Способ определения влажности

 

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: способ основан на проведении вертикальных электрических зондирований методом у опорных выработок, в которых отбирают для лабораторных исследований монолиты горных пород. Зондирование в поле на местности и лабораторные измерения проводят по трем направлениям. При этом определяют поляризуемость и удельное электрическое сопротивление горной породы при поэтап-. ном искусственном изменении влажности монолитов. По данным исследований определяют углы направлений больших осей эллипсов электрической анизотропии и анизотропии поляризуемости, а также их разность и ее зависимость от искусственного изменения объемной влажности монолитов . По этим значениям определяют положение в разрезе зоны влагонасыщенных пород и с помощью графической обработки данных исследований - влажность горных пород в этой части разреза. 6 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1806362 А3 (19) (11) (s1)s G 01 N 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ПАТЕНТУ (21) 4897368/25 (22) 29,12.90 (46) 30.03.93.Бюл.¹ 12 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) А.Д.Судоплатов (73) Комплексная гидрогеологическая экспедиция Всесоюзного научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии (56) Заборовский А.И. Электроразведка.

Гос.науч.тех.издат. нефти и горн.топ.лит, М„

1963, с.54-70.

Комаров В.А.Электроразведка методом вызванной поляризации. Л.: Недра 1980. с.90-112, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ (57) Использование; аналитическое приборостроение. Сущность изобретения: способ

Изобретение относится к геофизическим метбдам разведки земных недр, в частности к электроразведке постоянным током.

Целью изобретения — повышение точности, достоверности и портативности наземного способа определения влажности горных пород и местоположения влагонасыщенных пород в зоне аэрации.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу включающему измерения электрического сопротивления и поляризуемости горной породы и определения влаж2 основан на проведении вертикальных электрических зондирований методом у опорных выработок, в которых отбирают для лабораторных исследований монолиты горных пород, Зондирование в поле на местности и лабораторные измерения проводят по < трем направлениям. При этом определяют поляризуемость и удельное электрическое сопротивление горной породы при поэтапном искусственном изменении влажности монолитов. По данным исследований определяют углы направлений больших осей эллипсов электрической анизотропии и анизотропии поляризуемости, а также их разность и ее зависимость от искусственного изменения обьемной влажности монолитов, По этим значениям определяют положение в разрезе зоны влагСнасыщенных пород и с помощью графической обработки данных исследований — влажность горных пород в этой части разреза. 6 ил. о (л) ности с учетом корреляционной связи изме-: О ренных величин с естественной влажностью. определенной весовым способом, . предварительно для каждого типа горной породы при искусственном изменении ее влажности проводят трехазимутальные из- (д) мерения ее электрйческого сопротивления и поляризуемости и находят корреляционную связь угла между тензорами электрического сопротивления и поляримзуемости с влажностью, а при определении влажности горной породы в разрезе зоны зэрации в местах наблюдений также проводят трех1806362 азимутальные измерения. определяют тип горной породы и угол между тензорами электрического сопротивления и поляризуемости, по которому с учетом найденной ранее корреляционной связи судят о влажности.

Изобретение относится к электроразведке постоянным током и предназначено для изучения динамики влажности горных пород в зоне аэрации и для прямых поисков первого от поверхности водоносного горизонта — грунтовых вод при гидрогеологических и инженерно-геологических исследованиях, На фиг.1 показана метрологическая кассета d=120 мм, сделанная из оргстекла, в сборе, где приемные неполяризующие электроды 1 (их двенадцать штук) попарно расположены через 60 по образующей поверхности цилиндра корпуса кассеты 2, в которую снизу и сверху последовательно вставляются фильтрационные фланцы 3, инфильтрационные камеры 4 со штуцерами 5 для напуска влаги, токовыми электродами б и двумя парами электродов 7 для индикации начала инфильтрации влаги из нижней инфильтрационной камеры в образец и конца его полного влагонасыщения, Все это крепится между собой в единую метрологическую кассету d=120 мм верхней и нижней обоймами крепления 8.

На фиг,2 показана схема определения угла у направления большой оси 9, эллипса

10 электрической анизотропии или анизотропии поляризуемости, однополюсной трехлучевой установкой с одной питающей линии "AB" 11 относительно (полюса) А и направления а, тремя косами приемных электродов 12, где другой питающий электрод B отнесен на расстояние L=AB 5R=5

АМ.

На фиг,3 показана номограмма графика (с) =F(W /,) 13, зависимости изменения угловой связи N происходящего в образце супеси от искусственного изменения ее объемной влажности W, где знаком (+) 4 нанесены результаты полевых наблюдений, полярными электрическими зондированиями, влажности этой супеси на местности в условиях ее естественного залегания.

На фиг.4 показаны результаты полярных электрических зондирований по трем направлениям у скважины N 18, представленные в виде кривых Ак-15, кривых Р» 16 и соответствующих им обработанных кривых ур

17 и yg 18 у геолого-литологического разреза скважины 19. где ап> а„г,<х„з,гх,4,а,5 и

% 6 — полученные в результате обработки, есть главные направления больших осей эллипсов электрической анизотропии соответствующих слоев разреза п1.пг,пз,п4,п5.пв.

На фиг.5 показана схема попарной графической интерпретации вычисленных кри- > вых р, по направлениям p(i=1.2„.) путем получения их точки пересечения, где кривые р» 20 и 21, вычисленные по направлениям а1=144 и аг=18, дают пересечение в точке

Н1=0,5 м; кривыер» 21 и 22, вычисленные по направлениям аг=18 и ад=150, дают пересечение в точке Нг=0,85 м; кривые р»-22 и

23 вычисленные по направлениям аз=150, и а = 68, дают пересечение в точке Нз=1,35 м; кривые р»-23 и 24 вычисленные по направлениям а4=68 и а=106, дают пересечение в точке H4=1,88 м; кривые р» 24 и 24 вычисленные по направлениям а =106 и

ag=20о, дают пересечение в точке Н5=2,88 м, Здесь же для сравнения в том же масштабе с модулем 6,25 дан разрез 19 по скважине

N" 18.

На фиг.6 показаны результаты наблюдений за динамикой влажности в зоне аэрации за 29.06,89-03,07.89г и за 03.07.89-11,07.89

r., которые представлены эпюрой влажности W 26, построенной по данным дискретных наблюдений нейтронным влагомером по разрезу скважины 19. Рядом помещены эпюры угловой связи йР 27, построенные по данным полярных электрических зондирований. Как видим, связь их обратная.

Дешифрированные значения а" для супеси, в значение ее объемной влажности

Wo%, полученные в результате полевых наблюдений на местности за июнь-июль месяцы под номером 4, нанесены для сравнения с лабораторными результатами 13 на фиг.3.

Способ реализуется путем выполнения на участке работ в точках наблюдения трехазимутальное зондирования (полярного электрического зондирования) методом

ВЭЗ ВП геологического разреза эоны аэра4 ции однополюсной трехлучевой установкой

AMN В (ci- az- и ).

По значенйям кажущегося электрического сопротивления "р»" и поляризуемости

"Ак", измеренным в трех направлениях для каждого разноса АО или АВ/2 по формуле

y=1/2 arctg, где А.B,Ñ. находятся из

В системы уравнений вида: Acos y+Bcosy .

sin y+Csin 1/R, где R принимает соотг ветствен но значения "p» и "Ак", вы числ я ют углы направлений больших осей эллипсов электрической анизотропии "ур" и анизот,ропии,поляризуемости "y " в полярной системе координат измерительной установки, положив а =ОО.

1806862

По кривой ур=-F(AO или АВ/2) или по кривой у =F (АО или AB/2), согласно методике интерпретации изложенной в авторском свидетельстве N. 1626904, судят о геологическом разрезе, Далее по формуле в =/ур/-/y

0=120мм удельного электрического соп ротивления р и поляризуемости Ак монолитов горных пород, взятых из опорных точек геологического разреза, при искусственном изменении их влажностй, судят о влажности горных пород разреза в данной точке наблюдения.

Формула изобретения

Способ определения влажности горных пород в зоне аэрации, включающий измерения электрического сопротивления и поля5 ризуемости горной породы и определение влажности с учетом корреляционной связи измеренных величин с естественной влажностью образца, определенной весовым способом, отличающийся тем, что, с

10 целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости определения, предварительно для каждого типа горной породы при искусственном изменении ее влажности проводят трехазимутальные измерения ее элект15 рического сопротивления и поляризуемости и находят корреляционную связь угла между тензорами электрического сопротивления и поляризуемости с влажностью, а при определении влажности горной породы в разрезе

20 зоны аэрации в местах наблюдений также проводят трехазимутальные измерения, определяют тип горной породы и угол между тенэорами электрического сопротивления и поляризуемости, по которому с учетом най25 денной ранее корреляционной связи судят о

Влажности, 1806362

1806362

t3

14

1806362

)8063b

СО ее ф сО

Ф

М Ъ в> э ce e. Ф ъ .9- (n

1806362

Заказ 974 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Ф

I»

Ю е

X

° Ю

Составитель А.Судоплатов

Редактор А.Павловская Техред М.Моргентал Корректор О.Густи з

О

М

Ю

Ф

Е

4С

° В