Патент ссср 360631

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Совэ Сееетокит

Социаливтичеекик

Ревпублик

360631

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 29.111.1971 (.% 1637880/26-25) М. Кл. 6 0/v 3, 00 с присоединением заявки №вЂ” йомитет по Мелам

Приоритет—

Опубликовано 28.Х1.1972. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 23.11.1973 иэобретепий и открытие при Совете Министров

СССР

УДК 550.838(088.8) Лвтор изобр етен ия

О. Н. Молчанов

Институт геофизики Уральского научного центра AH СССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕКТОРА ГОРИЗОНТАЛЬНОИ

СОСТАВЛЯЮЩЕИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к технике магнитных измерений в области разведочной геофизики и может быть осуществлено при проведейии магниторазведки — воздушной, морской, наземной и в горных выработках — для поис ков и изучения строения намагниченных геологических тел.

Известны способы измерения вектора горизонтальной составляющей магнитного поля, которые реализуют с помощью ориентируемых феррозондовых магнитометров. Наиболее распространено измерение компонент поля в прямоугольной системе координат, образуемой осями феррохондовых датчиков, с последующим вычислением (вручную или с помощью счетно-решающих устройспв1 модуля вектора горизонтальной составляющей поля jR(и уг ла склонения.

При измерении вектора горизонтальной составляющей магнитного поля известными способами невозможна оперативная оценка получаемых материалов, поскольку приведение исходных данных к виду, пригодному для геологической интерпретации, требует значительных затрат времени. Кроме того, резко снижается эффективность непрерывной регистрации первичных магнитопрамм, так как операция QIIределения аномального вектора выполняется дискретно (по выбранным через определенные интервалы профиля значениям измеренных величин).

Цель изобретения — непосредственное получение в процессе измерений модуля аномального вектора горизонтальной составляющей магнитного поля и его направления и записи этих величин.

Это достигается тем, что производят вычитание компонент вектора горизонтальной соIG ставляющей нормального поля путем программированной компенсации их в объеме датчиков феррозондового магнитометра, ориентируемых в заданном направлении, с последующим среднеквадратичным сложением разностных

l5 величип, пропорциональных аномальным ком понентам горизонтальной составляющей поля и регистрацией результирующей величины сигнала, пропорциональной модулю аномального вектора и фазы этого сигнала, характеризую2о щей направление вектора.

Предлагаемый способ измерения вектора горизонтальной составляющей магнитного поля может быть осуществлен с помощью известных регулируемых компенсаторов магнитного поля и устройств среднеквадратичного сложения входных величин.

На фиг. 1 показана схема ориентации осеч феррозондовых датчиков относительно вектора горизонтальной составляющей нормального поля Н, и оси скважины в плане, причем Й—

360631 вектор полной горизонтальной составляющей поля, Н„, ̈́— проекции вектора Н, Н,, Н,„— проекции вектора Н„, H „., Н,„— проекции аномального вектора Н, на координатные оси

5 х, у, образуемые осями феррозондовых датчиков; i, j — единичные;векторы по направлению положительных значений осей х, y; ax u у= к+ /2 — азимутальные углы положительных значений составляющих Н„, Н„; А,— азимут скважины; д — угол между вектором

Н„и его компонентой Н, ; А — азимуталь ный угол вектора H,:

На фиг. 2 показаны графики значений компонент Н,„и Н,„вектора Й, в зависимости от

15 азимута скважины; на фиг. 3 — схема выполнения операций вычитания компонент нормального поля и среднеквадратичного сложения разностных .величин сигналов на функциональных узлах ориентируемого феррозондового магнитометра в процессе скважинных измерений магнитного поля.

При воздействии на датчики полей Н==(Н,„+Н„,) i и Н„=(Н„„,+Н„,)j аномальные составляющие i Н,, и / Нщ могут быть определены вычитанием значений iH, и j H„:,, известных из зависимостей Н,„. (А,) и Н„.,„ (А,), приведенных на фиг. 2. Тогда модул вектора Н„ определяет путем среднеквадратичного сложения компонент Н„„. и Н,, а направление вектора — углом m= агс1р — -" поскольку азимутальный угол А вектора H c учетом единичных векторов i, / равен сумме углов <, +д.

Операция вычитания происходит путем ком пенсации полей Н,„и Н,„стабилизированными токами iJ,„=iH,„/С и i<„— — /H,„/Ñ, протекаю- 4о щими в обмотках датчиков, имеющих одинаковые коэффициенты обмоток С (фиг. 3).

Изменение величины компенсационных токов 4„и iq„â зависимости от изменения азимута ориентирования осей датчиков при пере- 45 мещении зонда 1 на кабеле 2 вдоль оси наклонной скважины 8 осуществляется программированными регуляторами тока 4 и 5. Заранее установленные переменные сопротивления б, 7, 8, 9 и 10, 11, 12, 18 (число их может быть как угодно большим) определяют требуемые величины токов компенсации ii,„è 4д, отдаваемых источниками (стабилизаторами 14 и 15 и кон тролируемых по стрелочным приборам 1б и !7 и подключаются с помощью привода 18 or сельсинного датчика 19 глубин.

Постоянные напряжения сигналов на выходе идентичных по коэффициентам передачи каналов 20 и 21 магнитометра подаются на балансные модуляторы 22 и 28, которые коммутируются напряжениями, отби раемыми от триггерного генератора 24 с квадратурным выходом. Выходные напряжения модуляторов 22 и 28, пропорциональные значениям компонент

Н„„и Н„, соответственно, складываются в суммирующей схеме 25, поэтому первая гармоника результирующего напряжения, выделенная фильтром 2б нижних частот, пропорциональна модулю вектора Н„а фаза этого напряжения, измеренная относительно выходного напряжения модулятора 28, характеризует направление вектора Н,.

Предмет изобретения

Способ измерения вектора горизонтальной составляющей магнитного поля ориентируе мым феррозондовым магнитометром, отличаюи ийся тем, что, с целью непосредственного получения в процессе измерений модуля аномального вектора горизонтальной составляющей магнитного поля и его направления и записи этих величин, производят вычитание компонент нормального поля путем программированной компенсации их в объеме датчиков феррозондового магнитометра, а затем выполняют среднеквадратичное сложение полученных разностных величин на выходе каналов магнитометра.

360631

Н0

1 ох (Ac) Hoy (Acl

<ри г. 2

Фи,г. 5

Редактор T. Рыбалова

Заказ 689 2357 Изд. № 1802 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фил. пред. «Патент»

Составитель В. Карпушии

Техред Т. Миронова

Корректоры В. Жолудева и Т. Медведева