RU2538424C2 - Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) - Google Patents
Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538424C2 RU2538424C2 RU2013106069/28A RU2013106069A RU2538424C2 RU 2538424 C2 RU2538424 C2 RU 2538424C2 RU 2013106069/28 A RU2013106069/28 A RU 2013106069/28A RU 2013106069 A RU2013106069 A RU 2013106069A RU 2538424 C2 RU2538424 C2 RU 2538424C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensors
- parameters
- seismic
- temperature sensor
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области геофизики и может быть использована при разноцелевых полевых исследованиях. Сущность: каждый из комплексов включает датчики (1-1 - 1-3) ускорения свободного падения по трем компонентам, датчики (2-1 - 2-3) магнитного поля по трем компонентам, датчики (3-1 - 3-3) сейсмических колебаний почвы по трем компонентам, блок (15) определения координат комплекса и точного времени, а также блок (11) управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами. Блок (11) управления, обработки и регистрации выполнен с функцией измерения параметров ускорения свободного падения и параметров магнитного поля синхронно с измерением параметров сейсмических колебаний. Датчики (1-1 - 1-3) ускорения свободного падения, датчики (2-1 - 2-3) магнитного поля, датчики (3-1 - 3-3) сейсмических колебаний почвы размещены в блоке (4) датчиков, в котором находится также датчик (21) температуры. При этом все датчики в блоке (4) датчиков, кроме датчика температуры (21), помещены в пространстве, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков. В одном из вариантов комплекс содержит регулируемый нагреватель (22), осуществляющий функцию поддержания температуры в блоке датчиков (4) с использованием сигнала, поступающего с датчика температуры (21). В другом варианте датчик (21) температуры соединен с блоком (11) управления, обработки и регистрации, который выполнен с функцией коррекции измеренных параметров в соответствии с изменениями температуры в блоке (4) датчиков. Технический результат: повышение точности определения физических характеристик исследуемой породы в пространстве измерений, уменьшение габаритных размеров комплексов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Группа изобретений относится к области грави-магнито-сейсмических измерений и исследований и может быть использована при проведении полевых исследований с различными целями, в том числе при поиске полезных ископаемых, при геодезических и геологоразведочных работах, при геодезическом мониторинге зданий и сооружений, при трекинге (построении траектории движения и определении местоположения в тоннелях и шахтах), при скважинных измерениях.
Известен [патент РФ 2249237] гравиметрический способ моделирования геологического пространства, включающий измерение силы тяжести на земной поверхности, обеспечивающий построение карты аномалий силы тяжести, послойное исследование внутренней структуры геологического пространства и построение гравиметрической объемной модели геологического пространства.
Известно также устройство для измерения гравитационного поля [патент РФ 56657], включающее гравиметрический датчик и микропроцессорный блок.
Недостатком вышеописанных способа и устройства является использование только гравиметрических измерений и отсутствие учета других геофизических данных. Это сужает функциональные возможности известных способа и устройства.
Известен [патент РФ 2336541] способ сейсмической разведки залежей углеводородов, включающий измерение сейсмических колебаний почвы (сейсмических колебаний) в диапазоне частот 0,5÷50 Гц с помощью нескольких приемников сейсмических колебаний, расположенных на расстоянии 50÷100 метров друг от друга, проведение одновременной регистрации измеренных информационных сигналов по их измеряемым компонентам с привязкой регистрируемых данных к единому времени.
Полученные и обработанные данные используются для расчета спектральных характеристик с использованием Фурье-преобразования полученных сигналов, выявления ложных сигналов и сигналов от продуктивного пласта с природными углеводородами, исключения из рассмотрения ложных сигналов, проведение анализа оставшихся сигналов с вынесением суждения о наличии или отсутствии углеводородов.
Известен также описанный в рассматриваемом патенте РФ 2336541 сейсмический комплекс, включающий три датчика колебаний почвы (сейсмических колебаний) в диапазоне частот 0,5÷50 Гц, преобразующих скорость механических колебаний в электрический ток и расположенных на расстоянии 50÷100 метров друг от друга, регистрирующий модуль с блоком фильтров и усилителей, платой аналого-цифровых преобразователей, цифроаналоговых преобразователей и компьютером, осуществляющий привязку регистрируемых данных к единому времени, а также GPS-приемник типа GARMIN 12 XL.
Недостатком рассматриваемых способа и комплекса сейсмических измерений является измерение только сейсмических колебаний и отсутствие учета других важных геофизических данных, что сужает функциональные возможности известных способа и устройства.
Известна [патент РФ 2449325] гидрохимическая донная обсерватория для измерения гидрохимических и гидрофизических параметров, включающая магнитометр постоянного магнитного поля, два трехкомпонентных цифровых сейсмографа с частотами регистрации 0,03÷40 Гц, размещенные на дне на заданном расстоянии друг от друга, а также устройство сбора и обработки информации, включающее управляющий компьютер и блок регистрации и управления. Устройство сбора и обработки информации осуществляет функции сбора, оцифровки и накопления сигналов от датчиков, представляет собой программно-аппаратный комплекс для Intel-совместимого семейства процессоров, снабжено средствами отладки и тестирования. Имеются датчик пространственной ориентации и схема определения координат. Обсерватория содержит гидроакустический модуль для связи с диспетчерской станцией, включающей персональный компьютер совместимый с IBM PC, и приемник спутниковой навигационной системы GPS.
С помощью рассмотренной гидрохимической донной обсерватории осуществляют способ измерения гидрофизических параметров сейсмической разведки залежей углеводородов, включающий измерение параметров постоянного магнитного поля, измерение сейсмических колебаний почвы в диапазоне частот 0,03÷40 Гц с помощью двух приемников сейсмических колебаний, расположенных на заданном расстоянии друг от друга, проведение привязанной к единому времени регистрации измеренных информационных сигналов.
Недостатки рассмотренных способа и комплекса заключаются в том, что измеряется ограниченный состав геофизических сигналов, отсутствует измерение ускорения свободного падения, что сужает функциональные возможности известных способа и лаборатории.
Наиболее близким к предложенным комплексам является описанный в патенте РФ 2431868 грави-магнито-сейсмический комплекс, включающий датчик ускорения свободного падения, датчики магнитного поля по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний по трем компонентам и блок определения координат комплекса и точного времени, а также блок управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами, осуществляющий функцию синхронной регистрации параметров сейсмических колебаний, выход блока управления, обработки и регистрации является выходом комплекса, датчики располагаются на расстоянии друг от друга, в частности на расстояниях до 50÷500 м, при этом датчики магнитного поля по трем компонентам размещены в блоке датчиков, снабженном датчиком температуры.
Известный прототип предлагаемых комплексов предназначен для проведения поиска углеводородов и определения глубины залегания продуктивных пластов на континентальном шельфе.
Недостатком комплекса-прототипа является пространственная разобщенность точек измерений ускорения свободного падения, параметров магнитного поля и параметров сейсмических колебаний, что обусловливает пониженную точность определения физических характеристик исследуемой породы в пространстве измерений, а также пониженную точность составляемых по результатам измерений комплексных карт физических полей исследуемого региона, трехмерных диаграмм и объемных моделей исследуемого геологического пространства.
Дополнительным недостатком комплекса-прототипа является влияние нестабильности температуры в местах расположения датчиков на величины измеренных параметров, что снижает точность измерений.
Задачей предложенных комплексов является повышение точности определения физических характеристик исследуемой породы в пространстве измерений, а также точности составляемых по результатам измерений комплексных карт физических полей исследуемого региона, трехмерных диаграмм и объемных моделей исследуемого геологического пространства.
Для достижения поставленной задачи по первому варианту грави-магнито-сейсмический комплекс, включающий датчик ускорения свободного падения, датчики магнитного поля по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний почвы по трем компонентам, блок определения координат комплекса и точного времени, а также блок управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами, осуществляющий функцию синхронного измерения параметров сейсмических колебаний, информационный выход блока управления, обработки и регистрации является выходом комплекса, при этом датчики магнитного поля размещены в блоке датчиков, в котором находится также датчик температуры, отличается тем, что в него введены два дополнительных датчика ускорения свободного падения для измерения ускорения свободного падения по трем параметрам и регулируемый нагреватель, осуществляющий функцию поддержания температуры в блоке датчиков с использованием сигнала, поступающего с выхода датчика температуры, все датчики параметров ускорения свободного падения и все датчики параметров сейсмических колебаний также находятся в блоке датчиков, в котором находится датчик температуры, при этом все датчики, кроме датчика температуры, помещены в пространстве, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков, блоку управления, обработки и регистрации придано осуществление функции измерения параметров ускорения свободного падения и параметров магнитного поля синхронно с измерением параметров сейсмических колебаний.
Грави-магнито-сейсмический комплекс по первому варианту отличается также тем, что выход датчика температуры соединен со входом регулируемого нагревателя.
Кроме того, грави-магнито-сейсмический комплекс по первому варианту отличается тем, что выход датчика температуры соединен со входом блока управления, обработки и регистрации, соответствующий выход которого соединен со входом регулируемого нагревателя, блоку управления, обработки и регистрации придана также функция управления регулируемым нагревателем в соответствии с сигналом, поступающим с выхода датчика температуры.
Для достижения поставленной задачи по второму варианту грави-магнито-сейсмический комплекс, включающий датчик ускорения свободного падения, датчики магнитного поля по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний почвы по трем компонентам, блок определения координат комплекса и точного времени, а также блок управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами, осуществляющий функцию синхронного измерения параметров сейсмических колебаний, информационный выход блока управления, обработки и регистрации является выходом комплекса, при этом датчики магнитного поля размещены в блоке датчиков, в котором находится также датчик температуры, отличается тем, что в него введены два дополнительных датчика ускорения свободного падения для измерения ускорения свободного падения по трем параметрам, все датчики параметров ускорения свободного падения и все датчики параметров сейсмических колебаний также находятся в блоке датчиков, в котором находится датчик температуры, при этом все датчики, кроме датчика температуры, помещены в пространстве, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков, блоку управления, обработки и регистрации придано осуществление функции измерения параметров ускорения свободного падения и параметров магнитного поля синхронно с измерением параметров сейсмических колебаний, выход вышеуказанного датчика температуры соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и регистрации, которому придано также осуществление функции коррекции измеренных параметров в соответствии с изменениями температуры в блоке датчиков.
Кроме того, грави-магнито-сейсмический комплекс по обоим вариантам отличается тем, что:
- пространство, в котором помещены все датчики измеряемых параметров, имеет объем 200÷40 см3;
- блок датчиков выполнен в виде сосуда Дьюара;
- блок управления, обработки и регистрации выполнен в виде одноплатной микроЭВМ;
- комплекс снабжен адаптером Bluetooth и/или адаптером Wi-Fi, каждый из которых осуществляет функцию беспроводного подключения внешнего устройства, например, компьютера.
Техническим результатом предложенных комплексов по обоим вариантам является повышение точности определения физических характеристик исследуемой породы в пространстве измерений и обусловленное этим повышение точности составляемых по результатам измерений комплексных карт физических полей исследуемого региона, трехмерных диаграмм и объемных моделей исследуемого геологического пространства. Это обеспечивается за счет синхронности измерений всех параметров (ускорения свободного падения, магнитного поля и сейсмических колебаний) и проведения измерений с помощью датчиков, находящихся в объеме пространства, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков (пространство измерений).
Техническим результатом предложенного комплекса по обоим вариантам является повышение точности определения физических характеристик исследуемой породы в предложенном пространстве измерений, повышение точности за счет обеспечения термостабилизации в блоке датчиков, а также обусловленное этим повышение точности составляемых по результатам измерений комплексных карт физических полей исследуемого региона, трехмерных диаграмм и объемных моделей исследуемого геологического пространства.
Техническим результатом обеспечения размеров пространства, в котором размещены все датчики измеряемых параметров, в пределах 200÷240 см3, является минимальный для существующих датчиков объем этого пространства, позволяющий максимально повысить точность измерения исследуемых параметров.
Техническим результатом выполнения блока датчиков в виде сосуда Дьюара является поддержание стабильной температуры в блоке датчиков, что способствует повышению точности определения физических характеристик исследуемой породы.
Техническим результатом выполнения блока управления, обработки и регистрации в виде одноплатной микроЭВМ является гибкость с точки зрения обеспечения программированной возможности изменения вычислительных и управляющих функций указанного блока. При реализации блока управления и регистрации с помощью жесткой цифровой системы, выполненной на универсальных логических элементах (типа сумматоров, элементов НЕ, ИЛИ, И, сдвиговых регистров, например, фирмы Analog Device) не будет возможности внесения каких-либо изменений в управляющие функции без замены элементов блока.
Техническим результатом снабжения комплекса адаптером Bluetooth и/или адаптером Wi-Fi, каждый из которых осуществляет функцию беспроводного подключения внешнего устройства, например, компьютера, является устранение помех, возникающих при касании комплекса оператором, которые приводят к ошибкам измерения.
Дополнительным техническим результатом использования предложенных комплексов по обоим вариантам является создание условий для миниатюризации комплекса. Это обусловливается размещением всех датчиков в ограниченном объеме, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров датчиков и могут быть минимально возможными при различных типах датчиков. За счет этого обеспечивается возможность реализации комплекса в портативном исполнении (носимый вариант), пригодном для проведения полевых исследований с различными целями, в том числе при поиске полезных ископаемых, при геодезических и геологоразведочных работах, при геодезическом мониторинге зданий и сооружений, при трекинге (построении траектории движения и определении местоположения в тоннелях и шахтах), при скважинных измерениях. Обеспечивается снижение затрат на геодезические работы, повышается эффективность геофизических исследований.
На фигурах изображены:
фиг.1 - блок-схема комплекса грави-магнито-сейсмических измерений;
фиг.2 - диаграммы гравиметрических измерений в пунктах А и Б (вертикальная компонента); при этом по вертикальной оси отложена величина ускорения свободного падения (мГал), по горизонтальной - время (час);
фиг.3 - диаграммы магнитометрических измерений в пунктах А и Б (вертикальная компонента индукции магнитного поля земли); по вертикальной оси отложено отклонение значения компоненты от действительной величины 49000 нТл, по горизонтальной - время (час);
фиг.4 - диаграммы сейсмометрических измерений в пунктах А и Б (вертикальная компонента); эти диаграмма для удобства наблюдения разнесены друг от друга по вертикальной оси; по вертикальной оси отложена величина компоненты (отн.ед.), по горизонтальной - время (сек).
На диаграммах на фиг.2÷4 изображены изменения во времени соответствующих компонент гравитационного поля, магнитного поля и сейсмического поля в двух пунктах А и Б, расположенных на расстоянии 150 метров друг от друга. Как можно заметить на диаграммах, в одно и то же время имеет место разность показаний. Так, по параметрам гравитационного поля (фиг.2) для одного момента времени, например 60 часов, эта разность равна 0,0673 мГал. В этот же момент времени разность в измерении магнитного поля (фиг.3) равна 51 нТл. Эти различия существенны для формирования вывода о структуре почвы в пункте измерения А.
Сейсмический параметр, как можно заметить на диаграмме (фиг.4), в пункте Б смещен по времени примерно на 0,3 сек относительно пункта А. Для отнесения измерений к пункту А необходимо, в таком случае, корректировать данные с датчика, расположенного в пункте Б. Это связано с тем, что сейсмическая волна распространяется в сторону пункта Б со скоростью 500 м/сек.
Расположение датчиков измеряемых параметров в разнесенных пунктах (А и Б) пространства уменьшает точность интерпретации физических параметров почвы в пункте А и точность составления по результатам измерений комплексных карт физических полей, трехмерных диаграмм и объемных моделей исследуемого геологического пространства. Повышение точности обеспечивается расположением датчиков параметров в одном пункте.
Предложенный грави-магнито-сейсмометрический комплекс включает (фиг.1) датчики 1-1, 1-2 и 1-3 ускорения свободного падения по трем компонентам, датчики магнитного поля 2-1, 2-2 и 2-3 по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний почвы 3-1, 3-2 и 3-3 по трем компонентам. Все девять указанных датчиков расположены в блоке 4 датчиков и являются датчиками измеряемых параметров. Выходы этих датчиков соединены с соответствующими входами коммутатора 5.
Выход 6 коммутатора 5 соединен с входом 7 аналого-цифрового преобразователя 8, выход 9 которого соединен со входом 10 блока 11 управления, обработки и регистрации. Вход-выход 12 блока 11 соединен со входом-выходом 13 запоминающего устройства 14.
Коммутатор 5, аналого-цифровой преобразователь 8 и запоминающее устройство 14 могут быть выполнены в качестве составляющих элементов блока 11 управления, обработки и регистрации. В этом случае входы коммутатора 5 будут являться входами (многоканальным входом) блока 11.
Коммутатор 5 по командам блока 11 управления, обработки и регистрации обеспечивает подключение того или иного датчика измеряемых параметров ко входу 7 аналого-цифрового преобразователя 8.
Комплекс содержит блок 15 определения координат комплекса и точного времени, выход 16 которого соединен со входом 17 блока 11 управления, обработки и регистрации. В состав комплекса могут входить адаптер 18 Bluetooth или адаптер 18 Wi-Fi, осуществляющие функцию беспроводного подключения к комплексу внешнего устройства, например, компьютера. Вход-выход 19 блока 11 управления, обработки и регистрации соединен со входом-выходом 20 адаптера 17. Вход-выход 19 блока 11 управления, обработки и регистрации является информационным выходом комплекса.
Блок 11 управления, обработки и регистрации осуществляет включение-выключение комплекса и датчиков 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 2-3, 3-1, 3-2 и 3-3 измеряемых параметров, подключение того или иного датчика измеряемых параметров ко входу 7 аналого-цифрового преобразователя 8, обработку сигналов датчиков и осуществляет функцию синхронного измерения параметров ускорения свободного падения, параметров магнитного поля и параметров сейсмических колебаний.
В первом варианте изобретения в блоке 4 датчиков расположены датчик 21 температуры и регулируемый нагреватель 22, осуществляющий функцию поддержания температуры в блоке 4 датчиков. При этом датчик 21 температуры соединен со входом регулируемого нагревателя 22 температуры (фиг.1), а регулируемый нагреватель 22 осуществляет функцию поддержания температуры в блоке 4 датчиков с использованием сигнала, поступающего непосредственно с выхода датчика 21 температуры.
В другом исполнении первого варианта изобретения в блоке 4 датчиков также расположены датчик 21 температуры и регулируемый нагреватель 22. осуществляющий функцию поддержания температуры в блоке 4 датчиков. В этом случае выход датчика 21 температуры соединен через коммутатор 5 и аналого-цифровой преобразователь 8 с блоком 11 управления, обработки и регистрации, соответствующий выход которого соединен со входом регулируемого нагревателя 22 (на фиг.1 не показано). В этом случае блок 11 управления, обработки и регистрации осуществляет функцию управления регулируемым нагревателем 22 в соответствии с изменениями температуры в блоке 4 датчиков, отслеживаемыми датчиком 21 температуры. То есть, регулируемый нагреватель 22 осуществляет функцию поддержания температуры в блоке 4 датчиков с использованием сигнала, поступающего с выхода датчика 21 температуры.
Регулируемый нагреватель 22 может быть расположен внутри блока 4 датчиков (фиг.1), при этом нагревательный элемент регулируемого нагревателя 22 размещен на внутренней поверхности стенки (стенок) блока 4 датчиков.
Регулируемый нагреватель 22 может быть расположен также снаружи блока 4 датчиков (фиг.1), при этом нагревательный элемент регулируемого нагревателя 22 размещен на наружной поверхности стенки (стенок) блока 4 датчиков (на фиг.1 не показано).
Регулируемый нагреватель 22 может быть выполнен на микроконтроллере PIC16 (Microship), а нагревательный элемент регулируемого нагревателя 22 может быть выполнен на транзисторе КТ 815 (Россия).
Регулируемый нагреватель 22 использует, например, пропорционально-интегрированный дифференциальный алгоритм регулирования, реализуемый, в частности, в приборе типа ТРП 09-ТП (КУПП «Байт», Украина).
Во втором варианте изобретения в блоке 4 датчиков расположен датчик 21 температуры, выход которого соединен через коммутатор 5 и аналого-цифровой преобразователь 8 с блоком 11 управления, обработки и регистрации. В последнем случае блок 11 управления, обработки и регистрации осуществляет функцию коррекции измеренных вышеуказанными датчиками параметров в соответствии с изменениями температуры в блоке 4 датчиков с помощью программы «MUS». Аналог такой программы использован в патенте РФ №56657 на полезную модель (осуществляется с помощью алгоритма по фиг.5 указанного патента).
Датчик 21 температуры является технологическим датчиком, предназначенным для обеспечения работы комплекса. При необходимости показания датчика 21 температуры могут быть обработаны блоком 11 управления, обработки и регистрации и записаны в запоминающее устройство 14 и/или выведены через адаптер 18 в подключенное к блоку 11 внешнее устройство (на чертеже не показано), например, ЭВМ (ноутбук).
Блок 4 датчиков выполнен объемом, геометрические размеры которого не меньше геометрических размеров пространства, в котором размещены датчики измеряемых параметров 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 2-3, 3-1, 3-2 и 3-3. В обоих вариантах комплекса размеры указанного пространства соизмеримы с суммой геометрических размеров девяти вышеуказанных датчиков.
В первом варианте выполнения комплекса геометрические размеры блока 4 датчиков включают размеры пространства датчиков измеряемых параметров, а также размеры датчика 21 температуры и регулируемого нагревателя 22 температуры. Во втором варианте выполнения комплекса геометрические размеры блока 4 датчиков включают размеры пространства датчиков и размеры датчика 21 температуры.
Пространство, включающее датчики измеряемых параметров, может иметь объем 200÷240 см3. Например, при использовании магнитных датчиков типа GMR и сейсмических и гравиметрических датчиков типа MEMS, объем этого пространства составляет 225 см3.
Соизмеримость геометрических размеров пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров, с суммой геометрических размеров датчиков характеризуется величиной допустимой разницы между размерами указанного пространства и суммой размеров датчиков. При этом размеры пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров, равны или превышают сумму геометрических размеров датчиков. Если эта разница больше допустимой величины, тогда к погрешности самих датчиков измеряемых параметров добавляется погрешность измерений, вносимая увеличенной разнесенностью датчиков друг от друга. Если эта разница равна или меньше допустимой, то погрешность измерений практически равна погрешности самих датчиков, а именно равна совокупности погрешностей датчиков измеряемых параметров. Выявлено, что величина допустимой разницы между размерами пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров и суммой размеров датчиков больше среднего расстояния между датчиками различных полей, которое не превышает 12 см. При этом рассматриваемая величина допустимой разницы, в зависимости от типа датчиков, составляет до 50% от размера пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров. Например, для вышеуказанных датчиков типов GMR и MEMS при объеме пространства, в котором они расположены, равном 225 см3, разница между этой величиной и суммарным объемом рассматриваемых датчиков составляет 50% от объема пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров.
То есть максимальная точность измерений грави-магнито-сейсмических параметров для датчиков типов GMR и MEMS обеспечивается при размещении их в объеме 225 см3.
Для датчиков любых типов максимальная точность измерений грави-магнито-сейсмических параметров обеспечивается при соизмеримости геометрических размеров пространства, в котором размещаются датчики измеряемых параметров, с суммой геометрических размеров датчиков, характеризуемой величиной допустимой разницы между размерами указанного пространства и суммой размеров датчиков, находящейся в пределах от нуля до 50%.
Корпус блока 4 датчиков выполнен из немагнитного сплава (например, из силумина), в конструкции используются немагнитные винты, в частности, для крепления крышки корпуса.
Блок 4 датчиков может выполнен в виде сосуда Дьюара.
Блок 11 управления, обработки и регистрации может быть выполнен с использованием одноплатной микроЭВМ типа STM32F3, с программным обеспечением в виде компьютеризированной системы Vector (Лаборатория геопотенциальных полей Горного института УрО РАН, Новоселицкий В.М., Мартышко П.С, Чадаев М.С. и др., Система Vector - объемная интерпретация геопотенциальных полей, «Теория и практика морских геолого-геофизических исследований», Материалы 2-й Международной научно-технической конференции. Геленджик, 2001, с.246-248). Блок 11 может быть выполнен также на основе микроконтроллера типа PIC18F4550 фирмы Microship.
Грави-магнито-сейсмический комплекс работает следующим образом.
После включения комплекса измеряемые аналоговые значения параметров ускорения свободного падения, магнитного поля, сейсмических колебаний по трем компонентам, с выходов датчиков 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 2-3, 3-1, 3-2 и 3-3 поступают через коммутатор 5 на аналого-цифровой преобразователь 8 и в цифровом виде приходят на вход 10 блока 11 управления, обработки и регистрации. Блок 11 обеспечивает синхронное измерение параметров ускорения свободного падения, магнитного поля и сейсмических колебаний с помощью сигналов единого времени, поступающих с блока 15 определения координат комплекса и точного времени. Одновременно фиксируются координаты пункта размещения блока датчиков 4.
В первом варианте комплекса дополнительно к вышесказанному производится стабилизация температуры в объеме блока 4 с помощью регулируемого нагревателя 22, управляемого сигналами непосредственно с датчика 21 температуры. В другом исполнении первого варианта изобретения блок 11 управления, обработки и регистрации осуществляет функцию управления регулируемым нагревателем 22 в соответствии с изменениями температуры в блоке 4 датчиков, отслеживаемыми датчиком 21 температуры.
Во втором варианте комплекса сигнал с датчика 21 температуры через коммутатор 5 и аналого-цифровой преобразователь 8 поступает в блок 11 управления, обработки и регистрации, который осуществляет функцию коррекции измеренных параметров в соответствии с изменениями температуры в блоке 4 датчиков.
Измеренные параметры сохраняются в запоминающем устройстве 14 и/или выводятся через адаптер 18 в подключенное к блоку 11 внешнее устройство (например, ЭВМ), не показанное на фиг.1. На экран внешнего устройства выводятся диаграммы измеренных параметров, в частности, показанные на фиг.2÷4. В дальнейшем на основании полученных данных строятся комплексные карты физических полей исследуемого региона, трехмерные диаграммы и объемные модели исследуемого геологического пространства.
Claims (12)
1. Грави-магнито-сейсмический комплекс, включающий датчик ускорения свободного падения, датчики магнитного поля по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний почвы по трем компонентам, блок определения координат комплекса и точного времени, а также блок управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами, осуществляющий функцию синхронного измерения сигналов сейсмических колебаний, информационный выход блока управления, обработки и регистрации является выходом комплекса, при этом датчики магнитного поля размещены в блоке датчиков, в котором находится также датчик температуры, отличающийся тем, что в него введены два дополнительных датчика ускорения свободного падения для измерения ускорения свободного падения по трем параметрам и регулируемый нагреватель, осуществляющий функцию поддержания температуры в блоке датчиков с использованием сигнала, поступающего с выхода датчика температуры, все датчики параметров ускорения свободного падения и все датчики параметров сейсмических колебаний также находятся в блоке датчиков, в котором находится датчик температуры, при этом все датчики, кроме датчика температуры, помещены в пространстве, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков, блоку управления, обработки и регистрации придано осуществление функции измерения параметров ускорения свободного падения и параметров магнитного поля синхронно с измерением параметров сейсмических колебаний.
2. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что выход датчика температуры соединен со входом регулируемого нагревателя.
3. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что выход датчика температуры соединен со входом блока управления, обработки и регистрации, соответствующий выход которого соединен со входом регулируемого нагревателя, блоку управления, обработки и регистрации придана также функция управления регулируемым нагревателем в соответствии с сигналом, поступающим с выхода датчика температуры.
4. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что пространство, в котором помещены все датчики, кроме датчика температуры, имеет объем 200-240 см3.
5. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок датчиков выполнен в виде сосуда Дьюара.
6. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что блок управления, обработки и регистрации выполнен в виде одноплатной микроЭВМ.
7. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.1, отличающийся тем, что комплекс снабжен адаптером Bluetooth и/или адаптером Wi-Fi, каждый из которых осуществляет функцию беспроводного подключения внешнего устройства, например компьютера.
8. Грави-магнито-сейсмический комплекс, включающий датчик ускорения свободного падения, датчики магнитного поля по трем компонентам, датчики сейсмических колебаний почвы по трем компонентам, блок определения координат комплекса и точного времени, а также блок управления, обработки и регистрации, соединенный со всеми вышеуказанными устройствами, осуществляющий функцию синхронного измерения сигналов сейсмических колебаний, информационный выход блока управления, обработки и регистрации является выходом комплекса, при этом датчики магнитного поля размещены в блоке датчиков, в котором находится также датчик температуры, отличающийся тем, что в него введены два дополнительных датчика ускорения свободного падения для измерения ускорения свободного падения по трем параметрам, все датчики параметров ускорения свободного падения и все датчики параметров сейсмических колебаний также находятся в блоке датчиков, в котором находится датчик температуры, при этом все датчики, кроме датчика температуры, помещены в пространстве, геометрические размеры которого соизмеримы с суммой геометрических размеров этих датчиков, блоку управления, обработки и регистрации придано осуществление функции измерения параметров ускорения свободного падения и параметров магнитного поля синхронно с измерением параметров сейсмических колебаний, выход вышеуказанного датчика температуры соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и регистрации, которому придано также осуществление функции коррекции измеренных параметров в соответствии с изменениями температуры в блоке датчиков.
9. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.8, отличающийся тем, что пространство, в котором помещены все датчики, кроме датчика температуры, имеет объем 200-240 см3.
10. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.8, отличающийся тем, что блок датчиков выполнен в виде сосуда Дьюара.
11. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.8, отличающийся тем, что блок управления, обработки и регистрации выполнен в виде одноплатной микроЭВМ.
12. Грави-магнито-сейсмический комплекс по п.8, отличающийся тем, что комплекс снабжен адаптером Bluetooth и/или адаптером Wi-Fi, каждый из которых осуществляет функцию беспроводного подключения внешнего устройства, например компьютера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106069/28A RU2538424C2 (ru) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013106069/28A RU2538424C2 (ru) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013106069A RU2013106069A (ru) | 2014-08-20 |
| RU2538424C2 true RU2538424C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=51384265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013106069/28A RU2538424C2 (ru) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538424C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU173743U1 (ru) * | 2016-12-07 | 2017-09-07 | Николай Сергеевич Чижов | Устройство для измерения индукции геомагнитного поля |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU28257U1 (ru) * | 2002-11-20 | 2003-03-10 | Шестопалов Дмитрий Александрович | Автоматизированный комплекс для гидрографических и геофизических работ на акваториях |
| RU2431868C1 (ru) * | 2010-04-09 | 2011-10-20 | Сергей Яковлевич Суконкин | Способ сейсмической разведки при поиске углеводородов и сейсмический комплекс для его осуществления |
| RU2436132C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-12-10 | Сергей Яковлевич Суконкин | Измерительный комплекс для проведения георазведки |
-
2013
- 2013-02-12 RU RU2013106069/28A patent/RU2538424C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU28257U1 (ru) * | 2002-11-20 | 2003-03-10 | Шестопалов Дмитрий Александрович | Автоматизированный комплекс для гидрографических и геофизических работ на акваториях |
| RU2436132C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-12-10 | Сергей Яковлевич Суконкин | Измерительный комплекс для проведения георазведки |
| RU2431868C1 (ru) * | 2010-04-09 | 2011-10-20 | Сергей Яковлевич Суконкин | Способ сейсмической разведки при поиске углеводородов и сейсмический комплекс для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| В.Казаев. Многофункциональная полевая и скважинная аппаратура для сейсмической, гравиметрической и магнитной разведки (Гравиметр-сейсмоприёмник) / National business, 2010, N8. "Разработка многофункциональной полевой и скважинной аппаратуры и регистрирующей станции для трехмерной гравиметрической, сейсмической и магнитной разведки при поиске полезных ископаемых" (ООО "ГеоПотенциал") / Тюменский международный инновационный форум "НЕФТЬГАЗТЭК", 20-21 сентября 2011 г. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU173743U1 (ru) * | 2016-12-07 | 2017-09-07 | Николай Сергеевич Чижов | Устройство для измерения индукции геомагнитного поля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013106069A (ru) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100102809A1 (en) | Differential gradiometric magnetometer, system and method of use | |
| Gavazzi et al. | Fluxgate vector magnetometers: A multisensor device for ground, UAV, and airborne magnetic surveys | |
| CN104062687B (zh) | 一种空地一体的地磁场联合观测方法及系统 | |
| CN102520455B (zh) | 航空地磁矢量检测装置 | |
| CN107817523B (zh) | 绕射波偏移速度的分析方法及装置 | |
| MX2014015015A (es) | Sistemas y metodos de registro de antena inclinada que producen señales de medicion robustas. | |
| CN106842080B (zh) | 一种磁场测量装置姿态摆动干扰去除方法 | |
| AU2016203396B2 (en) | Magnetometer signal sampling within time-domain EM transmitters and method | |
| RU2488849C1 (ru) | Скважинный трехкомпонентный цифровой акселерометр | |
| Schneider et al. | Inversion of geo-magnetic full-tensor gradiometer data | |
| CN106703787B (zh) | 一种径向水平井的井眼轨迹参数计算方法及装置 | |
| Schiffler et al. | Application of Hilbert‐like transforms for enhanced processing of full tensor magnetic gradient data | |
| RU2538424C2 (ru) | Грави-магнито-сейсмический комплекс (варианты) | |
| CN202325481U (zh) | 一种用于连续测斜仪的磁通门信号激励与采集电路 | |
| Rudd et al. | Commercial operation of a SQUID-based airborne magnetic gradiometer | |
| CN104111063B (zh) | 一种基于磁场的无线三维倾角传感器及其检测方法 | |
| RU2440592C2 (ru) | Способ морской гравиметрической съемки | |
| Aleshin et al. | Prospects of using unmanned aerial vehicles in geomagnetic surveys | |
| Zhu et al. | A least squares method based on quaternions to derive absolute orientation of geophones with AHRS | |
| Moschas et al. | Phase effect in time-stamped accelerometer measurements–an experimental approach | |
| RU2433262C1 (ru) | Способ контроля азимутальной направленности скважины с использованием gps (варианты) и поверочная инклинометрическая установка для реализации способа контроля азимутальной направленности скважины с использованием gps | |
| Guo et al. | Modeling and analysis of gravity and gravity gradient based on terrain anomaly | |
| RU2436132C1 (ru) | Измерительный комплекс для проведения георазведки | |
| CN106908058A (zh) | 一种确定地磁定位阵列孔径的方法 | |
| RU154804U1 (ru) | Устройство для сканирования гравитационного и волнового полей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150213 |