply electrode 2. In each of the beam sections 4 of the supply line, an adjustable current regulator 5 connected in series and a current generator 1. The measuring output of each regulated current stabilizer 5 is connected to its control input through a current measuring and adjustment unit 6. The synchronization input of block 6 is combined with the synchronization inputs of the current generators 1 and is connected to the first output of one of the receivers 7 of the reference signal of time and frequency of the satellite radio navigation system (SRNS). The first inputs of the other receivers 7 are connected to the synchro inputs of the respective meters 8 connected to the sensors 9 of the magnetic field component and the sensors 11 of the electric field component, respectively, and the second outputs of the receivers 7 are connected to the corresponding inputs of the portable computer 10, each of which is connected to the corresponding meter 8.

Генератор 1 тока (трансмиттер) может, например, представлять собой тиристорный коммутатор, выполненный по триггерно-мостовой схеме, приведенной в книге "Геофизические и геодезические методы и средства при поисках полезных ископаемых в Сибири", СНИИГГиМС, 1982, с. 46-50. The current generator 1 (transmitter) can, for example, be a thyristor switch made according to the trigger-bridge circuit described in the book "Geophysical and geodetic methods and tools for searching for minerals in Siberia", SNIIGGiMS, 1982, p. 46-50.

Лучевые отрезки 4 питающей линии, как и вся питающая линия, выполнены из геофизического провода типа ГПМП. The radial segments 4 of the supply line, like the entire supply line, are made of geophysical wire of the GPMP type.

Стабилизатор 5 тока регулируемый (фиг. 2) содержит стабилизатор 12 тока, выполненный, например, по схеме двойного регулирования, приведенной в книге С. Д. Додика "Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока", 1980, М.: Советское радио. Управляющий вход стабилизатора 12 соединен через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 13 и буферный регистр 14 с регистром 15. Тактовый вход регистра 15 соединен с выходом кварцевого генератора 16. Управляющим входом стабилизатора 5 тока регулируемого является вход регистра 15, соединенный с соответствующим выходом блока 6 измерения и регулировки тока. The adjustable stabilizer 5 (Fig. 2) contains a current stabilizer 12, made, for example, according to the double control circuit described in the book of S. D. Dodik "Semiconductor stabilizers of constant voltage and current", 1980, M .: Soviet radio. The control input of the stabilizer 12 is connected via a digital-to-analog converter (DAC) 13 and the buffer register 14 to the register 15. The clock input of the register 15 is connected to the output of the crystal oscillator 16. The control input of the regulated current stabilizer 5 is the input of the register 15 connected to the corresponding output of the measurement unit 6 and current adjustment.

Входом стабилизатора 5 тока регулируемого является вход стабилизатора 12 тока, который соединен с выходом генератора 1, а выходом стабилизатора 5 тока является выход стабилизатора 12 тока, соединенный с лучевым отрезком 4. Измерительным выходом стабилизатора 5 является выход датчика 17, вход которого соединен с выходом стабилизатора 12 тока. ЦАП 13 может быть выполнен на основе интегральной схемы К572ПА1, регистр 14 - на микросхеме К555ИР17, регистр 15 - на микросхеме К561ИЕ10, а кварцевый генератор 16 - на микросхеме К561АГ1. Датчик 17 может быть выполнен на основе эффекта Холла. The input of the regulated current stabilizer 5 is the input of the current stabilizer 12, which is connected to the output of the generator 1, and the output of the current stabilizer 5 is the output of the current stabilizer 12, connected to the beam segment 4. The measuring output of the stabilizer 5 is the output of the sensor 17, the input of which is connected to the output of the stabilizer 12 currents. DAC 13 can be made on the basis of the integrated circuit K572PA1, register 14 - on the chip K555IR17, register 15 - on the chip K561IE10, and the crystal oscillator 16 - on the chip K561AG1. The sensor 17 may be performed based on the Hall effect.

Блок 6 измерения и регулировки тока (фиг. 3) содержит пульт 18 управления, процессор 19, измеритель 20 тока и регулятор 21 тока, объединенные общей шиной 22. Измеритель 20 тока содержит аналоговый коммутатор 23, соединенный с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 24, и регистр 25 данных, соединенный с общей шиной 22 и с выходом селектора 26 адреса, который соединен с общей шиной 22. Управляющие входы коммутатора 23 и АЦП 24 соединены через цифровой коммутатор 27 со сдвиговым регистром 28. Кварцевый генератор 29 и триггер 30 соединены с входом регистра 28 через схему 31 И-НЕ. Вход триггера 30 является входом синхронизации блока 6 и входом измерителя 20. Входы коммутатора 23 являются измерительными входами блока 6 и, соответственно, входами измерителя 20. Block 6 measuring and adjusting the current (Fig. 3) contains a control panel 18, a processor 19, a current meter 20 and a current controller 21, connected by a common bus 22. The current meter 20 contains an analog switch 23 connected to an analog-to-digital converter (ADC) 24 and a data register 25 connected to the common bus 22 and to the output of the address selector 26, which is connected to the common bus 22. The control inputs of the switch 23 and the ADC 24 are connected via a digital switch 27 to the shift register 28. The crystal oscillator 29 and the trigger 30 are connected to register input 28 through cx 31 th NAND. The trigger input 30 is the synchronization input of block 6 and the input of the meter 20. The inputs of the switch 23 are the measuring inputs of the block 6 and, accordingly, the inputs of the meter 20.

Регулятор 21 тока содержит регистр 32 данных, соединенный с общей шиной 22 непосредственно и через селектор 33 адреса. Входы регистра 32 данных соединены с буферными формирователями 34 - 39. Выходы буферных формирователей 34 - 39 являются выходами регулятора 21 и одновременно выходами блока 6 измерения и регулировки тока и соединены с управляющими входами соответствующих стабилизаторов 5. The current controller 21 comprises a data register 32 connected to a common bus 22 directly and through an address selector 33. The inputs of the data register 32 are connected to the buffer drivers 34 - 39. The outputs of the buffer drivers 34 - 39 are the outputs of the controller 21 and at the same time the outputs of the current measuring and adjustment unit 6 and are connected to the control inputs of the respective stabilizers 5.

Пульт 18 управления содержит клавиатуру 40, соединенную с общей шиной 22 через преобразователи 41, 42 кода, индикатор 43, соединенный с общей шиной 22 через схему 44 управления, и регистры 45, 46 данных, адресные входы которых соединены с общей шиной 22 через селектор 47 адреса. The control panel 18 comprises a keyboard 40 connected to the common bus 22 through code converters 41, 42, an indicator 43 connected to the common bus 22 through the control circuit 44, and data registers 45, 46, the address inputs of which are connected to the common bus 22 through the selector 47 addresses.

Аналоговый коммутатор 23 может быть выполнен на микросхеме К590КН1, АЦП 24 - на микросхеме К1108ПА1, а регистр 25 - на микросхеме К155ИР17. Селектор 26 адреса выполнен на микросхеме К588ВТ1, цифровой коммутатор 27 - на микросхеме К561КП2, сдвиговый регистр 28 - на микросхеме К561ИЕ10, а кварцевый генератор 29 - на основе микросхемы К561ЛЕ10. Триггер 30 выполнен на микросхеме К561ТМ2, а схема 31 И-НЕ - на микросхеме К561ЛА9. The analog switch 23 can be performed on the K590KN1 chip, the ADC 24 - on the K1108PA1 chip, and the register 25 - on the K155IR17 chip. The address selector 26 is made on a K588BT1 chip, the digital switch 27 is on a K561KP2 chip, the shift register 28 is on a K561IE10 chip, and the crystal oscillator 29 is based on a K561LE10 chip. Trigger 30 is made on a K561TM2 chip, and I-NOT circuit 31 is on a K561LA9 chip.

Регистр 32 данных может быть выполнен на микросхеме К555ИР27, селектор 33 адреса - на микросхеме К555ИД7, а буферные формирователи 34-39 - на микросхемах К155ЛП9. Data register 32 can be performed on the K555IR27 chip, address selector 33 on the K555ID7 chip, and buffer shapers 34-39 on K155LP9 chips.

Клавиатура 40 выполняется на переключателях ПББК-2. Преобразователи 41, 42 кода клавиатуры выполнены на микросхемах К561ЛН1. Индикатор 43 выполнен на основе жидкокристаллического индикатора ИЖВ 71-96х8. Схема 44 управления индикатором 43 выполнена на микросхемах К555ИД10, регистры 45, 46 данных - на микросхемах К561ИР6, а селектор 47 адреса - на микросхеме К588ВТ1. Keyboard 40 is executed on the PBBK-2 switches. Keyboard code converters 41, 42 are made on K561LN1 microcircuits. The indicator 43 is made on the basis of the liquid crystal indicator IZHV 71-96x8. The indicator control circuit 44 is implemented on K555ID10 microcircuits, data registers 45, 46 on K561IR6 microcircuits, and address selector 47 on a K588BT1 microcircuit.

Процессор 19 выполнен на базе стандартных элементов персональной ЭВМ IBM PC AT, таких как оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и микропроцессор. The processor 19 is based on standard elements of a personal computer IBM PC AT, such as random access memory (RAM), read-only memory (ROM) and a microprocessor.

Измерители 8 магнитной и электрической составляющих поля выполнены по одинаковой схеме и отличаются только величиной входного сопротивления, которое больше у того измерителя, который подключен к датчику 11, представляющему собой приемную линию MN. Каждый измеритель 8 содержит предусилитель 48, соединенный последовательно с АЦП 49, вход запуска которого соединен с блоком 50 времени, связанным через магистраль с АЦП 49, процессором 51 и приемопередатчиком 52. При этом кварцевый генератор 53 и триггер 54 соединены с входом блока 50 времени через схему И-НЕ 55. Входы предусилителя 48 являются измерительными входами измерителя 8, вход триггера 54 - входом синхронизации измерителя 8, а вход и выход приемопередатчика 52 являются информационными входом и выходом измерителя 8. Предусилитель 48 может быть выполнен на микросхеме К140УД14, АЦП 49 выполнен по схеме поразрядного уравновешивания на основе микросхемы К1108ВА1. Блок 50 времени выполнен на счетчиках К561ИЕ11. Процессор 51 выполнен аналогично процессору 19 блока 6 измерения и регулировки тока. Приемопередатчик 52 реализован на основе микросхемы К580ВВ51. The meters 8 of the magnetic and electric field components are made in the same way and differ only in the input resistance, which is greater than that of the meter that is connected to the sensor 11, which is a receiving line MN. Each meter 8 contains a preamplifier 48 connected in series with the ADC 49, the start input of which is connected to a time block 50 connected through the ADC line 49, the processor 51 and the transceiver 52. In this case, the crystal oscillator 53 and the trigger 54 are connected to the input of the time block 50 through the AND-NOT circuit 55. The inputs of the preamplifier 48 are the measuring inputs of the meter 8, the input of the trigger 54 is the synchronization input of the meter 8, and the input and output of the transceiver 52 are the information input and output of the meter 8. The preamplifier 48 can be It was executed on the K140UD14 microcircuit, and the ADC 49 was made according to the bitwise balancing scheme based on the K1108BA1 microcircuit. Block 50 time is made on the counters K561IE11. The processor 51 is made similar to the processor 19 of the unit 6 measuring and adjusting the current. The transceiver 52 is implemented on the basis of the chip K580VB51.

Приемник 7 спутниковой радионавигационной системы может быть приемником типа SVeeSix Plus (Trimble Navigation, США). The receiver 7 of the satellite radio navigation system may be a receiver of the type SVeeSix Plus (Trimble Navigation, USA).

Индукционные датчики 9 и датчики 11, проставляющие собой приемные линии MN, выполнены из геофизического провода типа ГПСМПО. Induction sensors 9 and sensors 11, which constitute the receiving lines MN, are made of geophysical wire type GPSSMPO.

Предлагаемый способ прямых поисков геологических объектов осуществляется следующим образом. The proposed method for direct searches of geological objects is as follows.

Исходя из конкретной решаемой геофизической задачи, определяют размеры и количество лучевых отрезков 4 кругового электрического диполя и амплитуду импульсов тока генераторов 1, обусловленную глубинностью исследований. В соответствии с фиг. 5 производят расстановку устройства на местности. При этом заземляют питающий электрод 2 в центре окружности, образованной равномерно заземленными питающими электродами 3. Питающие электроды 3, количество которых должно быть не менее 6, подключают к одним концам лучевых отрезков 4 питающей линии, которые располагают по радиусам окружности через одинаковый угол, не превышающий 60o. В каждый лучевой отрезок 4 включают соединенные последовательно генератор 1 тока и стабилизатор 5. Вторые концы лучевых отрезков 4 соединяют между собой и подключают к одному из полюсов источника питания U. Другой полюс источника питания U соединяют с питающим электродом 2. За пределами окружности, образованной электродами 3, по профилям, построенным на продолжении радиусов, расходящихся из центра окружности, размещают датчики 9, 11, которые подключают к соответствующим измерителям 8, каждый из которых связан с ЭВМ 10.Based on the specific solvable geophysical problem, determine the size and number of beam segments 4 of the circular electric dipole and the amplitude of the current pulses of the generators 1, due to the depth of research. In accordance with FIG. 5 make the arrangement of the device on the ground. In this case, ground the supply electrode 2 in the center of the circle formed by uniformly grounded supply electrodes 3. The supply electrodes 3, the number of which must be at least 6, are connected to one end of the beam segments 4 of the supply line, which are arranged along the radii of the circle through the same angle, not exceeding 60 o . In each beam segment 4, a current generator 1 and a stabilizer 5 are connected in series. The second ends of the beam segments 4 are connected to each other and connected to one of the poles of the power supply U. The other pole of the power source U is connected to the supply electrode 2. Outside the circle formed by the electrodes 3, on profiles built on the continuation of radii diverging from the center of the circle, place sensors 9, 11, which are connected to the respective meters 8, each of which is connected to a computer 10.

На первом этапе исследований производят зондирования, при которых в два лучевых отрезка 4, подключенных к диаметрально противоположным питающим электродам 3 и образующих питающую линию AB, подают токи одинаковой величины с помощью соответствующих генераторов 1 тока. Величины токов контролируют с помощью блока 6 и уравнивают с помощью стабилизаторов 5 тока регулируемых. Период импульсов тока генераторов 1 синхронизируют с эталонным сигналом, поступающим от приемника 7 СРНС. После выключения каждого импульса тока измеряют сигнал переходного процесса магнитной составляющей поля с помощью измерителя 8, подключенного к датчику 9, при этом измерения ведут по профилям, перпендикулярным питающей линии AB. По результатам этих измерений сигнала строят по стандартной методике геоэлектрический разрез вмещающей среды. At the first stage of research, soundings are performed in which currents of the same magnitude are supplied using the corresponding current generators 1 to two beam segments 4 connected to diametrically opposite supply electrodes 3 and forming a supply line AB. The magnitude of the currents is controlled using block 6 and equalized using stabilizers 5 current adjustable. The period of the current pulses of the generators 1 is synchronized with the reference signal from the receiver 7 SRNS. After turning off each current pulse, the transient signal of the magnetic component of the field is measured using a meter 8 connected to the sensor 9, while the measurements are conducted along profiles perpendicular to the supply line AB. According to the results of these measurements, the signal is built according to the standard method of a geoelectric section of the enclosing medium.

Далее с помощью математического моделирования определяют ожидаемые значения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля, обусловленного КЭД, для случая, когда полученный геоэлектрический разрез содержит геоэлектрическую модель искомого геологического объекта, при этом варьируют в заданных пределах его параметры: проводимость, форму, размеры, глубину залегания, удаление от центра кругового электрического диполя. Then, using mathematical modeling, the expected values of the transient signals of the electric and magnetic components of the field due to QED are determined for the case when the obtained geoelectric section contains a geoelectric model of the desired geological object, while its parameters vary within the specified limits: conductivity, shape, size, depth occurrence, removal from the center of a circular electric dipole.

Затем выполняют основные (рядовые) зондирования, подавая во все лучевые отрезки 4 равные токи, и измеряют значения сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля по профилям, расположенным на продолжении радиусов кругового электрического диполя. Наличие сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля свидетельствует о наличии искомого геологического объекта. Для оконтуривания объекта проводят более детальные измерения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля и по результатам измерений строят рельеф поля над объектом на времени максимального проявления сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля, обусловленного геологическим объектом. После этого сравнивают реальные измененные значения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля с ожидаемыми значениями этих сигналов, при этом в большинстве случаев наиболее эффективным является сравнение реальных и ожидаемых значений сигналов на временах максимального проявления сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля. По результатам сравнения судят о наличии или отсутствии в исследуемой среде искомого объекта, а также о его параметрах. Для этого проводят более детальное математическое моделирование, добиваясь с помощью варьирования параметров геоэлектрической модели искомого объекта качественного и количественного соответствия между реальными измеренными значениями сигналов и модельными данными. Then, the main (ordinary) sensing is performed, applying equal currents to all ray segments 4, and measuring the value of the transient signal of the magnetic component of the field by profiles located on the continuation of the radii of the circular electric dipole. The presence of a transient signal of the magnetic component of the field indicates the presence of the desired geological object. To outline the object, more detailed measurements of the transient signals of the electric and magnetic components of the field are carried out and, based on the measurement results, a field relief is built over the object at the time of maximum manifestation of the transient signal of the magnetic component of the field due to the geological object. After that, the real changed values of the transient signals of the electric and magnetic components of the field are compared with the expected values of these signals, while in most cases the most effective is to compare the real and expected values of the signals at the times of the maximum manifestation of the signal of the transient of the magnetic component of the field. Based on the results of the comparison, the presence or absence of the desired object in the medium under investigation, as well as its parameters, is judged. For this, more detailed mathematical modeling is carried out, achieving, by varying the parameters of the geoelectric model of the desired object, a qualitative and quantitative correspondence between the real measured signal values and model data.

Работа устройства, осуществляющего предлагаемый способ, координируется управляющими программами, записанными в ПЗУ процессора 19 блока 6 и в ПЗУ процессоров 51 измерителей 8. The device that implements the proposed method is coordinated by control programs recorded in the ROM of the processor 19 of block 6 and in the ROM of the processors 51 of the meters 8.

После включения питания на входы синхронизации генераторов 1 тока, блока 6 и измерителей 8 с выходов "1 с" приемников 7 СРНС поступает эталонный сигнал времени и частоты, представляющий собой последовательность импульсов, период которых составляет 1 с, а длительность - 1 мкс. Импульс синхронизации включает генераторы 1 тока и в лучевые отрезки 4 подается импульс тока. After power is turned on, the synchronization inputs of current generators 1, block 6 and meters 8 from the outputs “1 s” of the SRNS receivers 7 receive a reference time and frequency signal, which is a sequence of pulses with a period of 1 s and a duration of 1 μs. The synchronization pulse includes current generators 1 and a current pulse is supplied to the beam segments 4.

Процессор 19 блока 6 начинает выполнять программу "Регулировка токов". При этом с пульта 18 управления блока 6 оператором с помощью клавиатуры 40 задается значение амплитуды импульсов тока в лучевых отрезках 4. Заданное значение амплитуды импульсов тока передается по команде процессора 19 через преобразователи 41, 42 кода и общую шину 22 через регистры 45, 46 данных, схему 44 управления и отображается на индикаторе 43, а коды управления через регистр 32 данных и буферные формирователи 34 - 39 поступают на управляющие входы стабилизаторов 5 тока регулируемых. Селектор 33 адреса регулятора 21 блока 6 задает поочередно адреса стабилизаторов 5, последовательный код заданного значения амплитуды тока поступает на вход регистра 15 стабилизатора 5, тактовый вход которого соединен с кварцевым генератором 16. Последовательный код преобразуется в параллельный и через буферный регистр 14 поступает на входы ЦАП 13, который вырабатывает управляющее напряжение, эквивалентное входному коду. Под действием управляющего напряжения стабилизатор 12 тока поддерживает заданное значение амплитуды импульса тока в лучевом отрезке 4. Ток в лучевых отрезках 4 наводит в датчиках 17, работа которых основана на эффекте Холла, напряжение, пропорциональное току, и поступает на вход многоканального измерителя 20 тока блока 6. Одновременно с включением тока в генераторах 1 импульс синхронизации с выхода "1 с" приемника 7 СРНС поступает на вход триггера 30, который является входом синхронизации блока 6. При нажатии кнопки "Пуск" на пульте управления блока 6 на вход "Уст." триггера 30 поступает импульс, который разрешает прохождение тактовых импульсов от генератора 29 через схему И-НЕ схему на вход сдвигового регистра 28, который через цифровой коммутатор 27 поочередно подключает входы аналогового коммутатора 23 к АЦП 24. С выхода АЦП 24 коды значений токов в каждом лучевом отрезке 4 поочередно записываются в регистр 25 данных. Селектор 26 адреса присваивает измеренным значениям токов соответствующие адреса и коды токов поступают в общую шину 22. Процессор 19 поочередно сравнивает код заданного значения тока на клавиатуре пульта 18 управления с кодами измеренных значений токов в лучевых отрезках 4. Если коды равны, то управляющее напряжение на выходе ЦАП 13 блока 6 остается неизменным, если нет, то управляющее напряжение изменяется в соответствии с результатом сравнения в блоке 6 измерения и регулировки тока. За один период импульсов синхронизации, равный 1 с, происходит измерение токов во всех лучевых отрезках 4 и выдача регулирующих кодов для всех стабилизаторов 5. Таким образом, происходит стабилизация текущего значения амплитуды токовых импульсов в лучевых отрезках 4. The processor 19 of block 6 begins to execute the program "Current Regulation". At the same time, the value of the amplitude of the current pulses in the beam segments 4 is set from the control panel 18 of the unit 6 by the operator using the keyboard 40. The set value of the amplitude of the current pulses is transmitted by the command of the processor 19 through the code converters 41, 42 and the common bus 22 through the data registers 45, 46, the control circuit 44 is displayed on the indicator 43, and the control codes through the data register 32 and the buffer shapers 34 - 39 are fed to the control inputs of the adjustable current stabilizers 5. The selector 33 of the address of the controller 21 of block 6 sets the addresses of the stabilizers 5 in turn, the serial code of the set value of the current amplitude is fed to the input of the register 15 of the stabilizer 5, the clock input of which is connected to the crystal oscillator 16. The serial code is converted to parallel and fed to the DAC inputs through the buffer register 14 13, which generates a control voltage equivalent to the input code. Under the influence of the control voltage, the current stabilizer 12 maintains a given value of the amplitude of the current pulse in the beam segment 4. The current in the beam segments 4 induces a voltage proportional to the current in the sensors 17, whose operation is based on the Hall effect, and is fed to the input of the multi-channel current meter 20 of block 6 Simultaneously with turning on the current in the generators 1, the synchronization pulse from the output "1 s" of the receiver 7 of the SRNS is supplied to the input of the trigger 30, which is the synchronization input of unit 6. When you press the "Start" button on the remote control ka 6 to the input "Set" trigger 30 receives a pulse that allows the passage of clock pulses from the generator 29 through the circuit AND the circuit to the input of the shift register 28, which through the digital switch 27 alternately connects the inputs of the analog switch 23 to the ADC 24. From the output of the ADC 24 codes of current values in each beam segment 4 are alternately recorded in the data register 25. The address selector 26 assigns the corresponding addresses and current codes to the measured current values on the common bus 22. The processor 19 alternately compares the current set value code on the keyboard of the control panel 18 with the codes of the measured current values in the beam segments 4. If the codes are equal, then the output control voltage The DAC 13 of block 6 remains unchanged, if not, the control voltage is changed in accordance with the comparison result in block 6 of the current measurement and adjustment. For one period of synchronization pulses equal to 1 s, currents are measured in all beam segments 4 and control codes are issued for all stabilizers 5. Thus, the current value of the amplitude of current pulses in beam segments 4 is stabilized.

Эталонный сигнал времени и частоты поступает от СНРС одновременно на входы всех приемников 7, выходы которых связаны с измерителями 8. С выхода каждого из этих приемников 7 эталонный сигнал с периодом 1 с поступает на вход триггера 54, являющийся входом синхронизации измерителя 8. Процесс измерения в измерителе 8 начинается с нажатия клавиши "Enter" на пульте ЭВМ 10, после чего триггер 54 устанавливается в исходное положение и с приходом первого импульса синхронизации разрешает прохождение тактовых импульсов от кварцевого генератора 53 через схему И-НЕ 55 на вход блока 50 времени, который через время, равное длительности токового импульса, разрешает работу АЦП 49 в соответствии со шкалой времени измерения переходного процесса, которая программируется в блоке 50 времени с помощью переносной ЭВМ 10 непосредственно перед началом работы предлагаемого устройства. Сигналы от индукционного датчика 10 или датчика 11 поступают на входы АЦП 49 через предусилитель 48. Процессор 51 в соответствии с временной шкалой опрашивает выход АЦП 49 и через приемопередатчик 52 пересылает их в ЭВМ 10. После повторения заданного количества циклов измерений в ЭВМ 10 процесс измерения останавливается и результаты измерений записываются на магнитный носитель в заданном формате, включающем координаты точки на профиле, которые определяются с помощью приемника 7 СРНС и через интерфейс передаются в ЭВМ 10. Затем измерители 8 и датчики перемещаются по профилю на заданное расстояние и процесс измерения электрической и магнитной составляющих поля повторяется. После проведения измерений на всей исследуемой площади результаты измерений обрабатывают и строят рельеф поля на времени максимального проявления магнитной составляющей. Затем сравнивают рельеф, построенный по результатам измеренных значений, с рельефом, построенным по результатам математического моделирования, т. е. по ожидаемым значениям сигналов переходного процесса. По результатам сравнения судят о наличии искомого объекта и его параметрах. The reference signal of time and frequency is supplied simultaneously from the SNRS to the inputs of all receivers 7, the outputs of which are connected to the meters 8. From the output of each of these receivers 7, the reference signal with a period of 1 s goes to the input of the trigger 54, which is the synchronization input of the meter 8. The measurement process meter 8 begins by pressing the "Enter" key on the computer 10, after which the trigger 54 is set to its original position and with the arrival of the first synchronization pulse allows the passage of clock pulses from the crystal oscillator 53 through the circuit AND-NOT 55 to the input of time unit 50, which, after a time equal to the duration of the current pulse, allows the ADC 49 to operate in accordance with the transient measurement timeline, which is programmed in time unit 50 using a portable computer 10 immediately before the proposed device starts working. The signals from the induction sensor 10 or sensor 11 are fed to the inputs of the ADC 49 through the preamplifier 48. The processor 51 in accordance with the timeline polls the output of the ADC 49 and sends them to the computer 10 through the transceiver 52. After repeating the specified number of measurement cycles in the computer 10, the measurement process stops and the measurement results are recorded on a magnetic medium in a predetermined format, including the coordinates of the point on the profile, which are determined using the receiver 7 of the SRNS and transmitted via the interface to the computer 10. Then the meters 8 and the sensor and move along the profile for a given distance and the process of measuring the electric and magnetic components of the field is repeated. After taking measurements on the entire studied area, the measurement results process and build the field relief at the time of maximum manifestation of the magnetic component. Then, the relief constructed by the results of the measured values is compared with the relief constructed by the results of mathematical modeling, i.e., the expected values of the transient signals. Based on the results of the comparison, the presence of the desired object and its parameters are judged.

В рассмотренном примере период токовых импульсов равен периоду эталонного сигнала. В принципе, в предлагаемом устройстве могут быть реализованы с помощью соответствующих управляющих программ и любые другие значения периода токовых импульсов, так, например, период токовых импульсов может быть кратным целому числу n периодов эталонного сигнала, либо кратным 1/n. In the considered example, the period of current pulses is equal to the period of the reference signal. In principle, in the proposed device, any other values of the period of current pulses can be implemented using the corresponding control programs, for example, the period of current pulses can be a multiple of an integer n of periods of the reference signal, or a multiple of 1 / n.

Примером практического применения предлагаемого способа и устройства для его осуществления могут служить экспериментальные работы, проведенные авторами в ноябре 1995 года на медно-никелевом оруднении Прутовской интрузии (Житомирская обл. , республика Украина) совместно с геологическим объединением "Севукргеология". По данным ЗСБ строился геоэлектрический разрез вмещающей среды и выполнялось математическое моделирование исследуемого объекта - рудного тела, залегающего на глубине от 400 до 600 м и на удалении 1000 м от центра питающей установки, т.е. точки зондирования. После этого проводились основные зондирования при помощи КЭД. Результаты моделирования и реальных наблюдений представлены на фиг. 7, 8. На фиг. 7 показаны условно место расположения и размер питающей установки, т.е. кругового электрического диполя. По результатам моделирования построен рельеф поля над объектом в плане (тонкие линии) и контур рудного тела, проходящий через точки а, b, c, d, показывающие максимальные измеренные значения сигналов и соответствующие краю рудного тела. На фиг. 8 показаны графики ожидаемых значений сигнала магнитной составляющей поля (график e) и реального сигнала (график f). Графики показывают практическое совпадение сигналов во времени. Данные моделирования и практических измерений были подтверждены результатами бурения. An example of the practical application of the proposed method and device for its implementation can serve as experimental work carried out by the authors in November 1995 on a copper-nickel mineralization of the Prutov intrusion (Zhytomyr region, Republic of Ukraine) together with the geological association "Sevukrgeologiya". According to the ZSB data, a geoelectric section of the enclosing medium was constructed and mathematical modeling of the object under study was performed - an ore body lying at a depth of 400 to 600 m and at a distance of 1000 m from the center of the feed unit, i.e. sensing points. After that, the main soundings were carried out using QED. The simulation results and real observations are presented in FIG. 7, 8. In FIG. 7 shows conventionally the location and size of the supply unit, i.e. circular electric dipole. Based on the simulation results, a field relief is constructed over the object in plan (thin lines) and an ore body contour passing through points a, b, c, d, showing the maximum measured signal values and corresponding to the edge of the ore body. In FIG. Figure 8 shows graphs of the expected values of the signal of the magnetic component of the field (graph e) and the real signal (graph f). The graphs show the practical coincidence of signals over time. Simulation and practical measurements were confirmed by drilling results.

Таким образом предлагаемый способ прямых поисков геологических объектов и устройство для его осуществления позволяют с высокой степенью точности смоделировать поисковую ситуацию с учетом приповерхностных неоднородностей, которые присутствуют в геоэлектрическом разрезе, и особенностей самого геоэлектрического разреза при определении ожидаемых параметров сигнала от объекта. Высокоточная синхронизация от СРНС, связанной с государственным или национальным стандартом времени и частоты, позволяет проводить площадные поисковые и разведочные работы при значительном удалении измерителей от питающей установки и тем самым исключить их взаимное влияние друг на друга. Thus, the proposed method for direct searches of geological objects and a device for its implementation make it possible to model the search situation with a high degree of accuracy, taking into account the near-surface inhomogeneities that are present in the geoelectric section, and the features of the geoelectric section itself when determining the expected parameters of the signal from the object. High-precision synchronization from the SRNS, associated with the state or national standard of time and frequency, allows for on-site prospecting and exploration work with a significant distance of the meters from the supply unit and thereby eliminating their mutual influence on each other.

Claims (7)

1. Способ прямых поисков геологических объектов, при котором зондируют исследуемую среду, возбуждая электромагнитное поле путем осесимметричного введения в землю электрического тока импульсной формы с помощью питающих электродов, одни из которых располагают в центральной части окружности, образованной другими питающими электродами, измеряют после выключения каждого импульса тока сигналы переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля по профилям, радиально расходящимся из центра окружности, и по измеренным значениям судят о наличии или отсутствии искомого объекта в исследуемой среде, отличающийся тем, что дополнительно зондируют исследуемую среду путем введения в землю электрического тока импульсной формы с помощью двух диаметрально противоположных питающих электродов, расположенных по окружности, и после выключения каждого импульса тока измеряют сигналы переходного процесса магнитной составляющей поля, а по результатам этих измерений строят геоэлектрический разрез вмещающей среды и определяют ожидаемые значения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля для случая, когда полученный геоэлектрический разрез вмещает геоэлектрическую модель искомого объекта, при этом параметры геоэлектрической модели варьируют в заданных пределах, а о наличии или отсутствии в исследуемой среде искомого объекта, а также о его параметрах судят, сравнивая измеренные значения сигналов переходного процесса электрической и магнитной составляющих поля с ожидаемыми значениями этих сигналов. 1. A direct search method for geological objects, in which the medium under investigation is probed by exciting an electromagnetic field by axisymmetrically introducing an impulse-shaped electric current into the earth using feed electrodes, some of which are located in the central part of the circle formed by other feed electrodes, measured after each pulse is turned off current signals of the transient process of the electric and magnetic components of the field along profiles radially diverging from the center of the circle, and according to the measured values the wells are judged on the presence or absence of the desired object in the test medium, characterized in that they additionally probe the test medium by introducing an impulse-shaped electric current into the ground using two diametrically opposite supply electrodes arranged in a circle, and after switching off each current pulse, transient signals are measured magnetic component of the field, and according to the results of these measurements, a geoelectric section of the surrounding medium is built and the expected values of the transition process signals are determined the cc of the electric and magnetic components of the field for the case when the obtained geoelectric section contains the geoelectric model of the desired object, while the parameters of the geoelectric model vary within specified limits, and the presence or absence of the desired object in the medium under study, as well as its parameters, are judged by comparing the measured values transient signals of the electric and magnetic components of the field with the expected values of these signals. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выключения тока, вводимого в землю с помощью двух диаметрально противоположных питающих электродов, расположенных по окружности, измеряют сигналы переходного процесса магнитной составляющей поля по профилям, перпендикулярным прямой, соединяющей эти два питающих электрода. 2. The method according to claim 1, characterized in that after turning off the current introduced into the ground using two diametrically opposite supply electrodes arranged in a circle, the signals of the transient process of the magnetic component of the field are measured along profiles perpendicular to the straight line connecting these two supply electrodes. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что измеренные значения сигналов переходного процесса, полученные в результате основных зондирований, сравнивают с ожидаемыми значениями этих сигналов на временах максимального проявления сигнала переходного процесса магнитной составляющей поля. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the measured values of the transient signals obtained as a result of the main soundings are compared with the expected values of these signals at the times of the maximum manifestation of the transient signal of the magnetic component of the field. 4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что период импульсов тока, вводимого в землю, и моменты начала измерений сигналов переходного процесса синхронизируют с эталонным сигналом времени и частоты спутниковой радионавигационной системы. 4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the period of the current pulses introduced into the ground and the moments of the beginning of the measurement of the transient signals are synchronized with the reference signal of time and frequency of the satellite radio navigation system. 5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что текущее амплитудное значение импульсов тока, подводимого к каждому из питающих электродов, расположенных по окружности, сравнивают с заданной величиной и при несовпадении изменяют до заданной величины. 5. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the current amplitude value of the current pulses supplied to each of the supply electrodes arranged in a circle is compared with a predetermined value and, if not coincided, is changed to a predetermined value. 6. Устройство для прямых поисков геологических объектов, содержащее источник питания, связанный с генератором тока, питающие электроды, расположенные в центральной части окружности, образованной другими питающими электродами, лучевые отрезки питающей линии, одни концы которых подключены к соответствующим питающим электродам, расположенным по окружности, а вторые концы объединены, при этом лучевые отрезки расположены по радиусам окружности через равные углы, не превышающие 60o, и в каждый лучевой отрезок включен регулятор тока, измерительный выход которого соединен с управляющим входом через блок измерения и регулировки тока, а также содержащее связанные с ЭВМ измерители электрической и магнитной составляющих поля, подключенные к соответствующим датчикам, отличающееся тем, что число генераторов тока увеличено до числа лучевых отрезков питающей линии, при этом каждый из генераторов тока соединен последовательно с соответствующим регулятором тока и подключен к второму концу соответствующего лучевого отрезка, а объединенные вторые концы всех лучевых отрезков соединены с одним из полюсов источника питания, другой полюс которого соединен с питающими электродами, расположенными в центральной части окружности, а также введены приемники спутниковой радионавигационной системы, первый выход одного из которых соединен с объединенными синхровходами генераторов тока и блока управления и регулировки тока, первые входы других приемников соединены с синхровходами соответствующих измерителей, а вторые выходы этих приемников связаны с соответствующими ЭВМ.6. A device for direct searches of geological objects, containing a power source connected to a current generator, power electrodes located in the Central part of the circle formed by other power electrodes, the radial segments of the power line, one ends of which are connected to the corresponding power electrodes located around the circle, and the second ends are combined, while the ray segments are located along the radii of the circle through equal angles not exceeding 60 o , and a current regulator is included in each ray segment, measure the output of which is connected to the control input through a current measuring and adjustment unit, as well as containing electric and magnetic field component meters connected to the corresponding sensors, characterized in that the number of current generators is increased to the number of beam segments of the supply line, each of current generators is connected in series with the corresponding current regulator and connected to the second end of the corresponding beam segment, and the combined second ends of all beam segments are connected s with one of the poles of the power source, the other pole of which is connected to the supply electrodes located in the central part of the circle, and the receivers of the satellite radio navigation system are introduced, the first output of one of which is connected to the combined clock inputs of the current generators and the control and current control unit, the first inputs other receivers are connected to the synchro inputs of the respective meters, and the second outputs of these receivers are connected to the corresponding computers. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что каждый из регуляторов тока выполнен в виде стабилизатора тока регулируемого. 7. The device according to claim 6, characterized in that each of the current regulators is made in the form of an adjustable stabilizer.
RU96114752A 1996-07-19 1996-07-19 Process of direct search for geological objects and device for its realization RU2111514C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114752A RU2111514C1 (en) 1996-07-19 1996-07-19 Process of direct search for geological objects and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96114752A RU2111514C1 (en) 1996-07-19 1996-07-19 Process of direct search for geological objects and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111514C1 true RU2111514C1 (en) 1998-05-20
RU96114752A RU96114752A (en) 1998-10-10

Family

ID=20183616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96114752A RU2111514C1 (en) 1996-07-19 1996-07-19 Process of direct search for geological objects and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111514C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453872C1 (en) * 2011-01-17 2012-06-20 Владимир Сергеевич Могилатов Geoelectric survey method and apparatus for realising said method
RU2454683C1 (en) * 2011-03-03 2012-06-27 Борис Петрович Балашов Device for direct search of geological features
RU189721U1 (en) * 2017-09-14 2019-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническая Компания ЗаВеТ-ГЕО" MEASURING DEVICE FOR GEOELECTRIC EXPLORATION
RU2733095C2 (en) * 2019-02-26 2020-09-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническая Компания ЗаВеТ-ГЕО" Method of three-dimensional objects searching by tm-polarization geoelectrics methods

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Могилатов В.С., Балашов Б.П. Физика Земли, N 6, 1994, с.73 - 79. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2453872C1 (en) * 2011-01-17 2012-06-20 Владимир Сергеевич Могилатов Geoelectric survey method and apparatus for realising said method
RU2454683C1 (en) * 2011-03-03 2012-06-27 Борис Петрович Балашов Device for direct search of geological features
RU189721U1 (en) * 2017-09-14 2019-05-31 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническая Компания ЗаВеТ-ГЕО" MEASURING DEVICE FOR GEOELECTRIC EXPLORATION
RU2733095C2 (en) * 2019-02-26 2020-09-29 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Техническая Компания ЗаВеТ-ГЕО" Method of three-dimensional objects searching by tm-polarization geoelectrics methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Spies et al. Electromagnetic sounding
Won et al. GEM-2: A new multifrequency electromagnetic sensor
CN102042009B (en) Array induction logging coil system for measuring formation resistivity
US20230034745A1 (en) An Apparatus for the Measurement of Ore in Mine Ore Benches
US6320386B1 (en) Method of prospecting for geological formations and apparatus for implementing the method
RU2111514C1 (en) Process of direct search for geological objects and device for its realization
EP0532604B1 (en) Sub-audio magnetics instrument
CN113156516B (en) New induced polarization method adopting accurate polarization constant
WO2015088466A1 (en) Geophysical exploration method
US6859733B1 (en) Method for determining parameters of earth formations surrounding a well bore
RU2028648C1 (en) Method and device for direct searching of geological objects
SU1004940A1 (en) Device for logging-type electromagnetic probing
Swift Fundamentals of the electromagnetic method
RU96114752A (en) METHOD FOR DIRECT SEARCH FOR GEOLOGICAL OBJECTS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2072537C1 (en) Remote frequency sounding method
SU811160A1 (en) Survey apparatus
RU2093863C1 (en) Method of electromagnetic probing of earth's crust with use of normed sources of field
RU2374666C1 (en) Method for detection of regional zones of high cracking and deep breaks of lithosphere
SU1233071A1 (en) Method of geoelectroprospecting
Mogilatov et al. Influences of the Earth’s Magnetic Field on the Transient Electromagnetic Process in the Geoelectric Field: an Experimental Study
Rizzo et al. Deep geophysical investigation in urban area: Ferrara city example
RU1829020C (en) Method of electrie geological exploration
SU857897A1 (en) Method of determination of local polarizing body bedding depth
Huang et al. Identification of mineral deposits using airborne electromagnetic spectra
RU2131029C1 (en) Method of determination of azimuth, zenith angle and angle of dip

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080720

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20090627

PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20090616

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100720