Способ геоэлектроразведки в условиях техногенной инфраструктуры

Авторы патента:

Тригубович Георгий Михайлович (RU)

Белая Анастасия Александровна (RU)

G01V3/12 - с использованием электромагнитных волн

Владельцы патента RU 2528115:

Закрытое акционерное общество "Аэрогеофизическая разведка" (RU)
Федеральное Государственное Унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья" (RU)

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения электрофизических параметров объектов, с которыми пространственно связаны месторождения полезных ископаемых в условиях техногенной инфраструктуры, построенной с применением металлоконструкций. Заявлен способ геоэлектроразведки в условиях техногенной инфраструктуры, в котором дополнительно выявляют находящиеся вблизи источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений поверхностные и подземные токопроводящие техногенные промышленные и бытовые объекты, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов вблизи приемных датчиков. Устанавливают их плановое геодезическое положение относительно фактического положения источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений и электрофизические параметры. По установленным параметрам для всех приемных датчиков определяют значения компонент электромагнитного поля от каждого установленного техногенного объекта, находят разностный сигнал между измеренными и расчетными электромагнитными сигналами на исследуемой площади. Проводят интерпретацию разностных сигналов для всей совокупности точек системы наблюдений, по результатам которой судят о строении и электрофизических параметрах исследуемой среды. Технический результат изобретения - повышение точности разведочных данных. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к электромагнитным геофизическим методам поисково-оценочных исследований геоэлектрической среды с целью локализации поисковых объектов и литологического расчленения разреза при решении инженерно-геологических задач, прогнозирования потенциально-опасных техногенных объектов, поиска твердых полезных ископаемых, источников водоснабжения, локального прогноза нефтегазовых коллекторов и может быть использовано с целью определения электрофизических параметров объектов, с которыми пространственно связаны месторождения полезных ископаемых в условиях мешающих факторов техногенной инфраструктуры, построенной с применением металлоконструкций.

Известен способ геоэлектроразведки, при котором осуществляют выделение вектора сигнала становления электромагнитного поля от объекта поиска, перекрытого неоднородными экранирующими образованиями (а.с. СССР №1760873, G01V 3/00). Известный способ основан на корректировке полного вектора электромагнитного поля путем вычитания из него составляющей, связанной с верхней частью разреза, и определения направления на эпицентр подэкранного поискового объекта. Для каждого фиксированного момента времени путем последовательного изменения ориентации горизонтального приемного датчика определяют направление, вдоль которого напряженность поля максимальна. Тогда горизонтальная компонента полного вектора ${\vec{H}}_{r} (t)$ характеризуется максимальной полученной напряженностью и выбранным направлением. По результатам измерений в нецентральных точках определяют распределение продольной проводимости экранирующих верхней части разреза. Затем для центральной точки моделируют горизонтальную компоненту ${\vec{H}}_{o r} (t)$ нормального вектора ${\vec{H}}_{o} (t)$ , обусловленную экраном верхней части разреза, для всего зарегистрированного диапазона времен. Применяют физическое моделирование с использованием электрофизических моделей, а также математическое моделирование, основанное на расчете распределения вихревых токов в неоднородной проводящей пленке, отражающей особенности строения верхней части разреза. На следующем этапе вводят во всем диапазоне времен коррекцию горизонтальной компоненты полного вектора. Полученный в результате векторного вычитания разностный вектор $Δ \vec{H} (t)$ расположен в плоскости измерений и отражает скорректированное направление на объект поиска, стабилизируясь с течением времени становления в направлении эпицентра рудного тела. Далее всю установку перемещают в направлении, совпадающем с наиболее стабильным направлением разностного вектора $Δ \vec{H} (t)$ в информационной области времен, т.е. за пределами ранних времен. Перемещения с последующим циклом измерений и обработки повторяют до смены знака разностного вектора. О положении эпицентра рудного тела судят по положению пунктов зондирования, в пределах которых происходит смена знака разностного вектора.

Принципиальным недостатком известного способа является то, что он позволяет локализовать преимущественно наиболее контрастные по проводимости объекты. Однако если в среде присутствуют сразу несколько объектов с сопоставимыми размерами и глубиной залегания, то смена знака разностного вектора может произойти между этими объектами в стороне от их проекции на дневную поверхность.

Известен также способ геоэлектроразведки, обеспечивающий высокую достоверность геофизических работ за счет разделения влияния на результаты измерений боковых и глубинных неоднородностей на базе 3D-инверсии электроразведочных данных. Способ основан на подборе единой для всех точек измерения геоэлектрической модели с использованием конечноэлементного 3D-моделирования (патент РФ №2411549, G01V 3/12). Известный способ геоэлектроразведки включает возбуждение электромагнитного поля в геологической среде, синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля приемными датчиками, определение по результатам базовой системы наблюдений проводимости исследуемой геологической среды, сопоставление измеренных и расчетных значений компонент вторичного электромагнитного поля с построением геоэлектрической модели исследуемой среды. Способ предусматривает также проведение дополнительных измерений по результатам указанного сопоставления. При этом сопоставление измеренных и расчетных значений компонент вторичного электромагнитного поля с построением геоэлектрической модели исследуемой среды осуществляют путем составления 3D-модели, для которой выполняют 3D-расчет и вычисляют невязку относительно измеренных данных, исключая ложные аномалии проводимости и подбирая 3D-объекты с эпицентрами под точками базовой системы наблюдений, по полученной уточненной 3D-модели определяют расположение аномалий проводимости в целевых горизонтах. После чего по профилям, проходящим через центры указанных аномалий проводимости, проводят указанные дополнительные измерения. Далее определяют невязку по указанным дополнительным профилям для указанной уточненной 3D-модели, которую корректируют по уровню полученной невязки. В результате подтверждают или опровергают наличие аномалий проводимости в целевом горизонте. После чего определяют параметры всех выявленных аномалий проводимости, оценивают поперечный размер указанных аномалий проводимости и, в случае его значимого влияния на временах, соответствующих проявлению целевых объектов в точках базовой системы наблюдений и/или в точках дополнительной системы наблюдений, выполняют измерения по профилям, проходящим через центры этих аномалий проводимости. Используя данные полученной системы наблюдений, выполняют 3D-инверсию, по результатам которой получают окончательную геоэлектрическую 3D-модель исследуемой среды, по которой определяют геометрические параметры, проводимость и местоположение аномалий проводимости в целевом горизонте.

Известный способ за счет построения и использования процедур дополнительных измерений с выполнением 3D-инверсии позволяет отбраковать выявленные вдоль базовой системы наблюдений возможно ложные аномалии проводимости в целевых горизонтах. Это, в свою очередь, обеспечивает получение высокодостоверной геоэлектрической 3D-модели и высокую точность геофизического прогноза. Однако данная технология не сможет обеспечить достоверный геофизический прогноз при исследовании геологической среды в присутствии техногенных объектов, построенных с применением металлоконструкций или других хорошо проводящих электрический ток объектов. Например, таких как трубопроводы различного назначения, опоры линий электропередач, электрические кабели, емкости, эстакады, железобетонные конструкции, автотранспорт и др. Это приводит к ошибочной оценке вклада верхней части разреза, включающей указанные техногенные объекты, во всей информативной временной области проявления поисковых объектов и к недостоверному геофизическому прогнозу.

Задачей изобретения является повышение достоверности геофизического прогноза в присутствии на исследуемой территории техногенных объектов.

Технический результат изобретения - выделение и учет при геофизических исследованиях геологической среды влияния проводящих металлоконструкций и других хорошо проводящих электрический ток поверхностных и подземных техногенных объектов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе геоэлектроразведки в условиях техногенной инфраструктуры, включающем возбуждение электромагнитного поля в геологической среде, синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля приемными датчиками по базовой системе наблюдений, определение проводимости исследуемой геологической среды по измеренным компонентам электромагнитного поля, сопоставление измеренных и расчетных значений компонент электромагнитного поля с построением геоэлектрической модели исследуемой среды, согласно изобретению, дополнительно выявляют находящиеся вблизи источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений поверхностные и подземные токопроводящие техногенные промышленные и бытовые объекты, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов вблизи приемных датчиков, устанавливают их плановое геодезическое положение относительно фактического положения источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений и электрофизические параметры, по установленным параметрам для всех приемных датчиков определяют значения компонент электромагнитного поля от каждого установленного техногенного объекта, для каждого из указанных приемных датчиков находят разностный электромагнитный сигнал между измеренным и рассчитанным электромагнитном сигналом от каждого техногенного объекта, проводят интерпретацию разностных сигналов для всей совокупности точек системы наблюдений, по результатам которой судят о строении и электрофизических параметрах исследуемой среды

Кроме того, при необходимости на этапе выявления находящиеся вблизи источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений поверхностных и подземных токопроводящих техногенных промышленных и бытовых объектов, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов, вблизи горизонтальной проекции этих техногенных объектов на поверхность Земли, проводят дополнительные электромагнитные зондирования, по результатам интерпретации которых определяют или уточняют геометрические и электрофизические параметры подземных и поверхностных техногенных объектов и их плановое положение.

Изобретение поясняется чертежами:

Фиг.1-6 иллюстрируют реализацию способа в соответствии с приведенным ниже примером 1, где

фиг.1 - 3D-модель подповерхностного техногенного объекта (сварная водопроводная труба ГОСТ 10704-76) в среде в перспективе, базовая система наблюдений и разрез по линии АВ, совпадающей с базовой системой наблюдений;

фиг.2 - синтезированные графики значений электромагнитного поля Е_z ^трубы в точках зондирования, полученные по результатам расчета прямой 3D-задачи;

фиг.3 - графики значений электромагнитного поля E_z ^sum в точках зондирования, полученные при измерении методом М-ЗСБ;

фиг.4 - графики значений электромагнитного поля E_z ^трубы в точках, измеренного методом М-ЗСБ на исследуемой площади, Е_z ^трубы, рассчитанные с помощью 3D-моделирования для трубы, и разностный сигнал ΔE_z между измеренным сигналом Е_z ^sum на исследуемой площади и рассчитанным для данной точки значением электромагнитного поля Е_z ^трубы трубы 10: а) - в т. 3, б) - в т. 4, в) - в т. 5, г) - в т. 6;

фиг.5 - геоэлектрический разрез вдоль профиля АВ, полученный при интерпретации измеренных данных E_z ^sum методом М-ЗСБ;

фиг.6 - геоэлектрический разрез вдоль профиля АВ, полученный при интерпретации данных разностного сигнала ΔE_z= E_z ^sum-E_z ^трубы.

Фиг.7-11 иллюстрируют реализацию способа в соответствии с приведенным ниже примером 2, где

фиг.7 - поисковая 3D-модель в перспективе, базовая система наблюдений и разрез по линии АВ, совпадающей с базовой системой наблюдений;

фиг.8 - синтезированные графики значений электромагнитного поля E_z ^МТЛБ в точках зондирования, полученные по результатам расчета прямой 3D-задачи;

фиг.9 - графики значений электромагнитного поля E_z ^sum в точках зондирования, полученные при расчете прямой задачи методом М-ЗСБ для поисковой 3D-модели, изображенной на фиг.7;

фиг.10 - графики значений электромагнитного поля E_z ^sum в точках, рассчитанные по поисковой 3D-модели методом М-ЗСБ на исследуемой площади, E_z ^МТЛБ, рассчитанные с помощью 3D-моделирования для МТ-ЛБ, и разностный сигнал ΔЕ_z; между рассчитанным для поисковой 3D-модели сигналом E_z ^sum на исследуемой площади и рассчитанным для данной точки значением электромагнитного поля Е_z ^МТЛБ МТЛБ 20: а) - в т. 16, б) - в т. 17, в) - в т. 18) - в т. 19.

фиг.11 - геоэлектрический разрез вдоль профиля АВ, полученный при интерпретации методом М-ЗСБ данных E_z ^sum, рассчитанных для поисковой 3D-модели, и геоэлектрический разрез вдоль профиля АВ, полученный при интерпретации данных разностного сигнала ΔE_z=E_z ^sum-E_z ^МТЛБ.

Способ согласно изобретению осуществляется в следующей последовательности операций.

1. Перед началом геофизических исследований в пределах исследуемой площади выявляют находящиеся в верхней части разреза, вблизи источников и приемников базовой системы наблюдений, поверхностные и подземные токопроводящие техногенные промышленные и бытовые объекты, собственное электромагнитное поле которых может оказать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов вблизи приемных датчиков. Устанавливают их плановое геодезическое положение относительно фактического положения источников и приемников базовой системы наблюдений и их электрофизические параметры (µ, ρ), с использованием непосредственных измерений и/или существующей исполнительной документации.

При необходимости на этапе выявления находящихся вблизи источников и приемников базовой системы наблюдений поверхностных и подземных токопроводящих техногенных промышленных и бытовых объектов, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов вблизи приемных датчиков, вблизи горизонтальной проекции этих техногенных объектов на поверхность Земли проводят дополнительные электромагнитные зондирования, по результатам интерпретации которых определяют или уточняют геометрические и электрофизические параметры подземных и поверхностных техногенных объектов и их плановое положение.

По установленным параметрам на базе 3D-моделирования с использованием разработанных специальных вычислительных программ определяют во всей актуальной временной области значения компонент собственного электромагнитного поля для каждого техногенного объекта, находящегося на исследуемой площади в зоне значимого влияния циркуляции вторичного ЭМ-поля, возникающего после зондирующего импульса тока в этих техногенных объектах, сигналы от которых сопоставимы с сигналами от исследуемой геологической среды. Задачи расчета электромагнитного поля от техногенных объектов являются нетривиальными, поскольку они осложнены присутствием в расчетной области сильно проводящих, очень тонких металлических объектов большого размера. При расчете электромагнитного поля от таких объектов в расчетной области появляется значительный скин-эффект, для учета которого требуется сильное сгущение конечноэлементных сеток к границам объектов. Также задачи, в расчетной области которых присутствуют техногенные объекты, имеют большую контрастность свойств материалов, в связи с чем имеют плохую сходимость невязки при расчете прямой задачи вычисления электромагнитного поля. Метод конечноэлементного моделирования электромагнитных полей, с помощью которого выполняется расчет электромагнитного поля от техногенных объектов в рассматриваемом способе, основан на совместном использовании векторного и скалярного потенциалов, где в качестве источника задается разрыв скалярного потенциала. Расчетная область разбивается на параллелепипеидальные конечные элементы, в области объектов задается векторный потенциал, а в области вне объектов задается скалярный потенциал. Используемая векторно-скалярная постановка, за счет применения скалярного потенциала в непроводящих областях и векторного потенциала в проводящих областях имеет хорошую сходимость невязки при расчете прямой задачи расчета электромагнитного поля и является оптимальной постановкой для расчета таких задач.

2. В исследуемой геологической среде возбуждают электромагнитное поле и системой приемных датчиков, размещаемых на ее поверхности по заданной системе наблюдений, осуществляют синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля.

3. После измерения компонент электромагнитного поля системой датчиков на исследуемой площади для каждой точки измерений находят разностный сигнал между измеренным и соответствующим расчетным значением поля от техногенных объектов.

4. По полученным разностным сигналам с использованием известных математических трансформаций или инверсий судят о характеристиках исследуемой среды, влияние техногенных объектов в которых учтено.

5. При проведении электромагнитных зондирований в соответствии с технологией согласно способу-прототипу расчет компонент электромагнитного поля техногенных объектов осуществляют вначале для базовой системы наблюдений, а затем последовательно для каждой точки из проводимых дополнительных измерений. Находят разностное значение между измеренными и расчетными значениями компонент электромагнитного поля, связанного с техногенными объектами, находящимися в зоне действия электромагнитных зондирований, которое применяют при каждой последующей процедуре выявления аномалий проводимости.

Ниже приведены примеры реализации способа согласно изобретению.

Пример 1. Работы методом многоразностных зондирований становлением поля (М-ЗСБ) на заданной площади 1 на профиле АВ с системой наблюдений, как это показано на фиг.1.

Выявлено, что в районе площади 1, пересекая профиль АВ измерений между пунктами разведочного профиля L2 и L3, на глубине 3 м от поверхности земли, располагается, как показано на фиг.1, стальная сварная труба 10, с наружным диаметром 1020 мм, стенками толщиной 8 мм. Электрофизические параметры трубы: 10-µ=100, ρ=1,4е-7 Ом. Плановое положение трубы на исследуемой площади также установлено.

Система наблюдений. В пунктах L1-L3 разведочного профиля АВ располагают квадратные 500∗500 м генераторные петли 2, находящиеся друг от друга на расстоянии 4000 м. Ток в генераторной петле 100 А. Измерения осуществляют расположенными в области генераторных петель 2 группами приемных датчиков 3-9 с магнитными моментами М_из=10⁴ м², находящимися на расстоянии 500 метров друг от друга.

По указанным электрофизическим характеристикам техногенного объекта на базе 3D-моделирования рассчитывают значения компонент собственного электромагнитного поля для трубы 10, находящейся в грунте исследуемой площади. 1. Для каждого положения описанной выше приемно-генераторной системы получены значения сигналов E_z ^трубы, представленные на фиг.2, для соответствующих точек зондирования.

При проведении геофизических исследований на исследуемой площади 1 возбуждают электромагнитное поле и приемными датчиками 3-9, по описанной выше системе наблюдений, осуществляют синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля E_z ^sum. Результатом являются экспериментальные временные графики измеренного сигнала от времени E_z ^sum. На фиг.3 представлены полученные экспериментальные зависимости E_z ^sum для пункта L2 (фиг.1) вблизи трубы 10. Для учета влияния трубы 10 из измеренного электромагнитного поля E_z ^sum вычитают собственное электромагнитное поле E_z ^sum трубы 10 для каждой точки 3-9 системы наблюдений.

На фиг.4 представлены графики E_z ^sum, измеренные методом М-ЗСБ на исследуемой площади 1, E_z ^трубы, рассчитанные с помощью 3D-моделирования для трубы 10, и разностный сигнал ΔЕ_z= E_z ^sum- E_z ^трубы между измеренным сигналом на исследуемой площади и рассчитанным для данной точки значением электромагнитного поля трубы 10 (для точек наблюдений 3-6).

Полученные значения компонент электромагнитного поля - разностный сигнал E_z ^sum-E_z ^трубы применяют для построения геоэлектрической модели исследуемой среды, а также для построения геоэлектрического разреза, как это сделано в данной реализации способа.

Для данного примера на фиг.5 представлен разрез вдоль профиля измерений, полученный по результатам ID-инверсии измеренных данных E_z ^sum. На фиг.5 видно, что в области залегания трубы 10 по результатам ID-инверсии определяется проводящая зона между 6000 м и 7500 м сопротивлением от 15 до 50 Ом. На фиг.6 представлен разрез вдоль профиля измерений, полученный по результатам ID-инверсии разностного сигнала E_z ^sum- E_z ^трубы. На фиг.6 видно, что при учтенном сигнале от трубы 10 по результатам ID-инверсии проводящая зона, изображенная на фиг.5, в районе между 6000 метров и 7500 метров отсутствует.

Пример 2.

Вариант расположения на заданной площади 11 рядом с профилем АВ транспортного средства МТ-ЛБ 20, как это показано на фиг.7.

Установлено, что корпус МТ-ЛБ сварен из катаных броневых листов толщиной 7-14 мм. Габаритные размеры 6450∗2850∗865 мм. Толщина брони 10 мм - лобовая броня; 7 мм - бортовая броня и кормовые листы; 5 мм - крыша; 3 мм - днище. Проводимость 3.6∗10⁷ См, магнитная проницаемость -100.

Вмещающая среда представлена моделью, приведенной на фиг.7. На площади измерений 11 на разных глубинах залегают три проводящих объекта сопротивлениями 20 Ом, 5 Ом и 15 Ом (на глубине 100-150 м, на глубине 200-500 м и на глубине 900-1000 м).

Система наблюдений. В пунктах разведочного профиля L1- L5, изображенных на фиг.7, расположены квадратные 500∗500 м генераторные петли 12, находящиеся друг от друга на расстоянии 1000 м. Ток в генераторной петле 12-100 А. Измерения осуществляют расположенными в области генераторных петель 12 группами приемных датчиков 13-19 с магнитными моментами М_из=10⁴ м², находящимися на расстоянии 200 метров друг от друга.

Транспортное средство МТ-ЛБ 20 располагается на площади 11 между пунктами профиля L3 и L4. Плановое положение МТ-ЛБ 20 на исследуемой площади установлено.

По указанным электрофизическим характеристикам техногенного объекта на базе 3D-моделирования рассчитаны значения компонент собственного электромагнитного поля для МТ-ЛБ 20. Для каждого положения приемно-генераторной системы (генераторных петель - 12, приемных датчиков 13-19 с магнитными моментами М=10⁴ м²) получены значения сигналов зависимости Еz^МТЛБ в соответствующих точках зондирования, представленные на фиг.8.

При проведении геофизических исследований на исследуемой площади 11 возбуждают электромагнитное поле и приемными датчиками 13-19, по описанной выше системе наблюдений, осуществляют синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля E_z ^sum. Результатом являются экспериментальные временные графики измеренного сигнала от времени E_z ^sum. На фиг.9 представлены полученные экспериментальные зависимости E_z ^sum для пункта L3 (фиг.7) вблизи МТ-ЛБ 20. Для учета влияния МТ-ЛБ 20 из измеренного электромагнитного поля E_z ^sum вычитают собственное электромагнитное поле E_Z ^МТЛБ МТ-ЛБ 20 для каждой точки 13-19 системы наблюдений. На фиг.10 представлены графики E_z ^sum в точке, измеренные методом М-ЗСБ на исследуемой площади, E_z ^МТЛБ, рассчитанные с помощью 3D-моделирования для МТ-ЛБ 20, и разностный сигнал ΔE_z=E_z ^sum-E_z ^МТЛБ между измеренным сигналом на исследуемой площади и рассчитанным для данной точки значением электромагнитного поля МТ-ЛБ 20.

На фиг.11 представлен разрез вдоль профиля измерений, полученный по результатам ID-инверсии измеренных данных E_z ^sum (слева), и разрез вдоль профиля измерений, полученный по результатам ID-инверсии разностного сигнала E_z ^sum-E_z ^МТЛБ (справа). На фиг.11 видно, что в области МТ-ЛБ 20 по результатам ID-инверсии сигнала E_z ^sum (слева) определяется проводящая зона между 2000 м и 3000 м сопротивлением от 10 до 20 Ом, а по результатам ID-инверсии разностного сигнала E_z ^sum-E_z ^МТЛБ (справа), при учтенном сигнале от МТ-ЛБ 20, описанная ранее проводящая зона в районе между 2000 метров и 3000 метров отсутствует.

Аналогичным образом могут быть учтены все токопроводящие объекты, тем или иным образом пересекающие исследуемую площадь.

Таким образом, способ, согласно изобретению, включающий заявленную совокупность существенных признаков, за счет учета влияния техногенных объектов, находящихся на исследуемой территории, обеспечивает получение более достоверной геоэлектрической 3D-модели среды, высокую точность определения параметров имеющихся аномалий проводимости, что, в конечном итоге, повышает точность геофизического прогноза.

1. Способ геоэлектроразведки в условиях техногенной инфраструктуры, включающий возбуждение электромагнитного поля в геологической среде, синхронную регистрацию компонент электромагнитного поля приемными датчиками по базовой системе наблюдений, определение проводимости исследуемой геологической среды по измеренным компонентам электромагнитного поля, сопоставление измеренных и расчетных значений компонент электромагнитного поля с построением геоэлектрической модели исследуемой среды, отличающийся тем, что дополнительно выявляют находящиеся вблизи источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений поверхностные и подземные токопроводящие техногенные промышленные и бытовые объекты, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов вблизи приемных датчиков, устанавливают их плановое геодезическое положение относительно фактического положения источников и приемников базовой системы наблюдений и электрофизические параметры, по установленным параметрам для всех приемных датчиков на исследуемой площади определяют значения компонент электромагнитного поля от каждого установленного техногенного объекта, для каждого из указанных приемных датчиков находят разностный электромагнитный сигнал между измеренным и рассчитанным электромагнитном сигналом от каждого техногенного объекта, проводят интерпретацию разностных сигналов для всей совокупности точек системы наблюдений, по результатам которой судят о строении и электрофизических параметрах исследуемой среды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе выявления находящихся вблизи источников и приемных датчиков базовой системы наблюдений поверхностных и подземных токопроводящих техногенных промышленных и бытовых объектов, которые могут создать искажающее влияние на электромагнитное поле от поисковых объектов, вблизи горизонтальной проекции этих техногенных объектов на поверхности Земли проводят дополнительные электромагнитные зондирования, по результатам интерпретации которых определяют или уточняют геометрические и электрофизические параметры подземных и поверхностных техногенных объектов и их плановое положение.

Предлагаемое устройство относится к контрольно-поисковым средствам, а именно к устройствам обнаружения местоположения людей, оказавшихся под завалами, образовавшимися в результате стихийного (землетрясения, торнадо, цунами и др.) или иного бедствия, и поиска взрывчатых и наркотических веществ, и может быть использовано при техногенных авариях, природных катастрофах, террористических актах и при предотвращении опасных для населения акций.

Способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления // 2515191

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска засыпанных биообъектов или их останков. Заявлен способ обнаружения местонахождения засыпанных биообъектов или их останков и устройство для его осуществления.

Способ радиолокации объектов в слабопроводящих средах // 2513671

Использование: изобретение относится к области техники, занимающейся подповерхностной радиолокацией объектов. Сущность изобретения заключается в зондировании среды сверхнизкочастотными гармоническими электромагнитными колебаниями.

Устройство и способ для детектирования электромагнитного излучения // 2507544

Использование: для детектирования электромагнитного излучения. Сущность: заключается в том, что быстродействующая и миниатюрная система детектирования, в частности, электромагнитного излучения в гигагерцовом и терагерцовом диапазонах содержит полупроводниковую структуру, имеющую двумерный слой носителей заряда или квазидвумерный слой носителей заряда с включенным одним дефектом или многочисленными дефектами, по меньшей мере первый и второй контакты для слоя носителей заряда и устройство для измерения фотоэлектродвижущей силы между первым и вторым контактами.

Способ радиолокационного зондирования подстилающей поверхности и устройство для его осуществления // 2490672

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для исследования подповерхностных структур. .

Способ георадиолокации многолетнемерзлых пород // 2490671

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для зондирования многолетнемерзлых пород с целью изучения их строения и свойств. .

Способ прогноза землетрясений // 2488846

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в области сейсмологии и геоэлектричества и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. .

Способ получения радиоголограмм подповерхностных объектов // 2482518

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к устройствам определения расположения и формы неоднородностей и включений в конденсированных средах.

Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления // 2480794

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием электромагнитного поля изменяющейся частоты и может быть применено при выполнении различного рода поисковых и инженерно-геологических исследований.

Электромагнитный способ на мелководье с использованием управляемого источника // 2475781

Изобретение относится к геофизическим измерениям, выполняемым в море (4) над морским дном (1) с пластами (3) породы, имеющими относительно низкое удельное сопротивление, для обнаружения возможной нижележащей нефтегазоносной породы-коллектора (2), имеющей относительно высокое удельное сопротивление.

Способ и устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств // 2540726

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Устройство обнаружения носимых осколочных взрывных устройств содержит СВЧ передающее устройство с частотой f1, СВЧ передающее устройство с частотой f2, СВЧ приемное устройство комбинационных частот второго порядка, СВЧ приемное устройство комбинационных частот третьего порядка. Дополнительно в устройство введены блоки измеритель отношения амплитуд сигналов комбинационных частот второго и третьего порядка, регистратор низкочастотного контактного шума и регистратор периодической инфразвуковой составляющей. Изобретение позволяет повысить дальность обнаружения осколочных взрывных устройств на фоне помех от электронных компонентов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Усовершенствованный способ электромагнитного исследования с управляемым источником // 2545472

Изобретение относится к геофизическим исследованиям с управляемым источником. Сущность: способ содержит этапы, на которых: развертывают по меньшей мере один приемник и электрический дипольный источник; передают электромагнитное поле от электрического дипольного источника; детектируют первую горизонтальную составляющую и вторую горизонтальную составляющую отклика электромагнитного поля на передаваемое электрическое поле, используя по меньшей мере один приемник, и вычисляют вертикальную составляющую отклика электромагнитного поля, используя детектированные первую и вторую горизонтальные составляющие отклика электромагнитного поля, причем эти первую и вторую горизонтальные составляющие комбинируют. Технический результат: повышение точности определения вертикальных составляющих отклика электромагнитного поля. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ дистанционного определения скорости приводного ветра // 2548120

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно предназначено для определения скорости ветра над морской поверхностью. Технический результат - обеспечение возможности учитывать вклад поверхностного течения в уровень отраженных водной поверхностью радиосигналов, что повышает точность определения скорости ветра. Сущность: установленным на космическом аппарате радиоальтиметром облучают водную поверхность, регистрируют отражённый назад сигнал, по фронту радиоимпульса определяют значимую высоту поверхностных волн, по времени прохождения сигнала до поверхности и обратно определяют крупномасштабный рельеф поверхности, по нему рассчитывают поле поверхностного течения, и определяют скорость ветра по величине отраженного назад сигнала с учётом значимой высоты волн и влияния поля течения на величину отражённого назад сигнала.

Способ дистанционного определения загрязнения поверхности открытых водоемов // 2548122

Изобретение относится к области океанографических измерений и преимущественно может быть использовано для контроля изменения состояния поверхности открытых водоемов, вызванного их загрязнением поверхностно-активными веществами, при проведении экологических и природоохранных мероприятий. Техническим результатом изобретения является возможность при осуществлении анализа характеристик бликов зеркального отражения учитывать фактор влияния, ветра, что обеспечивает повышение точности определения наличия загрязнения, а также степени его интенсивности. Согласно изобретению поверхность облучают лазером, регистрируют блики зеркального отражения и определяют их характеристики. При этом одновременно с регистрацией бликов измеряют скорость ветра, а уровень загрязнения определяют путем сравнения полученных характеристик с образцовыми значениями для измеренной скорости ветра. 3 ил.

Способ и система георадиолокационного каротажа // 2550773

Заявленная группа изобретений относится к области скважинной геофизики и может быть использована для исследования подповерхностных структур из скважин. Сущность: формируют сверхширокополосные видеоимпульсы длительностью 10-11-10-8 с. Излучают видеоимпульсы передающей антенной (2), размещенной в диэлектрическом корпусе, в разных азимутальных направлениях в плоскости, перпендикулярной оси скважины. Регистрируют видеоимпульсы блоком приемных антенн (3), размещенных в диэлектрическом корпусе. Записывают полноволновую форму зарегистрированного сигнала, представленную в виде двумерного кадра «амплитуда - время задержки», по которой оценивают азимутальную анизотропию среды. Обрабатывают полученную информацию в реальном масштабе времени. Визуализируют результат обработки в 4D представлении. Система для реализации способа содержит передающий и приемный блоки. При этом передающий блок включает устройство (не показано на чертеже), обеспечивающее формирование сверхширокополосных видеоимпульсов длительностью 10-11-10-8 с, передатчик (1), одну или несколько передающих антенн (2), размещенных в диэлектрическом корпусе. Приемный блок включает одну или несколько приемных антенн (3) с устройствами согласования (4), размещенных в диэлектрическом корпусе, коммутатор (5), приемник (6), блок (7) управления и связи с персональным компьютером, антенну (8) синхронизации и оптиковолоконную линию (9) синхронизации. Приемные антенны (3) размещают в диэлектрическом корпусе в такой конфигурации, которая обеспечивает формирование диаграммы направленности блока приемных антенн в двух режимах: радиозондирования и радиопросвечивания. Технический результат: повышение информативности каротажа за счет увеличения динамического диапазона сигналов, а также расширение функциональных возможностей - возможность осуществления как радиозондирования, так и радиопросвечивания (радиотомографии), причем на значительном удалении от оси скважины. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Способ картирования структурных поднятий в верхней части осадочного чехла и прогнозирования сверхвязких нефтей // 2551261

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при исследовании залежей сверхвязких нефтей. Сущность изобретения: излучают электромагнитные волны и принимают сигналы, отраженные от границ раздела слоев зондируемой среды, после чего проводят обработку результатов измерений. При этом предварительно строят структурные карты поднятия, а также временные сейсмические разрезы отраженных границ верхней части осадочного чехла, изучают материалы геофизических исследований скважин, материалы керна. На поверхности намечают линии профилей с учетом структурных карт поднятия и временных сейсмических разрезов отраженных границ верхней части осадочного чехла. Линии профилей проводят во взаимно перпендикулярных направлениях через пробуренные скважины с выходом за контур поднятия не менее чем на 500 м. Выполняют занесение в базу данных координат крайних и переломных точек линий профилей. Проводят рассмотрение возможных внешних помех, вводят по необходимости корректировки координат линий профилей. Проводят привязку линий профилей на местности, определяют высотные и координатные точки исследования. Проводят тестовые исследования на одной линии профилей. Экспериментально назначают длительность записи отраженной волны замера совокупности электромагнитных сигналов, зарегистрированных в точке приема в течение заданного времени после излучения электромагнитной волны, как превышающую двойное время пробега электромагнитной волны до самого глубокого объекта исследований. На основании сведений о глубинах и предполагаемых или заранее известных значений скоростях распространения электромагнитных волн в среде, полученных при анализе геофизических исследований и материалов керна, проводят выбор фиксированного времени, в течение которого приемник принимает отраженные сигналы. При этом шаг дискретизации по времени выбирают достаточным для детального описания электромагнитного отраженного сигнала в количестве от 10 до 20 точек на период центральной частоты. В ходе полевых наблюдений излучение электромагнитных волн от передатчика мощностью 10 МВт и прием отраженного сигнала выполняют последовательно тремя антеннами на трех частотах: 50 МГц, 25 МГц и 10 МГц в линейном и логарифмическом режимах записи и регистрации с шагом 4-6 м. Импульс, полученный на наиболее высокой частоте, учитывают как отражающий детальность исследований и высокое разрешение, а на наиболее низкой - как максимальную глубину зондирования. При этом в линейном режиме регистрации импульса проводят выделение и дискретизацию отраженного сигнала нижней части разреза. В логарифмическом режиме выполняют регистрацию «загрубления» высокой амплитуды сигнала и усиление низкой амплитудной записи верхней части разреза. В результате обработки полевых материалов строят временные разрезы, на которых волновая картина отображает особенности геологического строения и состава горных пород. По изменению свойств диэлектрической проницаемости выделяют границы раздела пластов и дифрагирующих объектов в полях электромагнитных волн, определяемых осью синфазности отраженных волн. Для визуализации используют выделение поля обратного отражения из совокупности полученных данных с использованием частотной и пространственной фильтрации. Применяют функцию сложения-вычитания для радарограмм, записанных в линейном и логарифмическом режимах, посредством которых добиваются детального расчленения нижней части радарограммы. Для литолого-стратиграфической привязки границ отраженных волн проводят коррекцию скоростных характеристик электромагнитного импульса и материалов геофизических исследований скважин и данных отбора керна. При этом устанавливают закономерности в характере и распространении электромагнитного сигнала. Выделяют объекты со слабыми и переходными отражающими характеристиками. Поисковым признаком границы залежи на временном разрезе выбирают уменьшение времени прохождения границы выделенного нефтяного пласта и увеличение амплитуды сигнала относительно показаний вне залежи. Строят карты временных отражений электромагнитного импульса, на основании которых картируют стратиграфические поверхности отражающих горизонтов верхней части осадочного чехла. По изменениям амплитуды и знака электромагнитного сигнала в разных средах над залежью, при переходе и за пределами залежи строят карты нефтенасыщенных толщин. Технический результат: прогнозирование залежей сверхвязких нефтей. 11 ил.

Способ георадиолокации в условиях ограниченного пространства // 2561769

Изобретение относится к геофизике, а именно к георадиолокации, и может использоваться на труднодоступных и ограниченных участках для исследования геометрии горных пород. Заявленный способ заключается в том, что геолокацию проводят с изменением углов разворота антенного блока георадара. При этом в месте проведения исследований, в ограниченном пространстве, выполняют углубление полуцилиндрической формы, в котором осуществляют зондирования в различных угловых положениях антенного блока георадара, для чего перемещают его по поверхности углубления, а измерения углов зондирований ведут по шкале и стрелке-отвесу, размещенным на антенном блоке. Радарограммы, записываемые с помощью данного способа, отличаются набором уникальных трасс сигналов, зарегистрированных под различными углами к отражающей горизонтальной границе, что позволяет выделить регулярные сигналы, тем самым повысить информативность данных георадиолокации. 1 ил.

Способ получения радиоголограмм подповерхностных проводящих объектов цилиндрической формы // 2564454

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации, а именно к определению расположения и формы неоднородностей и включений в конденсированных средах. Сущность: способ заключается в ступенчатом изменение сигнала, в заданном диапазоне частот с равномерным шагом от f min = k min c D до f max = k max c D , где kmin=0,72, kmax=0,81,D - диаметр антенны, с - скорость света. Количество отдельных частот в диапазоне от fmin до fmax не менее пяти. Сканируется исследуемый участок поверхности. Радиоголограмма исследуемого участка фокусируется и определяется ориентация проводящего заглубленного цилиндра. Сначала антенна ориентируется по отношению к оси заглубленного цилиндра так, что вектор напряженности электрического поля располагается перпендикулярно оси цилиндра, и сканируется поверхность при перпендикулярной поляризации. Затем антенна ориентируется по отношению к оси цилиндра так, что вектор напряженности электрического поля располагается параллельно оси заглубленного цилиндра, и сканируется поверхность при параллельной поляризации. Производится фокусировка радиоголограмм цилиндра при перпендикулярной и параллельной поляризациях. Определяется глубина фокусировки изображений заглубленного цилиндра при перпендикулярной и параллельной поляризациях, радиус r заглубленного цилиндра и глубина заложения h находятся из выражений: r=l ⊥ -l || ; h=l ⊥ , где l⊥ - глубина фокусировки изображений заглубленного цилиндра при перпендикулярной поляризации, l|| - глубина фокусировки изображений заглубленного цилиндра при параллельной поляризации. Способ позволяет косвенным методом определить диаметр арматуры и других проводящих цилиндрических предметов в конденсированных средах. 9 ил.

Способ обнаружения осколочных взрывных устройств // 2601667

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Способ обнаружения осколочных взрывных устройств основан на методе нелинейной радиолокации и включает облучение СВЧ электромагнитным зондирующим полем и регистрацию новых составляющих в спектре отраженного сигнала. Облучение осуществляется на двух близких, но не равных частотах. Регистрация осуществляется на одной из комбинационных частот третьего порядка, значение которой меньше значений двух частот излучаемых сигналов. Все частоты берутся в диапазоне резонансного рассеяния взрывного устройства. Поляризация зондирующих СВЧ сигналов берется вращающейся с одинаковым направлением вращения, а регистрацию отраженного СВЧ сигнала на комбинационной частоте третьего порядка осуществляют с использованием противоположного направления вращения. Техническим результатом изобретения является повышение дальности обнаружения осколочных взрывных устройств.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Антенная система // 2610347

Антенная система на монтажной плате с по меньшей мере двумя магнитными кольцами и прямоугольным поперечным сечением и образованными за счет этого боковыми поверхностями магнитных колец с противоположной полярностью, установленными на монтажной плате с помощью поставки, причем поверхности магнитных колец с противоположной полярностью обращены друг к другу, а центральные отверстия магнитных колец расположены соосно с отверстием проставки и образуют с ним сквозное отверстие. Эта антенная система предназначена для устройства обнаружения материалов, с помощью которого обеспечена возможность обнаружения задаваемого материала на большом расстоянии. Применимость антенной системы благодаря своей конструкции может быть свободно расширена увеличением количества магнитных колец и соответствующих проставок. Благодаря своему небольшому объему ее можно свободно интегрировать в существующие приборы и экономически выгодно производить. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.