SU1672392A1 - Способ геоэлектроразвездки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано при поисках и разведке месторождений различных полезных ископаемых путем изучени  нелинейных электрических и электрохимических эффектов, возникающих в горных породах при пропускании через них переменного тока. Цель изобретени  - повышение разрешающей способности способа. Электромагнитное поле в земле возбуждают токами двух кратных когерентных частот с дискретно измен ющимс  относительным фазовым сдвигом между составл ющими этих частот, а в точках наблюдений измер ют амплитуды и относительный фазовый сдвиг между прин тыми сигналами двух частот при каждом значении относительного фазового сдвига между составл ющими возбуждающего тока. В качестве меры нелинейности электропроводности горных пород используют дифференциальные параметры, определ емые как разности между результатами каждого из текущих измерений и среднего значени  за цикл наблюдени  текущих измерений, а также интегральные параметры, определ емые как средние арифметические значени  модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдени . 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано при поисках и разведке месторождений различных полезных ископаемых путем изучени  нелинейных эффектов, возникающих в горных породах при пропускании через них переменного тока.

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности способа.

На фиг. 1 изображена схема генераторного устройства, на фиг.2 - схема измерительного устройства дл  осуществлени  предложенного способа.

Генераторное устройство дл  осуществлени  предложенного способа (фиг.1) содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, фазовращатель 3, блок 4 управлени  фазовращателем 3, усилитель 5 мощности нижней частоты, усилитель 6 мощности верхней частоты, сумматор 7 и источник 8 возбуждени  пол .

Измерительное устройство (фиг.2) содержит приемный датчик 9 сигналов, предварительный усилитель 10, фильтр 11 нижней частоты, фильтр 12 верхней частоты , усилитель 13 нижней частоты,усилитель 14 верхней частоты, делитель 15, фазометр 16, детектор 17 нижней частоты, детектор 18 верхней частоты, измеритель 19 амплитуды

о

4

Iго СО

Ю

ю

сигналов нижней частоты, измеритель 20 амплитуды сигналов верхней частоты.

Сущность предложенного способа геоэлектроразведки заключаетс  в следующем .

На заданном участке исследований в земле возбуждают электромагнитное поле токами двух кратных когерентных частот (о и 0)2, вырабатываемых генераторным устройством. Дл  формировани  этих составл ющих используют задающий генератор , 1, вырабатывающий сигнал с частотой отделитель 2 частоты, на выходе которого получают сигнал с частотой , два усилител  5 и 6 мощности, с помощью которых усиливаютс  сигналы нижней и верхней ttiz частот, сумматор 7, в котором полученные сигналы суммируютс , и источник 8 возбуждени  пол  (питающую линию), через который в землю пропускают токи двух частот. Относительный фазовый сдвиг между составл ющими токов двух частот дискретно измен ют с помощью фазовращател  3, причем программа переключени  фазового сдвига задаетс  блоком 4 управлени  фазовращателем 5.

В точках наблюдени  на исследуемом участке измер ют при каждом k-м значении относительного фазового сдвига между двум  составл ющими возбуждающего тока значени  амплитуды Ek: сигнала нижней частоты, амплитуды Ek сигнала верхней частоты и относительный фазовый сдвигДт/ между сигналом нижней частоты ал исигна- .лом с частотой шг,приведенным к частоте . Дл  этого сигнал, принимаемый датчиком 9, после усилени  предварительным усилителем 10 раздел етс  на составл ющие двух частот фильтрами 11 и 12, усиливаетс  усилител ми 13 и 14 и подаетс  на два входа фазометра 16: сигнал нижней частоты - непосредственно на первый вход фазометра 16, а сигнал верхней частоты через делитель 15-на второй вход фазометра 16, При этом коэффициент делени  делителей 2 и 15 выбирают одинаковым (например, равный двум). Поэтому на два входа фазометра 16 поступают сигналы одинаковых частот и на его выходе фиксируетс  относительный фазовый сдвиг между этими сигналами.Амплитуда сигналов нижней и верхней частот фиксируетс  с помощью измерителей 19 и 20, на которые измер емые сигналы подаютс  через детекторы 17 и 18.

Относительный фазовый сдвиг ДФк между составл ющими возбуждающего тока в простейшем случае измен ют дискретно по линейному закону

ДФк Ар-k, k 0, 1.2, ...п-1,

где k - номер дискретного изменени  фазового сдвига,п - число задаваемых значений изменени  фазового сдвига,

Де 360° Ш1 .

П

Такие изменени  выполн ют в течение каждого цикла наблюдений до тех пор, пока разность фаз в источнике в силу периодичности не примет исходное значение, равное нулю, а измерени  выполн ют при неизменной амплитуде составл ющих возбуждающего тока.

Если нелинейные эффекты в исследуемых горных породах отсутствуют, то величина измеренного относительного фазового сдвига Ai/V за цикл наблюдений измен етс  по следующему закону Д# ЩЪ+ &Р к,

где Ai/t) - начальное значение относительного фазового сдвига измер емых сигналов в точке наблюдени  (при k 0). Амплитуда измер емых сигналов при этом в течение всего цикла наблюдений будет сохран тьс 

неизменной.

Если электрические характеристики исследуемых горных пород нелинейны, то мерой этой нелинейности могут служить дифференциальные параметры, определ емые исход  из соотношений

/-(,) Ег/ 1 ) - Ек(1 ) Ч - ijT1 :

));

Ecf2)

/kv

(з) д -Дт/ь,

где Avi At/ - Ар k ; .

EЈI EJj.2 - измеренные значени  амплитуд сигналов на частотах ал и ад при k-м значении относительно фазового сдвига между двум  составл ющими возбуждающего тока;

, Е О иДа/ь - соответствен -ю средние значени  амплитуд сигналов с частотами ал.адг и величин At/v по циклу наблюдений .

Мерой нелинейности электрических характеристик исследуемых горных пород служат также интегральные параметры, определ емые как средние арифметические значени  модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдени .

Эти параметры  вл ютс  более помехоза- щищенными. чем дифференциальные.

Измерени  могут выполн тьс  при автономной работе генераторного и измерительного устройства. Возможна также

передача синхронизирующих сигналов с генераторного на измерительное устройство, В этом случае на входе фазометра целесообразно использовать дополнительный дискретный фазовращатель (по конструкции аналогичный фазовращателю 3) и блок управлени  этим фазовращателем (аналогичный по конструкции блоку 4), работающий синхронно с блоком 4 управлени .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ геоэлектроразведки, в котором возбуждают в земле электромагнитное поле двух кратных когерентных частот СУ1 и (iJZf выдел ют в точке приема сигналы этих двух частот, измер ют их амплитуды и относительный фазовый сдвиг между сигналом с частотой ом и сигналом с частотой , приведенным к частоте a)iti определ ют величину нелинейных эффектов в горных породах, по которой суд т о наличии продуктивного оруденени  на исследуемом участке , отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности способа, измерени  провод т при дискретных изменени х относительного фазового сдвига между составл ющими возбуждающего пол  от нул  до значений 360° №&Ј, а о величине нелинейных эффектов в горных породах суд т по дифференциальным параметрам , определ емым, исход  из соотношений

   tfo.sPlpf..

   -Г2) E(f2) -Ei/2) .

   ; -ijTJ

   (3) .

   где 4$ &/Ъ - Ьр к ;

   .-(1)

   Ef

   .ff.

   V измеренные значени 

   амплитуд сигналов на частотах аниаъ и относительных фазовых сдвигов между сигналами на этих частотах при k-м значении относительного фазового сдвига между двум  составл ющими возбуждающего пол ;

   &р - шаг дискретизации относительных фазовых сдвигов между составл ющими возбуждающего пол ;

   ЕО , , &ро - соответственно средние значени  измеренных амплитуд сигналов с частотами ,ад и величин по циклу наблюдени .
2. 2. Способ по п.1. отличающийс  тем, что суд т о величине нелинейных эффектов в горных породах по средним арифметическим значени м модулей каждого из дифференциальных параметров по циклу наблюдени .

   Ф иг.

   Фиг.2