Библиотека i

О П И С А Й Й Е 332402

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 10.1Ч.1970 (№ 1425386!26-25) М. Кл. G Olv 3!00 с присоединением заявки ¹

Комитет по делам

Изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 14.111.1972. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 25.1Ъ .1972

УДК 550.838(088,8) Авторы изобретения

Ю. В. Афанасьев, 3. E. Резник и О. П. Хвостов

Заявители

gQQQ, . 1

l.zzU" < ----

ЬИБЛйСт: ГКй

СПОСОБ МАГН1ПОРАЗВЕДКИ

Г = Г„+Г,„

Йзобретение относится к способам магнитных измерений, проводимых на земной поверхности с целью поиска полезных ископаемых, оконтуривания месторождений, определения глубин залегания и подсчета запасов.

Известный способ магниторазведки базируется на выявлении аномального поля (т. е. поля, созданного намагниченностью искомых объектов геологического и негеологического происхождения), изучении его структуры и пространственного распределения. При измерении напряженности магнитного поля выявление и изучение аномального поля Н,, осложняется тем, что измерения производятся на фоне значительно большего по величине нормального поля H„. С помощью магнптометров измеряют суммарное поле — > — >

H = Н„+Н,„, причем непосредственно измеряются лиоо — > компоненты вектора Н., Н„., H è Н,, где х, у, z —. оси географической системы координат, либо модуль (H)z; и два угла а (магнитное склонение) и р (магнитное наклонение), > характеризующие положение вектора Н в той же системе координат. Информацию оо аномальном поле Н, получают через приращения ЛН,, ЛНк и ЛН, либо через прираще5 ния Ла и Д . Поскольку Hg((Hzz, то для Выявления приращений необходимо применять высокочувствительные индикаторы поля (магнито-механические, феррозондовые и др.) при тщательной, прецизионной нивелировке и

10 ориентации их относительно стран света.

При измерении градиента скалярного магнитного поля выявить и изучить аномалии легче: — > где Г„и I „— соответственно нормальный и аномальный градиенты поля. Еак правило, Г, Г„(при работе на железорудных месторождениях Г,» I „). Поэтому хотя для выявления вектора Г. необходимо применять высокочувствительные магнитные градиентометры, но отпадает прецизионная нивелировка и ори25 ентация чувствительных систем этих приборов относительно стран света.

Предложенный способ магниторазведки основан на измерении градиента поля Г и

30 отличается от известных тем, что измеряют путем нахождения в горизонтальной и вертикальной плоскостях л:Ill!!!I равно!! нанряжснности мап!итного ноля азимутальный и зенитный углы, характеризующие положение вектора градиента в выбранной системс координат, устанавливают чувствительную систему с датчиками по направлению этого вектора и измеряют модуль градиента поля.

Непосредствеш!ое опредсленне направления градиента ноля сокращает время наблюдения, упрощает схему н конструкцию граднсн— \. тометров, позволяет, учитывая, что Г. Га, производить экспресс-интерпретацию, вплоть до выдачи команд на изменение маршрутов (ходов) в процессе магнитной съемки.

На фиг. 1 изображена векторная диаграмма, поясняющая измеряемые параметры а и

0; на фиг. 2 показаны основные элементы градиентометра, с помощью которого можно проводить магннторазведку предложенным способом.

Прямоугольная система координат х, у, (фиг. 1) выбрана таким образом, что плоскость хО оказывается горизонтальной, а ось z совпадает с вертикалью. Направление осн х устанавливают произвольно, например, olio может совпадать с направлением проф!!ля съемки. Важно, чтобы это направление оставалось постоянным для данного района съемки и было привязано к географической карте или планшетч.

В выбранной системе координат положение вектора I . однозначно определяется с помощью двух углов: азнмутального сс (между осью х и проекций Г,.„, вектора Г. на Il;loскость хОу) и зенитного 0 (между осью г и направлением вектора Г ). Если углы г. и 0 определены, то магнитную ось чувствительной системы градиентометра можно ориентировать по вектору Г н затем измерить модуль этого вектора.

Знание модуля (1 ) н углов !х н 0 равноcHJIbIIo знанн!О ком по!гент вектор!! Г . Денствительно, — > .

Г = г (Г.. (з1пб cos, Г =i,,(Г. (sin0 з п, .Г, = i,(Г. (Соз0, где .„, К„и !, — орты, совпадающие с направлением соответствующих осей координат.

С помощью двух датчиков, например квантовых, последовательно находят две взаимно перпендикулярные «эквипотенциальные» линии. Одна из них — линия NN лежит в горизонтальной плоскости хОу; другая — линия

332402

PP — в вертикальной !!лоскости, образуемой

10 15

Осью я !! ьск10ро!!! I . Линия ЛЛ перненднку,IslðlIà всктору I ... al!»l!sI РР срненднкулярна нсKTop) I . 110скольку с ПО 102кениел! веKTops

Г; связан угол o., а с положением вектора

I. — угол О, нахождсннс лшпш И и PP u системе коорд!;нат х, у, z фактически н сводится к измеренгно углов а и О. Заметим, что прн размещении датчиков градиентометра вдоль линии VIV или линии PP частота биений электрических колебаний, вырабатываемых этими датчиками, стремится к нулю.

На фиг. 2 схематически изображены основные элементы градиентометра, пригодного для измерения углов а и О, а также модуля (Г ) .

Градиентометр состоит из чувствительной системы, механически сопряженной с теодол !том, и пульта, электрически связываемого с чувствительной системой посредством гибко-! о кабеля.

Чув т!!!!те.1ьная система базируется на теодо !ит !Оы столе 1, несущем горизонтальный круг 2 и круговой уровень 8. Теодолитный стол установлен на штативе 4. Нивелировка стола осуществляется с помощью подъемных в;штов 5. На;!одвижной части теодолитного стола закреплена вилка 6 с горизонтальной осью 7, на которую насажен вертикальньш круг 8. На оси 7 укреплена штанга 9, несущая на концах датчики 10 и 11, например квантовые, преобразующие скалярные значения напряженности магнитного поля в частоту электрических колебаний. Вилка б вместе с подвижной частью теодолитного стола 1 может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 360 . Штанга 9 с укрепленными на ней датчиками может поворачиваться вокруг горизонтальной осн также на ЗбО . Углы поворота вилки б и штанги 9 отсчитываются по горизонтальному 2 и вертикальному 8 кругам соответственно.

Пульт состоит из четырех блоков: генераторного блока 12 — для питания датчиков 10 и 11, блока 18 — для смешения сигналов, поступающих с датчиков, а также для формирования разностного сигнала с индикатора нулевых биений 14 н цифрового регистрирующего блока 15, с которыми связан блок 13.

После нивелировки теодолитного стола 1 и ориентации визирной линии вилки 6 по осп х производят нулевой отсчет по горизонтальному кругу 2. С помощью фиксатора штангу 9 закрепляют в горизонтальной плоскости.

Затем начинают вращать вилку б вокруг вертикальной оси z в сторону положительного направления оси у и вращают до тех пор, пока индикатор нулевых биений 14 не выдаст информации о том, что штанга 9 установилась вдоль «эквипотенциальной» линии NN. Производят отсчет угла поворота по горизонталь332402

Предмет изобретения

20

/М

i y

30 фи2 1

40

Составитель Л. Байдакова

Текред Л. Богданова

Редактор Т. Орловская

Корректор О. Тюрина

Заказ 1013/4 Изд. ¹ 362 Тираж 448 Подписное

Цг1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ному кругу 2, Найденный угол и будет азпмутальным углом а. Для достижения большей точности измерения угловая величина к может быть получена как среднее двух отсчетов по горизонтальному кругу 2 при правом и левом вращениях вилки б.

Из положения, в котором штанга 9 совпадает с «эквипотенциальной» линией NN, вилку б поворачивают вокруг вертикальной оси на 90 . В этом положении направление штангп совпадает с направлением проекции вектора

Гв на плоскость хОу. Это положение вилки б закрепляют фиксатором.

Затем приводят во вращение штангу 9 в вертикальной плоскости вокруг оси 7 и вращают до тех пор, пока индикатор нулевых биений 14 не выдаст информации о том, что штанга 9 установилась вдоль «эквипотенциальной» линии РР. Производят отсчет угла поворота по вертикальному кругу 8. Среднее двух отсчетов, взятых при вращении штанги 9 по часовой и против часовой стрелки, и будет величиной зенитного угла О.

После того как найдены углы и и О, штангу 9 нетрудно совместить с вектором I .. Для этого из положения, в котором штанга совпадает с «эквипотенциальной» линией РР, ее поворачивают на 90 . Значение модуля (I ) снимается с цифрового регистрирующего блока 15. Для получения большей точности измерения величина (1" ) может быть определена как среднее двух отсчетов по регистрирующему блоку 15, полученных в результате 180градусного разворота штанги 9 вокруг оси 7.

По завершении измерения модуля (Гв ) наблюдения на данной точке поискового маршрута (профиля) считаются выполненными.

Способ магниторазведки, основанный на измерении градиента магнитного поля с по5 мощью двух, например, квантовых датчиков, реагирующих на скалярные значения напряженности магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерения, ускорения интерпретации и упрощения

10 аппаратуры, измеряют путем нахождения в горизонтальной и вертикальной плоскостях линий равной напряженности поля азимутальный и зенитный углы, характеризующие положение вектора градиента в выбранной систе15 ме координат, устанавливают чувствительную систему с датчиками по направлению этого вектора и измеряют модуль градиента поля.