4. Гармонически изменяющееся поле и приемы его возбуждения в Земле.
Гармонически изменяющееся поле – это искусственное поле созданное с помощью генератора через кот в землю подается переменный ток, изменяющейся по гармоническим законам (законы sin и cos ).
Существует 2 способа возбуждения гармон. измен. поля: 1) гальванический 2) индукционный
Рис 1 Рис 2
Гальванический – рис 1
Эл. Поле наводит вихревое магн. поле Н, а изменение магн. поля приводит к возникновению электрич. поля (т. е. возникает вторичное электрич. поле). В Земле возникает электромагнитное поле изменяющ. гармонически.
Индукционный – рис 2
В качестве источника служит незаземленная, обычно квадратная петля, к которой подведен переменный ток. Непосредственно контакта эл. тока с землей нет.
В земле возбуждается первичное вихревое магн. поле, возбуждающее вторичное эл. поле и т.д.
Д
ля
регистрации электр. составляющей
применяют эл. диполь (приемная линия
MN).
Магнитную составляющую регистрируют с помощью индукционного датчика представляющего собой ферритовый стержень с изолированной обмоткой. Датчик устанавливают на подставке. В качестве приемника применяют незаземленную контур петлю, точно такую же, как при возбуждении.
Глубина проникновения гармон. измен. поля определяется частотой в первую очередь и электр. свойствами горных пород.
Т=1/ f , f –
Гц ,Т – период колебаний, w=
¼ – для однород. изотропной среды
Высокочастотные гармоники концентрируются согласно закону скин-эффекта у поверхности земли, с уменьшением частоты глубина проникновения увеличивается. По результатам измерений вычисляют кажущееся сопротивление:
,
К - параметр установки
На основе изучения гармонич. изменяющегося поля изучают применение электромагнитных свойств вдоль профиля с фиксированной глубиной с помощью электрического профилирования, например метод ДЭМП ( дипольное электромагнитное профилирование).
Строение и изменение электромагнитных свойств по вертикали изучают с помощью частотного зондирования. Частотное зондирование основано на изучении элементов эл –магн. поля в дальней зоне. Условием дальней зоны является трех кратное превышение расстояния между источником и приемником по сравнению с глубиной исследования: r = 3H
При зондировании обычно используют 16- 20 дискретных частот. Для каждой частоты вычисляют каж. сопротивление.
Вычисленное сопротивление по измеренным компонентам электрического и магнитного полей строят в зависимости от частоты колебаний
При достаточно высоких частотах электромагнитное поле распространяется по волновому закону, после этого по квазистационарному закону. В волновой зоне электрическая и магнитная составляющие совпадают. В квазистационарном (зона S) расходятся.
5. Принципы частотного зондирования (чз) и электромагнитного дипольного профилирования (дэмп). Условия применения и решаемые задачи.
Частотным зондированием (ЧЗ) называют дипольное индукционное зондирование, основанное на изучении элементов переменного электромагнитного поля в дальней зоне при изменяющейся частоте поля. Существенная особенность данной модификации заключается в том, что во время зондирования разнос диполей остаётся неизменным, а частота изменяется дискретно (или непрерывно) от высоких значений до инфранизких.
Установка для зондирования состоит из питающего и измерительного диполей, разнесённых на расстояние, превышающее заданную глубину в 3 раза и более. Питающим диполем служат заземлённый кабель длиной АВ или незаземлённая петля, через которую пропускают переменный электрический ток. В качестве измерительного диполя при изучении электрической составляющей используют приёмную линию MN, а при изучении магнитной составляющей – многовитковую незаземлённую или магнитоиндукционный датчик.
При обработке результатов ЧЗ кажущееся сопротивление вычисляют по формуле:
,
где К – коэффициент установки рассчитывается по формуле:
- для варианта диполь – диполь
- для варианта диполь – петля
где r – разнос, м., AB и MN длина диполей, м., q – суммарная площадь витков в измерительной петле, м2 ., φ – азимутальный угол.