Способ геоэлектроразведки

ОГ)ИСАНИЕ 272447

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскит

Социалистически> республим

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 21g, 30/02

Заявлено 09.V111.1968 (№ 1262164126-25) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет

Опубликовано ОЗ.V1.1970. Бюллетень ¹ 19

Комитет па полам изооретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G Olv 3/06

УДК 550.837(088,8) Дата опубликования описания 11.IX.1970

Авторы изобретения

Л. М. Иоффе и В. А. Комаров

Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки

Заявитель

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Способ предназначается для изучения нелинейных электрических процессов на границе рудных тел.

Известны способы геоэлектроразведки, основанные на измерении нелинейных эффектов при возбуждении первичного поля токами двух частот.

Для известных способов характерны влияние на измерения нелинейных процессов на питающих заземлениях, а также невозможность дифференцировать объекты, создающие аномалии, по их вещественному составу.

Предложенный способ отличается тем, что первичное поле возбуждают стабилизированными IIO велиичне переменными токами прямоугольной формы и измеряют отношение амплитуды огибающей модулированного сигнала к амплитуде сигнала несущей частоты, а также сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и сигналом модулируюшей частоты возбуждающего поля, по которым судят о наличии и минералогическом составе рудных объектов.

Использование предложенного способа позволяет повысить точность выделения рудных зон и дифференцировать рудные объекты по их вещественному составу.

На фиг. 1 показана форма тока возбуждающего первичного поля; на фиг. 2 — форма напряжений на приемных электродах; на фиг. 3 — схема установки для измерения нелинейного эффекта.

В землю через питающую линию вводят переменные токи прямоугольной формы двух часгот: ток 1 с периодом Т, и ток I> с периодом Т>. При наложении этих токов получается форма тока, показанная на фиг. 1. Стабилизатор тока, включенный в питающую линию, 10 поддерживает одинаковое напряжение как на уровне /, так и на уровне и. Так как ток стабилизирован, то в его спектре отсутствуют новые частотные компоненты, возникающие в результате протекания тока через нелиней15»ое сопротивление питающих электродов.

Спектр тока содержит только основные часто1 1 ты /) — и fg = — и Нх нечетные гармоники.

T, Т2

20 В предельном случае, когда 1 — — 21с, в питающей линии протекают серии импульсов тока с амплитудой 21, и периодом следования Тс.

Направление тока периодически меняется с периодом Т,.

Только нелинейность сопротивления местных объектов в земле будет причиной возникновения комбинационных частот н HQBblx гармоник напряжения в различных точках земли.

3О Если вольт-амперная характеристика нели272447 нейного сопротивления аппроксимирована уравнением U = Upi + Uii -, то на линейном сопротивлении возникают комбинационные частоты вида f„= (2Р + 1) fp +- (2Pi + 1) fg, поскольку спектр тока прямоугольной формы содержит только нечетные гармоники (2Р +

+ 1) fi и (2Р + 1) fz, где Рл и Р— целые числа. Комбинационные частоты не совпадают с нечетными гармониками возбуждающего тока, если частота 1л равна одной из нечетных гармоник f,.

Критерием для обнаружения электронопроводящего тела с нелинейной характсристикой и оценки его геометрических параметров может служить величина коэффициента модуля 1ог ции т =, равного отношению огибающей

UI модулированного сигнала U к амплитуде

f. несущей Uy, . По коэффициенту модуляции трудно судить о дифференциации изучаемых объектов по вещественному составу, так как его величина определяется в значительной степени геометрическими факторами: размером тела, глубиной залегания, разносами установки и т. п. Для дифференциации объектов по вещественному составу предлагаемым способом измеряют сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и сигналом низкой частоты возбуждающего поля. Лабораторные исследования показали, что электронопроводящие минералы различаются интенсивностью анодных и катодных процессов, обусловливающих нелинейные эффекты. У сульфидов в результате катодных процессов возникают вторичные поля более интенсивные, чем при анодных, у графита — наоборот. Это различие обусловливает разницу в сдвиге фазы между огибающей модулированного сигнала и низкочастотным возбуждающим напряжением. Когда катодный эффект превышает анодный, зависимость от силы тока потенциала на приемном электроде, расположенном ближе к границе тела относительно более удаленного электрода, апроксимируется выражением U = Upt+!U>tp в случае обратной зависимости U = Upi — U>i<. При протекании токов двух частот модулированное напряжение в первом случае: U><, = — 1оIp- (1+

О, +2 Ipy sin t) sin в.1, во втором: U „, 1о

Uл

= Uplpg (1 — 2 Ip sinco

Схематическая форма сигналов, измеряемых на приемных электродах возбуждающего поля низкой частоты Я, модулированного напряжения высокой частоты Ut и огибаюлл щей модулированного сигнала U„," показана на фиг. 2. Полярность напряжения соответствует полярности электрода М относительно электрода N. Сигналы на фиг. 2а соответствуют превышению анодного эффекта над катодным, а на фиг. 2б — превышению катодного эффекта над анодным.

Таким образом, измеряя сдвиг фазы огибающей относительно возбуждающего напряжения, можно отличить эффекты, создаваемые сульфидными телами, от эффектов графитизированных пород.

1р Предложенный способ может быть реализован следующим образом.

На излучаемом участке устанавливают два питающих и два приемных заземления (фиг. 3). Через питающие заземления пропускают ток формы, показанной на фиг. 1. Генератор 1 служит источником возбуждающего тока, который проходит через стабилизатор

2. Напряжение с приемных электродов поступает на вход измерительной аппаратуры, с помощью которой измеряются напряжение частоты f(на приемных электродах (измеритель 3), напряжение частоты fg (измеритель

4), огибающая модулированного сигнала (блока 5). Приемные электроды перемещают по профилю и определяют зону с повышенной величиной коэффициента модуляции. В одной или нескольких точках с аномальными значениями фазометром б измеряют сдвиг фазы между огибающей модулированного сигнала и напряжением низкой частоты. По величине напряжения на приемных электродах и силе тока в питающей линии с частотой f или f определяют кажущееся удельное сопротивле35 Uy ние о„= 1г — . По отношению разности наIg пряжений на приемных электродах, соответствующих частотам fi и fg, к напряжению на ча4р стоте f, определяют кажущуюся поляризуеU — Uó мость

У

Исследуя графики коэффициента модуля45 ции по профилю и определяя сдвиг фазы огибающей модулированного сигнала относительно возбуждающего напряжения низкой частоты, можно дифференцировать аномалии кажущейся поляризуемости в зависимости от свойств электронопроводящих объектов.

Предмет изобретения

Способ геоэлектроразведки, основанный на измерении нелинейных эффектов при одновременном возбуждении первичного поля токами двух частот (несущей и модулирующей), отличаюш1ийся тем, что, с целью повышения точности измерений и разделения рудных объектов по минералогическому составу, первичное поле возбуждают стабилизированными по величине переменными токами прямоугольной формы и измеряют отношение амплитуды оги65 баюшей модулированного сигнала к амплиту272447 а

Vp1 1

Составитель 3. П. Попова

Техред T. П. Курилко

Корректор В. И. Жолудева

По писно

Редактор В. Ф. Полещук д е

Заказ 2514)!5 Тираж 480

" и отк ытий при Совете Министров СССР

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2.. 5

E а несущей частоты, а также сдвиг фазы между огибающей модулир ю ей частоты сигнала и сигналом модулиру щ " возбуждающего поля, по < кото ым судят о 1 личин и минералогнческо. м составе рудных об.ьектов.