SU758037A1 - Устройство для геоэлектроразведки - Google Patents

Description

1

Изобретение предназначено для геоэлектроразведки методом индуктивного дипольного профилирования с совмещенными генераторной и приемной катушками. Оно может быть использовано при $ поисках месторождений полезных ископаемых, для решения задач гидрогеологии и инженерной геологии, а также в качеству металлоискателя.

Известно устройство для геоэлектроразведки, В котором одна катушка используется одновременно в качестве приемной и генераторной [1] . Однако, такое устройство не позволило получить достаточно высокую точность из- 15 мерения из-за большого уровня электрических помех.

Известно также устройство, в котором пространственно совмещенные генераторная и приемная катушки в пронес- 20 се измерения должны поворачиваться на некоторый угол .

Его применение дает низкую производительность и не может быть использовано при работах в движении (т.е. 25

аэро, автомобильной или морской геоэлектроразведке) .

Наиболее близким для данного технического решения является устройство для аэроэлектроразведки с двумя 30

2

взаимно перпендикулярными генераторами и двумя взаимно перпендикулярными приемными катушками, которые расположены на небольшом расстоянии друг от друга и установлены на жесткой основе [3] .

Недостатком устройства является сравнительно невысокая точность, которая вызвана тем, что при расположении генераторной и приемной катушек в непосредственной близости друг от друга электромагнитное поле в месте расположения приемной катушки неоднородно и при этом имеет место нестабильность взаимной ориентации катушек и расстояния между их центрами. Такая нестабильность связана с температурным расширением основы, на которой закреплены катушки, непостоянством механических напряжений, вибрациями и т.д.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем пространственно совмещенные две взаимно перпендикулярные генераторные и две взаимно перпендикулярные приемные катушки, каждая генераторная катушка выполнена в виде колец Гельмгольца,

3

758037

4

а обе приемные катушки помещены внутрь Колец, причем центры колец и катушек отстоят друг от друга на расстояние не более, чем 1/3 радиуса колец Гельмгольца. Через каждую из пар колец Гельмгольца пропускается переменный ток. Фазовый сдвиг между током в первой и второй паре колец должен составлятьИ/2. . Таким образом, в области пространства, охваченной обеими парами колец Гельмгольца, создается однородное магнитное поле с вектором,вращающимся в плоскости, проходящей через оси колец.

В центральную часть пространства, охваченного парами колец Гельмгольца, на расстояние не более чем 1/3 радиуса от центра колец, помещается пара взаимно перпендикулярных приемных катушек, которые ориентируются таким образом, чтобы линия, образуемая пересечением плоскостей рамок, была бы перпендикулярна плоскости вращения магнитного поля.

В результате создания однородного вращающегося магнитного поля на концах обеих приемных катушек возникают сигналы ЭДС, значения которых равны по величине и имеют сдвиг по фазе, равный ЗГ/2 . Кроме того, к ним добавляется вторичная ЭДС, которая связана с возбуждением электромагнитного поля в электропроводных геологических объектах.

Оба сигнала совмещаются по фазе и вычитаются друг из друга, в результате чего значения ЭДС, связанные с полем внутри колец Гельмгольца (первичным полем), полностью компенсируются. Остаточный сигнал прямо пропорционален разности вторичных полей, возбуждаемых в геологическом объекте в отдельности каждой из пар колец Гельмгольца. Практически этот сигнал должен представлять собой разность вторичных полей, возбуждаемых вертикальными и горизонтальным гармоническими магнитными диполями.

Устройство может использоваться в измерительной аппаратуре, изображенной на чертеже;

Измерительная аппаратура содержит генератор 1, пары колец Гельмгольца 2 и 3, фаэосдвигающие цепочки 4 и 5, приемные катушки 6 и 7, фазосдвигающие цепочки 8 и 9, корректирующие устройства 10 и 11, блок вычитания 12, усилитель 13 и индикатор 14.

Работа аппаратуры осуществляется следующим образом. Переменный электрический ток от генератора 1 подается на пары колец Гельмгольца 2 и 3. Для создания фазового сдвига 90° ток подается через фазосдвигающие цепочки

4 и 5, одно иэ которых сдвигает фазу на -45°, другая на +45 .Возникшие на концах приемных катушек б и 7 сигналы преобразуются в синфазные с помощью фазосдвигающих цепочек 8 и 9 (сдвиг на +45° и на -45°). Далее проводится дополнительное совмещение сигналов по фазе и амплитуде с помощью корректирующих устройств 10 и 11. Компенсация сигналов, связанных с первичным полем в кольцах Гельмгольца, производится в блоке вычитания 12. Остаточный сигнал, который связан со вторичным полем в геологическом объекте, усиливается усилителем 13 и регистрируется с помощью индикатора 14.

Существенное преимущество устройства по сравнению с прототипом состоит в том, что при его работе величины сигналов, возбуждаемых в приемных катушках первичным полем, не изменяются в случае возникновения пространственных относительных сдвигов катушек или при изменении их относительной ориентации. Таким образом, возможные температурные или вибрационные влияния не расстроят компенсацию первичного сигнала. Более устойчивая компенсация позволит повысить точность измеряемого вторичного сигнала и тем самым увеличить эффективность (в том числе глубинность)поисков геологических и других объектов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для геоэлектроразведки, содержащее пространственно совмещенные две взаимно перпендикулярные генераторные и две взаимно перпендикулярные приемные катушки, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности измерений, каждая генераторная катушка выполнена в виде колец Гельмгольца, а обе приемные катушки помещены внутрь колец, причем центры колец и катушек отстоят друг от друга на расстояние не оолее, чем 1/3 радиуса колец Гельмгольца.