RU2210092C1 - Way of geological and electric prospecting - Google Patents

Way of geological and electric prospecting Download PDF

Info

Publication number
RU2210092C1
RU2210092C1 RU2002121064/28A RU2002121064A RU2210092C1 RU 2210092 C1 RU2210092 C1 RU 2210092C1 RU 2002121064/28 A RU2002121064/28 A RU 2002121064/28A RU 2002121064 A RU2002121064 A RU 2002121064A RU 2210092 C1 RU2210092 C1 RU 2210092C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
receiving
geological
electric field
potential difference
Prior art date
Application number
RU2002121064/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Н. Марченко
Original Assignee
Марченко Михаил Николаевич
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 Марченко Михаил Николаевич filed Critical Марченко Михаил Николаевич
Priority to RU2002121064/28A priority Critical patent/RU2210092C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2210092C1 publication Critical patent/RU2210092C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geological engineering survey under poor grounding conditions ( frozen soil, dry sand, solid artificial coats ). SUBSTANCE: electric field with frequency from first hundred Hz to first kHz is excited with the aid of feeding electrodes. Difference of potentials between each pair of adjacent receiving galvanocapacitive electrodes mechanically linked in measurement unit is registered and measured across output of commutation facility. Feeding and galvanocapacitive electrodes come in the form of flat metal structures abutting on examined surface with flat side. EFFECT: raised efficiency of way of geological and electric prospecting due to increase in details and speed of observation and execution of large volume of work in short time period. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электроразведке малых глубин и может быть использовано при изучении геоэлектрической неоднородности верхней части разреза при инженерно-геологических изысканиях в сложных условиях заземлении (мерзлый грунт, сухие пески, твердые искусственные покрытия). The invention relates to electrical exploration of shallow depths and can be used to study the geoelectric heterogeneity of the upper part of the section during engineering and geological surveys in difficult grounding conditions (frozen ground, dry sands, hard artificial coatings).

Известен способ геоэлектроразведки (RU 1835939 С1, G 01 V 3/00, 27.06.1995), в котором при исследованиях геоэлектрических свойств разреза проводится измерение компонент электрического поля. A known method of geoelectrical exploration (RU 1835939 C1, G 01 V 3/00, 06/27/1995), in which when studying the geoelectric properties of the section, the components of the electric field are measured.

Наиболее близким по технической сути к заявленному изобретению является способ картирования горных пород (RU 2030768 С1, G 01 V 3/04, 10.03.1995), согласно которому поочередно возбуждают электрическое поле двумя парами точечных питающих электродов, с помощью приемного диполя измеряют разность потенциалов и по полученным значениям разности потенциалов рассчитывают величины кажущегося сопротивления, используя которые строят геоэлектрический разрез. The closest in technical essence to the claimed invention is a method of mapping rocks (RU 2030768 C1, G 01 V 3/04, 03/10/1995), according to which the electric field is alternately excited by two pairs of point feed electrodes, using the receiving dipole, measure the potential difference and Based on the obtained values of the potential difference, the values of the apparent resistance are calculated, using which a geoelectric section is built.

Недостатком известного способа является его большая трудоемкость. The disadvantage of this method is its high complexity.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности способа геоэлектроразведки. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method of geoelectrical exploration.

Технический результат достигается тем, что в способе геоэлектроразведки возбуждают с помощью питающих электродов электрическое поле частотой от первых сотен Гц до первых кГц, регистрируют и измеряют на выходе коммутирующего устройства разности потенциалов между каждой парой соседних приемных гальваноемкостных электродов, механически соединенных в измерительную косу, при этом приемные гальваноемкостные электроды выполнены в виде уплощенных металлических конструкций, прилегающих к исследуемой поверхности одной из плоских сторон. The technical result is achieved by the fact that, in the method of geoelectrical exploration, an electric field with a frequency from the first hundreds Hz to the first kHz is excited using supply electrodes, potential differences between each pair of adjacent receiving galvanic-capacitive electrodes mechanically connected to the measuring braid are recorded and measured at the output receiving galvanic capacitive electrodes are made in the form of flattened metal structures adjacent to the test surface of one of the flat sides.

На фиг.1 показан аппаратурный комплекс, используемый при реализации способа геоэлектроразведки:
1 - электроразведочный генератор тока, частотой от первых сотен Гц до первых кГц;
2 - устройство, последовательно коммутирующее на две выходные клеммы соседние приемные гальваноемкостными электроды, соединенные в измерительную косу;
3 - электроразведочный микровольтметр, согласованный с электроразведочным генератором тока;
4 - питающие электроды;
5 - приемные гальваноемкостные электроды, выполненные в виде уплощенных металлических конструкций, располагающихся на исследуемой поверхности и прилегающих к ней одной из плоских сторон, механически соединенные в измерительную косу.
Figure 1 shows the hardware complex used when implementing the method of geoelectrical exploration:
1 - electrical prospecting current generator, with a frequency from the first hundreds of Hz to the first kHz;
2 - a device sequentially commuting to two output terminals adjacent receiving galvanic-capacitive electrodes connected to a measuring spit;
3 - electrical prospecting microvoltmeter, matched with electrical prospecting current generator;
4 - supply electrodes;
5 - receiving galvanic capacitive electrodes made in the form of flattened metal structures located on the test surface and adjacent to it on one of the flat sides, mechanically connected to a measuring braid.

Питающие электроды и измерительная коса скрепляются вместе непроводящим шнуром и перемещаются по профилю наблюдений волоком (вручную или с применением транспортного средства). Большая площадь касания электродов с грунтом (подстилающей поверхностью) является их главной особенностью. Такая конструкция позволяет производить измерения разности потенциалов (а иногда и возбуждение электрического поля) без гальванического заземления приемных (и питающих) электродов. The supply electrodes and the measuring braid are fastened together with a non-conductive cord and moved along the observation profile by a drag (manually or using a vehicle). The large contact area of the electrodes with the ground (underlying surface) is their main feature. This design allows you to measure the potential difference (and sometimes the excitation of the electric field) without galvanic grounding of the receiving (and supply) electrodes.

Часто (например, зимой) переходное сопротивление электродов (электрод - земля) достигает МОм. В этом случае невозможно проводить измерения без применения "активных" электродов. "Активным" приемным электродом является конструкция, образованная "пассивным" электродом (в данном случае металлической уплощенной конструкцией) и подключенным к нему (непосредственно в месте расположения "пассивного электрода") повторителем согласующего измерительного устройства с высоким значением входного импеданса (более Гом) и низким значением выходного импеданса (первые Ком). Вместе с измерителем для каждой пары приемных электродов повторители образуют два несимметричных измерительных канала (с несимметричным входом) и один симметричный канал (с симметричным или дифференциальным входом). Often (for example, in winter), the transient resistance of the electrodes (electrode - earth) reaches MOhm. In this case, it is impossible to carry out measurements without the use of "active" electrodes. An "active" receiving electrode is a structure formed by a "passive" electrode (in this case, a metal flattened structure) and connected to it (directly at the location of the "passive electrode") by a repeater of a matching measuring device with a high input impedance (more than a Hom) and low output impedance value (first Com). Together with the meter, for each pair of receiving electrodes, the repeaters form two asymmetric measuring channels (with an asymmetric input) and one symmetric channel (with a symmetric or differential input).

Способ выполняется следующим образом. The method is as follows.

Возбуждение электрического поля частотой от первых сотен Гц до первых кГц производится с помощью электроразведочного генератора 1 и питающих электродов 4, которые могут быть гальваническими (металлические штыри) или гальваноемкостными. Далее производится регистрация и измерения разности потенциалов между каждой парой соседних приемных гальваноемкостных электродов 5, соединенными в измерительную косу. Гальваноемкостные электроды 5 (или 4, 5) выполнены в виде уплощенных металлических конструкций, располагающихся на исследуемой поверхности и прилегающих к ней одной из плоских сторон. При измерениях используется коммутирующее устройство 2, которое последовательно коммутирует на две выходные клеммы приемные гальваноемкостные электроды 5, между которыми производится измерение разности потенциалов. Регистрация и измерения разности потенциалов производятся на выходных клеммах коммутатора с помощью электроразведочного микровольтметра 3, согласованного с используемым электроразведочным генератором тока 1. Всего производится несколько измерений, количество которых определяется количеством приемных электродов в измерительной косе и порядком их коммутации. При этом при коммутации приемных электродов меняется значение действующего разноса дипольной осевой электроразведочной установки ОО', что обеспечивает эффект зондирования. По полученным значениям разности потенциалов и токов в питающей линии рассчитывают величины кажущихся сопротивлений для разных значений действующих разносов ОО'. Excitation of an electric field with a frequency from the first hundred Hz to the first kHz is carried out using an electrical exploration generator 1 and supply electrodes 4, which can be galvanic (metal pins) or galvanic-capacitive. Next, the registration and measurement of the potential difference between each pair of adjacent receiving galvanic capacitive electrodes 5 connected to a measuring spit. Electroplating electrodes 5 (or 4, 5) are made in the form of flattened metal structures located on the surface under study and adjacent to it on one of the flat sides. In the measurements, a switching device 2 is used, which in series commutates the receiving galvanic capacitive electrodes 5 to two output terminals, between which the potential difference is measured. The potential difference is recorded and measured at the output terminals of the switch using an electrical prospecting microvoltmeter 3, coordinated with the used electrical prospecting current generator 1. In total, several measurements are made, the number of which is determined by the number of receiving electrodes in the meter and the order of their switching. At the same time, when switching the receiving electrodes, the value of the effective spacing of the dipole axial electric prospecting installation ОО 'changes, which ensures the sounding effect. From the obtained values of the potential difference and the currents in the supply line, the values of the apparent resistances are calculated for different values of the active spacings of OO '.

Всю конструкцию волоком (вручную или с применением транспортного средства) перемещают по профилю наблюдения, проводя регистрацию и измерения значений разницы потенциалов на пикетах наблюдения. The entire structure is dragged (manually or using a vehicle) along the observation profile, recording and measuring potential differences at the observation points.

На фиг.2 приведен пример применения способа геоэлектроразведки для получения значений кажущегося сопротивления при проведении опытно-методических работ на учебно-производственной базе МГУ им. Ломоносова, в д. Александровка Калужской области. Figure 2 shows an example of the application of the method of geoelectrical exploration to obtain the values of apparent resistance when conducting experimental work on the educational production base of Moscow State University. Lomonosov, in the village of Aleksandrovka, Kaluga Region.

На фиг. 2 изображен разрез кажущегося сопротивления, полученный с применением заявляемого способа геоэлектроразведки для получения значений кажущегося сопротивления с использованием дипольной осевой электроразведочной установки. In FIG. 2 shows a section of the apparent resistance obtained using the proposed method of geoelectrical exploration to obtain the values of the apparent resistance using a dipole axial electrical exploration installation.

По горизонтальной оси в масштабе отложены расстояния пикетов от начала профиля, по вертикальной оси отложены значения действующих разносов дипольной осевой электроразведочной установки ОО', значения кажущегося сопротивления в точках наблюдения на соответствующих разносах ОО' показаны в соответствии с приведенной цветовой шкалой. Частота возбуждения и измерения электрического поля 625 Гц. Расстояние между приемными гальваноемкостными электродами, соединенными в измерительную косу - 2 м. Количество приемных гальваноемкостных электродов в измерительной косе - 8. Применялись гальваноемкостные питающие электроды, идентичные приемным. Питающие и приемные гальваноемкостные электроды выполнены из листовой стали. Длина питающего диполя АВ - 2 м. Измерения разности потенциалов проводились при 7 значениях разносов ОО' - 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 16 м. Пересчет значения разности потенциалов в величины кажущегося сопротивления осуществлялся по формуле для постоянного тока ("Электроразведка", справочник геофизика./ Под ред. А.Г. Тарханова. - М. : НЕДРА, 1980). Для возбуждения электрического поля и измерения разности потенциалов в приемной линии применялся комплекс электроразведочной аппаратуры ЭРА (г. С.-Петербург). The horizontal axis on a scale shows the distance of the pickets from the beginning of the profile, the vertical axis represents the values of the active spacing of the dipole axial electrical exploration system ОО ', the values of the apparent resistance at the observation points on the corresponding differences ОО' are shown in accordance with the given color scale. The frequency of excitation and measurement of the electric field is 625 Hz. The distance between the receiving galvanic capacitive electrodes connected to the measuring spit is 2 m. The number of receiving galvanic capacitive electrodes in the measuring spit is 8. Used galvanic capacitive supply electrodes identical to the receiving ones. Supply and receiving galvanic capacitive electrodes are made of sheet steel. The length of the supply dipole AB is 2 m. The potential difference was measured at 7 OO 'spacing values of 4, 6, 8, 10, 12, 14, and 16 m. The potential difference was converted to the apparent resistance values using the formula for direct current (" Electrical exploration ", reference book of geophysics. / Ed. By A.G. Tarkhanov. - M.: NEDRA, 1980). To excite the electric field and measure the potential difference in the receiving line, a complex of electrical prospecting equipment ERA (St. Petersburg) was used.

Заявленный способ позволил значительно повысить эффективность геоэлектроразведочных работ, т.к. при выполнении больших объемов работ с высокой детальностью достаточно использование бригады из 2-3 человек, при этом скорость выполнения наблюдений в 3-5 раз превышает скорость при выполнении работ обычными способами. The claimed method has significantly improved the efficiency of geoelectrical exploration, because when performing large volumes of work with high detail, it is sufficient to use a team of 2-3 people, while the speed of observing is 3-5 times faster than when performing work in the usual way.

Claims (1)

Способ геоэлектроразведки, включающий возбуждение электрического поля с помощью питающих электродов, измерение разности потенциалов приемными электродами и вычисление по полученным данным кажущегося сопротивления, отличающийся тем, что возбуждают электрическое поле частотой от первых сотен Гц до первых кГц, регистрируют и измеряют на выходе коммутирующего устройства разности потенциалов между каждой парой соседних приемных гальваноемкостных электродов, механически соединенных в измерительную косу, при этом приемные гальваноемкостные электроды выполнены в виде уплощенных металлических конструкций, прилегающих к исследуемой поверхности одной из плоских сторон. The method of geoelectrical exploration, including excitation of the electric field using the supply electrodes, measuring the potential difference by the receiving electrodes and calculating the apparent resistance from the obtained data, characterized in that the electric field is excited with a frequency from the first hundreds Hz to the first kHz, the potential difference is recorded and measured at the output of the switching device between each pair of adjacent receiving galvanic-capacitive electrodes mechanically connected to a measuring spit, while the receiving galvanic-intensive tnye electrodes are in the form of flattened metal structures adjacent to the investigated surface of one of the flat sides.
RU2002121064/28A 2002-08-08 2002-08-08 Way of geological and electric prospecting RU2210092C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121064/28A RU2210092C1 (en) 2002-08-08 2002-08-08 Way of geological and electric prospecting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121064/28A RU2210092C1 (en) 2002-08-08 2002-08-08 Way of geological and electric prospecting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2210092C1 true RU2210092C1 (en) 2003-08-10

Family

ID=29246781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002121064/28A RU2210092C1 (en) 2002-08-08 2002-08-08 Way of geological and electric prospecting

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2210092C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722172C1 (en) * 2019-02-25 2020-05-28 Акционерное общество "Научный центр ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности в горной отрасли" Method of dipole-dipole electroprofiling of coal-bearing rock mass for prediction of sections of coal bed inhomogeneity
RU2761811C1 (en) * 2021-03-10 2021-12-13 Акционерное общество "Научный центр ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности в горной промышленности" (АО "НЦ ВостНИИ") Method for electrical tomography of a carbonaceous seam
RU2786037C1 (en) * 2021-12-07 2022-12-16 Андрей Александрович Иванов Non-contact electrical prospecting method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722172C1 (en) * 2019-02-25 2020-05-28 Акционерное общество "Научный центр ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности в горной отрасли" Method of dipole-dipole electroprofiling of coal-bearing rock mass for prediction of sections of coal bed inhomogeneity
RU2761811C1 (en) * 2021-03-10 2021-12-13 Акционерное общество "Научный центр ВостНИИ по промышленной и экологической безопасности в горной промышленности" (АО "НЦ ВостНИИ") Method for electrical tomography of a carbonaceous seam
RU2786037C1 (en) * 2021-12-07 2022-12-16 Андрей Александрович Иванов Non-contact electrical prospecting method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2921822C (en) Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features
RU2284555C1 (en) Method of naval geological survey based onto focusing of electric current (versions)
CA2649498A1 (en) Electrical cased well-logging method
RU2408039C1 (en) Method of electrical logging of cased wells
Aning et al. 2D electrical resistivity tomography (ERT) survey using the multi-electrode gradient array at the Bosumtwi impact crater, ghana
CN203849425U (en) A ground crack three dimensional electrical method detection apparatus
RU2210092C1 (en) Way of geological and electric prospecting
CN112630842B (en) Dipole differential device and method applied to direct-current resistivity method exploration
RU2236028C1 (en) Method for marine geoelectrical exploration (alternatives)
RU2650084C2 (en) Method of monitoring control of the physical state of a geological environment
JP2003227877A (en) Impedance-method electrical exploration by dipole-dipole arrangement
RU2545309C2 (en) Method geoelectrical exploration
RU2229735C1 (en) Process of electric logging of cased well
EA009117B1 (en) Method for survey design
RU2427007C2 (en) Method of combining three-electrode, vertical and unipolar electrical sounding
CN210742516U (en) Array induced polarization exploration device
EA036449B1 (en) Device for geoelectric profiling of soil-frozen complex
RU2235347C1 (en) Method for geoelectrosurveying (variants)
RU2568986C1 (en) Method of geological monitoring
Yamashita et al. Rapid near surface resistivity survey using the capacitively-coupled resistivity system: OhmMapper
RU2466430C2 (en) Method of electrical exploration using cylindrical probe
RU2642967C2 (en) Method of geoelectrical prospecting
RU2231089C1 (en) Process of geoelectric prospecting
RU2384867C1 (en) Electrical cased well logging method
RU2786037C1 (en) Non-contact electrical prospecting method

Legal Events

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

Effective date: 20040809