Гармонически изменяющееся поле и приемы его возбуждения в Земле

Гармонически изменяющееся поле – это искусственное поле созданное с помощью генератора через кот в землю подается переменный ток, изменяющейся по гармоническим законам (законы sin и cos ).

Существует 2 способа возбуждения гармон. измен. поля: 1) гальванический 2) индукционный

Рис 1 Рис 2

- Гальванический – рис 1

Эл. Поле наводит вихревое магн. поле Н, а изменение магн. поля приводит к возникновению электрич. поля (т. е. возникает вторичное электрич. поле). В Земле возникает электромагнитное поле изменяющ. гармонически.

- Индукционный – рис 2

В качестве источника служит незаземленная, обычно квадратная петля, к которой подведен переменный ток. Непосредственно контакта эл. тока с землей нет.

В земле возбуждается первичное вихревое магн. поле, возбуждающее вторичное эл. поле и т.д.

Для регистрации электр. составляющей применяют эл. диполь (приемная линия MN).

Магнитную составляющую регистрируют с помощью индукционного датчика представляющего собой ферритовый стержень с изолированной обмоткой. Датчик устанавливают на подставке. В качестве приемника применяют незаземленную контур петлю, точно такую же, как при возбуждении.

Глубина проникновения гармон. измен. поля определяется частотой в первую очередь и электр. свойствами горных пород.

Т=1/ f , f – Гц ,Т – период колебаний, a_w= ¼ – для однород. изотропной среды

Высокочастотные гармоники концентрируются согласно закону скин-эффекта у поверхности земли, с уменьшением частоты глубина проникновения увеличивается. По результатам измерений вычисляют кажущееся сопротивление:

, К - параметр установки

На основе изучения гармонич. изменяющегося поля изучают применение электромагнитных свойств вдоль профиля с фиксированной глубиной с помощью электрического профилирования, например метод ДЭМП ( дипольное электромагнитное профилирование).

Строение и изменение электромагнитных свойств по вертикали изучают с помощью частотного зондирования. Частотное зондирование основано на изучении элементов эл –магн. поля в дальней зоне. Условием дальней зоны является трех кратное превышение расстояния между источником и приемником по сравнению с глубиной исследования: r = 3H

При зондировании обычно используют 16- 20 дискретных частот. Для каждой частоты вычисляют каж. сопротивление.

Вычисленное сопротивление по измеренным компонентам электрического и магнитного полей строят в зависимости от частоты колебаний

При достаточно высоких частотах электромагнитное поле распространяется по волновому закону, после этого по квазистационарному закону. В волновой зоне электрическая и магнитная составляющие совпадают. В квазистационарном (зона S) расходятся.