Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

19.01.2017

1. Монтаж установки ВЭЗ. Монтаж установки ВЭЗ заключается в подготовке и разметке проводов измерительных и питающей линий и в изготовлении разъемных соединений.
Длина и число измерительных линий MN определяются величиной максимального разноса AB. Соотношения разносов АВ/2 и MN/2, близкие к рекомендуемым инструкцией по электроразведке для метода ВЭЗ с максимальным разносом AB=1000 м, приведены в табл. 17.
Для метода ВЭЗ с максимальным разносом питающей линии 1000 м необходимо изготовить четыре измерительные линии длиной 1; 6; 24 и 80 м.
Измерительная линия состоит из двух полуразносов (рис. 45), внешние концы которых соединяют с приемными электродами, а внутренние концы — с измерительным прибором.
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

Для изготовления полуразноса MN/2 измерительной линии берут кусок провода несколько большей длины. Внешний конец полуразноса на 15—20 см освобождают от изоляции, что необходимо для присоединения его к приемному электроду. На расстоянии 0,5—1 м от внешнего конца наносят метку. Затем от установленной метки при помощи мерной ленты отмеряют расстояние MN/2 и наносят вторую метку. Расстояние от второй метки до внутреннего конца полуразноса должно быть около 2—3 м. Аналогичным образом готовят второй полуразнос. Внутренние концы полуразносов вблизи меток завязывают узлом и заделывают в электрическую вилку.
Для изготовления полуразноса питающей линии берут катушку с проводом, длина которого на 5—10 м превышает величину Катушку устанавливают на подставку, провод разматывают и растягивают по прямой линии, к внешнему концу полуразноса подсоединяют вилку со штырем для подключения линии к питающему электроду. На расстоянии около 1 м от внешнего конца провода устанавливают нулевую (одинарную) метку. От нулевой метки на расстоянии 1,5 м наносят двойную метку, на расстоянии 3 м — тройную метку. Далее от нулевой метки измеряют расстояния 5; 9; 15; 25; 40; 65; 100; 150; 220; 340 и 500 м и устанавливают последовательно одинарную (5 м), двойную (9 м), тройную (15 м) метки, выдерживая в дальнейшем принятый порядок очередности установки меток. Расстояние от последней метки (500 м) до внутреннего конца полуразноса должно быть 5—8 м. Внутренний конец полуразноса припаивают к клеммам на щеке катушки, наматывают его на катушку в виде узла, после чего на катушку сматывают провод подготовленного полуразноса. Аналогичным образом готовят второй полуразнос. Обычно оба полуразноса готовят одновременно путем разматывания проводов двух катушек в одну линию.
Метки на проводах с хлорвиниловой или полиэтиленовой изоляцией наносят цветной тушью или чернилами. С этой целью провод смачивают чернилами или тушью и вносят на 1—2 сек в пламя свечи. Это повторяют несколько раз, пока тушь или чернила не войдут плотным слоем в изоляцию провода.
Подготовка электродов заключается в присоединении к ним кусков проводов длиной 0,5—1 м. В месте присоединения электрод хорошо зачищают напильником или шкуркой. Соединительный провод пропускают через отверстие в электроде, под натяжением несколько раз обвивают вокруг электрода и затягивают плоскогубцами. Место соединения для надежности контакта и предохранения от окисления заматывают изолентой. На свободный конец провода крепят штепсельное гнездо для подключения к нему штыря внешних концов полуразносов. Питающую линию подключают к батарее и измерительному прибору при помощи разъемных соединений, изготавливаемых из обычных штепсельных электрических вилок и кусков провода (см. рис. 45).
2. Выполнение полевых работ по методу ВЭЗ. Прибор типа ЭСК-1 применяют обычно при зондировании с небольшими (до 1000—2000 м) разносами питающих линий.
Длина максимального разноса питающей линии зависит от электропроводности разреза, желаемой глубины исследования и обосновывается в техническом проекте электроразведочной партии. Профили наблюдений обычно ориентируют вкрест простирания геологических структур, линию AB, как правило, ориентируют по профилю. Местоположение точек ВЭЗ (центров установки) заранее закрепляют пикетами.
Вертикальное зондирование с разносами AB до 1000 м выполняет бригада, состоящая (в зависимости от категории трудности работ) из 4—7 человек: оператора, вычислителя и рабочих.
По приезде на точку ВЭЗ сначала готовят измерительные линии. Старший рабочий ставит внутренние метки измерительных линий против центра установки, рабочие растягивают полуразносы MN по линии ВЭЗ, против внешних меток полуразносов MN забивают электроды и присоединяют к ним концы проводов.
Далее по обе стороны от центра установки ставят катушки с проводами питающей линии, как показано на рис. 45. Катушки разматывают до появления первых меток (АВ/2 = 1,5 м согласно табл. 17). После этого старший рабочий ставит первые метки линий A и B против центра установки, рабочие растягивают внешние концы проводов полуразносов по линии ВЭЗ, против нулевых меток забивают по одному электроду и присоединяют к ним концы проводов.
Оператор устанавливает прибор на треноге около центра зондирования. Рядом с прибором на резиновом коврике укладывают батареи и выполняют подключения, показанные на рис. 45.
Вычислитель записывает в полевом журнале номер точки ВЭЗ, ее привязку, указывает азимут и максимальную длину линии ВЭЗ, отмечает погодные условия измерений (облачность, осадки) и особенности рельефа местности.
Оператор включает прибор, контролирует напряжение источников питания и дает сигнал о начале измерений; рабочие удаляются от электродов А и В на расстояние не менее 3—4 м.
Оператор подсоединяет внутренние концы полуразносов первой измерительной линии (MN/2 = 0,5 м) к клеммам M и N и измеряет разности потенциалов. Затем измеряет силу тока в цепи AB.
Вычислитель записывает в журнал величины разности потенциалов и силы тока, при помощи логарифмической линейки вычисляет ρк и наносит на било-гарифмический бланк в журнале первую точку кривой ВЭЗ.
После нанесения значения ρк на билогарифмический бланк соединительные вилки по команде оператора отключают от панелей катушек. Рабочие отсоединяют провода от заземлений, извлекают электроды из земли и растягивают линию AB до появления вторых меток на проводах у катушек. Момент появления меток контролируют рабочие, находящиеся у катушек. Очередные метки ставят против центра установки, провода полуразносов натягивают, против нулевых меток забивают электроды и присоединяют к внешним концам полуразносов. Оператор выполняет подключения, показанные на рис. 45, и измеряет разность потенциалов и силу тока аналогично тому, как это было описано ранее.
Подключение к клеммам M и N той или иной измерительной линии производится в зависимости от длины AB согласно табл. 17.
Если зондирование выполняется с разносами AB до 1000 м, то связь между оператором и рабочими, занятыми устройством питающей линии, осуществляется подергиванием провода, голосом или специальными флажками.
При зондировании с разносами свыше 1000 м после замеров на разносе АВ/2 = 500 м на концы линии подвозят по второй катушке. По команде оператора вторые катушки разматывают до появления очередных меток. Метки проводов дополнительных катушек совмещают с нулевыми метками проводов первых катушек, провода дополнительных полуразносов натягивают и против нулевых меток последних забивают и присоединяют к проводам электроды. Концы проводов первых полуразносов подключают к панелям дополнительных катушек.
При зондировании с разносами AB свыше 1000 м связь между рабочими на каждом дополнительном полуразносе осуществляется голосом или флажками, между рабочими на электродах дополнительных линий и оператором — по телефону.
В случае необходимости длина питающей линии может быть увеличена при помощи третьей пары катушек.
После выполнения зондирования провода сматывают, разбирают установку и все оборудование перевозят на следующую точку.
При выполнении работ по методу ВЭЗ должны соблюдаться следующие основные правила, гарантирующие получение качественных полевых материалов.
1. Переход на следующий разнос AB производится лишь после того, как вычислитель нанесет полученное значение ρу на билогарифмический бланк и убедится, что полученная точка не нарушает плавного хода кривой ВЭЗ и соблюдается параллельность соответствующих отрезков ветвей кривой или перекрытиях на участках изменения разносов.
2. Сила тока измеряется на всех разносах после измерения разности потенциалов с целью уменьшения влияния непостоянства напряжения батарей.
3. Перед началом и в конце рабочего дня проверяется напряжение источников питания прибора.
4. На всех разносах при AB = 1000 м и более, а также в точках, где нарушается плавное изменение кривой ВЭЗ, выполняются повторные замеры при изменении силы тока не менее чем на 25%. Изменение силы тока при этом производится путем изменения переходных сопротивлений питающих заземлений А и В (электроды забиваются глубже или частично извлекаются). Расхождение между значениями ρк, полученными при основном и повторном замерах, не должно превышать 5% от среднего арифметического обоих замеров. Если это требование не выполняется, значит, в питающей линии имеются утечки тока, которые необходимо выявить и устранить.
5. При наблюдении в сырую погоду систематически проверяется наличие утечек в питающих и приемных линиях, а также сопротивление изоляции приборов. Наличие утечек в том или ином полуразносе AB определяется путем измерения силы тока при отключенном электроде А или В. Если при отключенном электроде А в питающей линии обнаруживается ток, следовательно, в полуразносе А имеется утечка. При этом конец провода полуразноса, отключенного от электрода А, должен быть надежно изолирован от земли. Аналогичным образом при включенном токе в линии AB определяется утечка в полуразносах измерительных линий.
Наличие утечек в приборе ЭСК-1 устанавливается по возникновении в нем генерации. При обнаружении генерации работу с приборами необходимо прекратить, а прибор просушить.
6. При работе с большими разносами для уменьшения влияния индукции приемная линия относится в сторону от питающей линии на расстояние до 0,1 длины АВ/2. При этом должна соблюдаться параллельность разносов AB и MN, а центры питающей и приемной линий должны быть расположены по перпендикуляру между ними.
7. Измерение расстояний между заземлениями проводится с точностью до 1%.
8. He допускается отклонение линии ВЭЗ от заданного направления более чем на 10°.
9. Для выяснения наличия искажений, связанных с горизонтальной неоднородностью разреза, выполняются «крестовые» зондирования (при направлении разносов перпендикулярно их обычной ориентировке) в количестве 3% от общего числа точек ВЭЗ.
10. 5% точек ВЭЗ от их общего числа на данном участке подлежат независимому контролю (другими операторами или руководящими работниками партии). Для каждого разноса расхождение между основным и контрольным замерами не должно превышать 5% от их средней величины. В трудных условиях измерений на больших разносах допускается расхождение до 7%.
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

3. Вычисление ρк и построение кривой ВЭЗ. Вычисление ρк и построение кривой ВЭЗ выполняет вычислитель в процессе полевых работ в специальном журнале ВЭЗ. На правой стороне журнала (табл. 17) в соответствующих графах он записывает величины разносов, коэффициенты установок К, измеренные значения разности потенциалов ΔU, силы тока I и вычисленные значения кажущегося сопротивления ρк. На левой стороне журнала отпечатан билогарифмический бланк, на котором вычислитель вычерчивает кривую ВЭЗ (рис. 46).
Кажущееся сопротивление ρк вычисляется по формуле
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

а коэффициент — К по формуле
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

где AN — расстояние между электродами А и N; AM — расстояние между электродами А и М; MN — длина измерительной линии; π = 3,14.
Коэффициенты установки при различных сочетаниях разносов AB и MN указаны в табл. 17.
Для нанесения значения ρк на билогарифмический бланк по горизонтальной (длинной) оси бланка откладывается значение АВ/2 в метрах, по вертикальной оси — значения ρк для данного разноса [в ом-метрах). Точка пересечения ординат и ρк является точкой кривой ВЭЗ.
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

4. Монтаж установки СЭП типа AMNB. Установка СЭП типа AMNB состоит из одного разноса питающей линии AB и одного разноса приемной линии MN (рис. 47).
Полуразносы измерительной и питающей линий установки СЭП монтируют точно так же, как измерительные линии установки ВЭЗ.
Питающую линию подключают к прибору и к батарее при помощи разъемных соединений, которые монтируют из кусков провода и электрических штепсельных вилок (см. рис. 47).
Батарею питания для переноски помещают в ящик из фанеры, снабженный ручкой.
5. Техника полевых измерений по методу СЭП. Длина линии AB в методе СЭП зависит от электропроводности геологического разреза и ожидаемой глубины изучаемых объектов. Длину из мерительной линии выбирают равной шагу наблюдений. Разносы электроразведочной установки ориентируют вкрест простирания геологических структур. Наблюдения ведут по заранее разбитым пикетам прямолинейных профилей. Ориентировка профилей совпадает с направлением разносов СЭП. Размеры и ориентировка линий AB и MN обосновываются в техническом проекте электроразведочной партии.
Полевые работы с прибором ЭСК-1 по методам ВЭЗ и СЭП

Симметричное электропрофилирование с установкой типа AMNB выполняет бригада, состоящая из оператора, вычислителя и нескольких рабочих.
Работу по методу СЭП выполняют следующим образом.
Центр установки совмещают с пикетом профиля, полуразносы питающих и приемных линий растягивают по обе стороны от центра установки по линии профиля. Прибор размещают на расстоянии 1—1,5 м от центра таким образом, чтобы оператор находился лицом к проводам. Батарею в ящике устанавливают на резиновом коврике сбоку от прибора. Рабочий на центре установки находится на противоположной от прибора стороне проводов.
После заземления электродов и присоединения к ним проводов оператор дает сигнал о начале измерений и подключает к прибору приемную и питающую линии. По сигналу оператора рабочие становятся в стороне от заземлений на расстоянии 3—4 м. Оператор подключает батарею и замеряет разность потенциалов и силу тока. Вычислитель заносит отсчеты в полевой журнал, вычисляет величину ρк по формуле (2) и наносит значение кажущегося сопротивления на полевой график. После этого оператор отключает батарею, отключает от прибора провода линий AB и MN и дает команду к переходу на следующую точку профиля.
После получения команды оператора рабочие извлекают электроды из земли и по сигналу старшего рабочего, который придерживает внутренние концы проводов полуразносов, переносят установку на следующую точку. Оператор переносит прибор, а рабочий — батарею с резиновым ковриком.
На новой точке старший рабочий совмещает внутренние метки полуразносов с пикетом, рабочие натягивают провода, забивают против внешних меток полуразносов электроды, соединяют их с проводами, после чего оператор подключает к линиям прибор, батарею и производит измерения.
Для проверки наличия утечек при работе с установками до 1000 м в сухую погоду на каждой двадцатой точке, а в сырую погоду на каждой десятой точке оператор выполняет повторные наблюдения с изменением силы тока в цепи AB не менее чем на 25 %. Силу тока изменяют путем дополнительной забивки питающих электродов или частичного их извлечения из земли. При разносах AB свыше 1000 м повторные наблюдения выполняют на каждой точке. Расхождения значений ρк, полученных при основном и повторном измерениях, не должны превышать 5% от их средней величины.
На следующую точку бригада переходит лишь после того, как вычислитель нанесет полученное значение ρк на полевой график СЭП и убедится, что полученная точка не является незакономерным выскоком. Полевой график строится на миллиметровке. Вычисление ρк производится по той же формуле, что и в методе ВЭЗ.
Для получения качественных полевых материалов при выполнении работ методом СЭП должны соблюдаться требования 2,3 и 5, отмеченные в пункте 2 настоящего параграфа при описании техники работ по методу ВЭЗ.
6. Камеральная обработка результатов наблюдений по методу СЭП. При камеральной обработке проверяют результаты полевых вычислений. Результаты работ по одиночным разобщенным профилям изображают в виде графиков ρк, а результаты площадных работ — в виде карт графиков и карт изолиний ρк (изоом). Горизонтальный масштаб графиков определяется масштабом отчетной карты, вертикальный масштаб уточняют путем анализа масштаба полевого графика и выбирают таким, чтобы надежно выделялись особенности геологического строения пород по линии профиля. Вертикальный масштаб графиков на картах площадной съемки выбирают такой, при котором графики ρк соседних профилей будут меньше пересекаться. Сечение изоом устанавливают в зависимости от характера изменения значений ρк в пределах площади съемки и в соответствии с точностью определений ρк таким образом, чтобы поведение изолиний подчеркивало основные особенности геологического строения площади.