Глава 3. Измерения методом ЗСБ с целью регистрации радиальной компоненты электрического поля

ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ ЗСБ С ЦЕЛЬЮ РЕГИСТРАЦИИ РАДИАЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

3. 1. Вспомогательные исследования с целью оценки качества измерений, методические исследования

Основные измерения предполагалось проводить с заземленных линий. Вообще, измерения электрических (с заземленных линий) сигналов в ЗС по сравнению с измерениями э. д. с. от индуктивных датчиков имеют несколько проблем и делаются менее надежно. Возникают проблемы с заземлениями (электродами), с влиянием ВП, также можно отметить специфические помехи и сложности с тестированием измерителя. В нашем случае проблема усложняется неопределенностью и слабостью предполагаемых сигналов, поэтому необходимо было проверить электрические измерения, что можно сделать, если измерить нормальную компоненту устанавливающегося поля токовой петли, а именно – . Здесь можно применить следующую процедуру контроля: для среды, полученной как результат интерпретации соосных ЗСБ (табл. 2) можно рассчитать сигнал для короткой приемной электрической линии MEfi, представленной на рис. 13, и сравнить расчет с измеренным на практике сигналом (рис. 18-19).

Результат сравнения весьма удовлетворительный – он подтверждает адекватность наших электрических (от заземленных линий) измерений. Более того, подтвердилась интерпретация сигнала ЗСБ как сигнала в одномерной среде именно с определенными ранее параметрами, поскольку теперь используются сигналы (полевой и теоретический) на значительном удалении от центра петли (750 м), а также не обнаруживается влияние других факторов, прежде всего, ВП. Конечно, можно заметить расхождение кривых на ранних временах, что объяснимо влиянием мелких приповерхностных неоднородностей, но далее, на глубине около 300 м, суммарная продольная проводимость у всех кривых составляет около 30 См (рис. 15), что говорит о том, что для «больших» петель все эти различия в разрезе в верхней части интегрируются и воспринимаются, как эквивалентный разрез (рис. 14). Учитывая, что наша установка с приемными линиями охватывает площадь 3500х3500 м (рис. 5, 13), а зона зондирования еще шире, эти неоднородности ВЧР не сказываются в результатах. Различия в поведении сигналов на поздних временах для компоненты  связано с импульсными, ветровыми помехами, которые неизбежно есть при измерениях заземленными линиями.

Рис. 18. Полевые и теоретический сигналы становления компоненты поля  на ближних концах линий MN на первом участке в 2018-2019 гг.

Рис. 19. Полевые и теоретический сигналы становления компоненты поля  на ближних концах линий MN на втором участке в 2019 г.

Более того, в дополнительных измерениях 2019 г., которые проводились в точках заземлений приемных линий (M и N): измерения  на ближних концах (рис. 13, 18, 19) и соосные малоглубинные ЗСБ на дальних (рис. 13, 15) – подтвердилось, что больших, глобально влияющих неоднородностей нет фактически.

Также в рамках работ было привлечено математическое моделирование сигналов становления при некоторых отклонениях раскладки приемных линий в пределах 1 м (рис. 20) для модели слоистой среды (табл. 2), восстановленной в результате индукционных измерений (рис. 13-15) – результаты представлены на рис. 21. Как можно видеть, (представлена э. д. с. при токе 1 А), сигналы слабы и не представляют проблемы для основных измерений.

Тем не менее, во время полевых экспериментов был проведен довольно большой объем измерений, с сознательным нарушением правильной расстановки (рис. 22). В основном, это состояло в перемещении мест заземления на несколько метров влево и вправо от установленного положения – такие перемещения дальних заземлений приемных линий никак не влияли на принимаемый сигнал, но перемещения ближних концов явно искажали сигнал. Для всех линий видна закономерность изменения сигналов: при отнесении заземления на 10 м от исходного положения имеется самый большой положительный сигнал, а при уменьшении искажения уменьшается и сам сигнал, а также начинается смена его знака и далее получается уже отрицательный сигнал. Такая ситуация повторяется на всех линиях MN, реализованных в 2019 г. на двух участках работ.

Рис. 20. Расположение элементов генераторно-измерительной установки методом ЗСБ в ходе теоретического и экспериментального исследования влияния геометрических искажений измерительной установки на сигналы, регистрируемые в радиальных линиях MN. Теоретические типы искажения геометрии установки: параллельный сдвиг линии M2N2 в северном или южном направлении; сдвиг концов линии M2N2 в северном и южном направлениях (либо одновременный сдвиг обоих концов на одинаковое расстояние, но по разным направлениям, либо сдвиг одного из концов линии). Изображение отклонений линии M2N2 от исходного положения показано условно

Рис. 21. Моделирование влияния геометрических искажений установки. Сигналы в линии MN от искаженной установки

Рис. 22. Экспериментальные сигналы от геометрически искаженной линии M2N2 на первом участке (в легенде указана величина сдвига ближнего конца линии M2N2 – т. M2, от ее исходного положения, отрицательные значения смещения соответствуют смещению т. M2 в северном направлении, положительные – в южном)