При электропрофилировании применяются следующие аппаратура и оборудование.
1. Измерительные приборы - ЭСК-1, ЭСК-2, АЭ-72 при работе на постоянном токе и АНЧ-1, АНЧ -3, ИКС - на переменной токе.
2. Источники питания - специальные электоразведочные батареи 69 – ГРМЦ6 и 29-ГРМЦ-13, а при работе с небольшими электроразведочными установками (АВ=1000 м) и в труднопроходимых районах могут использоваться облегченные батареи сухих элементов 102 – АМЦГ – у – 1,0; 100 – АМЦГ – 2,0 др.
3. Соединительные провода - легкие провода полевой связи в хлорвиниловой изоляции (при работе с АВ=500 - 1000м), а также специальные. геофизические провода типа ГПСМО и ГПСМП.
4. Электроды в питающих линиях - стальные стержни диаметром 1,5-2см и длиной 0,5-1м, в измерительных линиях - медные (латунные) стержневые и трубчатые электроды.
5. Вспомогательное оборудование и снаряжение - катушки электроразведочные с подставками, кувалды, полевые вилки, клеммы, изоляционный материал и ремонтный инструмент.
Подготовка к полевым работам методами электропрофилирования заключается в проверке аппаратуры и оборудования и составлении монтажных схем измерительных установок. При подготовке ЭСК к началу полевых работ необходимо провести следующие проверки.
1. Проверка напряжения источников питания: прибора. Если при положениях «Н1», «Н2», «Н3», «А» переключателя: Питание-контроль стрелка измерительного прибора не устанавливается на необходимые деления, отмеченные на шкале, то соответствующие элементы и батарея питания необходимо заменить. Эта проверка проводится ежедневно по нескольку раз.
2. Проверка работы вибропреобразователя проводится на слух, в случаях ненормальностей в работе проводят регулировку реле с помощью электронного осциллографа. Проверка эта выполняется ежедневно.
3. Проверка работы усилителя. Для этого закорачивают клеммы М и N включают прибор и при помощи рукояток компенсатора поляризации устанавливают стрелку прибора на пределе 1 мВ в правой части шкалы. Вместо обычной закоротки клеммы М и N соединяют через сопротивление порядка 100 кОм. Если при этом стрелка подбора отклоняется от первоначального положения не более чем на 5 -10 %, то усилитель считается исправным. Проверку нужно проводить 1 раз в неделю.
4. Проверка правильности градуировки шкал прибора по напряжению сводится к изменению одной и той же разности потенциалов, подаваемой от компенсатора поляризации, на двух смежных пределах. Расхождения при этом не должны превышать 5%. Проверка проводится по мере необходимости.
5. Проверка работы компенсатора поляризации. Закорачивают клеммы М и N, включают прибор и тумблер КП и вращают рукоятки компенсатора поляризации "Грубая", "Средняя", "Точная". Стрелка прибора при этом должна плавно перемещаться по шкале в сторону вращения рукоятки "КП". При этом должна быть обеспечена компенсация ЭДС поляризации грубая - в пределах ± 500 мВ, средняя - в пределах ±30 мВ и точная - в пределах ±3 мВ. Проверка проводится 1 раз в неделю и по мере необходимости. При работе с автокомпенсатором АЭ-72 вначале необходимо установить батареи 333.6Л,т.к. завод изготовитель их не комплектует. Затем проводят следующие проверки. Проверка напряжения источников питания. При положении переключателя "Питание-контроль" напряжение V1 должно находится в пределах от 14 до 22 В. а напряжение V2 - в пределах 1,2-1,5 В. В противном случае необходимо заменить батареи 3336Л или элемент РЦ 85 У.
6. Проверка работы автокомпенсатора:
a. работа блока установки нуля - установить тумблерDV-I в положение I, включить "КП", установить предел 1000 и включить прибор. Вращая ручку "Уст.0",.установить стрелку прибора на нулевую отметку шкалы. Последовательно изменяя пределы измерения от 1000 до 1, проверить на них установку нуля;
b. работа "КП";
c. градуировка шкал прибора по напряжению. Последние две проверки производятся аналогично проверкам прибора ЭСК1. При эксплуатации автокомпенсаторов необходимо в целях безопасности перед каждым выходом в поле проверить изоляцию цепей автокомпенсатора относительно его корпуса. Для этого соединяют клеммы А,В,М и N одной общей надежной перемычкой, к которой подключают одну клемму мегомметра с напряжением 1000 В, а вторую его клемму подсоединяют к любой неокрашенной детали корпуса. Сопротивление изоляции прибора должно быть не ниже 1000 МОм. При работе в поле эту проверку можно выполнить с помощью самого автокомпенсатора.
Вид схем установок зависит от разновидности электропрофилирования и используемой при этом аппаратуры. На рис. 1 - 4 приведены схемы наиболее употребляемых установок. Схему установки АМNВ (рис.8) легко преобразовать в установки АА' MN В' В или А А'А" МN B"В'В поставив дополнительные пары электродов A'B' и A"B",расположенные симметрично относительно центра установки. Размеры установки выбирают из условий АВ/А'B'= 2/4 и. МN=1/3 А'В'. При работе с установкой срединного градиента и дипольного профилирования удобнее и экономичнее вести наблюдения с аппаратурой ИКС-1, ИКС-50 (рис.8, 9) Конструкция электродов и число батарей рассчитываются исходя из размеров установки, величины и сопротивления поверхностных отложений.
Рисунок 8 - Схема установки для симметричного электропрофилирования.
Б - батарея сухих элементов 29-ГРМЦ-13 или 69-ГРМЦ-6; ИП – измерительный прибор; 1, 2 – соединительные провода.
Рисунок 9 - Схема установки для съемки срединных градиентов.
Г – генератор ИКС-50; ИП1 и ИП2 – измерительные приборы (микровольметры); Б – батарея сухих элементов или бензоэлектрический агрегат.
При комбинированном электропрофилировании (Рис. 9) линию бесконечности лучше всего относить от середины МN в перпендикулярном направлении. Для заземления этой линии устраивается сложное заземление, которое по возможности помещается в увлажненных местах.
Для выбора длины "бесконечность" в методе КЭП замеряют с двумя встречными установками и вычисляют для симметричной установки.
(3.1)
Затем отключают "бесконечность" и делают замер симметричной установкой. Различие между ними не должно превышать 5%.В противном случае необходимо увеличить длину "бесконечности" и повторить измерения.
При электропрофилировании размеры измерительной установки должно быть оптимальными, т.е. такими, чтобы полезные аномалии четко отмечались на фоне аномалий-помех и позволяли при минимальных затратах времени и средств решить поставленную задачу. Размеры измерительных установок определяются на основании опытных работ для конкретных геологических условий. В таблице 1 приводится зависимость между размерами питающих и измерительных установок для различных видов электропрофилирования.
Рисунок 10 - Схема установки для комбинированного электропрофилирования.
ИП – измерительный прибор; Б – батарея сухих элементов; КА и КС – катушка с приводами.
Техника полевых измерений методами электропрофилирования зависит от применяемой аппаратуры и типа измерительной установки в таблице 1 приведены данные для каждого вида электропрофилирвания.
Таблица 3.1
| Вид электропрофилирования | Разнос установки | Размеры приёмной линии | Примечание |
| Симметричное (СЭП) | АВ= (3 ÷ 10)Н | МN ≤ 1/3АВ | АВ выбирается или на основании опытных работ, или по данным ВЭЗ |
| Комбинированное (КЭП) | АО=(3 ÷ 5)Н | МN ≤ 1/3АО | То же |
| Дипольное осевое (ДП) | 0,7Н | МN ≤ 0,2 | АВ определяется опытными работами. |
| Срединных градиентов (СГ) | АВ=(2 ÷ 5)Н | МN=(1/40÷1/60)АВ | МN меньше мощности искомых тел |
Н – мощность перекрываемых отложений.
Коэффициент установок вычисляют по следующим формулам:
Для СЭП к = π (АМ АN)/MN
Для КЭП к = 2π (АМ АN)/MМ
Для СГ к = 0,2/MN(cosφ1/AO2+cosφ2/BO2)
Для ДП к = 2π/(1/АМ – 1/АN – 1/ВМ – 1/ВN)
Для осевых дипольных установок с равной длиной питающего и измерительного диполей и расстоянием между сближенными электродами кратным длине диполей коэффициент можно рассчитать по более простой формуле:
к = πni(n+1)(n+2) (3.2)
где n – 1, 2, 3… - число кратности.
Техника полевых измерений методами электропрофилирования зависит от применяемой аппаратуры и типа измерительной установки перед началом измерений необходимо провести все проверки и регулировку аппаратуры.
Результаты проверок записываются в полевой журнал затем составляют монтажную схему установки и располагают её таким образом, чтобы центр установки находился над пикетом, в котором будут осуществляться измерения после этого оператор дает сигнал о начале измерений.DV и I значения которых записываются в полевой журнал специальной формы.
Вычислитель рассчитывает rк и наносит полученное значение на график после этого по команде оператора установка отключается от измерительного прибора и передвигается по профилю на расстояние, равное шагу профилирования.
Задание.
При поисках стройматериалов с целью оконтуривания зон распространения известняков и определения их сохранности на глубине решено проводить: (задание преподавателя). По геологическим сведениям известно, что интересующие зоны должны быть не менее 2,5км. По простиранию (северо-восточное) и 0,5км. по ширине примерная глубина залегания известняков 10-15м, их удельное сопротивление 150 Ом.м, сопротивление почвенного слоя 20Ом.м. Требуется установить сеть наблюдения, разносы измерительной установки, рассчитать коэффициент установки, необходимую мощность источника тока и конструкцию заземлений.
Порядок выполнения работы (контрольные вопросы):
1. Обосновать выбор основного и вспомогательного оборудования для производства работ.
2. Привести расчеты V в соответствии с заданием.
3. Нарисовать схему установки АЭ-72 (ИКС-1) и составить ведомость аппаратуры, оборудование и материалов, необходимых для предусмотренных изысканий (с учетом топогеодезических работ). Укажите необходимый персонал отряда и опишите технику наблюдения на точке.
Лабораторная работа №5.
