4.45M

Category:

chemistry

Индуктивная электроразведка

1.

Индуктивная электроразведка
H Re H iJmH
Jm H
i
H
He
|H|
Jm H
φ
Re H
(1)
(2)
Re H
i 2
H 2 H 2e
H 2 i ( 2 1 )
i
A
e
Ae
i 1
H1 H1e
H1
(3)

2.

m = a ·cos ωt + b ·cos (ωt + π/2)
e
(5)
J= t
с
S
[E, H ]
4
(4)
S
dS
Q
U
A
n
(6)
S
(7)
4 J
1 N 0
(
)
F=
с t 4 t
1 Ф
(11)
ε=с t
N0 = 4πe
(9)
(8)
Ф=0

3.

4 1 D
rot H
(j
)
с
4 t
(12)
1 B
(13)
rot E
с t
div D 4 (15)
(14)
div B 0
(16)
D = εE, B= μH , j = γE
4 Е
(17)
rot H
Е
с
с t
1 Н
(18)
rot E
с t

div B 0
j = γE
div D 0 (20)
(19)
ρ = 1/γ
μ = 1 + 4π ϰ
μ≈1
n·10-6 СJSM
ε = 80
ε=2
ρ(f)
ε=1
от 102 до 107 герц
10 – 107
108 – 1010Гц
ε
40
32
11
ит
л
о
р
в
але
24
9
10
16
7
5
0
2
4
6
8 W%
т
т
ль
за
10
к
песча ни
8
до
ло
ми
10
ба
този
де
ан
л
до
ρ Омм
ит
м
о
(21)
W%
10
0.1
0.8

5.

D
=0
t
rot
Н
Н
=
с t
rot Е
div Е = 0
4
Е
=
с
(22)
(23)
(24)
div
Н
=0
a·sin(ωt + φ) или a·cos(ωt + ψ)
i
e cos i sin
ω = 2πf
i ( t )
(25)
(26)
(27)
a cos ( t ) i a sin ( t )
i ( t )
(28)
Re( а e
)
а e

6.

M M0 e
i t
(29)
(-iω)
М
i t
i M 0 e i M
t
М
M
2
i
i ( i ) M M
2
t
t
(30)
2
i t
Н Н0 e
i t
Е Е0 e
(31)
(32)
(33)
4
4 i ~
Е + (-iω) Е = (
)Е = Е
rot Н =
С
С
С
С
(34)

7.

(35)
rot Е = i H = ~H
С
(37)
Н
div
=
0
(36)
div Е = 0
4 i
(38)
е-iωt
~
=
С
С
~
(40)
~
divЕ
i
div
rot
=
Н
(39)
=
С
div rot Е
div
~
= divH
Ax
А = ( · А ) = x
(41)
+
Ay
y
+
Az
z
(42)

8.

rot
А
div rot А =
Ax
y
Ay Aх Az
Ay Ax
)i + (
) j +(
) k (43)
z
x
z
x y
Aх Az
Az Ay
Ay
х ( y - z ) + у ( z - x ) + z ( x -
Az
=(
y
)=
2 Az
x y
-
2 Ay
x z
+
2 Ax
y z
-
2 Az
y x
~
div rot Н = divЕ = 0
~
div rot Е = divH = 0
divЕ = 0;
divH = 0
2 Ay
+
z x
-
2 Ax
z y
(44)
= 0.
(45)
(46)
(47)

9.

rot Н
= ~ Е
rot rot Н
rot rot Е
rot rot Н
rot rot Е
(48)
~
= rotЕ
rot Е
= ~ H
(50)
= ~ rot H
= ~ ~ H
(51)
(52)
~
~
Е
=
~ ~ = ϰ2 или ϰ =
rot rot Н = ϰ2 H
2Е
ϰ
Е
rot rot =
(49)
(53)
~ ~
(54)
(55)

10.

rot rot А = grad div А - Δ А
rot rot Н = grad div Н - Δ Н
(56)
(57)
rot rot
(58)
Е
= grad div
div Н = 0 и div Е
rot rot Н = - Δ Н
rot rot Е = - Δ Е
2
ΔН
=
ϰ
H
Δ Е = - ϰ2 Е
Е
-ΔЕ
=0
(59)
(60)
(61)
(62)
(63)

11.

rot
Н
ΔН
= ~ Е
=-
(48)
ϰ2 Н (64)
~
~
= ·
4
i
~ =
С
С
ϰ2
ϰ2 =
=
rot
Е
= ~ H
(49)
(65)
~ = i
С
2 2
4
i
4
i
~
~
· = (
) i
= i
=
С2
С
С
С
С2
2
С2
4
( i 1 )
(66)

12.

ϰ=
C
(1 i
4
)
ω = 2πf
(67)
4
4 Е Е
rot Н =
+
С
С t
4 j Е
rot Н =
+
С
С t
rot
Н
(68)
(69)
(70)
i t
Е Е0e
4
4
j - iω Е =
( j i
E)
=
С
С
С
4
(71)

13.

j E
rot Н =
j пр Е
E jсм ещ
4
4
( j пр i jсм ещ )
С
(74)
jсм
Е
4
jпр
Е
4
jсм Е
4
2
4
2
i
1)
ϰ =
2 (
С
(72)
(73)
(75)
(76)

14.

4
γ >> 1
>> 1
2
4
i
1
2
(
)
ϰ =
2
С
4
4
i
=
=i
2
2
С
С
2
ϰ2
(77)
ω = 2πf
8 2 f
4 2 f
=i
ϰ2 = i С 2
2
С
(78)

15.

4
ϰ2
<< 1
γ=0
ϰ=
C
=
2
С
2
μ = 1, ε = 1
ϰ=
C
4
2
4
4
= 2 f = f
104 герц
(79)
(80)
(81)

16.

α = ϰ2Q (Q = |L|2)
2
4
i
1)
(
ϰ2 =
2
С
R
z=0
Eφ
Hz
|ϰ2R2|
r/R
| ϰR| << 1 и р = |ϰr| 0
i J r
E
4 R
J
Hz
2R
(82)

17.

i r
Hz
2
E
(83)
r=0
J 1
i R
2 2
Hz
[3 e ( R 3i R 3)]
2 2
R R
(84)
р = |ϰr|
Rehz =
4 3
1- p ;
15
Jmhz =
Rehz = -2p2e-pcos p;
р=5
p2
2
Jmhz =
1
2
р
при р << 1
3
p2
hz =
(85)
при р >> 1 (86)
Hz
2R
J

18.

hz
1
2
1
0.1
Рис. 1
0.01
0.004
0 0.02
0.1
m
Hi
h
i
3
4 r
1 5 20
100
р2
mi
Ei
ei
2
4 r
(87)

19.

р = |ϰr| << 1
2
ezφ = 1 -
2 3
p
15
hzz = 1 +
2 2 3
p
15
+ i(
p
4
+ i(
-
p2
4
2 3
p)
15
4
+ 0(p )
2 2 3
p)
15
4
+ 0(p )
(88)
(89)
р >> 1
ezφ = i
6
2
р
,
hzz =
18
i 2
р
(90)

20.

h, e
1.5
hzz
1.0
ez φ
0.1
hzr
0.01
р
0.1
1.0
Рис. 2
10
100
2

21.

80
60
φ ezφ
40
φ hzz
20
р
0
-20
0.1
1.0
10
hhzr
-40
-60
-80
Рис. 3
100

22.

α - 90
0
m
*
а
a ,
3
4 r
φа, град
80
70
0
α - 90
60
(91)
50
40
b
30
а, b
3
20
10
4 r
3
b
*
а*
2
р
1.0
0.01
0.1
1.0
100
10
-10
0.3
m
b*
-20
φа
-30
0.1
-40
0.03
0.01
-50
Рис. 4.

23.

|ϰr| = 1 Ех и Еу
Нх и Ну
а
Н0
Нz
|ϰr| << 1
Нвт
a Т
H r H 0(1 2 ) sin
r
2
a Т
H H 0(1 2 ) cos
r
(92)
2
Hz = 0
(94)
Т = J2(ϰ,a)/J0(ϰ,a)
0
(93)
Т·а2

24.

|Hвт|, ReH вт, ImH вт, φ вт
1.5
1.0
α = 12
φвт +π/2
ImH вт
Im Нвт
0.1
|Hвт|
ReHвт
Re Hвт
0.01
0.1
α
1.0
10.0
Рис. 5.
90

25.

i
H
0
Нвт = ϰ ·
R i L
аи
(95)
|Hвт|
α = Q = 2 Qf = Kf
H вт
H0
α = a2 (a2 = Q)
2
d
α =
4
d2
α = 1/2
4
ml
α = 2
4

26.

Hс H0
Ha
H0
(96)
Рис. 6
|Нвт|
f
Н вт
Н0

27.

|Hвт|
|Hвт|
|H0|
|Hвт|
|Hвт|
|H0|
f( ω )
Рис. 7
α = ϰ2 Q
0.1
α и f( )

28.

2
d
α = ;
8
α = Q
Q
d2
α = ;
4
d2
Q=
8
ml
α =
2
2
d
Q=
4
ml
Q=
2
Q
2 f
(98)
Re H вт
Н0
τ = 0.02
63031/
Re Hвт
(97)

29.

Re H вт Н с Н 0
Н0
Н0
(99)
Нс Н0
На =
Н0
Re H в т
Н0
b Im H в т
a
Н0
Im H в т
Н0
(101)
(100)
f
28040/
b
a

30.

Ac Re H в т
ln
An
Н0
Aдб
Ac
Анеп =
8.6
An
Г
вт
2H
ln Ac
Н0
(φс – φn)
Im H в т
(102)
Н0
рад
град
57
(103)
(104)

31.

Аа(дб)
α = 2 Qf
5
100
4
3
40
20
15
10
8
6
2
4
2
1
1
0.4
0
-20
-15
-10
-5
-1
5
10
15
20
φ а, град
-2
φвт
α < 10
-3
-4
-5
Рис. 8.

32.

Н втz
H0
a
2 h y
T 2 cos 2 Ta
4
r
r
2
2
2
(105)
Z
Нy
Т = J2(ϰ,a)/J0(ϰ,a)
α = а2
Δy
y
y
h
y
h
2
2
Hz
= 0 = 4 10-7 Гн/м
a
T 2
r
φ
0
Рис. 8

33.

Н втz
2
2
1 a3
1
2
h
y
3
(106)
D 3 (1 3 cos 2 ) Da
H0
4 r
2
r5
(2 0 ) J 1 / 2 ( ) [ 0 (1 2 ) 2 ]J 1 / 2 ( )
D
( 0 ) 2 J 1 / 2 ( ) [ 0 (1 2 ) ]J 1 / 2 ( )
Z
h = Δу
Ну
Δу
3
У
у
h
Нz
Θ
α=
a
|D| 3
h
2
1
а
2
Рис. 10

34.

Нz
Н z1
Hz2
Hz 2
Hz 1
Hz
Рис. 11.

35.

Hz 2
Hz 1
Hz
Hz 2
Hz 1
Hz
Рис. 12.

36.

ДК
профиля
4 – 5 км
ДК
Рис. 13
1 – 2 км

37.

Рис. 14
профиля
профиля
Петля
ДК
Рис. 15

38.

ϰ = а + ib
а·R << 1
|ϰ|·R
a·d << 1
2
λ=
a
V=
а·R >> 1
|ϰ| = a b
2
a·d >> 1
Ах
J
Ех =
f(ϰ, y)
2
z=0
a
= λf =
T
а·R ≈ 1
2
а·d ≈ 1
Нz
(107)
Ну

39.

J
Hz =
f1(ϰ, y)
2 у
J
Hy =
f2(ϰ, y)
2 у
J
Aх =
f3(ϰ, y)
2
Ех 2
eх = J = f(ϰ, y)
Hz
2 y = f1(ϰ, y)
hz =
J
(108)
(109)
(110)
(111)
(112)

40.

hy =
Hy
J
2 y = f2(ϰ, y)
(113)
Рис. 16а
2
2 2
р =|ϰ y |

41.

Рис. 16б

42.

|ϰ y| << 1
α , φ а град
90
|ϰy| >> 1
|ϰ0y| Ех
80
70
ϰ≈0
60
50
Нz Ну
40
30
20
а, b
1.0
10
5
-20
-30
0.1
2
0
-10
3
α
0.01
0.04
0.1
0.4
1.0
4
10
40
100
а*
J
i ϰ
3
*
b
-40
0.5
Рис. 17. Графики элементов эллипса поляризации в поле БДК
0.01
р
1
2
у

43.

1 *
а = 2 у а
α
1 *
b = 2 у b
φа
р2 100
М(х, у, z)
(114)
α 0
р2
φа 450
z<0
Ех, Еу, Еz и Нх, Ну, Нz
Ех, Еу, и Ну, Нz
р = |ϰ|y << 1
р = |ϰ|y >> 1

44.

Re Hy
Re Hz
α = |ϰ2|Q << 1
к
φ*
р2 = у2
ρк =
у
р
2
А*
= 0 = 4 10-7 Гн/м
2
или к =
р2 = 0.3 – 3.0
р
2
у
2
b/а
(115)
Е/Н

45.

Нz2
H z1
|Hz |
Рис. 18.

46.

Нz2
H z1
|Hz|
Рис. 19. Непроводящий пласт

47.

Нz2
H z1
|Hz|
Рис. 20.

48.

Нz2
H z1
|Hz|
Рис. 21.

49.

ДЭМП
Е/Н
НЕ
1
2
= ϰ 2r 1r2
НН
Dl
(116)
l
b/а → 1
1.0
l 1
0.1
b/а ∞
l 0
0.01
0.0011
b/a
1
10
100
Рис. 22.

50.

2
l 2
1
2
l 2
1
b/а
ДЭМП
ЭПП
Нz

51.

α = rm
α = rm
Нz
2 = 0
УОZ
Р
О/
2 = 0

52.

Нвт = Н0·F(|Hвт|, )·f( 1, 2, R, b, r)
m
Н0 =
3
4 r
(118)
3 3
Da r
F(|Hвт|, ) =
6
h
f( 1, 2, R, b, r)
(119)
(117)

53.

6
h
fzz = - 3 3 [cos ( 1 + 2)·(2cos 1·cos 2 –
b R
(120)
1
sin 1·sin 2) – sin2 ( 1 + 2)
2
h
/
h =
r
fzz
0.3
/
h = 1.0
0.2
0.1
х/r
х
r
0
fzy, fyz, fyy
Рис. 25. Теоретическая кривая, рассчитанная
по формуле fzz

54.

Hz
r x
h
2
2
2
d
1
τ = ·
4
2
2
(121)
(122)
3
H вт
a
D 3
H
r
( 123)

55.

S = ·m
x r
h
2
τ = · ·m·r = ·S·r
Im H вт b
Н0
a
к =
1
к
(124)
(125)
(126)
Im H aГ
b
1
b
4
4
=4
2
2
2 =
a
r
H
r
r
0
(127)

56.

hz
|hz|, |hz|,
, φh , φ h , α
hr
z
Низм = Н0 + Нвт
n
р = |ϰr| = 1 – 10
Нψ
Рис. 26

57.

А
Д
С
В
Рис. 27
К
Нх = 3 cos( t + )
r
(128)

58.

20
α
10
0
-10
-20
Н2
П
_
Н = Н1 + Н2
α
Н1
П Н
1
Н
Н2
γ
γ 2 < γ1
Н
+
1
Рис. 28.

59.

У
Х
Рис. 29.
m
Ну =
3 (Re hy + i·Im hy)
4 r
(129)

60.

m
|Hy| =
4 r 3
Re hy2 i Im hy2
Im hy
φy = arctg Re h
y
(130)

61.

m
Нх = 0, Ну =
3 (Re hy + i·Im hy)
2 r
m
Нz =
3 (Re hz + i·Im hz)
2 r
Нφ = 0
Нr
(131)
Нz
m
Нr =
3 (Re hr + i·Im hr)
4 r
Нz, Hr, a, b и β
(132)
Hr/Нz

62.

Нх = sin α·HВr,
Нy = cos α·HГу,
Нz = sin α·HВz
ψ
(133)
Нх = 0
Ну = cos α·HГу + sin α·HВу
Нz = cos α·HГz + sin α·HВz
1
h = 0.5
(134)
f
3
·10 , м

63.

2
1.15 – 1.5
1
2
= 1.3 – 1.8.
1
2
= 0.48 – 0.7
1
2
= 1.45
1
18.75, 37.5, 75 Кгц
r
f
р1
37.5 Кгц
1:50000 до 1:10000
70 м
Hz, Hy, и Нх
50 – 120 м
80 м

64.

h
H
m
4 r
0.4
Hz /Hy
0.36
3
r
2
(136)
2
1
p
Hr /Hz
Hz/Hy
4.0
3.6
0.32
Hr/Hz
3.2
Hr/Hz
2.8
0.28
Hz /Hy
2.4
2.0
0.20
1.6
1.2
0.8
0.03
0.4
0.04
ρ1 = r
0.2
0.4
1.0
2.0
Рис. 32
(135)
m = JsN
10
16

65.

р1
Hz/Hy
r
р
к
2
к
2
1
37.5 Кгц
к
r
ρк
r
2
(137)
р
2
2
1
75 Кгц
18. 75 Кгц
2
р
2
1
Ну, φу ( на оси Х),
φz - φу, Ну,Hz, φу, а, b, β (на оси У)
Hz, φz, Hr, φr, а, b, β

66.

ρк/ρ1
ПК
ρ1
ρ2
Рис. 33.

67.

Ну , ρк/ ρ1
ρк/ ρ1
Ну
ПК
ρ1
ρ2 > ρ1
ρ1
Ну , ρк/ ρ1
Ну
ρк/ρ1
ПК
ρ1
ρ2 < ρ1
ρ1
Рис. 34.

68.

Метод радиокип
|ϰ|r >> 1 Еz
Ну/Ez
ПИНП -2, 4
Нz
Нр
100 – 150 м
10 – 20 мин
15 – 20 м
Н
от 10 до 1500 Кгц
α
10 – 15 м
Е
50 – 70%.
Нр
ρ = 100 – 300 Омм
hmax = 0.03 0

69.

λ0, м
ρ, Омм
10
30
100
300
1000
10000
750
2.6
4.5
8.2
14.2
26
82
1000
3.0
5.2
9.5
16.5
30
95
1500
3.7
6.4
11.6
20.1
37
116
2000
4.3
7.4
13.4
23.2
43
134
10000
13.4
23.2
43
74
134
430

70.

300
Нz
Нр
Нр, Нz, α,
α
Нz/Нр
1:2000, реже 1:1000 и 1:5000
1:10000 и 1:5000
Нz – 1 см (от 2 до 20 Мкв),
Нр - 1 см (5 – 50 Мкв)
1 см – 2 – 50
αи
Нр
300 – 900

71.

0.2 J
H 2 r
r
0.2 J 2
x h
0.2 J 2 x
H 2 z H 2 sin 2
2
h x
2
2
(138)
(139)
0.2 J 2 h
Н2у = 0; Н2х = Нrcos α = 2
(140)
2 = Нр
h x
Нх
х = 0 Нгор/Нверт
Нz х = ±h
α
x1 x2
h
1 2
(141)

72.

Z
А
х
Нх
h
Нz
r
+
х
α
Нr
Z
I
Нр
II
Hz
х=-h
Рис. 35
h
+
Х
х=h
α
III

73.

x b
x b
H z 0.2 J 2 [ 2
2
] (141)
2
2
h ( x b)
h ( x b)
1
1
H y 0.2 Jh[ 2
2
] H p (142)
2
2
h ( x b)
h ( x b)
Н
=0
х
Z
Нz
Hz
х=0
Нр
Нр
α
хm = b h b
2
хn
хn
0
хm
хm
h
-
+
b
Рис. 36.
2
h > b хm =
h2 b2
3

74.

Нz = 0 хn = b h
h << b b ≈ ±хm ≈ хn
10 -15 м
h<b
2
2
0.4 J 2
|Hz|max ≈
b
J2 и h1
Нр
α
α
Нz
1
Нz
Рис. 37.
2

75.

Аэроэлектроразведка
ВМП
ОХ
ΔV = Vy – iVz
A
| V y | | Vz |
f=
2
Vy и Vz
ΔV: Vy и iVz
(143)
V0
Δφ = φVy - φVz
до 200 – 400 м
ЛИ – 2
АН – 2
ИЛ – 14
1.7 – 2.2
р = а2
25 – 30 м
Re D 0.5 р 20

76.

f
4 10
3
4 10
3
400 – 4000 Гц
(144)
2450, 1225 и 612.5 Гц
50 Вт
200 – 400 м
1% по параметру А и 10 по Δφ
400 м
Vy и Vz
5 – 10%
10-9 эрстед
ЛИ – 2 – 150 – 180 м
до 5% до 3 – 50 40 – 50 м
170 – 180 м
параметра А, фазового Δφ,
дистанции L и высоты полета h

77.

3
1 cDa m
i t
(145)
V
Ф
(
,
)
e
1
6
2 L
h
х
l
L
mс
i t
V
Ф
(
,
)
e
2
3
2 L
(146)

78.

Ф1
44
τ= 0.4
26
τ= 0.5
20
τ= 0.6
10
τ=0.8
ϰ=х/2l
0
-1.0
0.5
-0.5
Рис. 38. Для сферического тела
1.0

79.

Ф2
1.0
0.8
τ = 0.3
0.6
τ= 0.5
0.4
0.2
-2
-1
0
τ= 1.0
1
2
-0.2
-0.4
Гис. 39. Для вертикального пласта
χ

80.

V0 2 L
Ф2 =
(в х = 0)
ml
3
Ф2( , ) от
р = λ а2
h
Re ΔV0
ΔVвт
(148)
ΔVвт/Vперв
|ΔV|, Re ΔV, Im ΔV
= h/L = 0.3 – 0.55
Re ΔV1
Re ΔV1/ Re ΔV0 = = h/L

81.

Re Δ V0
L
Re Δ V0
Re Δ V1
Ф(0,η)
L
Re Δ V1
Рис. 40
60
Ф(ϰ, )
h
Ф(0, )
Re ΔV определяем и h
40
20
0.5
0.4
0
0.3
0.35
Рис. 41.
0.45
0.55
η

82.

φ
р
а L
2
3
Re D
2 Re V0
СmФ(0, ) Re D
р
2
а
20 -30 км
(149)
х=0
(150)
244 и 976 Гц
| ϰ у| >> 1
1
3
3 2 (1 2i )
3i 2 z 2
h y 2i[
2 2
z 4 4 ]
3 3
y y
y
y
(150)

83.

ВИТР
Re Hy или Im Hy и фазовый сдвиг φу
50 – 70 м
80 -100 км/час
1:25000, реже 1:50000
БДК
ρ в среднем 100 Омм
до 200 м
Ну (Re и Im) φу
AFMAG
Re Hy, Im Hy и |Hy|

84.

Метод переходных процессов
МПП
L2
Q = а2
ЭДС – e(t)
t < 10мсек
dH
dt
Q = (l1· l2)/2
МГРИ
МППО – 1
ВИТР
τ = Q
Q = а2/2

85.

2
2
2
3
3
3
tx
tx
1
1
1
e(tx)
tx
tx
Рис. 42
e(t)
t
e(t x ) 200 х 200 м ρ >> 600 Омм
J
ρ
=
5
10
Омм
300 х 300 м 400 х 400 м
200 х 200 м

86.

300 х 300 м или 400 х 400 м
t = 1 мсек и при t = 2 мсек
e(t)
от нескольких десятков до 1 мкв
до 200 м
e(t) при t = 1 мсек
до 100 м
до 150 – 200 м
для t = 1 – 2 мсек
tx
для t = 3 –15 мсек
e(t x )
, мкВ/A
J
с петлей 50 х 50 м и шагом 50 м
1 – 2 сторонам петли