Способ геоэлектрической разведки

 

la9IO2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21g, 30/04

Заявлено 29Л I I.1965 (№ 949865/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17.XI.1966. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания ЗО.XII.19áá

МПК Н 054

УДК 550.837(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

ВСГС0303НФЯ

Т .".ВД1ЕС1;.1О

Авторы изобретения

Г. А. Штамбергер и Э. В. Пасько

Заяц ель

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

AH СССР

СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геоэлектрической разведки полезных ископаемых.

Известны способы геоэлектрической разведки, основанные на изучении естественных переменных электромагнитных полей с использованием корреляционных методов измерениЙ.

Предложенный способ отличается от известных тем, что функцию взаимной корреляции между сигналами от вертикального и горизонтального приемных элементов геометрически складывают с функцией взаимной корреляции между. сигналом от вертикального приемного элемента и так преобразованным сигналом от горизонтального приемного элемента, чтобы каждая из частот рабочего спектра повернулась на угол, обеспечивающий ортогональность этих функций, и по отношению этой суммы к функции автокорреляции сигнала от горизонтального приемного элемента судят о проводимости залегающих пород. Способ позволяет повысить точность измерений и получить дополнительную информацию о разрезе.

На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления способа.

Исследуемое электромагнитное поле воздействует на три приемных элемента 1, 2, 8, один из которых 11) расположен вертикально. два других (2, 8) горизонтально. Сигналы с приемных элементов усиливаются тремя усилителями 4, 5, б. Функции взаимной корреляции реализуются с помощью умножающих схем 7, 8, 9 с интегрирующими звеньями

5 на выходе. На умножающую схему 8 один из сигналов поступает после сдвига во времени с помощью задерживающего устройства 10.

Усредненные напряжения с выходов умножающих схем 7, 8 преобразуются модулято10 рами 11 и 12 в переменные, суммируются с помощью схемы 18 и снова детектируются схемой 14.

Модуляторы управляются двумя напряжениями, одно из которых сдвинуто во времени

15 относительно второго таким образом, что, если для управления модуляторами использовано синусоидальное илн прямоугольное напряжения, они будут находиться в квадратуре между собой. Выходное напряжение

20 умножающей схемы 9 будет пропорционально функции автокорреляции сигналов от горизонтального приемника. С помощью схемы 15 измеряется отношение постоянных напряжений с выходов схемы 14 и умножающей схе25 мы 9.

При использовании естественных электромагнитных полей для электроразведкп предполагается, что источник этих полей расположен па большом расстоянии от места провеЗ0 депия работ. Поскольку при распространении

189102

15

30

35 а гг з ФзН () 40

50 электромагнитной энергии вдоль земной поверхности вертикальная составляющая поля

Н, (t) затухает значительно быстрее горизонтальной H„(t), то в точке измерения при отсутствии геоэлектрических аномалий поле поляризовано только горизонтально. Вертикальная составляющая появляется в результате присутствия в исследуемом районе участков с отличной от вмещающих сред проводимостью, а ее величина определяется геометрическими и электрическими параметрами этих тел. В силу этого вертикальная составляющая будет ковариантна сумме горизонтальной и определенным образом сдвинутой во времени горизонтальной компоненты электромагнитного поля

Н, (г) = о1Н, (г) =-ртА () + рзН„(г + c), где р1 ц = к еэффици1Ьты отражения, зависящие от электрических параметров, расположения и . размеров тел, характеризующих гео3лектри еские аномалии. Эти коэффиц11енты определяют соответственно: р1 — корреляционную связь между вертикальной и горизонтальной, а рз — корреляционную связь между вертикальной и сдвинутой во времени горизонтальной компонентами поля, р — суммарный коэффициент отражения.

При расположении оси приемного элемента 1 вертикально, а осей элементов 2, 3 горизонтально сигналы с выходов усилителей 4, 5, 6 будут соответственно равны:

U1t 1$1Нв (t) к1$1(91Ог () + р2Н2 (+т) )

U1ã 22$2Нг () 1. = яз$зНг (г) где 4, k2 ks — коэффициенты усиления усилителей, S1, $2, Ss — чувствительность приемников к магнитному полю.

g = ak,k,Á,$Ä (Ргн ()) + (Рз H„(t -+- т)) kдS1

Таким образом, использование в процессе промежуточного преобразования корреляционных измерительных схем дает возможность определить отношение средних квадратичных значений сигналов от двух ортогональных приемников поля и уменьшить влияние на результат измерений помех, некоррелированных с полезным сигналом.

Предмет изобретения

Способ геоэлектрической разведки методом естественных переменных магнитных полей, основанный на измерении функции взаимной кс рреляции с использованием ортогональных приемных элементов, отличаюи ийся тем, что, Благодаря тому, что все три канала измерительной схемы изолированы, взаимная корреляция между шумами приемных элементов, входных цепей и первых усилительных каскадов аппаратуры, равно как и между этими шумами и принимаемыми сигналами, отсутствует. Кроме того, выбрав время задержки, вносимое устройством l0, так, чтобы значение коэффициента корреляции между Н,. (t) и

Н. (t+r) было равно нулю, средние значения напряжений с выходов умножающих схем можно записать в следующем виде:

Us, =ak1 Б2$,$2р,,Н2 (/)

Us, = ak1k2$1$2рг Н1 (t+< )

Us, ==ak2ksS2S„H2 (t), где а — коэффициент передачи умножающих схем.

Постоянные напряжения с выходов умножающих схем 7 и 8 снова преобразуются в переменные, и если это преобразование реализуется по гармоническому закону, то суммарное напряжение можно записать следующим образом:

U = Us, ып «ганг+Us, cos «)«ti где <оо — частота преобразования, и модуль

его:

U„= V (0.,) + @,) =

= a k1k2$1S2р 81Н2(t)J + (,"2HÄ (t + =)J .

Измеряя отношение напряжений 1) с выходов детектора 14 и умножающей схемы 9 и учитывая, что среднее значение квадратов сигналов Н (t) и Н„(t+ ) равны, получим

)/ Н2() (Р, Н (t) + 22Н (t -+-.) )Г Н (t) и =тр.

Азин,",() l/ и () сцелью повышения точности из,мерений и получения дополнительной информации, функцию взаимной корреляции между сигналами от вертикального и горизонтального приемных элементов геометрически складывают с функцией взаимной корреляции между сигналом от вертикального приемного элемента и так преобразованным сигналом от горизонтального приемного элемента, чтобы каждая нз частот рабочего спектра повернулась на угол, обеспечивающий ортогональность этих функций, и по отношению этой суммы к функции авгокорреляции сигнала от горизонтального приемного элемента судят о проводимости залегающих пород.

189102

Составитель 3. П. Попова

Редактор И. Г. Карпас Техред А. А. Камышникова Корректоры: С. М. Белугина и О. Б. Тюрина

Заказ 3803/19 Тираж 1550 <1>ормат бум. 60X90 /q Объем 0,24 пзд. л. Подписное

LIHHHIIH Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2