Электроразведочная станция ВПО-62

19.01.2017

1. Краткая техническая характеристика и принцип работы станции. Электроразведочная станция ВПО-62 предназначена для электроразведки методов вызванной поляризации.
Станция монтируется на автомобиле УАЗ-69 (или УАЗ-450А), в кузове которого размещены генераторная установка, пульт управления генератором, измерительная панель, две катушки с проводом ПВР по 800 м, два телефона,, четыре неполяризующихся электрода и соединительные кабели. Вес комплекта аппаратуры составляет около 180 кг. Аппаратура состоит из легких, переносимых блоков и может быть быстро демонтирована, благодаря чему станцию можно использовать для работы в труднодоступных районах.
Принцип работы станции ВПО-62 заключается в следующем. В процессе длительного (от 1 до 3 мин) пропускания тока через электроды А и В в измерительной линии MN возникает разность потенциалов ΔUпр, состоящая из двух величин: разности потенциалов ΔUпр вызванной прохождением тока через породы определенного удельного сопротивления, и разности потенциалов вызванной поляризации ΔUВП, обусловленной наличием вблизи электродов M и N электроннопроводящих рудных объектов. Величина ΔUпр регистрируется -автокомпенсатором, к выходу которого подключаются стрелочный прибор или осциллограф ЭПО-7Б.
После выключения тока в цепи AB между электродами M и N остается разность потенциалов ΔUВП, которая усиливается и подается на автокомпенсатор. К выходу автокомпенсатора через 0,5 сек после выключения тока в цепи AB подключается конденсатор и параллельно ему — импульсный вольтметр со стрелочным прибором или осциллограф, которые регистрируют разность потенциалов ΔUВП. Пауза между моментом выключения тока и включением измерительной схемы, равная 0,5 сек, необходима для того, чтобы избавиться от помех, связанных с переходными процессами.
Наряду с мгновенными измерениями величины ВП (через 0,5 сек после выключения тока) может регистрироваться также кривая спада напряжения вызванной поляризации путем измерения ΔUВП стрелочным прибором через 1; 2; 5; 10; 30 и 60 сек после выключения тока или путем регистрации импульса ΔUВП на осциллографе в течение 60 сек.
Регистрация кривых спада ΔUВП позволяет оценить качество наблюдений и уровень помех. Регистрация параметра ΔUВП на осциллографе применяется при наличии интенсивных промышленных помех.
2. Генераторная установка. Созданная на базе бензоэлектрического агрегата генераторная установка состоит из бензинового двигателя, генератора переменного тока и панели управления с бензобаком. При транспортировке агрегат можно расчленять на три части: двигатель, генератор и панель управления с бензобаком. Для переноски каждого блока предусмотрены специальные заплечные ремни.
На панели управления смонтированы приборы для измерения напряжения и тока генератора, частотомер и реостат регулировки напряжения, тумблер для выключения напряжения генератора, переключатель для включения напряжения на нагрузку, кнопка возбуждения для запуска и детали схемы возбуждения генератора. На панели установлены также две последовательно включенные лампы на 127 в по 100 вт, которые служат балластным сопротивлением генератора.
Вес генераторной установки 56 кг.
3. Пульт управления генератором. В пульте управления установлены трансформатор и полупроводниковый выпрямитель, служащие для преобразования переменного напряжения генератора 230 в в более высокое (до 560 в) напряжение и выпрямления последнего. Сила выпрямленного тока равна 7 а. С пульта управления осуществляются подача поляризующих импульсов тока в питающую линию и установка чувствительности измерительного прибора. Общий вид пульта показан на рис. 54.
Электроразведочная станция ВПО-62

Величина высокого напряжения на выходе генератора устанавливается при помощи переключателя 4 и контролируется вольтметром 1 типа ПМ-70, имеющим шкалу на 600 в.
Сила тока измеряется амперметром 2. Переключатель 3 служит для изменения пределов измерений амперметром 2. В соответствии с позициями переключателя 3 могут быть установлены пределы измерения 0,1—0,3—1—3—10 а.
При подаче тока в линию AB вручную (однополярными импульсами) тумблер 5 выключается, управление током ведется при помощи тумблеров 6—8. Тумблер 6 переключает схему на ручное управление током. Ток в линию AR включается тумблером 8, а полярность тока в цепи AB меняется тумблером 7.
При включении тумблером 6 автоматического управления ток в линию AB подается разнополярными импульсами при помощи двух реле автомата времени. Автомат времени (рис. 55) представляет собой диск 1, вращающийся от синхронного двигателя со скоростью 2 об/мин. На диске, выполненном из изоляционного материала, установлен металлический сектор 3, который при вращении диска контактирует поочередно с контактами 2 и 4. Последние приводят в действие реле А+В- или А-В+. Сектор 3 занимает 1/3 окружности диска, поэтому время его соприкосновения с каждым из контактов 2 и 4 составляет 10 сек. Пауза длится 5 сек. Благодаря этому ток в линию АВ подается разнополярными импульсами длительностью по 10 сек с паузой 5 сек.
Электроразведочная станция ВПО-62

Лампы 9 и 10 на пульте управления (см. рис. 54) сигнализируют о наличии в линии AB тока той или иной полярности, а лампа 11 — о подаче на пульт управления переменного напряжения от генератора.
Штепсельный разъем 12 служит для подключения к пульту управления кабеля от генератора, к штепсельному разъему 13 подключается линия AB. При помощи штепсельного разъема 14 к пульту управления подключается измерительный прибор. Гнездо 15 служит для заземления панели управления.
4. Измерительная панель. Измерительная панель (рис. 56) предназначена для управления измерением разностей потенциалов ΔUпр (при пропускании тока в цепи АВ) и ΔUВП (после выключения тока в питающей линии).
Для измерения величин ΔUпр и ΔUВП служит стрелочный индикатор 1, который в первом случае подключается к выходу автокомпенсатора, во втором — к импульсному вольтметру. Указанные разности потенциалов могут регистрироваться также осциллографом ЭПО-7Б, который включается в гнездо 2. Подключения к измерительной схеме стрелочного прибора или осциллографа производятся при помощи тумблера 3.
Электроразведочная станция ВПО-62

Пределы измерения ΔUпр и ΔUВП стрелочным прибором устанавливаются соответственно переключателями 4 и 5. Переключатель 4 позволяет установить пределы 3—10—30—100—300 мв, переключатель 5 дополнительно к перечисленным величинам позволяет установить предел 1 мв. Величина того или иного предела измерений определяется позициями переключателей.
Тумблером 6 включается в измерительную схему компенсатор поляризации.
Компенсация э. д. с. поляризации осуществляется при помощи реостатов грубой (±150 в) и точной (±2 мв) компенсации.
Переключатель 7 служит для изменения рода работ. В положении «ΔUВП» измеряется разность потенциалов вызванной поляризации, в положениях «ΔUпр» и «х100» — величина ΔUпр. При установке переключателя 7 в положение «х100» пределы измерения величины ΔUпр увеличиваются в 100 раз. В положении «Градуир.» переключателя 7 производится установка тока в градуировочном устройстве.
Градуировочное устройство, служащее для контроля за чувствительностью измерительного прибора, позволяет подать на вход автокомпенсатора напряжение, равное 0,8 от номинального значения шкалы стрелочного прибора при всех положениях переключателей 4 и 5. С изменением предела измерений одновременно изменяется величина градуировочного напряжения.
Градуировочное устройство включается при выключенном компенсаторе поляризации и положении «Градуир.» переключателя 8. Сила тока в градуировочном устройстве измеряется стрелочным прибором mА при установке переключателя рода работ 7 в положение «Градуир.» и выводе реостатом 9 стрелки прибора на отсчет «80».
В положении «ΔUпр» переключателя 7 производится градуировка автокомпенсатора. С этой целью переключатель 4 устанавливается поочередно в положения «3; 10; 30; 100; 300» и при каждом из них берется по стрелочному прибору отсчет, который в каждом случае должен быть равен 80.
Для градуировки и установки чувствительности импульсного вольтметра переключатель 5 ставится в положение «10», переключатель 8 — в положение «Сброс». После выполнения указанных операций при нажатии на кнопку 10 реостатом 11 стрелка прибора выводится на нуль шкалы. Далее переключатель 8 переводится в положение «Градуир.», вновь нажимается кнопка 10 и реостатом 12 стрелка прибора устанавливается на отсчет «80».
В положении «Измер.» переключателя 8 и в положении «ΔUпр» переключателя 7 по стрелочному прибору измеряется величина ΔUпр. При переводе переключателя 7 в положение «UВП» (переключатель 8 остается в прежней позиции) конденсатор и вместе с ним импульсный вольтметр посредством реле задержки через 0,5 сек после выключения тока в цепи AB подключаются на 0,1 сек к выходу автокомпенсатора, вследствие чего стрелка прибора отклоняется по шкале и снова возвращается в нулевое положение. Максимальная величина отклонения стрелки прибора, умноженная на цену деления шкалы, является величиной разности потенциалов вызванной поляризации, которая наблюдается между электродами M и N через 0,5 сек после выключения тока в линии AB. Цена деления шкалы равна 1/100 предела, установленного переключателем 5.
Кнопка 10 позволяет подключать к выходу автокомпенсатора конденсатор и импульсный вольтметр в любое время после выключения тока в линии АВ, т. е. измерять ΔUВП в любой точке кривой спада вызванной поляризации. Переключатель 13 служит для включения питания схемы измерительного пульта. В положении «Выкл.» переключателя 14 стрелочный индикатор выключается и вход его закорачивается. В положении «Изм.» переключателя 14 измеряются разности потенциалов. При установке переключателя 14 в положения «H1; H2; H3; H4; Н6» при помощи стрелочного прибора производится контроль за напряжением накальных батарей, в положениях «А1; A2; А3» контролируются напряжения анодных батарей.
Гнезда 15 на измерительной панели служат для подключения приемной линии MN, штепсельный разъем 16 — для подсоединения измерительной панели к панели управления генератором.
5. Полевые наблюдения со станцией. Полевые наблюдения методом вызванной поляризации чаще всего выполняют с установкой срединного градиента (электроды А и В неподвижны, а электроды M и N перемещаются в средней части линии АВ на интервале, равном 1/3 длины питающей линии). Это связано с тем, что заземления А и В состоят из большого числа (до 50—100) железных электродов и на устройство заземлений требуется большая затрата времени.
В качестве приемных электродов используют неполяризующиеся электроды такого же типа, как и в методе естественного электрического поля. Величина разносов питающих линий в установке срединного градиента должна превышать глубину залегания искомых объектов не менее чем в 5—10 раз.
Профили наблюдений задают обычно вкрест господствующего простирания структур, перспективных на рудные объекты.
Работу проводят в два этапа: площадные исследования по сети 500x50 или 250x50 м и детальные исследования на аномалиях по сети 100x50 и 100x25 м. •
При работе с установкой срединного градиента, помимо центрального профиля, на котором помещают питающие электроды, измерения выполняют также на соседних профилях, расположенных на расстоянии не более длины АВ.
В эпицентрах выявленных аномалий проводят измерения вызванной поляризации с установкой ВЭЗ.
Станция ВПО-62 позволяет измерять разность потенциалов вызванной поляризации в режиме длительной зарядки и с разнополярными импульсами. Чаще всего работа ведется в режиме длительной зарядки.
Наблюдения со станцией ВПО-62 в режиме длительной зарядки с использованием импульсного вольтметра выполняют в следующем порядке.
1. Растягивают и заземляют питающую линию AB; заземляют электроды M и N, провода приемной линии подсоединяют к электродам M и N.
2. Станцию устанавливают в центральной части линии AB на расстоянии 20—30 м от центрального профиля или от точки наблюдения по методу ВЭЗ.
3. Панель управления при помощи соединительных кабелей подключают к измерительной панели и к генератору.
4. Запускают бензоагрегат и после 10—15-минутного прогрева его на малых оборотах устанавливают нормальный режим работы агрегата, запускают генератор.
5. Приемную линию подключают к гнездам 15 измерительной панели (см. рис. 56), включают питание последней при помощи переключателя 13 и проверяют напряжение источников питания по стрелочному прибору, переводя переключатель 14 в положения «Н1; H2; H3; H4; Н5;» и «A1; A2; А3».
6. Переключатель 14 переводят в положение «Изм.», переключатели 7 и 8 — в положение «Градуир.», тумблер 3 — в положение «Прибор» и при выключенном компенсаторе поляризации устанавливают реостатом 9 необходимую величину тока в градуировочном устройстве (стрелку прибора выводят на деление «80»).
7. Установив переключатель 7 в положение «ΔUВП» и переключатель 8 в положение «Сброс», после нажатия на кнопку 10 при помощи реостата 11 стрелку прибора выводят на нулевой отсчет. Далее переключатель 8 переводят в положение «Градуир.», переключатель 5 в положение «10» и при нажатии на кнопку 10 при помощи реостата 12 устанавливают чувствительность импульсного вольтметра (стрелку прибора выводят на деление «80»).
8. Переключатель 7 переводят в положение «ΔUпр» и во всех положениях переключателя 4 производят градуировку автокомпенсатора (стрелка прибора должна показывать отсчет «80»).
9. Переключатель 8 устанавливают в положение «Измер.», переключателями 4 и 5 задают необходимые пределы измерения величин ΔUпр и ΔUВП, тумблером 6 включают компенсатор поляризации и реостатами сначала грубой, лотом плавной компенсации выводят стрелку измерительного прибора на нулевой отсчет.
10. Оператор передает по телефону предупреждение о начале измерений и соблюдении правил техники безопасности.
11. При выключенных тумблерах 5 и 8 панели управления (см. рис. 54) подключают питающую линию к штепсельному разъему 13 и переключателем 4 устанавливают необходимую величину постоянного напряжения, которую контролируют по вольтметру 1.
12. Переключателем 3 задают необходимый предел измерения поляризующего тока, тумблер 7 ставят в положение «+» и тумблером 8 подают в линию AB ток в течение 2—3 мин. Время отсчитывают по секундомеру. Длительность зарядки на всех профилях исследуемого участка сохраняют одинаковой. Величину тока измеряют по прибору 2.
13. За несколько секунд до выключения тока по стрелочному прибору измерительной панели (см. рис. 56) берут отсчет величины ΔUпр и переключатель 7 переводят в положение «ΔUВП». Далее в питающей линии выключают ток и по стрелочному прибору берут отсчет величины ΔUВП.
Пределы измерений ΔUпр и ΔUВП выбирают таким образом, чтобы стрелка прибора под действием измеряемых величин отклонялась не менее чем на 1/3 шкалы.
Кроме измерения вызванной поляризации через 0,5 сек после выключения тока производят измерения через 15, 30 и 60 сек. С этой целью через указанные интервалы времени нажимают на кнопку 10 в течение 1 сек и по стрелочному прибору берут отсчеты.
14. После измерения величин ΔUпр и ΔUВП на первой точке дается команда о переносе заземлений M и N на следующую точку (или подключают следующую пару заземлений M и N, которые готовят во время измерений на предыдущей паре заземлений) и вновь выполняют измерения в последовательности, указанной в пунктах 12, 13 и 14.
После отработки профилей при данном расположении электродов А и В установку перемещают на следующий пункт.
При выполнении работ методом ВП в объеме не менее 5% проводят контрольные измерения. Среднее относительное расхождение между основными контрольными измерениями не должно превышать 5% для величины ρк и 10% для величины кажущейся поляризуемости ηк.
Результаты рядовых и контрольных наблюдений заносят в специальный полевой журнал, в котором указывают название участка, наименование и номер аппаратуры, номер точки и профиля, дату и погодные условия измерений, адрес и название организации, фамилию оператора, абрис местности, наименование и размер установки, ориентировку разносов, точки заземлений питающих линий, измеряемые величины, пределы измерений и результаты градуировок.
Один — два раза в месяц проводят профилактический осмотр и ремонт аппаратуры.
6. Обработка результатов измерений. Обработка результатов измерений заключается в вычислении величин кажущегося сопротивления ρк (в ом*м) и кажущейся поляризуемости ηк (в %) по формулам:
Электроразведочная станция ВПО-62

По вычисленным значениям, полученным с установкой срединного градиента, строят совмещенные планы графиков ρк и ηк по профилям в масштабе съемки. Вертикальный масштаб графиков выбирают таким образом, чтобы наблюдалась хорошая дифференцируемость участка по величинам ρк и ηк и план графиков был хорошо читаем (чтобы графики соседних профилей по возможности меньше накладывались один на другой). Графики ηк нередко строят от уровня 1,5—2% (фоновой поляризуемости пород) и раскрашивают. В качестве стандартных масштабов рекомендуются: для ηк в 1 см — 1; 2 и 5%, а для ρк в 1 см — 50; 100; 200; 500 и 1000 ом*м.
По результатам измерений методом BП с установкой ВЭЗ на билогарифмических бланках строят по обычной методике (как в методе ВЭЗ сопротивлений) кривые ВЭЗ параметров ηк и ρк.
По результатам измерений ΔUВП на разных временах после выключения тока строят кривые спада в относительных единицах (все значения ΔUВП делят на значение ΔUВП, полученное при 0,5 сек после выключения тока).
Кривые спада являются дополнительным материалом для оценки качества работы аппаратуры и уровня помех на участке.