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

Если геологические и топографические условия ограничивают возможности применения установки AMNB (как, например, на побережье морей, озер или водохранилищ, в горных районах или долинах, на оползнях и т. ц.), выполняют односторонние трехточеч­ ные зондирования установкой AMN, С оо.

Использование двухточечных ВЭЗ в целом определяется теми же условиями, что и применение трехточечных зондирований. Их пре­ имущество проявляется особенно в тех случаях, когда покровные

-JL.

_Я_

_Н_

Рис. 65. Схема установки для трехточечного зондирования с ЭСК.

отложения характеризуются резкой неоднородностью условий заземлений электродов М и N, вследствие чего кривые ВЭЗ значи­ тельно искажаются.

Дипольные зондирования. Методика полевых работ способом дипольных зондирований определяется разносами установок. Если разносы не превышают 1—2 км, зондирование рациональнее выпол­ нять при помощи обычного комплекта аппаратуры, применяемого при симметричном зондировании. В качестве источника тока при этом используют батареи сухих элементов, а АU и / измеряют посред­ ством ЭСК или ИКС. Измерительный диполь обычно остается на месте, а питающий перемещается в том или ином направлении (в зави­

120

симости от типа установки). Провода, соединяющие заземления пита­ ющих диполей с центром установки, наматываются на катушки, расположенные на центре, где помещаются измерительный прибор- и батареи. Дипольные зондирования с разносами более 2 км выпол­ няются с электроразведочными станциями.

Дипольные установки по сравнению с симметричными установ­ ками обладают рядом технических преимуществ, к которым можно отнести почти полное отсутствие помех, связанных с утечками из питающей цепи, а также с индуктивным влиянием питающей цепи на приемную. Количество проводов, необходимое для производства дипольного зондирования, значительно меньше требуемого для обыч­ ного зондирования.

Наряду с этим дипольное зондирование имеет некоторые недо­ статки. Они обусловлены в первую очередь тем, что напряженностьполя диполя убывает обратно пропорционально третьей степени расстояния, т. е. быстрее, чем поле точечного источника. Поскольку Е Ä* АU/r N, то измеряемые разности потенциалов при работе с ди­

польными установками уменьшаются очень быстро с увеличением расстояния между питающим и приемным диполями. Быстрое убы­ вание напряженности поля при дипольном зондировании приходится компенсировать увеличением тока в питающем диполе, что влечетза собой увеличение мощности источника тока. Указанной особен­ ностью поля диполя объясняется также повышенная чувствитель­ ность дипольных установок к неоднородностям в верхних частях разреза и связанная с этим усложненность графиков кажущегося сопротивления. Особенно резко сказываются неоднородности вблизи заземлений на кривых осевого зондирования.

Малое дипольное зондирование. Методика выполнения малых ДЗ- в своих основных положениях — в подготовке участка съемки, в монтаже и подготовке установки на точке зондирования, в порядке и правилах проведения измерений АU и I , в контроле за измерени­ ями, проверке прибора и установки — аналогична методике про­ ведения малых зондирований с симметричной установкой, описанной выше. Монтажная схема установки для двухстороннего ДОЗ с раз­ носом диполей до 1 км изображена на рис. 66. Монтажные схемы установок для других разновидностей дипольного зондирования (например, дипольно-экваториального) отличаются от изображенной на рис. 66 лишь тем, что вследствие иных ориентаций и направлений перемещения питающих диполей изменяется расположение катушек с проводами питающей линии.

Последовательность операций, выполняемых при дипольном зон­ дировании с малыми разносами, зависит от типа установки и числа измерительных диполей. При работе с двухсторонними установками измерения на одном из питающих диполей рационально проводить в то время, когда изменяют положение второго иитающего диполя. Размеры питающих и измерительного диполей при дипольном зон­ дировании приходится со временем увеличивать, потому что из­ меряемая разность потенциалов, как указывалось выше, быстра

121

уменьшается с увеличением разносов установки. Предельные размеры динолей должны быть такими, чтобы с достаточной точностью можно было поле двух точечных источников А и В принять за поле диполя; в то же время необходимо, чтобы выполнялось условие АUJr ^

Рис. вб. Схема установки для двухстороннего дипольно-осевого зонди­ рования с ЭСК с разносами диполей до 1 км.

В соответствии с этим условием размеры применяемых дипольных установок должны быть следующими (табл. 4).

Таблица 4

Для того чтобы величина регистрируемых разностей потенциалов в процессе измерений оставалась на уровне, соответствующем требо­ ваниям инструкции (0,2—0,3 мВ), с увеличением г время от времени увеличивают также размеры питающего и измерительного диполей. Перекрытия отдельных ветвей (отрезков) кривой дипольного зонди­ рования на графике осуществляют при переходе с одного размера диполя M N на другой или при изменении размера диполя AB.

Поскольку применяемые установки по своим реальным размерам значительно отличаются от бесконечно малых диполей теоретических установок , расстояние г между центрами диполей не соответствует расстояниям между разноименными электродами обоих диполей. В связи с этим введено так называемое действующее расстояние гд дипольной установки, осредняющее размеры практически применя­ емой установки (см. рис. 27). При построении кривой ДЗ его откла­ дывают по оси абсцисс как аргумент функции рк.

122

емый по специальной номограмме (рис. 67). Для этого находят точку с абсциссой, равной выбранному значению угла Ѳ, и с ординатой, равной отношению АВ]2г. По кривым, нанесенным на номограмме,

находят значение р.

Коэффициент К установок вычисляют либо по общей формуле для коэффициента установок метода сопротивлений (III.2), либо по специальным формулам, полученным из общей формулы примени­ тельно к каждому типу установок.

Большое дипольное зондирование. Методика выполнения диполь­ ных зондирований с разносами питающих электродов, превыша­ ющими 2 км, существенно отличается от методики зондирований с малыми установками. Применение в данном случае автокомпенса­ торов невыгодно, так как схемой измерения AU и I предусматри­ вается подводка к точке расположения измерительного прибора проводов от питающего и измерительного диполей. Таким образом, не используется одно из преимуществ дипольных зондирований, заключающееся в уменьшении длины соединительных проводов. Кроме того, батареи сухих элементов не обладают необходимой мощностью для создания в земле поля достаточной интенсивности. В связи с этим дипольные зондирования с большими разносами в настоящее время выполняют при помощи электроразведочных станций. Питающий диполь при этом обычно оставляют неподвиж­ ным, а перемещают диполь измерительный. Чаще всего применяют двухсторонние экваториальные зондирования.

Для экономии времени измерения на разносах до 1 км проводят при помощи батарей с ИКС или ЭСК в интервалы между измерениями на больших разносах посредством симметричной установки AMNB. Схема такой комплексной установки для двухстороннего эквато­ риального зондирования изображена на рис. 68. Один из возможных

123

вариантов схемы последовательного изменения размеров установки ДЭЗ приведен в табл. 5.

Как видно из табл. 5 перекрытия отдельных отрезков кривой ДЭЗ

.производятся при переходе с диполя А В одного размера на другой.

Рис. 69. Кривая ДЭЗ, полученная при измерениях комплексной установкой.

Значения рк, полученные при измерениях установкой AMNB, нано­ сят на тот же логарифмический бланк (в функции ABJ2), что и зна­ чения рк, полученные при измерении установкой ДЭЗ (в функции гд), как показано на рис. 69.

Порядок выполнения дипольного зондирования с электроразведочной станцией следующий.

Вдоль профиля наблюдений, который совпадает с направлением оси зондирования, проводят пикетаж через 50—100 м для опре­

дикулярно к линии профиля при ДЭЗ и вдоль профиля при ДОЗ). Подготавливают также малую установку (AMNB — при ДЭЗ, ди­ польно-осевую — при ДОЗ) для измерений с ИКС или автокомпенса-

124

тором; разносы малой установки ориентируют вдоль профиля. Вблизи центра располагают генераторную группу станции, к выход­ ной панели которой подключают диполь AB. В соответствии с при­ нятой схемой изменения размеров установки на соответствующем пикете размещают диполь M N (перпендикулярно к профилю при ДЭЗ, вдоль профиля при ДОЗ), около которого устанавливают поле­ вую лабораторию станции. При двухстороннем зондировании изме­ рения ведут с двумя лабораториями одновременно.

Подготовку генераторной группы и полевой лаборатории к изме­ рениям и сами измерения проводят так же, как и при выполнении симметричных ВЭЗ. Однако расположение генераторной группы и лаборатории на значительном (и возрастающем в процессе зонди­ рования) расстоянии друг от друга обусловливает некоторую спе­ цифику работы. Оператор ГГ и оператор ИЛ свои действия согласо­ вывают по радио; подача пробных и токовых импульсов производится оператором ГГ; регистрация рабочих й градуировочных токовых импульсов проводится отдельно от записи А£7 также оператором ГГ при помощи осциллографа генераторной группы. При этом токовые рабочие и градуировочные импульсы регистрируют не на каждом разносе, а величину рабочего тока определяют непосредственно по прецизионному стрелочному прибору, шунт которого включают в цепь AB. Показания прибора записываются оператором ГГ и сооб­ щаются им по радио оператору ИЛ и интерпретатору.

Для выбора длительности рабочих импульсов время становле­ ния tc ориентировочно может быть подсчитано по формуле (IV.30); при этом коэффициент будет иметь значения 0,75 (для ДЭЗ) и 0,94 (для ДОЗ).

После проявления и проверки качества осциллограмм полевые лаборатории перемещают на следующие пикеты профиля.

На обратной стороне осциллограмм Д£/ и I заполняют их пас­ порта, затем регистрируют в журнале и обрабатывают. По резуль­

по формуле

ркср = (рк ' Г Рк)/2.

На местности, где передвижение станции возможно только по дорогам и поэтому нельзя прокладывать прямолинейные профили, применяют азимутальную установку. Из формулы (IV.26) следует, что кривая дипольно-азимутального зондирования не зависит от угла Ѳ. Вследствие этого центры диполей AB и M N можно распо­ лагать вдоль криволинейного профиля (дороги). Однако напряжен­ ность EQ, как это видно из формулы (IV.24), зависит от sin Ѳ; поэтому, для того чтобы измеряемые разности потенциалов были большими и тем самым измерения более точными, угол Ѳ следует выбирать в пределах 70—110° (но угол у всегда должен быть равен 90°).

Для проведения ДАЗ проводят пикетаж дороги, который пере­ носят затем на топопланшет. При помощи этого планшета намечают

125