SU1684768A1 - Способ геоэлектроразведки методом зондировани становлением пол в ближней зоне - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технической физике и может быть применено при инженерно-геологических изыскани х и поиско- во-картировочных исследовани х геоэлектрических разрезов Цель изобретени  обеспечение возможности изучени  строени  геоэлектрическою разреза на участках ограниченных размеров Через вертикально расположенный генераторный контур пропускают импульсы тока и в паузах между этим интервалом через 0,01-5 мс после выключени  импульса тока в точках наблюдений на рассто нии 0- 10 м от генераторного контура измер ют одну или несколько ком понент электромагнитного пол , определ ют зависимость величины кажущейс  продольной проводимости и кажущейс  глубины залегани  электропровод щего пласта от времени измерений затем путем решени  пр мых задач дл  горизонтально- слоистой среды синтезируют такой ратрез, дл  которо о теоретическа  зависимость величины указанных кажущихс  параметров совпадает с экспериментально полученной зависимостью СП с

Description

Изобретение относитс  к технической физике и может быть применено при инженерно-геологических изыскани х и поиско- во-картировочных исследовани х геоэлектрических разрезов

Цель изобретени  - обеспечение возможности изучени  строени  геоэлектрического разреза на участках ограниченных размеров.

Способ осуществл ют следующим образом .

Электромагнитное неустановившеес  поле возбуждают импульсом тока пропускаемым через генераторный контур вер тикальную (относительно земли) рамку размером в диаметре до 2м Н   рассто ни х

i 0-10 м и более в такой же по конструкции рамке в радиальном направлении (можно в вертикальном и азимутальном, а также за земленными на концах лини ми в радиальном и азимутальном направлени х) измер етс  вторичное поле в широком диапазо не временных задержек(от 10 мкс до 1-3 мс и более)с определенным временным шагом тем самым проводитс  индукционное зондирование на глубину до 10 м и более, т е исследуетс  основной объект инженерно- геологических исследований.

По результатам измерений определ ют зависимости кажущейс  продольной проводимости Зги кажущейс  глубины запогэни  электропровод щего пласта или мощности пласта Нгот времени измерени 

О

с

Јь J

О 00

Если выполн ютс  измерени  радиаль-, iMjco if HI t,

ной компоненты Ег напр женности электри-Н ( ) /и .

ческого пол , то эти зависимости рассчигы-.L| L

оают, исход  из соотношений:

5 при измерении радиальной компоненты Вг магнитного пол  - по формулам.

- 4i l/zLJ -) z/r-iL J1 2

1(4 J /L(Er:)5 (f.f )3 3

,м,в:пчнп i;.V-W4I1 - ИГ- -T S.

) -jSSfiT10 .МИ IsMicosc-f) /КГ (ВГ;4Л

/ у I i; Н ;Ч3176Г;6-,) (

где /i 4   10 Гн/м - магнитна  прони-15 цаемость среды;

At ti - tifi;а при измерении азимутальной компоненты

t - врем  измерени  сигналов, отсчигы-Bi/), исход  из соотношений: ваемое от конца импульса тока;

I-текущее значение номера этого изме-20 рени ;5г ..()4| /-./Г..

ЕП - амплитуда сигналов радиальнойс ч4 ) ()4 ;

компоненты электрического пол  при i-м из- к jt;

мерении; Li 75c;B ;| |u5-j;

SD и Нп - значени  кажущихс  продоль-2 5 ной проводимости и глубины залегани  электропровод щего пласта или мощности пласта, вычисленныепо результатам 1-го измерени  сигнала:ДЛЙ интерпретации полученных зависи- . Мх - амплитуда момента генераторногоЗЭ мостей может быть осуществлен синтез мо- контура дели геоэлектрического разреза с подста- х - направление момента гемератормо-новкой найденных параметров в подбирае- го контура1МУЮ горизонтально-слоисту модель, компоту и z -координаты точки измерени  в„ ненты пол  на поверхности которой рас- цилиндрической системе координат, начало° считывэютс  по формулам: которой совмещено с центром генераторно- № 3й

го контура. эТаёр хп(тЛ);

Если выполн ют измерение азимуталь-, r

ной компоненты напр женности элект-г р х Q12

рического пол , то указанные зависимости Уп 5 ЭхЗг 1

рассчитывают по следующим формулам:п ,

;-(П- гчГЫгм4 );

45 МуЭг

, Mxcosd у,з у.Гп Гп- +2Фбгп., ахагэ2(т11

.be-SE Sc;) juSft; --М,с9

50 4 -f2T5 : ; n()

5Јч-5,45а4...5п j

В тех случа х, когда измер етс  верти-Sg. -5, ... + 5ПН j

кальна  компонента Bz магнитного пол , ка-5 S /S

жущиес  параметры рассчитывают, исход h sin sin-i 7

из соотношений:.°5,, Т.,

. к/г i5rtxn

-: titiI Я . - j. л с г п

,lm,t| je-°drrt e-d t((V,n5hbni

о.,

|U UMK7.COS4J ШЬг,У Ь (bz;,,5J ;, . Q-CtS:n- t-lT

chbntl-e - lnuOdrrs

,, Т.,

,lm,t| je-°drrt e-d t((V,n5hbni

о.,

, . Q-CtS:n- t-lT

, . Q-CtS:n- t-lT

chbntl-e - lnuOdrrs

Q(.

bn an(l-4VuV

л

1 г

ь

5a

0 5, vi

- 1 - е - 2- ™ d n .

°2.n Г°п

Л

En

-О- МИ з

m - переменна  интегрировани ;

Jo(mr) -- функци  Бессел  нулевого пор дка;

п- 1, 2, 3,... N;

N - число электропровод щих плоскостей - Si, 82Sn, - последовательно залегающих на глубинах б, dn от первой

плоскости (поверхности земли), которыми аппроксимируетс  горизонтально-слоистый разрез.

Численным экспериментом показано, что двухслойный разрез с непровод щим основанием практически точно аппроксимируетс  четырьм  и более равномерно распределенными по разрезу плоскост ми S одинаковой проводимости при условии г/Н 1, где Н - мощность провод щего пласта. В этой св зи люба  горизонтально- слоиста  среда может быть аппроксимирована соответствующим набором плоскостей и по полю этого набора найдены значени  Sri и Нгь т.е. решена обратна  задача электрозондировани . Так, численное моделирование показало, что дл  горизонтально- слоистой среды ординаты субгоризонтальных участков кривых Sr и I т{ соотаетствуют истинным значени м продольной проводимости (с ошибкой до 10%) и глубинам залегани  или мощности составных частей разреза с ошибкой от единиц до 20%. При градиентных разрезах ошибка в определении Н может достигать 40-50%, отмеча  среднее положение мощного провод щего пласта или разреза. По изгибам кривых оцениваютс  тип и параметры разреза Чем больше контрастность разреза, тем меньше

0

ошибка определени  истинных параметров разреза.

Например, можно рассматривать многослойный разрез, каждый провод щий

слой которого представлен четырьм  или п тью плоскост ми S при суммарной мощности каждого пласта, равной Hv- 1 м и суммарной продольной проводимости - S 2 1 OM- Весь разрез аппроксимируетс  N - 24 плоскост ми. Параметры такого разреза достаточно уверенно оцениваютс  по ординатам субгоризонтальных участков кривых Sn и Нг,.

с-При практической реализации способа

измер ют одну, две или несколько компонент электромагнитного пол .

Измерение определенной компоненты диктуетс  конкретными природными, техногенными или технико-экономическими услови ми, т.е. могут быть такие услови , когда возможно измерение только одной компоненты. Например,в районах Крайнего севера нередко возникает задача оценки

f- теплового состо ни  грунта (талый или мерзлый ) под здани ми и сооружени ми, построенными на сва х (свайном поле), существенно ограничивающими размещение рамок по площади и пространству, т.е.

Q нет условий дл  свободного размещени  рамок в каком-либо определенном направлении . Тогда неизбежно размещение рамок так, как позвол ют стесненные услови . В этом случае местоположение и ориентаци 

с- генераторной рамки фиксируетс  и принимаетс  за начало цилиндрической системы координат, по отношению к ней определ етс  измер ема  компонента пол  и по соответствующим формулам параметры

г, разреза. При этом акцент ставитс  на измерении одной компоненты, которую возможно измерить в стесненных услови х, двух, трех и более компонент, если нет площадных ограничений, дл  более детального изус- чени  горизонтально-неоднородных сред или дл  обычных импедансных (относительные измерени )исследований.

Измерением пол  на разных временах проводитс  индукционное зондирование, а

n перемещением установок по профилю наблюдаетс  профилирование. Перемещением лишь приемного контура или обоих контуров относительно центра установки с изменением рассто ни  от нул  до опредес ленного фиксированного значени  осуществл етс  геометрическое зондирование. Таким образом, способ сочетает в себе элементы индукционного и геометрического зондировани  и профилировани , что увегичилает область применени  гпогоба при potnennn розничных задач

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ геозлектроразпедки методом зондировани  становлением пол  в ближ ней зоне, п котором возбуждают электро магнитное поле ь земле импульсами тока пропускаемыми через iоператорный контур , измер ют СИГНУЛИ вторичного электро магнитного поли на нескольких временах после выключени  каждого импульса тока, определ ют зависимости кажущейс  продольной проводимости Sr/и кажущейс  глубины Нг залегани  электропровод щего пласта от времени измерени , по которым суд т о строении изучаемою теоэлемриче ского разреза, о т п и ч а ю щ и и с   тем, чго, с целью расширени  области применени  способа при изучении строени  юоэлсктри чесюго разреза на участк.т oi рани юнних размеров измерении провод т пои возб/ж- дении элск ромагнитного пол  вертикально оагположенным генераторным гомтуром, а зависимости Srn Mr определ ют, исход  из соотношений

   / Ч {.

   1)/ - / - - 1

   ,b:J .и V,

   при измерени х вертикальной компоненты П/ маптигного пол , или

   -in - w (}/Г (

   10 °Ч7 ) ,rf /UP,rr

   I JM, уч 4с

   Usirftp.etJ ,

   при измерени х радиальной компоненты В магнитного пол  или

   ,л fiH .

   5л,ЧР1 Ом.) /L( ( ; / ,;лч yd t-,

   Hf V ЪП-Ъс, &4il ,

   „ ММ(2/ «I- ): V7

   1 ( I I A. i r,J (; i ,и,)| ) ЛЧ ,i 3 t,

   л илТгУчУ/ рГ,

   1ри измерени х ради пьнои компоненты Ег напр женности электрического пол  или

   Ht, (

   r 6tr oi./r -iv

   U;co,,f) /oV) rMftp,;(v TJ

   M (и t,

   (

   при измерени х азимутальной компоненты Еуз напр женности электрического пол , или

   &л- -fbt 4 ,

   67 (I

   з ) /L(vn (ь,,ип

   при измерени х эзимуалыюй компоненты

   магнитною пол ,

   |Д1-/ 4л 10 I н/м - мат нити, л прониiiatMOCib

   At t, t,ti,

   t - врем  измерени  сигналов, отсчитываемое от конца импульса тока,

   i - текущее значение номера этого измерен in:

   Eri , В2|, ВГ|, Q(fl - амплитуда сигна- /юв соответствующих компонент электрическою и магнитного полей при 1-м измерении;

   Sn и Hfl - значени  кажущихс  продольной проводимости и глубины залегани  электропровод щего пласта или мощности пласта, вычисл емые по результатам 1-го измерени  сигналов;

   Мх - амплитуда момента генераторного кочтура;

   х - направление момента генераторного контура;

   г, ( координаты точки измерени  в ципиндрической системе координат, начало которой совмещено с центром генераторного г онтура.