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

9. При сматывании проводов после окончания рабочего дня необходимо его просматривать. Места с поврежденной изоляцией немедленно ремонтировать.

При поврежденной изоляции, если обнажилась металлическая жила, провод очищают на 2—3 см в обе стороны от места поврежде­ ния. Ремонтируемое место смазывают резиновым клеем и, когда клей подсохнет, покрывают резиновой лентой. Затем снова намазы­ вают резиновым клеем и покрывают вторым слоем резиновой ленты. Поверх резиновой ленты наматывают два-три слоя смоляной ленты, захватывая ею неповрежденный провод на 3—4 см с каждой стороны ремонтируемого участка.

Рис. 36. Последовательность операций (1—10) сращивания проводов.

В процессе монтажа и ремонта полевых электроразведочных установок приходится сращивать концы проводов.

При сращивании концы проводов оголяют на 5—7 см. Приложив оголенные концы проводов друг к другу (серединами), связывают их узлом, а внешние концы туго закручивают (рис. 36). Ни в коем случае не следует откусывать стальные проволоки, так как они при­ нимают на себя всю механическую нагрузку. Обжав место сращива­ ния плоскогубцами, оголенные части проводов и изоляцию покры­ вают двумя слоями резиновой ленты с проклейкой резиновым клеем, а затем обматывают смоляной лентой.

Для определения повреждения проводов с разрывом жилы под изоляцией или нарушения в месте сращивания их «прозванивают» при помощи потенциометра или автокомпенсатора. Для этого оба конца испытываемого отрезка провода подключают к клеммам M N прибора и компенсатором поляризации вводят в измерительную линию 40—50 мВ. Отклонение стрелки гальванометра указывает

71

на отсутствие обрыва жилы провода. Если стрелка гальванометра не отклоняется, то это свидетельствует об обрыве жилы провода. Место обрыва находят путем тщательного осмотра провода; изоля­ цию разрезают и указанным выше способом сращивают обе части провода.

Для удобства выполнения полевых операций на проводах пита­ ющих и приемных линий ставят метки, по которым затем определяют величину разноса питающих и приемных электродов. Метки изгото­ вляют либо из изоляционной ленты, либо из проволоки. На прово­ дах с хлорвиниловой изоляцией метки удобно наносить цветной тушью.

Способ изготовления метки из изоляционной ленты заключается в следующем. Место, на котором ставится метка, обматывают не­ сколькими слоями изоляционной (смоляной) ленты. Каждый после­ дующий слой ленты накладывают, немного отступя от края преды­ дущего, так, чтобы на проводе получилось веретенообразное утол­ щение. Длина метки 2—3 см, толщина до 1,5 см (рис. 37, а).

Проволочные метки изготовляют следующим образом. Место провода, на которое нужно нанести метку, на протяжении 4,5—5 см обматывают изоляционной лентой в два-три слоя. На изолирован­ ный участок, отступя от края на 0,5 см, накладывают и закрепляют петлю из отрезка медной оголенной проволоки диаметром 0,5— 0,8 мм и длиной около 50 см. Длинный свободный конец проволоки обвивают вокруг провода, прижимая к нему петлю так, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. Конец проволоки пропускают в петлю, которую затем затягивают; лишние кончики откусывают. Ширина метки 2,5—3 см. Способ ее изготовления показан на рис. 37, б. Изготовленная таким способом метка долговечна, не сдвигается вдоль провода и хорошо заметна.

Метки на хлорвиниловой изоляции ставят тушью или чернилами. Для этого провод смачивают тушью и вносят в пламя свечи на 1—2 с.

72

Эту операцию повторяют несколько раз, пока тушь не войдет плот­ ным хорошо заметным слоем в изоляцию провода. При нагревании провода нужно следить за тем, чтобы не повредить его изоляцию.

Заземления

В качестве заземлений при работе методом сопротивлений обычно применяют железные, латунные или медные электроды стержневого типа, соединенные параллельно для уменьшения сопротивления заземления в связки, включающие от двух-трех до нескольких десятков электродов.

Медные или латунные электроды (пикеты), применяемые для заземления приемной цепи, представляют собой полые медные трубки диаметром около 20 мм и длиной 40—50 см с прочным дере­ вянным сердечником и массивным наконечником из меди.

Железные электроды обычно имеют длину от 0,5 до 1 м; их изго­ товляют из сплошного прута диаметром 1,5—2 см. Для соединения электродов используют или старый провод ГПСМ, или антенный канатик. Расстояние между штыревыми электродами в сложном заземлении должно равняться 2—3-кратной длине забитой в землю части заземления.

В местах присоединения провода электроды тщательно зачи­ щают напильником или шкуркой. Провод пропускают через отвер­ стие в электроде, под натяжением несколько раз плотно обвивают вокруг пикета и затягивают плоскогубцами. Место соединения для надежности контакта и предохранения от окисления изолируют смоляной лентой.

К одному из крайних электродов связки прикручивают отрезок провода длиной около 1 м с зачищенным концом. При помощи этих проводников связки соединяются друг с другом, а также подключа­ ются к проводам питающей или измерительной линий. Иногда в этом случае на конец проводника надевается вилка.

В процессе полевой работы необходимо периодически проверять состояние контактов в связке. При работе в районах с сухим поч­ венным слоем (пески и т. п.) приходится применять заземления уве­ личенных размеров. Иногда в этом случае электроды изготовляют из углового железа или водопроводных труб. Вообще форма и раз­ меры заземлений определяются конкретными условиями и могут быть самыми разнообразными.

Вспомогательное оборудование

Катушки с подставками необходимы для хранения, транспор­ тировки, размотки и смотки проводов различных электроразведочных установок. Наиболее распространенными являются катушки, вмещающие 500 м провода ГПСМ. Общий вид такой катушки изо­ бражен на рис. 38. Сердечник полевой катушки изготовляется из дерева или листового железа, щеки — из листового железа

73

или из многослойной фанеры, окантованной жестью. На одной из щек укрепляется эбонитовая или текстолитовая панель с гнездами, рассчитанными на стандартную вилку. С внутренней стороны ка­ тушки к гнездам подключается один из концов провода, намотан­ ного на катушку.

Молотки применяются для забивки электродов в землю. Для за­ бивки железных электродов обычно используют железные кувалды весом 3—5 кг. Использование кувалд для забивки медных электро­ дов недопустимо, так как это приводит к быстрой порче электродов и, таким образом, к повышению расхода дорогостоящего цветного металла.

Для забивки медных электродов применяют деревянные молотки, изготовленные из твердых пород дерева и окованные для прочности железными обручами.

Изоляционный материал и ремонтный инструмент необходимы для монтажа и текущего ремонта электроразведочных установок. Он включает резиновую и смоляную изоляционную ленты, резино­ вый клей, перочинный нож большого размера, отвертку, плоско­ губцы и кусачки. Набор изоляционного материала и инструмента должен храниться у старшего рабочего, отвечающего за состояние электроразведочной установки.

Полевые вилки широко применяются в электроразведочных уста­ новках для устройства разъемных соединений. В текстолитовом или резиновом корпусе вилки заштампованы буксы с резьбовыми отвер­ стиями, в которые по желанию можно ввинтить штырь или гнездо. Разрез полевых вилок с резиновым и текстолитовым корпусами изображен на рис. 39 (резиновые вилки предпочтительнее вследствие их большей прочности).

74

§ 5. УТЕЧКИ ТОКА И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ

Во всех предыдущих рассуждениях мы полагали, что ток в землю поступает только через питающие заземления, а измерительная линия заземлена лишь в точках М и N . Однако несовершенство электрической изоляции проводов и других элементов установки для работы методом сопротивлений приводит к тому, что электриче­ ский ток поступает в землю помимо питающих заземлений через места с поврежденной изоляцией проводов, через упаковку и под­

исходит утечка тока из питающей цепи в землю. Эта утечка эквива­ лентна добавочному заземлению в точке С, из которого в землю ответвляется некоторая часть общего тока, поступающего в землю из батареи. На рис. 40, б изображена эквивалентная схема. Здесь заземления А, В и С заменены эквивалентными сопротивлениями

R AJ R B и R C•

Дополнительного заземления в точке утечки, не учитываемое коэффициентом установки, приведет к тому, что величина рк, рас­ считываемая по формуле

рк = КА17/І,

будет отличаться от истинного сопротивления однородной среды. Можно доказать, что относительная ошибка за счет влияния

утечки тока определяется выражением

75

Из последнего выражения следует, что величина относительной ошибки зависит от положения места утечки, т. е. от расстояния ее от центра установки, а также от соотношения сопротивлений зазем­ лений и утечки.

Относительная ошибка за счет утечки из питающей линии стре­ мится стать бесконечно большой при приближении места утечки к одному из приемных заземлений, т. е. при х -> rMW/2, и, наоборот, при расположении места утечки в непосредственной близости к нита-

/ r A M ~ ' ~ r A N N

ющим заземлениям ух - у ------ ------- J она не сказывается на резуль­

татах измерений, потому что, как это нетрудно показать, в выраже­ нии для Дрк/р множитель в скобках для данного случая обращается в нуль. Перепишем выражение для относительной ошибки так, чтобы оно отвечало общему случаю измерений в неоднородной среде, и при этом преобразуем множитель в правой части. Тогда оно при­ мет вид

Дрк = J_

уменьшается с увеличением отношения сопротивления утечки к со­

вления питающих заземлений.

В процессе полевых работ надо тщательно следить за тем, чтобы утечки тока из различных элементов установки не искажали вели­ чины кажущегося сопротивления.

Контроль за утечками может быть осуществлен двумя способами. Первый способ заключается в том, что дополнительно к основному измерению проводится второе измерение кажущегося сопротивления при измененном сопротивлении питающих заземлений. В том слу­ чае, если утечки в питающей цепи отсутствуют, изменение сопроти­ влений заземлений А и R приведет к пропорциональному изменению АU и I. Кажущееся сопротивление при этом не изменится. При нали­ чии утечек изменение сопротивлений питающих заземлений вызовет изменение кажущегося сопротивления, поскольку меняется соотно­ шение между током утечки и током, проходящим через питающие

заземления.

Изменение сопротивлений питающих заземлений при контроль­ ном замере достигается чаще всего путем изменения числа электро­ дов в сложном заземлении.

Следует иметь в виду, что различие величин кажущегося сопро­ тивления при основном и контрольном замерах в случае наличия утечки тока будет заметно лишь при значительном изменении сопро­

76

Глава IV

ВЕРТИКАЛЬНОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

Предположим, что на дневной поверхности расположена симмет­ ричная четырехточечная установка AMNB. Величина кажущегося сопротивления, измеренного этой установкой, зависит от того, как распределены в нижнем полупространстве породы с различным удельным сопротивлением, а также от взаимного расположения пита­ ющих и измерительных заземлений, так как глубина проникновения тока в землю прямым образом зависит от расстояния между заземле­ ниями А и В. Наибольшее влияние на значение рк оказывают по­ роды, находящиеся в том объеме среды, в котором распределяется основная часть тока. Породы, лежащие на глубине, большей по срав­ нению с расстоянием между питающими заземлениями, практически не окажут влияния на распределение тока у дневной поверхности и соответственно на значение рк.

Если, не меняя положения центра установки, увеличивать рас­ стояние между питающими заземлениями, то глубина проникновения тока в землю увеличивается и соответственно этому на значение рк начинают оказывать влияние породы, залегающие на большей глубине. Таким образом, измерение рк установкой с изменяющимся расстоянием между питающими заземлениями при неизменном поло­ жении ее центра позволяет изучать изменение геологического раз­ реза с глубиной. Описанный способ изучения кажущегося сопроти­

Результаты полевых наблюдений представляют в виде кривых зависимости кажущегося сопротивления от расстояния между пита­ ющими заземлениями.

Все сказанное в отношении установки AMNB может быть рас­ пространено на любую другую установку метода сопротивлений. В зависимости от типа установки различают следующие виды зонди­ рований:

78

вить сущность метода ВЭЗ вообще безотносительно к типам устано­ вок. Лишь некоторые специфичные вопросы теории дипольных зондирований рассмотрим отдельно, как и условия, определяющие выбор тех или иных установок.

Зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между заземлениями А и В для различных геоэлектрических разрезов весьма сложна. Теоретический расчет этой зависимости основывается на расчете поля точечного источника тока при наличии неоднород­ ных сред. К настоящему времени такие расчеты произведены лишь для простейших геоэлектрических разрезов, к числу которых прежде всего относятся разрезы с плоскопараллельными поверхностями раздела. В связи с этим теория метода, как и его использование, разработана главным образом для горизонтально-слоистых разрезов,

Вид кривых вертикального электрического зондирования зави­ сит от числа горизонтальных слоев, слагающих разрез, и соотноше­ ний между их удельными сопротивлениями и мощностями.

Различают двухслойный, трехслойный, четырехслойный гео­ электрические разрезы и др. Двухслойный разрез (рис. 41, а) харак­ теризуется следующими параметрами: мощностью верхнего слоя hx, его удельным сопротивлением р 1 и удельным сопротивлением

79

подстилающей безграничной по мощности среды р 2; трехслойный раз­ рез (рис. 41, б) отличается уже пятью параметрами: hx, h2, plt p2

При достаточно малом значении разноса M N = I измеряемая величина MJ практически эквивалентна Е.

Если среда однородна, то при измерении установками метода сопротивлений получаем величину истинного удельного сопротивле­ ния среды. Для неоднородной же среды имеем значение кажущегося сопротивления, т. е.

Выражение (11.25) напряженности поля для двухслойной среды на поверхности земли подставим в формулу (IV.2), заменив при этом г на L]2 (полуразнос питающих электродов).

80