Низкая износостойкость системы
Исследование
разрешающей способности систем поверхностной и донной системы
Сопоставление
интегральной чувствительности
Восстановление
заданной модели
Электротомографический комплекс
ERA-MULTIMAX
|
Комплект использованной аппаратуры - " Эра -
MultiMAX "
производства "НПП Эра". Данный аппаратурный комплекс предназначен
непосредственно для проведения электротомографических
работ. |
Многоэлектродная коса "
Эра -
MultiMAX "
представляет собой соединенные кабелем входные устройства приемной линии MN.
Каждое из этих устройств имеет свой уникальный номер в косе, и подключается к
многофункциональному разъему измерителя "Эра
-MAX> через адаптер " Эра -
MultiMAX "
, Управление переключением электродов
косы осуществляет измеритель " Эра
-MAX " ,
в соответствии с протоколом, выбранным режиме " Multimax ".
Многоэлектродные косы
имеют возможность последовательно соединяться друг с другом с помощью
многофункционального разъема на последнем электроде каждой из кос. Адаптер " Эра
- Multimax "
предназначен для согласования управляющих сигналов измерителя с
многоэлектродной косой. Входное активное сопротивление каждого электрода в
косе, в подключенном состоянии, составляет, не менее, 100 мОм. Динамический
диапазон входных напряжений каждого электрода: +- 2.8 В
(AC), не менее. љ Собственные шумы
измерителя " Эра- MAX " при
измерении в режиме Multimax с подключенной
многоэлектродной косой " Multimax ", характеризуются
средними отсчетами " n " по цифровому табло измерителя "
Эра-MAX ", и соответствуют уровню шумов измерителя при
работе с входами MN, и не превышают значение: 0.5 мкВ - для частот 1.22; 2.44;
4.88; 9.76; 19.52Гц.
Методика полевых работ
Ввиду большой мощности водного слоя љ
на акваторной части участка была выбрана
донная система наблюдений, позволяющая получить более детальные результаты. При
этом приемные и питающие свинцовые электроды опускались в специально
пробуренные лунки. Глубина погружения электродов составляла от 0 до 7 м.
љ љ Один
из питающих электродов относился на так называемую "бесконечность" - около 300
м перпендикулярно линии раскладки электроразведочных кос.
Для исследования сопротивления воды использовалась
специальная установка (установка Веннера с общей
длинной 60 см), которая погружалась в лунки на глубину 1 метр.
В соответствии с требованиями по
метрологии приборов перед началом работ все электроразведочные измерители и
генераторные устройства проходили тестирование, направленные на определение
чувствительности приборов во всей полосе возможных измеряемых сигналов,
частотной характеристики измерителя и определения полосы пропускания
электрических сигналов. Для генераторных устройств выполнена проверка величины
амплитуды выходного тока, его стабильности в широком диапазоне сопротивления
нагрузки, а также стабильности формы выходного сигнала и частоты главной
гармоники.
Выбор системы наблюдений производился непосредственно перед полевыми
работами. В качестве базовой, была использована
трех-электродная установка со встречной системой
разносов ( AMN ,
MNA ). Данную установку,
применительно к комплекту аппаратуры "ЭРА ", характеризует высокая
производительность в сочетании приемлемой разрешающей способностью.
Для выбора оптимальной системы разносов использовалось математическое
моделирование в программе
ZondRes 2 D .
Целью математического моделирования являлся расчет оптимальной системы разносов
для надежного определения параметров разреза до глубины 30 метров с
удовлетворительной разрешающей способностью. љ
Далее анализировались возможность системы наблюдений восстанавливать
параметры разреза в сложных геоэлектрических средах. Для этого было выбрано
несколько типичных трех и четырехслойных разрезов с небольшими неоднородностями
внутри. Перед инверсией на синтетические данные накладывался
пятипроцентный љ шум.
љ По всем моделям получено хорошее соответствие
между заданной и восстановленной моделью.
В результате была выбрана система наблюдений с двадцати четырех -
электродной приемной косой длинной 100 метров. Расстояние между электродами
косы составило 4 метра. Кроме коммутируемых электродов косы использовались
дополнительные (за пределами косы). Выносные электроды необходимы для
расширения области "видимости" установки и во избежание возникновения "слепых"
зон в данных. Положения выносных электродов были кратны 4 метрам. Количество
выносных питающих электродов варьировало от нуля до трех с каждой стороны косы.
Процесс измерений происходил следующим образом. Вначале все приемные
электроды заземлялись на профиле и подключались к косе. Один из питающих
электродов относился на так называемую "бесконечность" - около 300 м
перпендикулярно линии раскладки электроразведочных кос. Рабочий питающий
электрод последовательно перемещался вдоль љ
косы.
При каждом новом положении
питающего электрода производились измерения по обе стороны от него.
Таким образом, для каждого элементарного
измерения использовалась трех - электродная установка. Во избежание индуктивных
наводок в приемной линии использовалась низкочастотный режим измерений (частота
4.8-9.6 Гц). Повышение частоты (до 9.6 Гц) производилось вблизи линий
љљ электропередач и при плохих заземлениях.
Количество измерений для љ каждой
раскладки кос (24 рабочих электродов) составляло от 250 до 300 измерений.
В зависимости от строения участка условий заземлений
и прочих факторов система измерений адаптировалась. Данные электротомографии
обрабатывались непосредственно на профиле. В случае необходимости производились
переизмерения .
Обработка
данных
Процесс
интерпретации данных начинается с анализа и первичной обработки информации.
Несмотря на большой объем получаемых при электротомографии
данных, важность предварительной оценки качества получаемой информации сложно
переоценить. В некоторых случаях, даже небольшой процент измерений
сомнительного качества может сильно повлиять на результирующую модель. Для
обработки и анализа качества измерений применялась программа
ZondMultimax
,
специально адаптированная для работы с использованным
љ комплектом аппаратуры.
Программа
ZondMultiMax представляет готовое решение для
электрической тотомографии , и решает широкий спектр
задач от задания протоколов измерений и управления процессом измерений до
обработки и анализа данных.
Благодаря простоте
использования и полной совместимости с аппаратурой
љ ERA-MULTIMAX, љ
ZondMultiMax позволяет получать качественные
результаты прямо на профиле.
Комплекс
поддерживает следующие методики электротомаграфических
љ наблюдений: наземная электротомография
2D, наземная электротомография 3D,
љ межскважинная электротомография ,
электротомография на акваториях.
Программа
решает следующие задачи: задание протокола (автоматическое и интерактивное),
управление процессом измерений, слив данных, визуализация и анализ результатов
измерений, раздельное отображение установок, пересчет данных в различные
установки, импорт и экспорт, подготовка данных к инверсии.
На первом этапе рассчитывались оценки дисперсий измерений,
отбраковывались измерения, имеющие явно завышенные или заниженные значения, не
коррелирующиеся с остальными. Качество заземлений
электродов, контролировалось непосредственно во время измерений - по разнице
между первой и нормированной третьей гармоникой сигнала. Для оценки качества
измерений использовался специальный алгоритм, реализованный в
љ
ZondMultimax , основанный на
свойствах потенциала и принципе взаимности.
Также данные анализировались на предмет отдельных выскоков ,
связанных с методическими ошибками измерений. Затем данные разбивались на
отдельные элементы и анализировались совместно. В качестве элементов
использовались измерения для одинаковых разносов и положений токовых
электродов. Если данные для одного из элементов сильно отличались
от соседних, то такой љ
элемент исключался из интерпретации. Процент брака обычно составлял не
более љ 5 % от общего количества
измерений. Как показал углубленный анализ данных, большинство ошибок было
связано с некачественными заземлениями электродов и сильными искажениями от
P и
C -
эффектами.
Интерпретация полевых данных
Для интерпретации данных использовалась программа
ZondRes 2
d , позволяющая решать прямую
и обратную задачу электротомографии . В качестве
входных данных использовались координаты электродов, высоты и собственно
измеренные значения разности потенциалов и дисперсии измерений. Обратная задача
(инверсия) позволяет из измеренных значений разности потенциалов на
поверхности, получить љ двумерное
распределение удельных сопротивлений. Для получения геоэлектрических разрезов
мы использовали самую устойчивую модификацию инверсии -
Occam . Данный алгоритм специально
предназначен для получения гладких (плавно изменяющихся моделей).
Результаты
Результаты
донной электротомографии ." Зимний"
вариант. Котлас 2009.
Результаты
донной электротомографии ." Зимний"
вариант. Свирьстрой 2010.