Устройство для определения глубины залегания локальных неоднородностей

Устройство для определения глубины залегания локальных неоднородностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

E и

О П И С А Н И Е „„557З4О и зоы ете н ия ""

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОЕ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено04.11.74 (21) 2072590/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. K».-

6 01 V 8/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано05.05.77.Бюллетень № 17 (53) УДК 550.83 (088,8) (45) Дата опубликования описания 07.07.77 (72) Авторы изобретения

В. И. Гордиенко, В. П. Убогий и E. В. Ярошевский

Физико-механический институт АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ

ЛОКАЛЬНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

Изобретение относится к технике электромагнитных геофизических исследований и может быть использовано для определения глубины залегания локальных неоднородностей. 5

Известно устройство для определения глубины залегания локальных неоднородностей, содержащее генератор периодического напряжения, излучатель, две приемные рамки, нуль-индикаторы, усилители, син- щ хронные детекторы, нуль-гальванометр и отсчетное устройство (1).

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений, а также применимость его лишь в ближней зоне излучения электромагнитного поля.

Известно устройство (2, позволяющее определять глубину залегания локальных металлических неоднородностей и включений, содержащее приемные катушки, вклю- 2О ченные секциями и соединенные последовательноо — встречно.

Недостатками этого устройства являются ся низкая точность измерения из-за сложности процесса измерения, а также невоз- 2б можность определения глубины залегания локальной неоднородности непосредственно за время электроразведочных работ и применимость его только в ближайшей зоне излучения электромагнитного поля.

Известно устройство 13), позволяющее определять глубину залегания локальных неоднородностей и включений, содержащее генератор периодического напряжения, дипольный излучатель, дифференциальный приемник поля, усилители, триггеры, ключ, управляемый генератор импульсов, датчик скорости, расширитель импульсов, счетчик импульсов, дешифратор и отсчетное устройство.

Недостатками устройства являются низ— кая точность измерений, обусловленная сложностью процесса измерений, а также возможность использования его только в ближней зоне излучения электромагнитного поля.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства, достоверности результатов измерений и определение глубины залегания локальных неоднородностей не557340

Блок-схема предложенного устройства показана на фиг. 1, где: 1-4 — приемники поля, 5 — излучатель электромагнитного поля, 6, 7 — усилители, 8, 9 — выделители экстремумов, 10- схема И, 11 — триггер 12 — ключ, 1 3 — управляемый гене) ратор импульсов, 14 — датчик скорости, 15 — расширитель импульсов, 16 — счетчик импульсов, 17 — дешифратор, 18 — отсчетное устройство.

Излучатель электромагнитного поля 5 облучает локальную неоднородность 19 (фиг. 2). Вторичное поле индуцирует сигналы в приемниках поля 1 — 4. Приемники поля 1-4 и 2, 3 включены дифференциаль50 посредственно во время электроразведочных работ.

Поставленная цепь достигается тем, что устройство дополнительно содержит дифференциальный приемник попа с отличным от первого значением базы, выделители экстремумов, схемы "И", причем оба дифференциальных приемника поля через выделители экстремумов подключены к управляющему входу ключа и через расшири- 10 тель импульсов ко входу "сброс" счетчика импульсов

Сущность изобретения заключается в следующем. На основе анализа зависимостей составляющих вторичного электромагнит- 15 ного поля сферической локальной неоднородности от расстояния между излучателем (магнитным ипи электрическим диполем), дифференциальным приемником поля (состоящим из двух разнесенных вдоль направле- 20 ния,движения поисковой установки, одинаково сориентированных и встречно включенных приемных элементов) и локальной неоднородностью, выявленных при различных геометрических параметрах установ- 25 ки, было доказано, что: во-первых, кривые зависимостей модулей разностей составляющих векторов напряженности вторичного электромагнитного поля проводящей сферической неоднородности характеризуется на- 30 личием двух экстремумов, возникающих при прохождении .ЙПП над сферой; во-вторых, расстояние между этими экстремумами определяется соотношением между величиной базы дифференциального приемника поля ) 35 (расстояние между приемными элементами

ДПП) и глубиной залегания локальной неоднородности. Прн этом, если L ъQ, то расстояние между экстремумами разностного аномального сигнала равно (,, а если 40 (с, то оно равно Й.

Теоретически установленная закономерность была подтверждена экспериментально па моде;.тирующэй установке.

45 но и разнесены один относительно другогс нарасстояние соответственно 8 и 8 вдоль направления движения установки, перемещающейся на высоте над неоднородностью

1 9. Кривые разностей вторичных сит налов, получаемых при прохождении установки над локальной неоднородностью, показаны на фиг, 3. Если выполняется условие: (1 (g) то глубина залегания локальной неоднородности определяется как расстояние между экстремумами разностей вторичных сигналов, и оно не зависит от и 8 дифференциально включенных приемников. р и м e p; Проводился расчет зависимости модуля разности напряженностей

В вторичного поля (составляющей Н„ в точках размещения приемных элементов дифференциальных приемников от взаимного расположения установки и локальной неоднородности. Для расчета была принята установка с вертикальным электрическим диполем-излучателем электромагнитного поля и дифференциальными приемниками (фиг. 2).

Электрический момент излучателя параллелен оси 02 декартовой системы коордианат, база дифференциального приемника L совпадает с направлением движения установки вдоль оси ОУ. Оси чувствительности приемных элементов сориентированы

В параллельно оси ОХ на измерение Нх . В качестве аномалии была принята высокопроводящая сфера с радиусом о = 0,5 м

Среда однородная, проводящая, 6„ /0 мм, Е, = 7,71 1о ф/м.

Параметры установки: расстояние между излучателями и первым приемным элементом дифференциального приемника P = 20м, момент тока электрического диполя принят равным 1 (А. м.)

В устройстве (фиг. 1) сигналы дифференциально включенных приемников 1, 4 и

2,3 подаются через усилители 6, 7 и выделители экстремумов 8,9 на входы схемы "И"

1 О, к отара я пропускает разности выходных сит капов дифференциально включенных при« емников 1, 4 и 2, 3 только тогда, когда экстремумы их совпадают, т. е. когда выполняется условие (1) и расстояние между экстремумами разностей вторичных сигналов равно глубине залегания неоднородности. Выход схемы"И" 10 через триггер

11 управляет работой ключа 12, который пропускает импульсы от управляемого генератора импульсов, частота которых прямо пропорциональна скорости перемещения установки, измеряемой датчиком скорости

14. Импульсы с выхода ключа 12 подсчи557340 тываются счетчиком импульсов 16. Количество импульсов, попадающих в счетчик импульсов 16, будет равно:

Л= 1 Х„ (2) где E, — время между экстремумами вторичных разностных сигналов приемников, — частота импульсов генератора 13.

В свою очередь:

К. Ч, (3) где К вЂ” коэффициент преобразования;

V — скорость перемещения установки над локальной неоднородностью.

Подставляя равенство (3 ) в уравнение (2), получим и = 6 К Ч = К И (4) гдеЬ6.7- расстояние между экстремумами разностей вторичных сигналов приемников, ив данном случае глубина залегания локальной неоднородности, Количество импульсов счетчика импульсов 16 дешифруется дешифратором 17 и регистрируется отсчетным устройством 18.

Через некоторые времяэ задаваемое расширителем импульсов 15, показание счетчика 16 и отсчетного устройства 18 сбрасываются на нуль до следующего цикла измерения.

Изобретение позволяет повысить точность измерений, быстродействие устройства и исключить выполнение механических измерени и связанные с этим погрешности.

Предложенное устройство обеспечивает определение глубины залегания локальных неоднородностей с неизвестными геометрическими размерами и электродинамическими параметрами непосредственно во времяпроведнияэлектроразведочных работ.

Особенно эффективно применение ус ройства в случае неоднородностей небольших геометричс " . их размеров, залегающих на глубинах не превышающих 15 м.

Формула изобретения

Устройство для определения глубины р залегания локальных неоднородностей, содержащее дипольный излучатель, дифференциальный приемник поля, усили тели, гр иггер, ключ, управляемый ге нера гор импульсов, да гчик скорости, расширитель импульсов, счетчик

)$ импульсов,дешифрагор и огсчегное устройство, о г л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения быстродействия устройства, точности результатов измерений и возможности определения глубины залеганиялокальных неоднородностей непосредственно во время элек1— роразведочных работ, оно дополнительно содержит дифференциальный приемник поля с отличным от первого значением базы, выделители экстремумов, схему "И", причем рд оба дифференциальные приемники поля через выделители экстремумов подключены к управляющему входу ключа и через расширитель импульсов ко входу сброс счетчика импульсов.

30 Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3471772 опобл.

1969 г октябрь, 7 т. 867, 1.

2. Авторское свидетельство СССР

35 171483 по кл. G 01 V 3/00 опубл. в БИ № 11, 1965 г.

3. Бахмутский В. Б., Зуенко Г. И.

Индукционные кабелеискатели" М.,Связь, 1970 г. (прототип), 557340

Составитель В. Зверев

Редактор Т. Орловская Теехред И. Асталош Корректор Л. Веселовская

Заказ 843/58 Тираж 717 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4