Файл: Якубовский, Ю. В. Электроразведка учебник.pdf

в цепи обмоток возбуждения, так и числа оборотов двигателя авто­ машины. При работе с установками небольших размеров в ка­ честве источников тока могут быть использованы батареи Б марки 69-ГРМЦ-6, комплект которых имеется в станции.

Подключение генераторов или батарей к питающим заземлениям осуществляется при помощи мощных электромагнитных включателей контакторов К, управляющие обмотки которых питаются аккумуля­ торами Ак через включатель П.

Вцепь питающих заземлений включены эталонные сопротивле­ ния Яэ, падение напряжения на которых регистрируется токовым каналом осциллографа Ос, входящего в комплект генераторной группы.

Вслучае необходимости чувствительные каналы этого осцил­ лографа могут быть применены для регистрации разности потен­

циалов в измерительных линиях электроразведочных устано­ вок. Таким образом, генераторная группа в некоторых условиях может быть использована одновременно и как измерительная лабо­ ратория.

Для синхронизации марок времени и операторской связи между полевой лабораторией и генераторной группой в комплект по­ следней включены радиостанция PC и телевключатель ТВ. Пита­ ющие и приемные линии при работе подключаются к входной

устанавливаются недалеко друг от друга и соединяются многожиль­ ным кабелем, содержащим провода для переключения питания упра­ вляющих обмоток контакторов, а также для телефонной связи между лабораторией и генераторной группой.

Преимущества электроразведочных станций перед установкой

спотенциометром или автокомпенсатором и батареями заключаются

ввозможности:

1)использования мощных источников тока, что, в свою очередь, позволяет увеличить размеры электроразведочных установок и соответственно глубинность исследований;

2) полного отделения питающей цепи от приемной (запись АU и I на отдельных осциллографах); при работе с дипольными уста­ новками указанное обстоятельство позволяет, как это будет пока­ зано ниже, значительно уменьшить количество проводов, а тем самым сократить потери мощности в них;

3) одновременной записи разности потенциалов в двух измери­ тельных цепях.

Существенным преимуществом станций является также то, что осциллографическая запись измеряемых величин характеризуется большей объективностью по сравнению с компенсационным спосо­ бом измерений.

66

Применение низкочастотной аппаратуры при работе методами постоянного поля

Характер низкочастотного переменного электромагнитного поля

вземле существенно зависит от безразмерного параметра (см. гл. IX);

р= 2,81 ѴЦрг,

где р — сопротивление среды; / — частота поля; г — расстояние между источником поля и точкой наблюдения.

Из теории переменных электромагнитных полей известно, что при р 0 переменное электромагнитное поле, созданное в земле при помощи двух заземлений, не отличается от постоянного поля. Это обстоятельство служит основанием для применения низкочастот­ ных полей при работе методом сопротивлений и некоторыми другими методами, теория которых, а также приемы интерпретации резуль­ татов полевых наблюдений строятся в предположении, что изучае­ мое поле постоянно.

Применение переменного тока технически и экономически выгод но по следующим соображениям.

1.Измерительная аппаратура, работающая на переменном токе, отличается высокой помехоустойчивостью. Постоянные поля-помехи, связанные с поляризацией измерительных электродов, действием естественных полей, а также с утечками тока из промышленных установок, питаемых постоянным током, не влияют на показания прибора, измеряющего переменное напряжение. Влияние перемен­ ных полей с частотой, не совпадающей с собственной частотой аппа­ ратуры, может быть резко уменьшено посредством электрических фильтров в измерительном канале.

2.Высокая помехозащищенность измерительного устройства поз­

воляет использовать в нем усилители с большим коэффициентом усиления, что обусловливает существенное снижение мощности источ­ ников тока в цепи питающих заземлений и, таким образом, снижение стоимости работ.

Однако при применении переменного тока низкой частоты сле­ дует помнить, что размеры установок (расстояние между питающими

иизмерительными заземлениями) не должны превышать 0,5—1,0 км.

Впротивном случае различия между постоянными и переменными

полями становятся недопустимо большими.

В настоящее время приборостроительная промышленность се­ рийно изготавливает комплект аппаратуры для работы с низкочастот­

устройство и измерительные приборы (микровольтметры). Источником тока в комплекте аппаратуры ИКС служит транзи­

сторный генератор, преобразующий постоянное напряжение батарей или бензоэлектрического агрегата в переменное, прямоугольно­ импульсное, меняющееся с частотой 22,5 Гц. В зависимости от типа

и размеров электроразведочиых установок применяется генератор мощностью 1 Вт (комплект ИКС-1), 50 Вт (ИКС-50) и 600 Вт (ИКС-600).

Выходной ток генератора стабилизирован таким образом, что сила его отклоняется от номинального значения не более чем на 1%.

Разность потенциалов между приемными заземлениями изме­ ряется при помощи микровольтметра, в котором используется компарационный способ измерения (способ сравнения). Скелетная схема микровольтметра ИКС-1 изображена на рис. 35. Измеряемый сигнал AU подается на калиброванный ступенчатый делитель напряжения Д и затем через переключатель П на вход усилителя У, снабженного

м

N

Рис. 35. Скелетная схема микровольтметра ИКС-І.

на выходе стрелочным индикатором. Показания этого индикатора соответствуют величине KAUJa; здесь К — коэффициент усиления; а — коэффициент деления делителя Д.

Для формирования опорного сигнала служит специальный гене­ ратор Г, выходной ток которого / вых стабилизирован и равен 1 мА. Генератор нагружен на ступенчато и плавно меняющиеся сопроти­

Величина опорного сигнала выбирается такой, чтобы стрелочный индикатор на выходе усилителя установился в том же положении, что и при подаче на его вход сигнала AU/a. В этом случае

К АU/а = К [(Яр + Ят) • 1] мВ;

тогда

ДЕГ = <х[(Яр + Я т) - 1] м В ,

откуда следует, что нестабильность коэффициента усиления усили­ теля не оказывает влияния на результаты измерения и надежность

68

их зависит только от стабильности опорного генератора, точности делителя и подбора величин сопротивлений R^ и R .

В том случае, когда ток питающего генератора, используемого в комплекте ИКС, стабилизирован на величине 1 сА, чтобы изме­ рить отношение Д///, входящее в выражение для рк, достаточно измеренный сигнал разделить на 10. Для этого делитель Д снабжен дополнительной шкалой, оцифрованной непосредственно в омах. Питание измерителя осуществляется от батареи Б через блок пита­ ния БП.

Провода

Применяемые при электрической разведке провода должны > обладать высоким качеством электрической изоляции и большой механической прочностью. Эти требования определяются теми условиями, в которых производятся работы. При полевых работах провода обычно располагают непосредственно на поверхности земли, где они подвергаются действию атмосферных осадков, влаги, скапли­ вающейся на растительности, почвенных вод и т. д.

В этих условиях провода с плохой изоляцией создают возмож­

с одной точки на другую, разматывают и наматывают на катушки. При этом металлическая жила провода испытывает большие разрыв­ ные усилия и в случае недостаточной механической прочности часто рвется; изоляция провода вследствие трения о поверхность земли, деревьев, камни и т. п. подвергается усиленному износу и теряет свои изолирующие свойства.

Провода должны также обладать малым электрическим сопроти­ влением, чтобы падение напряжения в них было минимальным. Это особенно необходимо соблюдать при работе с большими уста­ новками, так как в данном случае (в отличие от установок малых размеров) значительная часть общего сопротивления питающей цепи приходится на провода, а не на заземления. При большом сопротивлении проводов для создания в земле токов достаточной силы пришлось бы значительйо увеличивать напряжение батарей или генераторов, что онасно с точки зрения поражения обслужива­ ющего персонала током. Это приводит к расходу энергии, а также увеличению возможности возникновения утечек.

В настоящее время при полевых исследованиях в зависимости от модификаций электрических методов разведки и установок (раз­ меры от нескольких метров до нескольких десятков километров) применяются провода различных марок.

В табл. 2 приведены характеристики проводов, наиболее часто применяемых при электроразведочных работах.

Для продления срока службы проводов необходимо оберегать от повреждений как изоляцию, так и металлические жилы проводов. С этой целью надо соблюдать следующие правила.

69

1. Хранить и перевозить все провода (за исключением новых

не более 50—100 м. При перемотке заводских бухт на катушки следить за тем, чтобы провода не закручивались, для чего применять специальные смоточные станки.

2.Хранить провода и катушки в сухом месте, закрытом от дождя

исолнца. В склад на хранение сдавать провода только в сухом и очищенном от грязи виде. На каждой катушке должна быть бирка

с указанием количества метров провода, а также его назначения.

3.Не наматывать на одну катушку одновременно два куска провода и более. Нельзя также связывать или скручивать провода двух линий и более в один кабель.

4.Не сматывать провода на катушки в мокром состоянии. Если это пришлось сделать, то при возвращении на базу необходимо просушить провод, размотав его с катушек.

5.При размотке провода не бросать его на землю в беспорядке,

апри перетягивании или смотке не допускать образования петель (закруток), являющихся причиной быстрой порчи на этих местах

'оплетки и обрыва металлической жилы.

6.При работе в залесенной или каменистой местности следить за тем, чтобы провод не цеплялся за пни, корни, кусты, не терся об острые камни.

7.При пересечении дорог не допускать переезда проводов теле­

гами, тракторами, автомашинами. Для пропуска транспорта нужно поднимать провод вверх или подвешивать на шестах. При пересече­ нии железнодорожного полотна пропускать провод под рельсами.

8. При разматывании, сматывании и перетаскивании проводов не допускать большой перегрузки. Нагрузку на длинные линии надо распределять равномерно. Рабочие, тянущие провода, должны находиться друг от друга на расстоянии 200—300 м. Для провода ГПМП допускается перетягивание интервалами до 500 м.

70