RU2649030C1 - Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса - Google Patents
Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649030C1 RU2649030C1 RU2016152380A RU2016152380A RU2649030C1 RU 2649030 C1 RU2649030 C1 RU 2649030C1 RU 2016152380 A RU2016152380 A RU 2016152380A RU 2016152380 A RU2016152380 A RU 2016152380A RU 2649030 C1 RU2649030 C1 RU 2649030C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- permafrost
- complex
- electrodes
- electrical
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/02—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геофизических измерений и может быть использовано для вертикального электрического зондирования почвенно-мерзлотного комплекса, почв, грунтов и иных минеральных образований. Сущность заявленного устройства заключается в том, что устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса позволяет определять величину электрического сопротивления на небольших интервалах глубин слоев почв и грунтов. Заявленное изобретение позволит проводить мониторинг динамики мощности пригодного для инженерно-строительных работ слоя почвенно-мерзлотного комплекса с высокой скоростью и повышенной точностью на малых глубинах (10-50 см), что важно для проведения инженерных изысканий почвенно-мерзлотного комплекса. Техническим результатом нового устройства является обеспечение комплексности исследований при площадном обследовании почвенно-мерзлотной толщи за счет увеличения разрешающей способности и увеличения скорости измерения электрического сопротивления при малых величинах разносов питающих электродов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области геофизических измерений и может быть использовано для вертикального электрического зондирования почвенно-мерзлотного комплекса, почв, грунтов и иных минеральных образований.
Известно устройство для быстрого измерения электрической проводимости в образце горной породы [1], процесс измерения характеризуется тем, что электрические сигналы подаются одновременно в образец и измеренные разности потенциалов записываются в приемном устройстве. При этом необходимо погружение множества питающих электродов в анализируемый образец.
Известно устройство для электрической томографии грунта, комбинированное с буром [2], позволяющее проводить глубокую разведку горных пород. Недостатком устройства является необходимость одновременного бурения и проведения электрической томографии грунта в одной точке, что дорого, не достаточно достоверно и затруднительно применительно к малым горизонтальным разносам.
Известно устройство, наиболее близкое к заявляемому изобретению и выбранное в качестве прототипа [3], включающее систему для измерения геологических данных, средство для одновременной передачи электрического тока в геологическую формацию через множество электродов и средство для считывания множества электрических сигналов, возникающих в результате электрического тока. Устройство также имеет средство для записи электрических сигналов и средство для обработки электрических сигналов в набор данных. Устройство обеспечивает передачу электрического тока в геологическое образование с каждого из многочисленных приемопередатчиков геологических данных одновременно на основе общей привязки по времени на каждом приемопередатчике, электрический ток с каждого из многочисленных приемопередатчиков геологических данных одинаковой частоты и формы волны и считывание одного или более сигнала как электрических данных с геологических образований [3].
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая достоверность исследования обследуемых площадей за счет того, что известное устройство не позволяет измерять электрическое сопротивление на нефиксированных интервалах глубин слоев почв и грунтов и не обеспечивает комплексность исследования всей обследуемой площади, что в целом ведет к дальнейшему снижению достоверности мониторинга; кроме того, известное устройство не позволяет осуществлять быстрое измерение электрического сопротивления на малых горизонтальных интервалах разносов питающих электродов, что делает его неприменимым для детального исследования почв и грунтов с диапазоном измерений электрического сопротивления на глубинах порядка 5-10 см
Техническим результатом заявленного устройства является максимальное обеспечение комплексности исследования всей обследуемой площади, повышение достоверности мониторинга при площадном исследовании, что обеспечивается за счет уменьшения интервалов вертикального электрического зондирования, фиксации геометрической конфигурации электродов на выносной панели и увеличение скорости измерения электрического сопротивления, а также за счет увеличения разрешающей способности заявляемого устройства при малых величинах разносов питающих электродов, что позволяет определять величину электрического сопротивления, в том числе, на небольших интервалах глубин слоев почв и грунтов, а следовательно, обеспечивает комплексность исследований при площадном обследовании всей почвенно-мерзлотной толщи и дает более достоверные сведения о состоянии почвенно-мерзлотной толщи.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство содержит в корпусе дополнительные выходы для питающих и приемных электродов и имеет пластиковую панель с размещенными на нем перфорированными отверстиями на расстоянии 10 см друг от друга с фиксаторами электродов. Значительное увеличение скорости измерений электрического сопротивления достигается тем, что приемные электроды разносятся по горизонтальной плоскости при помощи пластиковой панели с фиксаторами электродов. Механизированное разнесение электродов обеспечивает повышенную точность и высокую скорость измерения электрического сопротивления почвы на интервалах глубин 10-50 см при вертикальном электрическом зондировании.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема заявленного устройства для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса.
Устройство содержит: 1 - пластиковый корпус, 2 - милливольтметр, 3 - блок памяти, 4 - измеряющее устройство, 5 - источник питания (батарея), 6 - выход питающего электрода А, 7 - выход приемного электрода М, 8 - выход приемного электрода N, 9 - выход питающего электрода В, 10 - переносная модель с фиксаторами электродов, 11-12 - фиксаторы передвигающихся питающих электродов.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом: электрический ток от источника питания (5) подается на питающие электроды А (6) и В (9), углубленные в минеральную часть почвы, приемные электроды М (7) и N (8) измеряют напряжение электрического поля, наведенного питающими электродами А и В. Для ускорения процедуры измерений устройство содержит пластиковую переносную панель (10), соединенную с корпусом пластиковой штангой. На переносной панели расположены фиксаторы питающих электродов (11, 12), которые разносятся по вертикальной линии зондирования и фиксируются на пластиковой панели в соответствующих отверстиях. После фиксации питающих электродов на панели через них пропускают электрический ток и на приемных электродах М и N фиксируют напряжение электрического поля. Соответствующие данные фиксируются милливольтметром (2), измеряющим устройством (4), и фиксируются в блоке памяти (3).
Заявленное устройство было апробировано в полевых условиях полярной тундры, в частности, Ямало-Ненецкого автономного округа. В результате экспериментов было подтверждено достижение указанного результата: повышение скорости электрофизических измерений, повышение за счет этого информативности и достоверности обследуемых на пригодность для строительства почвенно-мерзлотных толщ.
Пример 1
Быстрота и комплексность обследования обеспечиваются тем, что питающие электроды разносятся не вручную, а с использованием перфорированной пластиковой панели с фиксаторами электродов, с помощью которой электроды фиксируются при определении интервальной конфигурации вертикального электрического зондирования на поверхности почвенно-мерзлотного комплекса. При проведении вертикального электрического зондирования почвенно-мерзлотного комплекса оптимальным является разнесение питающих электродов на малые расстояния, а именно 10-50 см, что обеспечивается наличием фиксаторов на выносной пластиковой панели устройства.
Измеряли электрическое сопротивление почвенно-мерзлотного комплекса с малыми разносами питающих электродов, зафиксированных на пластиковой панели, что позволило провести экспресс-электрическое зондирование на глубинных интервалах вертикального электрического зондирования до 10 см
Измерения электрического сопротивления почв на разносах питающих электродов 10-200 см в почвенно-мерзлотной толще полуострова Ямал приведены ниже в таблице 1.
Пример 2
Измеряли электрическое сопротивление почвенно-мерзлотного комплекса с разносами питающих электродов с интервалами до 50 см, зафиксированных на пластиковой панели, что позволило провести экспресс-электрическое зондирование на глубинных интервалах вертикального электрического зондирования до 50 см.
Измерения электрического сопротивления почв на разносах питающих электродов 50-500 см в почвенно-мерзлотной толще полуострова Ямал приведены в таблице 2
Результаты испытаний показали, что заявленное устройство позволяет с повышенной скоростью и на небольших интервалах глубин проводить вертикальное электрическое зондирование почвенно-мерзлотной толщи, что обеспечивается фиксацией разносимых питающих электродов на выносной пластиковой панели, прикрепленной к корпусу устройства, и позволяет получать большую информативность и достоверность о состоянии почвенно-мерзлотных толщ для их анализа на пригодность на обследуемых площадях рациональности строительства.
Источники информации
1. Патент ЕР 1391751 А2 Verfahren und Vorrichtung zur schnellen tomographischen Messung der elektrischen Leitfahigkeitsverteilung in einer Probe.
2. Патент US 2016/0223703 Borehole while drilling electromagnetic tomography advanced detection apparatus and method.
3. Патент US 2016/0025885 A1 United States Patent Methods and Apparatus for measuring the electrical impedance properties of geological formations using multiple simultaneous current sources (прототип).
Claims (1)
- Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса, содержащее корпус, батарею, блок памяти, средство записи электрических данных, средство обработки электрических сигналов в набор данных, выходы для питающих и измеряющих электродов в корпусе, электрические провода, соединяющие питающие и измеряющие электроды со средством записи электрических данных, отличающееся тем, что к корпусу устройства между отверстиями, выводящими питающие электроды, посредством пластикового профиля с электрическими проводами с помощью резьбовых соединений прикреплена пластиковая панель с размещенными на ней перфорированными отверстиями на расстоянии 10 см друг от друга с фиксаторами электродов.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152380A RU2649030C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса |
| EA201700527A EA033277B1 (ru) | 2016-12-28 | 2017-11-23 | Геоэлектрический способ определения мощности пригодного для инженерно-строительных работ почвенно-мерзлотного комплекса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016152380A RU2649030C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649030C1 true RU2649030C1 (ru) | 2018-03-29 |
Family
ID=61867061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016152380A RU2649030C1 (ru) | 2016-12-28 | 2016-12-28 | Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA033277B1 (ru) |
| RU (1) | RU2649030C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375728C2 (ru) * | 2005-12-15 | 2009-12-10 | Закрытое акционерное общество "ЕММЕТ" | Способ и устройство для морской электроразведки нефтегазовых месторождений |
| US20120049851A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | King Abdulaziz City Science And Technology | Semi-permeable terrain geophysical data acquisition |
| WO2012118931A2 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | Multi-Phase Technologies, Llc | Method and apparatus for measuring the electrical impedance properties of geological formations using multiple simultaneous current sources |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2179325C2 (ru) * | 1999-11-30 | 2002-02-10 | Институт геофизики Уральского отделения РАН | Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления |
| US9599750B2 (en) * | 2013-10-14 | 2017-03-21 | Hunt Energy Enterprises L.L.C. | Electroseismic surveying in exploration and production environments |
-
2016
- 2016-12-28 RU RU2016152380A patent/RU2649030C1/ru active
-
2017
- 2017-11-23 EA EA201700527A patent/EA033277B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375728C2 (ru) * | 2005-12-15 | 2009-12-10 | Закрытое акционерное общество "ЕММЕТ" | Способ и устройство для морской электроразведки нефтегазовых месторождений |
| US20120049851A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-01 | King Abdulaziz City Science And Technology | Semi-permeable terrain geophysical data acquisition |
| WO2012118931A2 (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-07 | Multi-Phase Technologies, Llc | Method and apparatus for measuring the electrical impedance properties of geological formations using multiple simultaneous current sources |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПНИИИС Госстроя СССР Рекомендации по геофизическим работам при инженерных изысканиях для строительства (электроразведка), 1984. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700527A2 (ru) | 2018-06-29 |
| EA201700527A3 (ru) | 2018-09-28 |
| EA033277B1 (ru) | 2019-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9611736B2 (en) | Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features | |
| Okpoli | Sensitivity and resolution capacity of electrode configurations | |
| US4835474A (en) | Method and apparatus for detecting subsurface anomalies | |
| EA012880B1 (ru) | Способ получения данных о геофизических свойствах коллектора | |
| US7737699B2 (en) | Method of marine electromagnetic survey using focusing electric current | |
| US20110320125A1 (en) | Method for marine geoelectrical exploration with electrical current focusing | |
| US9891339B2 (en) | Method and apparatus for detecting and mapping subsurface anomalies | |
| Zhe et al. | Multichannel, full waveform and flexible electrode combination resistivity-imaging system | |
| CA2985485A1 (en) | Electromagnetic data acquisition system for removing near surface effects from borehole to surface electromagnetic data | |
| CN110187394A (zh) | 双场源电磁测深法获取地层电阻率各向异性的方法及装置 | |
| Wang et al. | Electroseismic and seismoelectric responses at irregular interfaces: possible application to reservoir exploration | |
| HU184067B (en) | Hydrocarbon prospection method and device for indirect observing hydrocarbon reservoirs | |
| RU2650084C2 (ru) | Способ мониторингового контроля физического состояния геологической среды | |
| RU2236028C1 (ru) | Способ морской геоэлектроразведки (варианты) | |
| RU2649030C1 (ru) | Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса | |
| EA036449B1 (ru) | Устройство для геоэлектрического профилирования почвенно-мерзлотного комплекса | |
| JP2003035691A (ja) | 岩石の地質的特性測定装置 | |
| RU171586U1 (ru) | Устройство для вертикального электрического зондирования | |
| Troiano et al. | Application of principal component analysis to geo-electrical recordings | |
| CN112114381A (zh) | 超长年限砼质地下管道探测方法 | |
| RU2231089C1 (ru) | Способ геоэлектроразведки (варианты) | |
| Pontera et al. | Refraction microtremors (REMI), method for determining shear wave velocities in the soil and GPR survey on the Barcelona Campus | |
| Dong | Geothermal exploration by seismoelectric survey | |
| WO2009064213A1 (fr) | Procédé de prospection électrique marine à focalisation de courant électrique (et variantes) | |
| Tweeton et al. | Predicting and monitoring leach solution flow with geophysical techniques |