книги из ГПНТБ / Якубовский, Ю. В. Электроразведка учебник

Подготовка установки и выполнение зондирования. Электроразведочную станцию и измерительную установку малой линии рас­ полагают на центре в соответствии с рис. 59. (Здесь и ниже описание ведется применительно к основному виду электроразведочных стан­ ций с раздельными генераторной группой и полевой лабораторией

типа ЭРСУ-60.)

Малая установка подготавливается к работе гак же, как при выполнении малых зондирований. По окончании подготовки этой установки оператор, не ожидая завершения подготовки большой установки, приступает к измерениям на малой линии в порядке,

заземления должна быть не более 5 Ом). Затем операторы генератор­ ной группы ГГ и измерительной лаборатории ИЛ проверяют аппа­ ратуру (надежность управления контакторами из измерительной лаборатории, работу генераторов, переговорного устройства и линии связи с рабочими на питающих заземлениях, работу осциллографа и др.). Станция проверяется также на утечку при помощи мегометра. Сопротивление изоляции регистрирующих каналов относительно корпуса осциллографа должно быть не менее 5 МОм.

Большое внимание уделяется работе на питающих заземлениях. Число электродов на одном заземлении должно быть таким, чтобы на каждый из них приходилось не более 0,5 А питающего тока. Телефоны для прослушивания во время замеров включаются парал­ лельно питающему заземлению, а после получения сигнала о передаче распоряжений включаются непосредственно между концом линии и питающим заземлением. Рабочие, обслуживающие питающую линию, должны иметь резиновые сапоги и перчатки.

Проверив по телефону подготовленность питающих заземлений, оператор ИЛ дает указание оператору ГГ о типе питания (батарейное, генераторное) и режиме работы (удвоения или однополярных им­ пульсов). При работе в режиме однополярных импульсов источник тока попеременно то включается, то выключается с сохранением полярности подключения питающей линии (рис. 61, а). В режиме удвоения источник питания остается включенным на весь период

іи

позволяет обходиться без выключения источника (что существенно при использовании машинных генераторов); при малых величинах наблюдаемых разностей потенциалов он облегчает их регистрацию и измерение за счет удвоения амплитуды отклонения гальванометра.

При работе с батарейным питанием могут применяться оба ре­

реями, а на генераторное питание переходят, когда измеряемые разности потенциалов становятся очень малыми и необходимо уве­ личить напряжение и мощность источника питающего тока в цепи AB.

Выбрав тип и режим питания, оператор ИЛ включает освещение осциллографа и по визуальной шкале проверяет положение бликов гальванометров. При работе в режиме однополярных импульсов блики должны находиться у края шкалы, при работе в режиме удво­ ения — в середине шкалы. При необходимости регулировок блик гальванометра AU смещается компенсатором поляризации, блик токового гальванометра — путем закручивания нити подвески. За­ тем в питающую линию подаются пробные импульсы тока от выбран­ ного источника питания. Для этого генераторы должны быть запу­ щены, а ток от батарей включен посредством тумблера на управля­ ющей панели измерительной лаборатории. Для пуска генераторов оператор ГГ по команде оператора ИЛ подает сигнал водителю о за­ пуске двигателя автомашины. После того как двигатель набрал обороты, водитель плавно отпускает сцепление, а оператор ГГ по­ средством реостатов возбуждения устанавливает нужное напряжение генераторов.

Оператор ИЛ пробные импульсы использует для выбора оптималь­ ных условий регистрации AU. Отклонение блика гальванометра AU доляшо быть не менее 10 мм (чтобы величина АU определялась по осциллограмме с точностью до 3%), а блика токового гальвано­ метра — не менее 25 мм.

Регулирование отклонений бликов может достигаться измене­ нием: а) силы посылаемого в землю тока; б) чувствительности реги­ стрирующего канала АU осциллографа.

Оператор должен умело сочетать эти способы, так как увеличение чувствительности канала АU приводит к одновременному увеличению искажений за счет помех, а увеличение напряжения и силы пита­ ющего тока повышает опасность возникновения утечек.

Оператор ИЛ подбирает также градуировочный импульс АU, который должен быть таким, чтобы отклонение блика гальванометра было соразмерно отклонению его от рабочих импульсов АU. Во время пробных импульсов оператор ГГ устанавливает оптимальный режим записи силы тока на осциллографе ГГ. Из шести имеющихся па пульте эталонных сопротивлений включают то, которое обеспечивает наибольшее отклонение блика гальванометра, но не выходящее за пределы визуальной шкалы осциллографа.

112

Подобрав оптимальные условия регистрации, оператор ИЛ за­ пускает лентопротяжный механизм осциллографа и производит рабочую запись. Скорость протяжки осциллографной бумаги должна быть такой, чтобы записываемые импульсы имели на ленте ширину 2—6 см. Длительность импульсов должна составлять не менее 5— 6 с, а при заметном влиянии явления становления поля — превы­ шать время становления tz по меньшей мере в 2 раза. Средняя ве­ личина tc определяется на основании пробных наблюдений в данном районе, а ориентировочно может быть подсчитана по формуле

fc = l,98S4B*lO-® с, (ІѴ.ЗО)

где AB — разнос установки; S — суммарная продольная проводи­ мость разреза.

На каждом разносе AB регистрируют несколько рабочих им­ пульсов, число которых зависит от характера и уровня помех. Для этого оператор ИЛ следит во время регистрации за поведением бли­ ков по визуальной шкале, контролируя тем самым условия записи. При отсутствии помех и надежной работе аппаратуры оператор ограничивается двумя-тремя импульсами; при наличии помех число их увеличивают до пяти и больше с тем, чтобы не менее двух-трех импульсов было приурочено к моментам более спокойного поля.

При работе по схеме удвоения импульсы разного знака подают последовательно один за другим без перерыва; при работе в режиме однополярных импульсов (на батарейном питании) между рабочими импульсами соблюдают перерывы (без остановки лентопротяжного механизма) длительностью 5—6 с. В конце записи оператор ИЛ посылает несколько коротких импульсов, предупреждая этим теле­ фонистов на питающих заземлениях об окончании измерений на дан­ ном разносе.

По окончании записи рабочих импульсов оператор выключает питающий ток из линии AB и, не останавливая лентопротяжного механизма, записывает градуировочные импульсы АU, также кон­ тролируя условия их регистрации, и градуировочные импульсы канала токового гальванометра I .

При значительных вариациях теллурического поля в начале записи и после регистрации рабочих и градуировочных импульсов в течение 1—2 мин регистрируют нулевую линию, что дает возмож­ ность получить представление о характере поведения теллурического поля в период записи.

Закончив регистрацию, оператор ИЛ останавливает лентопро­ тяжный механизм, выключает освещение осциллографа и сообщает оператору ГГ об окончании замера. Получив это сообщение, опера­ тор ГГ выключает питание контакторов, а водитель останавливает двигатель автомашины.

Оператор ИЛ извлекает кассету из осциллографа и передает ее помощнику оператора для проявления осциллограммы.Еще до окон­ чания обработки осциллограммы в фиксаже оператор ИЛ проверяет ее качество и, убедившись в хорошей записи рабочих и градуировочных

на следующий разнос. При наличии брака в записи, препятствующего обработке осциллограммы, регистрация на данном разносе повто­ ряется.

Электроразведочная партия ..............................

Управление, контора, т р е с т ..............................

Оператор

Осциллограммы регистрируют в специальном журнале и пере­ дают интерпретатору для обработки. Осциллограммы бракуются: а) при отсутствии данных в паспорте; б) при плохой их фотообра­ ботке; в) при отсутствии проверки на утечки; г) при колебаниях силы тока в линии A B за время одного импульса больше чем на 2%; д) при нарушении требований выбора условий регистрации рабочих и градуировочных импульсов.

В описанном порядке выполняют все зондирование.

Проверки на утечку при хорошем состоянии изоляции проводов и сухой почве на участке работ проводят при переходе с первой линии M N на вторую и на последнем разносе A B , а в сырую погоду при влажной почве и низком качестве проводов — на каждом пере­ ходе с одной линии M N на другую.

Проверки осциллографируют и отмечают в журнале регистрации осциллограмм. Для выполнения проверки отключают поочередно питающие заземления, подают несколько импульсов напряжением не менее 200—300 В и записывают показания гальванометров.

На рис. 62 представлены типичные формы рабочих импульсов АU, наблюдаемых на осциллограммах. Импульсы 1, 2 отражают влияние становления поля, импульсы 3 ,4 — влияние переходных процессов индуктивной природы, возникающих при включении и выключении тока в питающей линии; импульсы 5—8 наблюдаются при одновре­ менном влиянии обеих помех. Неустойчивость поляризации прием­

114

(при ширине размыва, превышающей J/ 10 амплитуды импульса, последний бракуется). Затем при помощи измерителя снимают величины амплитуды a-L устано­

житель пропорциональности С (цену миллиметра записи в милливольтах):

С=---Ы/г/аг.

Рис. 64. Образец осциллограммы с записями рабочих и градуи­ ровочных импульсов АU-

а — рабочий импульс; б — сигналы окончания измерений; в — градуировочные импульсы; г — марки времени.

но

117

Величину AUi на данном разносе вычисляют по формуле

AJJi (ß/)cp ^срт

где (а,)ср — средняя амплитуда рабочих импульсов АU; Сср — среднее значение множителя пропорциональности.

Силу тока / вычисляют несколько иначе.

На первых разносах зондирования выполняют эталонировку токового канала. Для этого в цепь Hi? последовательно включают шунт точного амперметра. Затем осуществляют запись на осциллограмму токовых импульсов поочередно на каждом «шунте» блока калибро­ ванных сопротивлений, находящихся в питающей цепи схемы стан­ ции. Одновременно в журнал записывают силу питающего тока по показаниям точного амперметра (в сА). После каждого токового импульса регистрируют градуировочный импульс, подаваемый в цепь токового гальванометра от специального источника осциллографа и имеющий всегда постоянную величину.

Сняв с осциллограммы амплитуды токовых эталонных импуль­ сов Ьэ, вычисляют коэффициент пропорциональности d (цену милли­ метра записи в сА) для каждого шунта: d = І]ЪЭ, где / — показания амперметра в сА; значениям d3и Ъэ для каждого шунта соответствуют некоторые величины градуировочных импульсов Ъ%.

При обработке рабочих осциллограмм в графу 15 журнала пере­ носят из паспорта значение «шунта», на котором записывался ток; величины d3 (графа 16) и bl (графа 17) получают из данных эталонировки.

С рабочей осциллограммы снимают при помощи измерителя значе­ ния амплитуд токовых импульсов b-L и токовых градуировочных импульсов Ьг в мм (так же, как для канала AU). Поскольку граду­ ировочные импульсы токового канала по величине постоянны, при сохранении постоянства параметров канала токового гальванометра его чувствительность должна быть неизменной и поэтому должно соблюдаться условие Ъг = bl.

В этом случае для вычисления силы тока по амплитуде токовых импульсов можно пользоваться величиной d3.

Если же по той или иной причине чувствительность токового

и вычисляют величину ок> которую переносят на билогарифмический бланк. По ходу кривой ВЭЗ оператор и интерпретатор судят о каче­ стве измерений и при необходимости повторяют наблюдения на раз­ носах с резкими нарушениями формы кривой зондирования.

Конвейерная система работы. С целью повышения производитель­ ности труда за счет сокращения времени на размотку и смотку про­ водов большой линии при выполнении больших зондирований при­ меняют конвейерную систему организации работ. В этом случае шаг наблюдений должен быть кратным 500 м. Тогда отпадает необ­

118

ходимость каждый раз полностью сматывать все провода большой линии. При переезде на следующую точку зондирования только один отрезок провода, равный тагу наблюдений, должен быть смотан с заднего по ходу профиля края большой линии и переброшен впе­ ред. Все остальные отрезки проводов остаются па месте. Оборудова­ ние центра (малая линия, линии M N , батареи, прибор) перевозится на новый центр зондирования. Конвейерная система требует совпа­ дения направления разносов питающих заземлений (т. е. размотки проводов) с направлением профилей.

Для ускорения размотки и смотки проводов, забивки питающих электродов и вытаскивания их из земли при выполнении больших зондирований может применяться самоходная установка ЭВ-1, смонтированная на автомобиле повышенной проходимости ГАЗ-63. На нем смонтированы два барабана, вмещающие 8 км провода ГПМП, укладчик провода и задавливатель электродов. Задавливатель вдавли­ вает штанги-электроды диаметром 42 мм на глубину 2, 4, 6, 8 или 10 м посредством масляного насоса, создающего в системе давлениедо 60 кгс/см2. Этот же задавливатель извлекает электроды из земли. Установка снабжена средствами связи (телефон, радиостанция).

Для выполнения ВЭЗ нужны две установки ЭВ-1, из которых одна обслуживает разнос АО, а другая — разнос ВО.

Трехточечное зондирование. Схема установки для трехточечного зондирования изображена на рис. 65. В этой установке имеется третье питающее заземление С, относимое в «бесконечность». Обычно заземление С помещают на перпендикуляре к линии AB против середины О интервала MN. Расстояние ОС достаточно брать равным 10—15-кратному максимальному полуразносу заземлений AB.

Впроцессе зондирования заземление С оставляют неподвижным,

азаземления А и В разносят в противоположные стороны от точки О; батарея одним полюсом постоянно подключена к заземлению С; другим полюсом она на каждом разносе поочередно подключается то к А, то к В. По результатам измерений на одной точке зондирова­

ния получают две кривые ВЭЗ — установкой AMN, С оо и уста­ новкой BMN, С -у оо. При этом по оси абсцисс откладывают рас­ стояние АО (или ВО). Коэффициент К установки вычисляют поформуле

К = InA M AN jiQ . MN = 2я£МКА/10 • MN,

которая отличается от формулы для установки AMNB множителем 2. Кривые трехточечных и четырехточечных ВЭЗ в общем случае идентичны, и поэтому для интерпретации кривых трехточечных ВЭЗ служат палетки теоретических кривых четырехточечных ВЭЗ. Однако, сравнивая между собой две полученные на одном центре кривые трехточечных ВЭЗ, мы можем судить о различиях разреза по обе стороны от центра зондирования. Осреднив же значения рк обеих кривых, измеренные на одинаковых разносах, можно получить

обобщенную кривую четырехточечного симметричного ВЭЗ.

119'

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