Апаратура методу природного магнітного поля

Для визначення величини і напрямку повного вектора напруженості земного магнітного поля вимірюються три його складові за допомогою трьох взаємно перпендикулярних магніточутливих датчиків, один із яких розташований уздовж осі свердловини (вимір Z), другий – у вертикальній площині, що проходить через вісь свердловини (вимір X), і третій – у горизонтальній площині (вимір Y).

В якості магніточутливого елемента застосовується магнітомодуляційний датчик, який представлений стержнем з пермалою, вздовж осі якого намотана котушка. У витках котушки протікає струм такої величини, що створюване ним змінне магнітне поле доводить стержень до стану повного насичення. У результаті дії постійного природного магнітного поля порушується симетрія характеру перемагнічування стержня, і в сигналі змінного струму виникають парні гармоніки, амплітуди і фази яких однозначно зв’язані з величиною і напрямком вимірюваного магнітного поля. Через обмотки магнітомодуляційних датчиків пропускається струм частотою, наприклад, 1 кГц. При наявності зовнішнього постійного магнітного поля в обмотках датчиків виникає е.р.с. подвоєної частоти (2 кГц). Цей сигнал через систему фільтрів, підсилювач і фазовий детектор надходить на прилад, що реєструє. Магнітомодуляційні датчики за допомогою блоку комутації по черзі підключаються до вимірювальної схеми. Складові магнітного поля вимірюють на окремих відмітках при зупинці приладу. Для орієнтування датчиків у площині викривлення свердловини необхідно, щоб відхилення осі свердловини від вертикалі було не менш 3-4°.

Для виміру трьох складових вектора використовується апаратура ТСМ-3, ТКМ, а складових Z, X, Y геомагнітного поля і магнітної сприйнятливості порід – комплексна апаратура ТСМК-40.

В апаратурі типу КМК зміну вертикальної складової Z геомагнітного поля вимірюють за допомогою одного магнітомодуляційного датчика М (Рис. 2.23). Обмотка зонда живиться від наземного генератора Г1 змінним струмом частотою 1 кГц через трансформатор Тр1. Вертикальна складова геомагнітного поля викликає в обмотці датчика змінну напругу подвоєної частоти 2 кГц, що через вимірювальну схему ВС і розділовий фільтр вступного пристрою ВП1 подається на прилад, що реєструє, РП1. Магніточутливий датчик М з допомогою карданного пристрою встановлюється у вертикальне положення, що дозволяє вимірювати зміну вертикальної складової геомагнітного поля Z. Величина сигналу Zкомпенсується постійним струмом від джерела ДЖ. Апаратура КМК забезпечує також вимір магнітної сприйнятливості порід c_эф за допомогою датчика Д. Поділ ланцюгів постійного компенсаційного струму і ланцюгів змінного струму (сигналів Zі c_еф) здійснюється за допомогою конденсатора С и дроселя Др.

Метод ПМП використовується для виявлення намагнічених рудних тіл в свердловинному просторі.

Глибинність методу ПМП залежить від намагніченості рудного тіла, його розмірів і орієнтування в просторі. Наприклад, аномалія ∆Z=1000 гам від тіла кулястої форми радіусом 100 м спостерігається на відстані 220 м від свердловини, від горизонтального шару потужністю 2 м – на відстані 20 м, від вертикального шару потужністю 2 м – на відстані 10 м від свердловини. Якщо свердловина розташована над рудним покладом, то аномалія тієї ж інтенсивності і від тіл тих же розмірів буде спостерігатися на відстанях 275 м від кулі, 20 м – від горизонтального шару і 40 м – від вертикального шару.

Таким чином, найбільш інтенсивні аномалії створюють горизонтальні тіла, коли вони знаходяться осторонь від свердловини. Вертикальні тіла виявляються на великих відстанях, якщо вони розташовані під свердловини. Наприклад, були виявлені магнітні аномалії від рудних тіл із запасами в 50-70 млн. т, коли вибій свердловини знаходився 200-300 м над покладом.

Метод ПМП дозволяє визначити елементи залягання рудних тіл, пересічених свердловиною, установити геологічну природу наземних магнітних аномалій.

Висока ефективність методу ПМП доведена на родовищах магнетитів, титаномагнетитів і мідних магнетитів.

Рисунок 2.23 – Блок-схема апаратури КМК