Способ электрической разведки

 

М 66588

Класс 2l g, 30аг

СССР

* к У - ф/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана СССР

I, -1 "ГОО лl4 1ЛЧ16 -

1э 1оЛ " l „;,.

К. П. Козин и А. А. Коржев

СПОСОБ ЗЛЕКТРИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

3 лено 7 декабря 1940 г1зда в Комитет по делам геологии за № 38640 (303729) аявлено с присоединением заявок № 38925 — Наркомнефть 303814) от 13 декабря 19 0 д, I

4 го а № 39366 — Нарк дмнефть (304003) от 27 декабря 1940 года и № 41931 — Комитет по делам геологии (306407) от 21 марта 1941 года

Опубликовано 30 июня 1946 r.

При электрической разведке как постоянным, так и переменным током;используется обычно лишь различие в электропроводности гopiHblõ пород. Так, например, в структурной разведке базируются на .непроводяшие или, наоборот, хорошо проводящие горизонты, которые IIIo своим элементам залегания достаточно характеризуют разведываемую тектоническую форму. В разведке металлических полезных ископаемых (например. сульфидных линз) используется непосредственно различие в электропроводности полезного ископаемого и вмещающих его пород и т. п.

В основу предлагаемого способа положено использование для разведки некоторых явлений, происходящих в земле при прохождении в ней переменного тока. Хорошо известно, что ряд минералов обладает свойством детектнровать переменный:ток (общеизвестный пример — галенит). Опыт показывает, что этим же свойством, хотя и в меньшей мере, обладают и некоторые горные породы. Поэтому при прохождении в земле переменного тока можно набл1осдать возникновение постоянных электродв ижуши х сил, связанных с,такими явлениями, как не посредственное детектирование, различие в электрохимических реакциях. различие в аккумуляции электрической энер гии и др.

Предлагаемый, согласно изобретению способ электрической разведки заключается в измерении этих постоянных электрод вяжущих сил на поверхности земли. в горных выработках или скважинах и изучении их зависимостями от направления, силы и,.частоты питающего переменного то ка.

Предлагаемый способ может быть применен также для определения направления движения и скорости подземных вод.

Сущность изобретения поясняется чертежом, .íà IKoTopoM фиг. 1 дает принципиальную схему способа, фиг, 2 в пример выполнения схемы измерительной цепи, а фиг. 3— вариант применения способа для случая кароттажных наблюдений, № 66588

Питающий переменный ток (фиг. 1) частотой от 5 герц до радиочастот включительно создается в земле генератором 1 при помощи заземлителей-электродов индуктивным или иным путем. Переменный TQK,,íàïðàâëåíèå которого пока зано сплошными линиями, про низывает разведываемый обье кт 2, причем последний может рассматриваться, как источник постоянного то ка. Направление постоянного тока показано пунктирными линиями. Появившиеся на поверхности земли постоянные электрадвижущие силы определяются измерительным прибором 8, в качестве ко торого при частотах, питающего переменного тока примерно от

25 герц и более, может применяться гальванометр постоянного тока.

При малых частотах питающего переменного тока для компенсации переменного тока, появляющегося в измерительной цепи,в силу разно-. сти потенциалов на электродах М и N, индукци и и т. д., необходимо прыменен ие,компенсатора переменного тока, пример выполнения которого дан на фиг. 2. Питающая цепь, включающая генератор 1 и амперметр 2, соединяется с компенсатором переменного тока К при помощи трансформатора 8 (возможно и непосредственное соединение). Компенсатор состоит из вариометра 4, в первичную обмотку которого, включено .переменное сопротивление 5. При надлежащем положении ключей б и, 7 такой компенсатор может играть роль или простого поте нциометра для переменного тока (верхнее положение ключей),или же комплексного компе нсатора, позволяющего уравнивать токи по напряжению и фазе (нижнее .положение ключей).

В измерительную цепь помимо компенса|тора включается потеициометр 8 типа Шлумберже с компенсатором поляризации 9 (либо полуавтоматическ ий регистратор).

Процесс измерения сводится к следующему. До прапускания переменного то ка ia питающую цепь компенсируется разность потенциалов в изм ерителыной цепи AfN с помощью компенсатора поляризации 9, Затем включается генератор переменного тока 1 и замеряется с помощью амперметра 2 сила тока 1, текущего в питающей цепи АВ.

Путем подбора связи между первичной и вторичной обмотками вариометра 4 и сопротивления 5 добиваются отсутствия звука в телефоне 10 (при арретироваH HQMI гальванометре потенциометра 8 Шлумберже), После этого замеряется падение напряжения Ь U постоянного тока.

Отношение Ь U: I является,параметром для характеристик и геологического строения исследуемого участка.

Взаимное расположение питающей и измерительной цепи может быть различным. Так возможно весли наблюдения по схеме вертикальных электрических зо ндирований или, любого из аидов профилирования. В частности, подобный способ может быть применей в качестве вспомогательного при проведении вертикалыных электрических зондирований при разведке нефти и профилировании методо м измерения сопротивлений при разведке угля, озокерита и т. и.

В,качестве самостоятельного способа предлагаемая м етодика может быть применена при разведке металлических полезных ископаемых, при профилировании, при положении питающей цепи в виде поля

Лундберга или полук вадрата Зундберта (метод интенсивности), бесконечно длинного прямолинейного кабеля н др.

В качестве вспомогательного способа она может быть применена при разведках методом изолиний измерения переменных магнитных полей (интенсивности индукции).

Диапазон применяемых в способе частот может быть очень широким — от нескольких периодов в, секунду (например, частота пульсатора) до радиочастот (применяемых в методе индукции и,однометрических методах).

Вместо вариометра 4 могут быть применены части, иных устройств, М 66588. например, мостика Гейгера или

Тоеесона.

При кароттажных исследованиях для,избежания воздействия индуктивного эффекта,в проводах может быть использовано устройство по фиг. 3.

На трехжильном проводе в скважин у опуекается снаряд, в котором заключены двигатель постоянного тока 1 и спаренный с ним генератор переменного тока 2. Двигатель

1 питается от источника тока 8 по двум проводам.

От генератора, 2 через дно снаряда выведены два провода, оканчивающиеся питающими электродами А и В.

Через кожух про пущена третья жила кабеля, с канчивающаяся одним из измерительных электродо в М.

Помимо аоложения, приданного электроду М на фит. 3, может быть при нято и любое иное аоложение в зависимости от оптимальных условий работы.

Другой измерительный электрод

N находится на поверхности. Наблюдения ведутся нри помощи полуавтоматического регистратора 4.

Часть, провода MN (от М до а) должна быть представлена отрезком бронированного кабеля, броня которого покрыта взоляцией.

Диапазон частот може т быть значительным — от нескольких периодов в минуту (например, при сочетании 1 — батарея и 2 — пульсатор) до радиочастот. В последнем случае 1 будет представлять собою питательный ко птур, а 2 — колебательный контур. В этом случае (поскольку все питание может быть сосредоточено в снаряде в вцде сухих батарей) для измерений могут быть использованы в различных комбинациях все три жилы кабеля.

При использования епособа для определения направления движелия и скорости подземных вод один из электродов питающей цепи OD)кается в скважину на уровень исследуемого горизонта, в который вводятся соли или электролит, а другой электрод относится на значительное расстояние. По питаю.щей цепи пропускается перемененный ток произвольной частоты (от 5 герц до радиочастот включитель но). На поверхности же земли измеряются .постоянные э. д. с., возникающие в земле при прохождении в ней переменного тока.

Предмет изобретения

1. Спо"об электрической разведки полезных ископаемых при помощи переменного тока (частотою от 5 герц до радиочастот включительно). создаваемого в земле тем или иным путем (например, при помощи заземлителей - электродов или индуктивным путем), о тл н ч ающи и с я тем, что на поверхности зем ли, в горных выработках или скважинах измеряют (нли наносят изолинии) постоянные электродвижущие силы, возникающие в земле при прохождении переменного тока, и изучают зависимость этих э. д. с. от направления, силы и частоты питающего неременного тока.

2. Применение способа по и. 1 для определения направления движения и скорости подземных Вод.

J4-66588

Фиг. 1

Фиг. 2 г

Фиг. 3

Отв. редактор В, Н. Костров Техн. редактор Г. Ф. Соколова.

А01бб2. Подписано к печати 9/Ш-1948 r. Тираж 500 экз, Цена 65 к. Зак. 7

Типография Госпланиздата им, Воровского, r. Калуга