SU857898A1 - Способ геоэлектроразведки - Google Patents

Description

(.54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относитс  к методу вызванной пол ризации (ВП) с изучением нелинейных пропессов. Известен способ геоэлектроразведки с использованием эффекта нелинейности горных пород и минералов, сущность которого состоит в пропускании через землю электрического тока сиргусоидаль- ной формы и измерении посто нной составл ющей выпр мленного породами тока D. Недостатком этого способа  вл етс  весьма низка  точность измерений, поскольку измерение посто нной составл ющей при этом производитс  на фоне более значительных по величине посто нных полей (естественное электрическое поле, пол ризационна  разность потенциалов электродов, промышленные линии и др.). Известен способ геоэлектроразведки методом нелинейной вызванной пол ризации (НВП) , основанн11 й на компенсации пол  ВП, в котором первый токовый электрод размещают недалеко от возьгущающего объекта, а второй - на некоторЪм удалении от него по профилю наблюдени . Один из электродов измерительной линии устанавливают в районе эпицентра аномалии. Пропускают через землю пол ризующий ток известного направлени , наход т на. земной поверхности эквипотенциальную линию пол  ВП по отношению к первому измерительному электроду и на ней располагают второй электрод измерительной линии. Затем мен ют направление пол ризунлцего тока и производ т измерение возникающей разности потенциалов, котора  и принимаетс  за меру НВП 2. Недостатками указанного способа измерений  вл ютс  низкие производительность и точность измереттий, св занные с тем, что необходимо отыскивать на.местности эквипотекциаль1гую линию ВП, а измерени  кривой спада производ тс  в разные циклы, поэтому на результатах измеретш ска-

эываетс  эффект от пол ризующего тока, противоположной пол рности. Кроме того, трудно обеспечить одинаковую величину пол ризующего тока и стабильность параметров измерительной линии.

Известен также способ геоэлектроразведки , основанньш на изучении НВЙ путем пропускани  через землю пульсирующего тока разной пол рности и измерени  во времени величины амплитуды переменной составл ющей напр жени  на приемных электродах после зарйдки исследуемого объекта пульсируюЩИМ посто нным током одного и другого

знака ,3 ,

Недостатком данного способа  вл етс  также низкие производительность труда и точность измере -шй. Дл  измерени  одной величины,  вл ющейс  мерой нелинейности, в соответствии с данной методикой, необходимо провести три вида измерений: амплитуды переменной составл ющей в режиме разнопол рных токовых импульсов, амплитуды перемен- ной составл ющей в резкиме однопол рного тока с амплитудой, равной половине размаха амплитуды пе ременного тока в режиме разнопол рных иьшульсов. Естественно , что троекратные амплитудные измерени  привод т к трудноу шты ваемым погрешност м.

Известен способ, основанный на измерении величины и знака фазовых углов при возбуждеьти пол  ВП пульсирую ЩИМ током разных направлений LiJ

Однако и при этом необходимо дважды повтор ть измерени  при различных направлени х пол ризующего тока,,Очевидно , что двухкратные измерени  также несвободны от опшбок. Кроме того, здесь требуетс  передача опорного сигнала от генератора измерителю по проводной линии или другим путем, что снижает производительность исследоваНИИ ,

Цель изобретени  - повыше1ше разрешающей способности и производительности измерений.

Указанна  цель достигаетс  тем, чт согласно способу геоэлектроразведки, основанному на изучении нелинейных процессов вызванной пол ризации путем возбуждени  в земле переменного тока синусоидальной формы и измерении пара метров возбуждаемого в земле переменного электрического пол , регистрирую разность длительностей поло сительной

и отрицательной полуволн наблюдаемого переменного электрического пол , по знаку и величине которой суд т о минеральном составе исследуемого геологического объекта.

В нормальном поле, когда отсутствуют электронопровод щие объекты, электромагнитное поле в земле измен етс  точно по синусоидальному закону И посто нна  составл юща  такого сигнала равна 0.

При этом длительности полуволн тока обеих пол рностей одинаковы,

В присутствии электронопровод щих объектов, облад,аю11щх нелинейной вольт-амперной характеристикой, посто нна  составл юща  пол  уже не равна нулю, хот  длительности полуволн тока могут считатьс  одинаковыми. Если исключить посто нную составл ющую такого сигнала, например, с помо-. щью фильтра нижних частот, то равенство длительностей полуволн нарушаетс . Причем, чем большей нелинейностью обладает объект, тем больше ощущаетс  эта разница, при этом знак ее указывает на тип электронопровод щего объекта.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Пропускают через землю с помощью .токовой линии ток синусоидальной формы и в точках наблюдени  с помощью измерительной линии регистрируют изменени  формы сигнала электрического пол , т,е,. определ ют значение разности длительностей полупериодов наблюдаемого сигнала при помощи высокочувствительного измерител  разности интервалов времени и по величине и знаку этой разности,  вл ющейс  мерой НВП, суд т о природе и вещественном составе образований, вызвавших аномалию , пол  ВП.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства дл  реализации способа, на фиг.2 - основные эпюры напр жений, по сн ющие сущность предлагаемого способа.

Claims (4)

1. У стройство дл  осуществлени  способа включает в себ  генератор 1, подключенный к токовой линии 2, последовательно соединенные измерительную линию 3, фильтр 4 нижних частот, усилитель 5, двусторонний ограничитель 6, выход которого подкпючен к двум односторонним ограничител м по плюсу 7 и по минусу 8, причем выход одностороннего ограничител  7 по плюсу через последовательно соединенные генератор 9 линейно нарастаю щего напр жени  и ключ 10 подключен к одному из входов дифференциального накопител  11, а выход одностороннег ограничител  по минусу через последо вательно соединенные инвертор 12, ге нератор 13 линейно нарастающего напр жени  и ключ 14 подключен ко второ му входу накопител  11, выходы котор го соединены с двум  симметричными входами вольтметра 15 посто нного то ка. Кроме того, выход одностороннего ограничител  7 по плюсу подключен к управл ющему входу ключа 10, а выход инвертора 12 - к управл ющему входу ключа 14, Устройство работает следующим образом . Генератор 1 вырабатывает в токово линии 2 ток синусоидальной формы с частотой (JU фиг.2,поз. 16).С помощью заземленной измерительной лиьгаи 3 регистрируют электрическое поле в точке наблюдени , располагающейс  в аномальной зоне. Вид наблюдаемого сигнала показан на фиг.2, поз.17.Сигнал с выхода линии 3 проходит через фильтр 4, назначение которого состоит в исключении из сигнала посто нной составл ющей, а заодно ЭДС, естественного электрического пол  и no л ризации электродов. Посто нна  вре мени фильтра 4 выбираетс  из услови  t -f /ОУ- Отфильтрованный сигнал усиливает усилитель 5 и ограничивает двусторонний ограничитель 6 (.фиг. 2, поз.18). Разнопол рные пр моугольные импульсы с выхода огратшчител  6 пос тупают на: выходы двух односторонних ограничителей 7 и 8, напр жение на выходах которых имеет вид, показанный на фиг.2, поз.19 и 20. Фронтом импульса, снимаемого с выхода ограничител  7, запускают генератор 9 линейно нарастающего напр жени  и срезом импульса его запирают (поз. 21 Проинвертированный инвертором 12 импульс с выхода ограничител  8 своим фронтом запускает идентичный генератору 9 генератор 13 линейно нарастающего напр жени , который гаситс  срезом того же импульса. Пилообразные импульсы, вырабатываемые этими генераторами, по амплитуде про порционапьны длительности управл ю щих импульсов и, следовательно, про8 6 порциональны соответствующим длительност м полуволн напр жени , наблюдаемого с помощью измерительной линии 3 электрического пол . Пилообразные импульсы через синхронно yпpaвл e we ключи 10 и 14 подаютс  на входы диф ференцйального накопител  11, представл ющего , например, два последовательно соединенных конденсатора, обща  обкладка которых подключена к земл ной шине. Таким образом, в еличина напр жени  на выходе накопител  11 пропорциональна разности амплитуд пилообразных импульсов. Это разностное напр жение регистрируетв  с по- . мощью вольтметра 15 посто нного тока, которьм также сглаживает пульсации, По5 :азани  вольтметра 15 пропорциональны искомой разности длительностей полуволн, т.е. степени нелинейности наблюдаемых пол ризационных эффектов. Полевое опробование предлагаемого способа проводилось на медноколчеданном месторождении. В земле пропускалс  переменный синусоидальный ток частотой 0,1 Гц и силой 3 А с установкой зар да. Измерительные электроды находились на поверхности. Результаты измерений показали, что разница волн положительного и отрицв тельного полупериодов составила около 0,2 (5,5 мс), причем длительность положительного полупериода была больще дли- тельности отрицательного, что соответствует данным о нелинейной пол ризации сульфидов. Измеренна  величина- 0,2 надежно регистрируетс  измерительной аппаратурой. Экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа только за счет увеличени  производительности исслёдований минимум вдвое превышает эффект известного способа. Формула изобретени  Способ геоэлектроразведки, основанный На изучении нелинейных процессов вызванной пол ризации путем возбуждет ни  в земле переменного тока синусоидальной формы и измерении параметров возбуждаемого в земле переменного электрического пол , о;Т л и ч а ю - щ и и с   тем, что, с целью повьшени  разрешающей способности и производительности измерений, регистрируют разность Длительностей положительнойи отрицательной полуволн измер емого

   переменного электрического пол , по знаку и величине которой суд т о минеральном составе исследуемого геологического объекта,

   Иеточни1ф информации, прин тые во взимание при экспертизе

   . Патент США W 2150517, ioj. 324-1, 1939.
2. 2. Комаров В.А. и др. Принцип метода нелинейной вызванной пол ри

   зации,-Сб, Метофизика и техника разведки , 81, 1972, ОНТИ ВИТР, с.55-63.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 8 301661, кл. GOIV 3/02, 1971.
4. 4.Авторское свидетельство СССР

   393711, кл. G01V 3/06, 1973 (прототип ).