Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к геоэлектроразведке , в частности к способам и устройствам для измерения удельного электрического сопротивления земли в движении с использованием емкостных антенн. Цель изобретения - повышение точности измерения и снижение энергопотребления, достигается тем, что в способе, включающем излучение и прием электромагнитного поля и измерение вторичного поля с последующим определением удельного сопротивления земли, одновременно с излучением в землю электромагнитного поля на емкости излучающая антенна - земля создают дополнительное поле излучаемым в землю током, причем величину дополнительного поля изменяют обратно пропорционально изменению емкости антенна-земля. Устройство,- реализующее способ, включает излучающую и приемную установки, выход и вход которых подключены к земле через излучающие и приемные емкостные антенны, причем излучающая установка снабжена катушкой индуктивности , зашунтированной резистором, подключенными между выходом излучающей установки и одной из излучающих емкостн,ых антенн. 2 с, п. ф-лы, 2 ил. С S (Л ГчЭ оо а о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОФЩЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 С 01 Ч 3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3717256/24-25 (22) 29.03.84 (46) 07.06.86. Бюл. В 21 (71) Производственныи и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (72) E.A.Äîðîôååâ (53) 550.837 088.8 (56) Вишняков А.3., Вишнякова К.А.

Возбуждение и измерение полей в элек— троразведке. Л.: Недра, 1974, с. 96100. .Авторское свидетельство СССР

Ф 192302, кл. G 01 V 3/96, 1967. (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к геоэлектроразведке, в частности к способам и устройствам для измерения удельного электрического сопротивления земли в движении с использованием емкостных антенн. Цель изобретения— повышение точности измерения и снижение энергопотребления, достигается тем, что в способе, включающем излу чение и прием электромагнитного поля и измерение вторичного поля с последующим определением удельного сопротивления земли, одновременно с излучением в землю электромагнитного поля на емкости излучающая антенна земля создают дополнительное поле излучаемым в землю током, причем величину дополнительного поля изменяют обратно пропорционально изменению емкости антенна †зем. Устройство,. реализующее способ, включает излучающую и приемную установки, выход и вход которых подключены к земле через излучающие и приемные емкостные антенны, причем излучающая установка снабжена катушкой индуктивности, зашунтированной резистором, подключенными между выходом излучающей установки и одной из излучающих емкостных антенн. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1+Х

L=2

63 С, uL

R-=

50

@=21 f где L

1 ) 2364

Изобретение относится к геоэлектроразведке, в частности к способам и устройствам для измерения удельного электрического сопротивления земли в движении с использованием ем5 костных антенн.

Цель изобретения — повышение точности измерения и снижение энергопотребления °

На фиг. l приведена схема устройства для реализации способа) на фиг. 2 — графики зависимости тока в антенне I от величины емкости антенна-земля С„ для трех случаев.

Способ геоэлектроразведки местности в движении осуществляют с помощью устройства, которое содержит излучающую установку I, излучающие емкостные антенны 2, приемную установку

3 с регистратором и приемные емкостные антенны 4, катушку 5 индуктивности, резистор 6. устройство работает следующим образом..

Излучающая установка I вырабатывает гармонический сигнал рабочей ча— стоты. Сигнал с выхода установки 1 поступает на одну из излучающих емкостных антенн 2 непосредственно и

Р на вторую антенну 4 через катушку 5 индуктивности, параллельно которой подключен резистор 6, затем антеннами 2 возбуждает в земле электромагнитное поле. Вторичное поле, величина. которого определяется электрическими свойствами пород, принимается 35 антеннами 4. Сигнал, наведенный в антеннах 4, поступает на приемную установку 3, где осуществляется его фильтрация от помех, усиление и регистрация. 40

Когда излучающие антенны 2 подняты над поверхностью земли, на катуш— ке 5 индуктивности появляется дополнительное напряжение, вызванное явлением резонанса в колебательном контуре, которое компенсирует потерю энергии на переходах излучающие антенны-земля. Резистором 6 устанавливают требуемую степень компенсации.

Способ осуществляют следующим образом °

Величина электромагнитного поля

1 излучаемого в землю через емкостные антенны, изменяется обратно пропорционально емкостному сопротивлению, т.е. пропорционально емкости антенн относительно земли. На фиг. 2 привеО! 2 ден график, иллюстрирующий эту зависимость. Если в выходную цепь ввести катушку индуктивности, образующую послецовательный колебательный контур с емкостными антеннами, то при некоторой величине емкостИ антенна-земля, когда резонансная частота этого контура совпадает с рабочей частотой излучающей установки, в цепи начинает циркулировать ток, компенсирующий потерю энергии на емкостях антенна-земля. Это следствие явления резонанса, при котором вся энергия выделяется на активном элементе цепи (в конкретном случае излучается в землю) (график 8, фиг.2)

Таким образом, если выбрать параметры цепи так, чтобы резонанс наступал при максимальном подъеме антенны над землей, то будет иметь место возрастание излучаемого тока при подъеме антенны на некоторое расстояние, в отличие от уменьшения така при отсутствии в цепи катушки индуктивности.

Если зашунтировать катушку индуктивности резистором, то по отношению к такой схеме, два рассмотренных выше случая являются предельными соответственно для R=O и R= w .

Подбирая величину шунтирующего резистора, можно изменять угол наклона графика излучаемого тока (график 9, фиг. 2), т.е. обеспечить минимальное изменение величины излучаемого тока в зависимости от измене-. ния емкости антенна-земля..

Снижение энергопотребления является спедствием использования явления резонанса., так как при подъеме антенны возникает резонансный ток и потери энергии на емкостях антенназемля уменьшаются.

Расчет параметров катушки индуктивности и резистора в предлагаемом устройстве выполняется по следующим формулам:

:величина индуктивности катушки, Гн; величина сопротивления шун. тирующего резистора, Ом;

1 — — =1, 053;

/ 3 v 1—

Х=(1 — — ) :== =2,0"

С(С ЛТ-=!

И =2 (Ц=1,1 ° 0

Тогда

3 1236

С вЂ” минимальная емкость антен-! на-земля, соответствующая максимальному подъему антенны, Ф;

С вЂ” максимальная емкость антен2 5 на-земля, Ф;

f — рабочая частота излучающей установки, Гц; — изменение величины излучаемого в землю тока при мак— симальном подъеме антенны, % (фиг. 2).

Расчетные формулы не учитывают переходного активного сопротивления заземления, так как при его изменении.от 0 до 10 Ом влияние на параметры L u R незначительно.

В качестве практического примера дается расчет величин L u R для устройства, использованного в устройст20 ве непрерывного электропрофилирования, предназначенном для измерения

r кажущегося удельного сопротивления пород в движении (пешеходный вариант).

Исходные данные:

С(=2 10 Ф, С2=6-10 Ф; f=1,756 х10 Гц, 3 =5%

401 4 .ния земли, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос— ти измерения и снижения энергопотребления, одновременно с излучением в землю электромагнитного поля на емкости излучающая антенна-земля создают дополнительное поле излучаемым в землю током, причем величину дополнительного поля изменяют обратно пропорционально изменению емкости антенна-земля.

2. Устройство для геоэлектроразведки, включающее излучающую и приемную установки, выход и вход которых, соответственно, подключены к земле через излучающие и приемные емкостные антенны, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и снижения энергопотребления, излучающая установка снабжена катушкой индуктивности, зашунтированной резистором, подключенными между выходом излуча— ющей установки и одной из излучающих емкостных антенн, причем пара— метры катушки индуктивности и резистора определяются по формулам

1+Х Я1

L= R=-—

Ю С, Х

Х = (1- — ) ° ——

Ci l

,ф : l

J( — =1 ——

К 100

Р =27f, где L

=1,14" 10 Ом.

1 я1.

2

L 2 =2,07 Гн;

1+Х а С1

Формула изобретения

1. СпЬсоб геоэлектроразведки, включающий излучение и прием электромагнитного поля с помощью емкостных антенн и измерение вторичного поля с последующим определением удельного электрического сопротивлевеличина индуктивности катушки, Гн; величина сопротивления резистора, Ом; минимальная емкость антенна-земля, Ф; максимальная емкость антенна-земля, Ф; рабочая частота излучающей установки, Гц; изменение величины излучаемого в землю тока при максимальном подъеме антенны,%.

1236401 7! г б

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Н.Тупица Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 3086/48 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4