Способ геоэлектрической разведкив?:со!0?::дя •-, лт?ит1;з--* т:;;::мчес;:лп6;-.ол:;отека

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l73855

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства- №

Заявлено 26.II.1964 (№ 885009/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 06.V111.1965. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 9.Х.1965

Кл. 21g 30р4

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК Н 050

УДК 550.837(088.8) Авторы изобретения

Заявитель

К. Б. Карандеев, Ф. Б. Гриневич, Г. А. Штамбергер

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

Академии наук СССР

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Подписная группа № 97

Известны способы электроразведки, основанные на изучении естественных переменных магнитных полей, использующие корреляционные методы измерений.

Предложенный способ отличается от известных тем, что измеряют функцию взаимной корреляции между сигналом от вертикального приемного элемента и производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и сравнивают ее с функцией автоКорреЛяции производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и по кх отношению судят об аномалиях проводиМости залегающих пород. Применение предложенного способа позволит повысить точность измерений и уменьшить влияние на результат измерения вибрационных и аппаратур н ых пом ех.

Известно, что естественные переменные магйитные поля представляют собой случайный

Непрерывный процесс, подчиняющийся теореме Нейквиста. Поэтому выделение сигнала на фоне других случайных помех нельзя произвести наиболее часто применяемыми методаМи (избирательное усиление, узкополосная фильтрация и т. д.). Выделение сигналов, уровень которых не превышает шумов, может быть осуществлено только корреляционными методами.

Для случайных непрерывных процессов, к которым относятся и естественные поля, справедливо следующее положение: корреляция между случайным процессом и его производной по времени равна нулю и коэффициент

5 корреляции между производными по времени двух случайных процессов равен единице, если первообразные функции полностью коррелированы.

На чертеже приводится структурная схема, 10 объясняющая предлагаемый способ.

Сигналы с двух приемных элементов 1 и 2 подаются на три усилителя 8, 4 и 5. На выходе усилителей 4 и 5 включены дифференцирующие цепочки б и 7. С выхода усилителя 3

15 и цепочек б и 7 сигналы поступают на две умножающие корреляционные схемы 8 и 9.

На выходе схемы 9 включен делитель 10, при помощи которого и нулевого индикатора 11 можно установить отношение выходных сиг20 палов умножающих схем 8 и 9.

Сигналы на выходе усилителей 3, 4 и 5 будут соответственно равны:

Ui, = (Ui+ Ui + Ui,„) Ki -12а (12 + 12 ш + 12вп) 1 2 Зв (U2 + U33 è + U28„) 1 3 где: Ux, У, У, — шумы усилителей;

Кь К2. К вЂ” коэффициенты усиления;

U>« U2«наведенные сигналы виб30 рационных помех;

173855

Ul, U2 — полезные сигналы на выходе приемников поля.

Полезные сигналы на выходе приемных элементов могут быть определены следующим образом:

U1 = Й1 (НГ sjn z+ Hll cps а) (12 = S2 (Ht cos Р + Нв Б1п 2), где Sl, $» — чувствительность приемников к магнитному полю;

RI. — горизонтальная составляющая и.ля в точке наблюдения, обусловленная полем дальних грозовых разрядов;

Нв — вертнкалыпая составляющая поля в точке наблюдения, обусловленная геологическими неоднородностями; а — угол наклона приемника к горизонту.

Вертикальную составляющую поля можно записать в виде

Н, =; =рн„

dt где р — параметр, зависящий от электрических свойств, размеров и расположения электрической аномалии.

С учетом последнего выражения получим:

U1 = S1 (Ht sjI1 2+ G H< c g.)

U2 = S2 (НГcos 2+oH sjlI д) Сигналы на выходе дифференцирующих цепочек будут равны

d U2<

U1Ä â€”â€” =(1„— (U, -U,. + и„„)К, dt Зв (12ц = — (13в — ((12 1 (13ш Г (2вв) 1(З

Как следует из структурной схемы на входы корреляционных схем подаются напряжения Ul, Ul è Ul,, U2, Следовательно, сигналы на выходах этих схем, обусловленные коррелированными составляющими сигналов, соответственно будут равны:

Ul = — 121б1. Ul l — — И1К1КЗ- >Аз о (НГ) COS

U2y — и2(1цU2q a2Ê2Ê3 (2(НГ) cos — (+ S2(Н1) siп + (U2,,Ä) ), где: а1, а — коэффициенты передачи корреляционных схем.

Если коэффициент деления q делителя выбрать таким, что индикатор будет показывать нуль, т. е. уравновешивать схему посредством регулировки делителя, приемный элемент 1 расположить вертикально, а приемный эле10

45 мент 2 — горизонтально (а=О) и оба жестко связать между собой под углом 90, то

44К1S1S2 G (Hl )

2 ЗКз (S2 (НГ )2 —,(6 2„,) ) Как следует из последнего выражения, наличие вибрационных помех только изменяет чувствительность схемы в целом и не вызывает появления паразитного сигнала при отсутствии геоэлектрической аномалии, так как при (=-О коэффициент 1)=0. Поскольку горизонтальная составляющая естественного переменного магнитного поля в общем случае во много раз больше вертикальной, а вибрационная помеха складывается только с горизонтальной составляющей, то при реализации предлагаемого способа значительно облегчаются требования к вибрационной защите, Небольшие отклонения приемных элементов от положения, принятого в соответствии с предлагаемым способом, не вызывают существенных изменений показаний аппаратуры. При отсутствии геоэлектрических аномалий отклонение приемных элементов от нормального положения вызывает только изменение чувствительности, но не вызывает появления паразитного сигнала.

В случае отсутствия вибрационных помех (например, при реализации наземного варианта метода) справедливо 1) = а,К,S, б азКЗ5х и показание прибора будет определяться только коэффициентом р, т, е. свойствами пород и не будут зависеть ни от величины естественных полей, ни от спектра их частот, Для принципиально полного устранения влияния вибрационных помех на результат измерения необходимо приемный элемент 2 механически разделить на две части, подключив каждую из них ко входам усилителей 4 и 5. Конструкция этих приемных элементов должна быть такой, чтобы вибрационная скорость первого элемента была пропорциональна вибрационному смещению второго или наоборот.

Предмет изобретения

Способ геоэлектрической разведки методом естественных переменных магнитных полей, основанный на измерении функции взаимной корреляции с использованием ортогональных приемных элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений и устойчивости аппаратуры к вибрационным помехам, измеряют функцию взаимной коьреляции между сигналом от вертикального приемного элемента и производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента, сравнивают ее с функцией автокорреляции производной по времени сигнала от горизонтального приемного элемента и по их отношению судят об аномалиях проводимости залегающих пород.

173855

Составитель 3. П. Попова

Редактор Н. С. Коган Техред А. А. Камышникова Корректор М. П. Ромашова

Заказ 2949/18 Тираж 1575 Формат бум. 60)(90 /а Объем 0,24 изд. л. Цена 5 коп, ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2