 |
Статические методы измерений силы тяжести
|
|
|
|
Для гравиразведочных целей чаще всего используют статические методы относительных измерений силы тяжести. В этих методах измерения приращения силы тяжести Δg осуществляются по принципу компенсации, т.е. действие силы тяжести компенсируется упругими силами пружин, газов или жидкости и система при действии силы тяжести остается в равновесии. Мерой силы тяжести служит величина компенсирующей силы.
Наибольшее применение в гравиразведке получили статические гравиметры с механической компенсацией. Принцип измерений и конструкция чувствительной системы у всех этих гравиметров одинаковы, а внешние различия продиктованы спецификой среды измерений. Современные статические гравиметры – легкие переносные приборы, позволяющие измерять приращение силы тяжести с высокой точностью при большой производительности. Большинство современных гравиметров измеряют приращения силы тяжести с погрешностью 0,05 – 0,02 мГл (а специальные гравиметры до 0,001 мГл). Продолжительность одного наблюдения обычно не превышает 3 минут, вес гравиметра составляет около 6 – 7 кг. Наряду с преимуществами, статические гравиметры имеют и недостатки, главным из которых является смещение нуль пункта, приводящее к непрерывному монотонному изменению показаний, поэтому приходится выполнять повторные наблюдения и вводить поправки.
Основные требования к гравиметрической аппаратуре для относительных измерений силы тяжести устанавливаются государственными стандартами (ГОСТ 14009 – 68). Приборы для гравиметрических исследований. Типы. Основные параметры и нормы точности. ГОСТ 13017 – 73. Гравиметры наземные. Основные параметры. Технические требования.
|
|
|
В соответствии со стандартами гравиметры в зависимости от их назначения подразделяются на следующие типы.
1. Наземные - для измерений приращений силы тяжести на суше: ГНУ/К-А, ГНУ/К-В, ГНУ/К-С (гравиметр наземный, узкодиапазонный, кварцевый; А, В, С - классы точности приборов) и др.
2. Донные гравиметры – для измерений на дне водоемов (например КДГ - Ш, ГАК - 7ДТ и др.)
3. Морские набортные гравиметры – для измерений с надводных судов (например ГМН– К).
4. Морские, подводные – для измерений с подводных судов.
5. Скважинные гравиметры – для измерений в скважинах (например ГСК – 110).
6. Аэрогравиметры – для измерений с самолетов и вертолетов.
7. Специальные – для измерений вариаций силы тяжести, для съемки с космических аппаратов и т. п.
По характеру действующих упругих сил гравиметры с пружинными системами подразделяют на приборы с поступательным движением груза, прикрепленного к пружине (гравиметры первого рода), и приборы с вращательным движением рычага – маятника (гравиметры второго рода). В гравиметрах второго рода использован принцип вертикального сейсмографа академика Н. Б. Голицына. В практике разведочных работ особенно широкое применение получили гравиметры второго рода, упругая система которых изготовлена из плавленого кварца (кварцевые гравиметры).
Общее устройство кварцевых астазированных гравиметров.
Гравиметр состоит из корпуса (рис. 1.5.) с чувствительной системой и работающими элементами и внешнего теплоизолирующего контейнера. Внешний контейнер представляет собой стальной цилиндр (кожух) (2) с установочными винтами (4) внизу. По дну и стенкам кожуха проложен слой теплоизоляции. В контейнер вставляется сосуд Дьюара (3) – полый цилиндрический стакан с посеребренными двойными стенками. Корпус гравиметра, в котором установлены стойки для крепления кварцевой системы, представляет собой герметичный металлический стакан, из которого выкачан воздух. Любой ремонт, связанный со вскрытием системы гравиметра, выполняется только в специализированной мастерской экспедиции. На верхней панели гравиметра расположены уровни (11), отсчетное устройство (10) с микрометрическим винтом, Г-образный термометр, отверстие для доступа к диапазонному винту, которое закрыто текстолитовым стержнем, окуляр микроскопа (7), патрон для лампы и отверстие для доступа к штуцеру, через который выкачивается воздух из системы. Корпус гравиметра вставлен в сосуд Дьюара. Для более плотного соединения и избежания повреждений сосуда Дьюара на корпус гравиметра надет шерстяной чехол.
|
|
|
Рис. 1.5. Общий вид гравиметра
ГНУ/К-В.
а - внешний вид гравиметра:
1 – установочные винты;
2 –отсчетное микрометрическое
устройство; 3 – окуляр.
б – Разрез гравиметра:
1 – средняя часть гравимера;
2 –внешний кожух;
3 – сосуд Дьюара;
4 – установочный винт;
5 –теплоизоляция; 6 – ручка для
переноски; 7 – окуляр; 8 – верхняя
плата; 9 – вакуумная камера;
10 -отсчетное микрометрическое
устройство; 11 – уровень;
12 –теплозащитный столб.
Рис. 1.6. Принципиальная схема гравиметра ГНУ/К-В
|
|
|
