СПОСОБ КОНФИГУРИРОВАНИЯ ПОЛЮСОВ С ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНОЙ ИНТЕРКОМБИНАЦИЕЙ ДЛЯ МОРСКОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СЪЕМКИ
POLE CONFIGURATION METHOD WITH FOUR-POLE INTERCOMBINATION INTENDED FOR MARINE ELECTROMAGNETIC SURVEY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области технологии морской электромагнитной съемки и, в частности, к способу конфигурирования электродов с четырехполюсной интеркомбинацией для морской электромагнитной съемки.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В настоящее время для морской электромагнитной съемки в качестве опор для всей станции обнаружения и заземляющего электрода для сбора данных об электромагнитном поле используют две полимерных трубы высокой прочности, идущие от станции обнаружения и являющиеся взаимно перпендикулярными. Две линии связи расположены в полимерных трубах и соединены с центральным регистратором данных для непрерывного сбора изменяющихся во времени данных об электромагнитном поле, регистрируют две компоненты электрического поля (Ex и Ey), являющиеся взаимно перпендикулярными. Активное электрическое поле регистрируют при наличии активирующего сигнала от источника поля, тогда как природное электрическое поле регистрируют в отсутствие активации. После сбора данные обрабатывают в помещении.
Описанная конфигурация является по существу такой же, как в магнитотеллурическом «+» способе зондирования на поверхности Земли. Однако поскольку станция обнаружения расположена на морском дне в глубоководной среде, ее эксплуатация очень трудна. Во-первых, трудно ориентировать конфигурацию электродов так, чтобы обеспечить конструктивные требования. Если направления измеряемых электрических полей под углом пересекают направление активации, в частности если оба электрических поля образуют угол, примерно равный 45°, с направлением активации, эффективные активационные сигналы составляют 70% от сигналов при коллинеарной активации. Кроме того, регистрируемое электрическое поле возмущается сигналом, идущим в другом направлении, так что регистрируемое электрическое поле отклоняется от требований к приему при коллинеарной активации в теории. Во-вторых, трудно обеспечить, чтобы каждая регистрирующая панель для каждой компоненты поля работала нормально. Поскольку существует ошибка, данные об одной точке измерения могут быть утрачены, что означает серьезное нарушение морской электромагнитной съемки. Кроме того, поскольку регистрацию осуществляют через одну пару полюсов, невозможно оценить качество собранных данных и произвести последующее исправление данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение способа конфигурирования электродов с четырехполюсной интеркомбинацией для морской электромагнитной съемки, который облегчил бы оценку качества сбора и устранение шумов в глубоководных электромагнитных данных и предотвратил бы потерю электромагнитных данных.
Техническое решение, реализованное в настоящем изобретении, является следующим.
Станция обнаружения, расположенная на морском дне, принимает шесть горизонтальных компонент электрического поля через четырехполюсную интеркомбинацию. Шесть горизонтальных компонент электрического поля соответственно происходят от четырех трехштифтовых заземляющих электродов попарно. Один из штифтов каждого из трехштифтовых заземляющих электродов и штифты трех других трехштифтовых заземляющих электродов попарно образуют шесть горизонтальных компонент электрического поля. Шесть регистрирующих панелей одновременно регистрируют данные электромагнитного поля в виде временных рядов.
Термин «четырехполюсная интеркомбинация» относится к четырем трехштифтовым заземляющим электродам и двенадцати проводам.
Трехштифтовой заземляющий электрод содержит три раздельных штифта на одном заземлении.
Шесть горизонтальных компонент электрического поля образуются при попарном соединении четырех трехштифтовых заземляющих электродов тремя проводами, проложенными в четырех полимерных трубах высокой прочности.
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
1
1
1
1
2
1
3
1
1
3
2
2
3
3
1
1
2
2
3
2
1
2
3
3
2
3
3
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
2
3
3
3
3
2
2
2
2
3
2
2
3
Четырехполюсная интеркомбинация включает четыре полюса: M1, M2, N1 и N2. Каждый из полюсов содержит три независимых заземляющих электрода. Полюс M1 содержит заземляющие электроды M1, M1 и M1. Полюс M2 содержит заземляющие электроды M2, M2 и M2. Полюс N1 содержит заземляющие электроды N1, N1 и N1. Полюс N2 содержит заземляющие электроды N2, N2 и N2. Заземляющие электроды в каждом конкретном полюсе не соединены друг с другом, и каждый из них соединен с одним из заземляющих электродов другого полюса. Электроды M1, M1 и M1 в полюсе M1 соединены соответственно с электродами N1, N2 и M2, так что они формируют три компоненты электрического поля M1N1, M1N2 и M1M2. Аналогично три электрода в полюсе M2 соединены соответственно с электродами в полюсах M1, N1 и N2, так что они формирую компоненты M2M1, M2N1 и M2N2. Аналогично три электрода в полюсе N1 соединены соответственно с электродами в полюсах M1, M2 и N2, так что они формируют компоненты N1M1, N1M2 и N1N2. Аналогично три электрода в полюсе N2 соединены соответственно с электродами в полюсах M1, M2 и N1, так что они формируют компоненты N2M1, N2M2 и N2N1. Кроме того, компоненты M1M2 и M2M1, M1N1 и N1M1, M1N2 и N2M1, M2N2 и N2M2, M2N1 и N1M2, N1N2 и N2N1 соответственно являются одинаковыми.
2
2
2
1
3
1
3
2
1
1
3
3
Из шести формируемых горизонтальных компонент электрического поля компоненты M2N1 и M1N2 являются ортогональными друг к другу, компоненты M1M2 и N1N2 являются параллельными друг другу, и компоненты M1N1 и M2N2 являются параллельными друг другу.
1
1
2
1
3
1
3
2
3
3
2
2
Данные одновременно регистрируются в виде шести горизонтальных компонент электрического поля M1N1, M1N2, M1M2, N1N2, M2N2 и M2N1 с одинаковыми параметрами сбора.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг.1 является схематическим изображением проводного соединения конфигурации с четырехполюсной интеркомбинацией; и
Фиг.2 является схематическим изображением вида сверху электродов конфигурации с четырехполюсной интеркомбинацией.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будут описаны конкретные этапы осуществления настоящего изобретения.
1) Использование соединения в форме четырехполюсной интеркомбинации в станции обнаружения
Для станции обнаружения необходимо шесть горизонтальных компонент электрического поля (согласно Фиг.1, станция обнаружения содержит шесть черных панелей и шесть белых терминалей, которые попарно образуют один контур). Посредством попарного соединения четырех трехштифтовых заземляющих электродов проводами, проходящими внутри четырех полимерных труб высокой прочности, шесть контуров соединены между собой, причем внутри каждой из четырех полимерных труб находятся три провода.
1
2
3
1
1
1
1
1
2
1
3
1
1
2
3
3
2
3
1
3
2
2
3
3
1
2
3
1
2
2
1
1
2
2
3
2
1
2
3
2
3
3
1
2
2
3
3
3
3
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
2
3
3
3
3
2
2
2
2
3
2
2
3
2
2
2
1
3
1
3
2
1
1
3
3
За счет четырехполюсной интеркомбинации формируется шесть горизонтальных компонент электрического поля. Образуются три пары полюсов за счет соединения одного заземляющего электрода одного полюса и другого заземляющего электрода из трех заземляющих электродов в других трех полюсах. Электроды M1, M1 и M1 в полюсе M1 соединены соответственно с электродами N1, N2 и M2, так что они формируют три компоненты электрического поля M1N1, M1N2 и M1M2. Электроды M2, M2 и M2 в полюсе M2 соединены соответственно с электродами M1, N1 и N2, так что они формирую компоненты M2M1, M2N1 и M2N2. Электроды N1, N1 и N1 в полюсе N1 соединены соответственно с электродами M1, M2 и N2, так что они формируют компоненты N1M1, N1M2 и N1N2. Электроды N2, N2 и N2 в полюсе N2 соединены соответственно с электродами M1, N1 и M2, так что они формируют компоненты N2M1, N2N1 и N2M2. Кроме того, компоненты M1M2 и M2M1, M1N1 и N1M1, M1N2 и N2M1, M2N2 и N2M2, M2N1 и N1M2, N1N2 и N2N1 соответственно являются одинаковыми. Поэтому формируется шесть горизонтальных компонент электрического поля, причем компоненты M2N1 и M1N2 являются ортогональными друг к другу (согласно традиционному способу), новые компоненты M1M2 и N1N2 являются параллельными друг другу и компоненты M1N1 и M2N2 являются параллельными друг другу (см. Фиг.2).
2) Регистрация данных
1
1
2
1
3
1
3
2
3
3
2
2
За исключением того, что данные одновременно регистрируются шестью горизонтальными контурами M1N1, M1N2, M1M2, N1N2, M2N2 и M2N1 с одинаковыми параметрами сбора, все остальное соответствует традиционному способу, то есть собирают данные об изменении природного электромагнитного поля с течением времени в отсутствие активации, или при наличии искусственного источника активации собирают электромагнитные данные для искусственного источника.
Возможность применения в производственных условиях
В настоящем изобретении использованы четыре дополнительных контура, однако масса и объем электронной интегрирующей панели увеличиваются незначительно, и четыре дополнительных контура могут быть встроены в исходную электронную панель. В настоящем изобретении использовано восемь дополнительных проводов, которые помещают в четыре существующие полимерные опорные трубы во время строительства придонной станции обнаружения; дополнительный вес проводов пренебрежимо мал по сравнению с весом всей станции обнаружения, так что не создается дополнительных проблем при эксплуатации в полевых условиях.
Настоящее изобретение эффективно обеспечивает регистрацию электрического поля под углом менее 22,5 градусов к направлению активации независимо от ориентации станции обнаружения, причем наименее эффективный активационный сигнал может достигать 76,5% от сигнала при коллинеарной активации. Гарантирована эффективная связь между источником активационного поля и парным полюсом, предназначенным для регистрации электрического поля, а требования к ориентации станции обнаружения и к направлению движения и положению источника активационного поля во время сбора данных снижены.
Согласно настоящему изобретению, даже если половина регистрирующих панелей выйдет из строя, можно будет измерять две компоненты электрического поля, перпендикулярные друг другу.
За счет получения диагонального электрического поля с помощь двух компонент электрического поля со смежными углами настоящее изобретение способствует оценке качества и снижению уровня зашумленности глубоководных электромагнитных данных.