ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОЛЕВЫХ РАБОТ МЕТОДОМ ВЭЗ

Такие измерительные установки называются предельными. Они позволяют измерять непосредственно напряженность электрического поля  на поверхности земли. В часности для четырехточечной установки, (12.2)На практике применяют следующие разновидности четырехточечных установок.Прямолинейнаячетырехточечнаяустановка.В ней все электроды располагаются на одной линии. (рис.1). При этом обычно измерительные электроды размещают в пределах средней трети отрезка АВ, поскольку в этом случае установка близка к предельной.Симметричная четырехточечная установка (установка Шлюмберже) наиболее распространенный вид прямолинейных установок. В ней питающие электроды ии измерительныеирасположено симметрично относительно некоторого центра . При этом, как правило выбирают, для того, чтобы установка по своим свойствам была бы близка к предельной.Для установки Шлюмберже и, следовательно, (12.1) и (12.2) записываются следующим образом:, (12.3)(12.4)В случае точных предельных установок (при ) выражение (12.4) переходит в формулу(12.5)где  - половина расстояния между питающими электродами.5.1 Установка ВЭЗ, глубинность и кривые зондированияВ зависимости от поставленной задачи, метод вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) может осуществляться либо с использованием точечного источника, либо дипольного источника. При использовании точечного источника, могут применяться двухэлектродные (Pole-Pole), трехэлектродные (Pole-Dipole) или четырехэлектродные установки. Среди четырехэлектродных установок наиболее часто используются симметричные, например, установка Шлюмберже.Рис. 13. Основные типы установок ВЭЗ с точечным источникомДля установки Шлюмберже геометрический коэффициент К равен:где AB - расстояние между питающими электродами, MN - расстояние между приемными электродами.Для каждой установки ВЭЗ можно вычислить геометрический коэффициент К. Для произвольной четырехэлектродной установки он рассчитывается следующим образом:Рис. 14. Тип установки ВЭЗ, применяемый на практикеДля упомянутых четырёхэлектродных установок имеем следующие выражения для коэффициентов К:установка ШлюмбержеГлубинность метода вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) определяется как глубина, на которой параметры геоэлектрического разреза влияют на результаты измерений. Глубинность исследования зависит от разноса, типа установки и характеристик разреза. Под разносом понимается расстояние между источником и точкой наблюдения, например, для установки Шлюмберже это AB/2.Глубинность зондирований в методе ВЭЗ уменьшается при увеличении контрастности промежуточных слоев геоэлектрического разреза, так как высокоомные слои затрудняют проникновение электрического тока в нижнюю часть разреза.Для метода ВЭЗ в случае неконтрастного разреза глубинность в среднем можно оценить как 1/3 разноса AB/2. Если интересующая нас граница находится на глубине Н, то максимальный разнос для ее надежного обнаружения должен быть не менее 3Н (AB=6Н). При этом начальный разнос обычно не связывают с глубиной этой границы, а берут равным 1–1,5 м (или больше, если позволяют условия геологической задачи). Малые разносы необходимы для определения свойств слоев, залегающих выше интересующей нас границы, что важно для правильной интерпретации кривой ВЭЗ.При проведении электрических зондирований на каждом разносе рассчитывается значение кажущегося сопротивления ρk. График зависимости удельного кажущегося сопротивления от разноса, построенный на билогарифмическом бланке, называется кривой зондирования (ВЭЗ) или кривой ρk – кажущегося сопротивления.5.2 Оборудование для реализации ВЭЗУстановка Шлюмберже – придумана французом К. Шлюмберже в 20-х г.г. прошлого века. Весьма популярна, называется также четырехэлектродной симметричной установкой. Именно эта установка применяется в настоящей работе. Особенность установка SchlumbergerAB/2 в том, что приемная линия MN много меньше размера установки АВ.Установка обладает большей глубинностью, по сравнению с установкой Веннера.Область примененияАктуальным комплектом оборудования для реаизации вертикального электрического зондирования принимаем генератор «АСТРА-100», который применяться при геофизических исследованиях методами постоянного тока, вызванной поляризации (ВП), частотного зондирования (ЧЗ) и другими методами. Генератор может обеспечить глубинность исследований от первых метров до первых сотен метров. С его использованием могут быть решены: • задачи поиска и разведки месторождений полезных ископаемых (нефтегазовых, рудных, угля, алмазов, урана и др.) или генетически связанных с ними структур; • задачи структурной и картировочной геологии (определение геологического строения среды и литологического состава пород); • инженерно-геологические задачи (исследование состояния грунтов, изучение областей развития карста, оползней и др.); Также с использованием генератора может быть получена информация о геоэлектрическом строении верхней части разреза, полезная при интерпретации глубинных региональных, поисково-разведочных и прочих исследований с использованием искусственных и естественных полей.Особенности методики полевых работ с генератором "АСТРА-100"Генератор "АСТРА-100" способен создавать электромагнитное поле двумя способами: гальваническим и индукционным. При гальваническом возбуждении он подключается к питающей линии, заземленной с помощью электродов A и B, которые обычно представляют собой металлические штыри. Для обеспечения прохождения больших токов необходимо снизить сопротивление линии AB (RAB) путем углубления электродов, заливки их соленой водой или параллельного подключения дополнительных электродов. При индукционном возбуждении генератор подключается к петле, раскладываемой на поверхности земли. Если сопротивление провода оказывается недостаточным для требуемого тока, следует последовательно подключить сопротивление соответствующей величины. Высокая индуктивность петли может привести к изменению формы токовых импульсов.Для контроля величины создаваемого тока и формы сигнала можно провести измерение разности потенциалов на шунте генератора сопротивлением 1 Ом. Например, с помощью электроразведочного измерителя "МЭРИ" можно получить амплитуды 1-ой, 3-ей, 5-ой, 7-ой и 9-ой гармоник сигнала, что позволяет оценить величину тока и форму сигнала, а также зарегистрировать зависимость сигнала от времени.Рис. 14 Лицевая панель генератора «Астра-100»Рис. 15 Основные характеристики6. Практическая частьДаноДвухслойная геоэлектрическая модель среды, с параметрами h1 и g1-2 .Применяется установка Шлюмберже и метод ВЭЗ. Предусмотрено N=11полуразносов питающей линии - AB/2 = 0,4 ; 0,75; 1,5; 3; 5; 9; 15; 25; 40; 65; 100 м и 4 полуразноса приёмной линии MN/2 = 0,125; 0,5 ; 3 ; 12 м. Источник способен создавать постоянный ток с силой IAB= 20, 50 и 100 мА.Задание1. Вычислить кривые ВЭЗ для 1-6 итераций. Выбрать оптимальное количество итераций iопт по значению относительной погрешности δ Значение относительной погрешности не должно превышать 5% при минимальном количестве итераций.N — число полуразносов АВ в кривой ВЭ3, j — номер полуразноса.2. Для каждого АВ/2 выбрать MN/2 и силу тока источника, руководствуясь следующими правилами и принципами:Значение му не должно упасть меньше, чем 5 мВ, если это возможно при данном полуразносе питающей линии.Значения MN/2 и дв — минимальны.Количество переносов приёмной линии при выполнении ВЭЗ минимально.3. Выбрать актуальный (не старше 10-15 лет) комплект аппаратуры и оборудования для реализации ВЭ3. Привести наименования, изображения и технические характеристики составляющих выбранного комплекта.Отчётные материалы1. Параметры двухслойной геоэлектрической модели.2. Результаты расчёта кривой ВЭЗ.Кривые ВЭЗ для различного количества интераций.4. Значение коэффициентов установки Шлюмберже5. Значение UMNпри силе тока IAB=20мА.6. Значение UMNпри силе тока IAB=50 мА.7. Значение UMNпри силе тока IAB=100 мА.8. Значения UMN при выбранных оптимальных значениях силы тока и полуразноса приёмной линии.ЗаключениеВ заключении курсовой работы можно отметить, что электроразведка является важным инструментом для изучения строения Земли и поиска полезных ископаемых. В ходе работы были изучены основные принципы и методики проектирования полевых работ методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), включая выбор оптимальных параметров установки и генератора, определение необходимых характеристик геоэлектрической модели и разработку эффективной стратегии проведения электроразведочных работ.Симметричная четырехточечная установка (установка Шлюмберже) является наиболее распространенным видом прямолинейных установок, так как она обеспечивает высокую точность измерений и позволяет получить наиболее полную информацию о строении исследуемого объекта.Таким образом, данная курсовая работа позволила получить глубокое понимание основ проектирования полевых работ методом ВЭЗ и применить полученные знания на практике при проведении геологических исследований.Список литературыБобачев А. А. и др. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей.Малоглубинная электроразведка //М.: МГУ. - 2013.Доброхотова И. А., Новиков К. В. Электроразведка. Учебное пособие для студентов заочного обучения //Москва. - 2009.Заборовский А. И. Электроразведка/Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы. Москва. 1963 г. -1963.Иванов А. А., Новиков П. В., Новиков К. В. Руководство к практическим занятиям по электроразведке. - 2021.Якубовский Ю. В., Ренард И. В. Электроразведка, 3 изд., переработанное и дополненное //М.: Недра.-1991.-358 с. - 1991.