SU883834A1 - Способ геоэлектроразведки - Google Patents

Description

Изобретение относится к техничёс-’ кой физике и может быть использовано в геоэлектроразведке при измерениях поляризуемости горных пород и руд, а также при изучении нелинейности переходных характеристик поляризую- ⁵ щихся объектов.

Известен способ геоэлектроразведки, заключающийся в том, что возбуждают в земле электромагнитное поле двумя импульсами тока одинаковой дли- ¹⁰ тельности разной полярности, измеряют сигналы вторичного поля через один и тот же промежуток времени после выключения импульсов тока и по разности полученных результатов судят о параметре линейной вызванной: поляризации (ЛВП), а·по их сумме - о параметре нелинейной вызванной поляризаций (нвп)р].

Недостатком этого способа является то, что с его помощью определяется параметр ЛВП и НВП только на поздних временах, когда исчезнут сигналы, обусловленные индукционными эффектами. Кроме того, измеряемый в этом способе параметр НВД определяется только асимметрией вольт-амперной характеристики поляризующегося объекта для тока одной и другой полярности, пропускаемого через этот объект. В то же время часто встречаются поляризувхциеся объекты, воль-амперная характеристика которых хотя и явно нелинейна, но симметрична относительно исходного условного нулевого потенциала. Такие объекты по результат· там измерений НВП указанным способом не выделяются. При измерениях же на поздних временах, когда индукционные процессы прекращаются, сигналы НВП имеют малую величину, их трудно измерить из-за влияния помех.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому явцяется способ геоэлектроразведки, заключающийся в возбуждении электромагнитного поля двумя импульсами тока одинаковой полярности и разной длительности, в котором определяют ’разность абсолютных значений сигналов электромагнитного поля, измеряемых через одинаковый промежуток времени после выключения импульсов тока, по которой судят о величине поляризационных эффектов. Этот способ позволяет эффективно исключать влияние индукционных эффектов и определять ЛВП практически в любой мо•мент времени после выключения импульсов тока [2].

Недостаток этого способа - недостаточная его информативность в связи с тем, что в нем не предусматривается возможность определения нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов, величина которой является важным параметром, характеризующим свойства поляризующегося объекта.

Цель изобретения - расширение информативности путем определения нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов.

Для достижения этой цели в известном способе геоэлектроразведии, заключающемся в возбуждении электромагнитного поля в земле двумя импульсами тока одинаковой полярности и определении разности принимаемых0из земли сигналов, измеряемых через одинаковый промежуток времени после выключения каждого из этих импульсов тока, включают второй импульс тока, длительность которого выбирают равной длительности первого импульса тока, в момент окончания измерения принимаемого из земли сигнала после выключения первого импульса тока, а перед пропусканием первого импульса тока дополнительно возбуждают электромагнитное поле в земле третьим импульсом тока такой же длительности, как и два первые, и измеряют сигнал вторичного поля через промежуток времени после выключения третьего импульса, равный сумме длительности импульса тока, промежутка времени, через который измеряют принимаемые из земли сигналы после первого импульса тока, и промежутка времени между выключением первого и включением второго импульса тока и по разности результатов измерений, полученных после выключения первых двух и третьего импульса тока судят о нелинейных Характеристиках поляризующихся объектов.

На фиг. 1 изображены эпюры сигналов возбуждающего тока (цифрами обозначены условные номера импульсов); на фиг. 2 - эпюры сигналов вторичного поля ВП после выключения импульсов тока.

Способ реализуется в следующем .порядке.

На участке исследований, где требуется определить характеристики поляризующихся объектов, электромагнитное поле в земле возбуждается последовательностью трех однополярных импульсов тока 3_А6 (фиг. 1), пропускаемых через заземленную линию длиной до нескольких км (как и обычно, длина питающей линии выбирается тем большей, чем большей требуется глубинность исследований). Амплитуду всех трех' импульсов поддерживают строго постоянной. Длительность импульсов выбирают одинаковой в пределах от единиц секунд до десятков минут, например 10 с. Из трех импульсов тока два следуют друг за другом через короткий промежуток, а третий импульс включается раньше, в момент t₀ и выключается в момент . Промежуток времени Atjj. между моментом выключения первого импульса и моментом включения tц. второго импульса выбирают небольшим (обычно от миллисекунд до единиц секунд), соизмеримым с промежутком времени, через который измеряют сигналы из земли после выключения первого импульса тока (на фиг. 2 этот промежуток, времени равен At_{ и после второго импульса тока (&1'._г = =t₆-t₅ = 4t_z) . Длительности импульсов тока равны -t₀ = t_2>-t_JL=t₅-t_i< .

Перед включением тока, до момента t_QJ в точке измерений запоминают (компенсируют) естественную разность потенциалов между электродами, расположенными в заданных точках Измерений, затем в момент 1₀ включают импульс тока и перед окончанием этого импульса измеряют разность пЪтенциалов между приемными электродами (&и_Пр), которая используется для определения удельного сопротивления среды и для нормирования сигналов; ВП при определении параметра ПВП.

Через промежуток времени Atj после включения импульса тока в момент t₂ импульс тока выключают и через промежуток времени &Ц=1₇-1:_г (фиг.1,

2) в момент времени t_T измеряют сигнал ВП, равный U_z; После этого выдер

883834 6 живается пауза длительностью 5-7 Atj, необходимая для полного исчезновения поля ВП (в данном случае пауза равна 1 мин при длительности импульсов тока 10 с). В момент времени t₂ включают следующий импульс тока той же длительности, который выключают в момент времени t_a. Через промежуток времени At* после выключения этого импульса тока, например, через ΙΟΙ 00 мс, запоминают принимаемый из земли сигнал Al)_f (при этом можно не компенсировать сигнал естественного поля и поляризации электродов). В момент ti* окончания измерения (запоминания) этого сигнала включают следующий импульс тока и через промежуток времени АЦ после выключения этого импульса, в момент времени Ц определяют приращение AU, принимаемого из земли сигнала относительно сигнала Δϋ| (приращение может быть измерено непосредственно, а может быть и вычислено по результатам измерений сигнала в моменты времени Ц и t₆). Разность результатов измерений

AU=U₍-AUf (1) является мерой нелинейности переходных характеристик поляризующихся объектов в том случае, если промежуток времени ДЦ, через который измеряется сигнал U, после выключения импульса тока, выбран исходя из условия I (2) т.е. он равен сумме длительности импульса тока, промежутка импульса тока и промежутка времени, через который измеряют принимаемые из земли сигналы после первого (второго) импульса тока.

Как известно из теории ВП, для модели линейно-поляризующегося объекта кривая спада ВП при воздействии на объект несколькими импульсами тока определяется суммой кривых спада ВП от отдельных импульсов. Так- как в предлагаемом способе используются все импульсы одинаковой длительности, то кривые спада α, έ> и 6 , показанные на фиг. 2, для линейнополяризующегося объекта будут совершенно одинаковы, а кривая спада 2_, наблюдающаяся после выключения второго импульса тока, в момент времени будет соответствовать сумме кривых спада (Г и 6 . При этом для момента времени t_e суммарный сигнал равен AU₂+U₂, где ΔU₂ - сигнал, соответствующий разности между кривыми спада 2. и сГ в этот момент времени, а U₂ - сигнал, соответствующий разности между кривой ό и нулевой лини5 ей в этот же момент времени. В случае AU₂ a U₂ =и_г разность результатов измерений, определяемая выражением (I) равна нулю.

Нелинейность переходных характеристик заключается в том, что сум~ . марная переходная характеристика, полученная от двух импульсов тока, не соответствует сумме переходных характеристик двух отдельно взятых импульсов, что и проявляется в результате применения предложенного способа.

Следует отметить, что в приведенном примере моменты измерения и вклю7® чения тока Ц совпадают. Реально между ними может быть небольшая задержка, например 1 мс, в этом случае промежуток времени At^ должен задаваться так, как это дает выражение (2j.

³⁵ Влияние индукционных эффектов в данном способе устраняется точно так же, как и в известном устройстве,' через один и тот же промежуток времени после выключения двух импульсов

S0 тока сигналы индукционного поля, обусловленные проводимостью среды, имеют одинаковую величину, а поэтому разность измеренных величин свободна от этого влияния. В качестве сигнала

ЛВП может быть использован сигнал U_a; A U, или специально измеренный сигнал в промежутке времени между моментами tj И ty .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 301661, кл. G 01 V 3/02, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 693312, кл. G 01 V 3/02, 1979 (прототип). .

I

УММ

Фиг.2

у

.

Д{/,

t5