НЕПОЛЯРИЗУЮЩИЙСЯ ЭЛЕКТРОД

Полезная модель относится к оборудованию для морской электроразведке а именно к неполяризующимся электродам (НЭ), применяемым для прогнозирования залежей углеводородов, гидрокарбонатов и иных полезных ископаемых.
В настоящее время в электротехнике широко используют различные неполяризующиеся электроды (RU 2130211, 1999; RU 2180144, 2002; RU 2193861, 1999) для использования в качестве элементов конденсаторов или датчиков.
Как правило, НЭ выполняют сульфата свинца и графита и импрегнируют раствором электролита (RU 2000119099, 2000), глинозем содержащего материала (RU 2073749, 1994), соединений никеля (RU 2254641, 2003), графита (RU 2277324, 2000). Выбор конкретного материала определяется особенностями эксплуатации электрода и решаемыми задачами.
При использовании НЭ в качестве датчиков, как правило, используют электроды из графических стержней. Такие электроды используют, в частности, в спектроскопии (Плэмбек Дж. Электрохимические методы анализа. М.: Мир, 1985), где они применяются для измерений, в которых не требуется знание площади электродов. Однако из-за высокой пористости эти электроды дают плохо воспроизводимые результаты и область их применения ограничена, например, они практически не применимы в измерениях, где предъявляются высокие требования к воспроизводимости результатов.
Известны НЭ, выполненные из графитового стержня, помещенного в смесь угольного порошка, пиролюзита и оксида марганца, пропитанных загущенным раствором хлорида аммония (RU 2277324, 2004). Такие электроды удобны для исследования электрических свойств почвы, однако имеют недостаточную точность из-за разной подвижности катионов и анионов в электролите, что приводит к неконтролируемым диффузионным скачкам потенциала в зоне контакта электрода с почвой.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству являются применяемые для электроразведки графитовые неполяризующиеся электродов (Вольвовский Б.С. и др. Краткий справочник по полевой геофизике. М.: Недра, 1977). Такие НЭ представляют собой очищенные графитовые стержни, покрытые слоем деполяризатора, пропитанного электролитом. Однако такие электроды имеют нестабильный состав, из-за наличия большого количество химических ингредиентов в деполяризаторе, что ведет к изменению их свойств во времени. При этом «уход» потенциалов электродов составляет десятки милливольт, что затрудняет их использование в морской электроразведке.
Технической задачей, решаемой авторами, являлось создание НЭ с более стандартизованным составом, инертным к внешним химическим воздействиям и обеспечивающих стабильность показателей в течении длительного времени. Технический результат достигался созданием НЭ, выполненного в виде стакана из диэлектрического полимерного материала, в полость которого помещен графитовый стержень и в качестве деполяризатора - графитовый порошок. При этом лучшие результаты достигались при отделении порошка от внешней среды с помощью полимерной мембраны.
Общий вид заявляемого электрода представлен на фиг.1. Электрод состоит из твердого графитового стержня (1), запрессованного в латунный стакан (2), соединенный посредством пайки с выходным кабелем (3). Графитовый стержень помещен в стакан из полимерного материала (4). В полость стакана (4) помещен мелкодисперсный графитовый порошок (6), удерживаемый полимерной проницаемой мембраной (7) и втулкой (8), которая фиксируется резиновой прокладкой (9). Объем, который занимает мелкодисперсный графитовый порошок, образует проницаемое для пропитывающего порошок водного раствора электролита пористое пространство.
Преимущество данного устройства заключается в том, что значительное снижение поляризуемости каждого электрода в совокупности с химической инертностью позволяют выделить только электромагнитное воздействие и исключить протекание химических и окислительно-восстановительных реакций на электродах. Это позволяет в морской электроразведке, в частности, при определении параметров вынужденной поляризации, дать более точную информацию о параметрах исследуемой среды.