RU113026U1 - EARTHING DEVICE FOR MARINE AND RIVER ELECTRICAL EXPLORATION - Google Patents

Abstract

1. Устройство заземления для морской и речной электроразведки, включающее хлор-свинцовый или хлор-серебряный электрод, размещенный в стабилизирующем веществе, отличающееся тем, что в качестве указанного вещества оно содержит бентонитовую глину, увлажненную рассолом хлористого натрия или морской водой. ! 2. Устройство заземления по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено водопроницаемым контейнером из диэлектрического материала. !3. Устройство заземления по п.2, отличающееся тем, что указанный контейнер выполнен глухим и снабжен внешним дополнительным водопроницаемым контейнером, заполненным утяжеляющим материалом, выполненным из диэлектрического материала, при этом ширина указанного внешнего контейнера составляет не более трети его высоты. ! 4. Устройство заземления по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что указанные водопроницаемые контейнеры выполнены из непроводящего текстильного материала. ! 5. Устройство заземления по п.1, отличающееся тем, что в качестве стабилизирующего вещества оно включает бентонитовую глину, увлажненную 2-5%-ным рассолом хлористого натрия. 1. A grounding device for marine and river electrical prospecting, including a lead-chloride or silver-chloride electrode placed in a stabilizing substance, characterized in that it contains bentonite clay moistened with sodium chloride brine or sea water as said substance. ! 2. The grounding device according to claim 1, characterized in that it is provided with a water-permeable container made of dielectric material. ! 3. The grounding device according to claim 2, characterized in that said container is deaf and equipped with an additional external water-permeable container filled with a weighting material made of a dielectric material, while the width of said outer container is no more than a third of its height. ! 4. A grounding device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that said water-permeable containers are made of non-conductive textile material. ! 5. The grounding device according to claim 1, characterized in that it comprises bentonite clay moistened with 2-5% sodium chloride brine as a stabilizing agent.

Description

Полезная модель относится к области геофизике, в частности к электроразведке, преимущественно к морской электроразведке, и может быть использована при электроразведочных работах на шельфе арктических морей, а также в зимнее время на озерах и реках.The utility model relates to the field of geophysics, in particular to electrical exploration, mainly to marine electrical exploration, and can be used for electrical exploration on the shelf of the Arctic seas, as well as in winter on lakes and rivers.

Известен неполяризующийся электрод, предназначенный для измерения электрического поля в морской электроразведке (патент РФ №90224, G01V 3/00). Известный неполяризующийся электрод выполнен в виде стакана из полимерного диэлектрического материала. В полость указанного стакана помещен графитовый стержень и графитовый порошок - в качестве деполяризующего материала. Преимущественно графитовый порошок отделен от внешней среды в верхней части стакана дополнительной полимерной мембраной.Known non-polarizing electrode, designed to measure the electric field in marine electrical exploration (RF patent No. 90224, G01V 3/00). Known non-polarizable electrode is made in the form of a glass of polymer dielectric material. A graphite rod and graphite powder are placed in the cavity of the indicated glass as a depolarizing material. Mostly graphite powder is separated from the external environment in the upper part of the glass by an additional polymer membrane.

Данное техническое решение обеспечивает значительное снижение поляризуемости электрода и его химическую инертность к внешним химическим воздействиям и как следствие этого - стабильность показателей в течение длительного времени и повышение, таким образом, достоверности измерений при определении параметров вынужденной поляризации. Однако необходимо отметить, что графитовые электроды как таковые не обладают достаточной стабильностью для измерения медленно меняющихся электромагнитных полей.This technical solution provides a significant reduction in the polarizability of the electrode and its chemical inertness to external chemical influences and, as a consequence, stability of indicators over a long time and thus increase the reliability of measurements when determining the parameters of stimulated polarization. However, it should be noted that graphite electrodes as such do not have sufficient stability to measure slowly changing electromagnetic fields.

Известен также электрод сравнения длительного действия со стабилизирующей засыпкой (патент РФ №78801, C23F 13/00, G01N 17/00, прототип). Электрод сравнения, согласно известному техническому решению, представляет собой медно-сульфатный электрод, помещенный в водопроницаемый чехол, заполненный стабилизирующей засыпкой, состоящей из смеси бентонитовой глины и кизельгура в соотношении 9:1. Техническим результатом известной полезной модели является обеспечение надежного электрического контакта с грунтом, создание дополнительного барьера для химических веществ, повышение стабильности потенциала и долговечности электрода. Однако данное техническое решение не в полной мере удовлетворяет условиям проведения электроразведочных работ на акваториях, в том числе на акваториях, которые в течение длительного времени покрыты льдом, так как основным ионом-носителем заряда в морской воде является ион хлора, что делает нежелательным использование медно-купоросных (сульфатных) электродов. Преимущественно при проведении указанного вида работ используются хлор-свинцовые или хлор-серебряные электроды.Also known is a long-acting reference electrode with a stabilizing backfill (RF patent No. 78801, C23F 13/00, G01N 17/00, prototype). The reference electrode, according to a known technical solution, is a copper-sulfate electrode placed in a permeable cover filled with a stabilizing backfill consisting of a mixture of bentonite clay and kieselguhr in a ratio of 9: 1. The technical result of the known utility model is to ensure reliable electrical contact with the soil, create an additional barrier to chemicals, increase the stability of the potential and durability of the electrode. However, this technical solution does not fully satisfy the conditions for conducting electrical exploration work in water areas, including water areas that have been covered with ice for a long time, since the main carrier ion in sea water is chlorine ion, which makes it undesirable to use copper vitriol (sulfate) electrodes. Mostly, when carrying out this type of work, chlorine-lead or chlorine-silver electrodes are used.

Задачей заявляемой полезной модели является разработка устройства заземления для выполнения электроразведочных работ с возможностью эффективной работы при использовании в морской и речной электроразведке, в том числе при наличии ледяного покрова.The objective of the claimed utility model is the development of a grounding device for electrical exploration with the possibility of efficient operation when used in marine and river electrical exploration, including in the presence of ice cover.

Техническим результатом данной полезной модели является создание устройства заземления для морской и речной электроразведки с обеспечением низкого переходного сопротивления при заземлении на морском или речном льду и стабильности потенциала на заземляющем электроде.The technical result of this utility model is the creation of a grounding device for marine and river electrical exploration with low transition resistance when grounding on sea or river ice and potential stability on the grounding electrode.

Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство заземления для морской и речной электроразведки, включающее хлор-свинцовый или хлор-серебряный электрод, размещенный в стабилизирующем веществе, согласно полезной модели, в качестве указанного стабилизирующего вещества содержит бентонитовую глину, увлажненную рассолом хлористого натрия или морской водой.The specified technical result is achieved due to the fact that the grounding device for marine and river electrical exploration, including a chlorine-lead or chlorine-silver electrode, placed in a stabilizing substance, according to a utility model, contains bentonite clay moistened with sodium chloride brine as the specified stabilizing substance or sea water.

Указанный технический результат достигается также тем, что устройство согласно полезной модели при использовании в водной среде снабжено водопроницаемым контейнером из диэлектрического материала.The specified technical result is also achieved by the fact that the device according to the utility model, when used in an aqueous medium, is provided with a permeable container of dielectric material.

Кроме того, при использовании на дне акваторий, указанный контейнер выполнен глухим и снабжен внешним дополнительным, водопроницаемым контейнером, заполненным утяжеляющим материалом, выполненным из диэлектрического материала, при этом ширина указанного внешнего контейнера составляет не более трети его высоты.In addition, when used at the bottom of the water area, the specified container is made deaf and provided with an external additional, permeable container filled with a weighting material made of dielectric material, while the width of the specified external container is not more than a third of its height.

Преимущественно указанные водопроницаемые контейнеры выполнены из непроводящего текстильного материала, а бентонитовая глина увлажнена 2-5% рассолом хлористого натрия.Advantageously, said water-permeable containers are made of non-conductive textile material, and the bentonite clay is moistened with 2-5% sodium chloride brine.

На фиг.1 схематически представлен общий вид устройства заземления, согласно полезной модели, при его установке непосредственно в лед, на фиг.2 - то же, при установке в прорубе на фиг.3 - то же, при установке на дне мелководного бассейна.Figure 1 schematically shows a General view of the grounding device, according to a utility model, when it is installed directly in the ice, figure 2 is the same, when installed in the hole in figure 3 is the same when installed at the bottom of a shallow pool.

Устройство заземления (фиг.1), согласно полезной модели, содержит собственно электрод 1, электрически связанный с выходным кабелем 2, электрод 1 помещен стабилизирующее вещество (насадку) 3, представляющее собой бентонитовую глину, увлажненную, например, 3% рассолом хлористого натрия или морской водой (при проведении работ на море). В случае заземления в сквозных скважинах (прорубях) электрод 1 вместе насадкой 3 размещают в водопроницаемом непроводящем контейнере 4 (фиг.2). Использование контейнера 4 обеспечивает сохранность стабилизирующего вещества, а также возможность придания заземлению необходимой формы.The grounding device (Fig. 1), according to a utility model, contains the electrode 1 itself, electrically connected to the output cable 2, the electrode 1 contains a stabilizing substance (nozzle) 3, which is a bentonite clay moistened with, for example, 3% brine of sodium chloride or sea water (during work at sea). In the case of grounding in through holes (holes), the electrode 1 together with the nozzle 3 is placed in a permeable non-conductive container 4 (figure 2). The use of the container 4 ensures the preservation of the stabilizing substance, as well as the ability to give grounding the necessary shape.

При работах с заземлениями на дне мелководных акваторий контейнер 4 выполняют закрытым и помещают во внешний, дополнительный (утяжеляющий) контейнер 5, который заполняют, например, песком или мелким гравием 6.When working with grounding at the bottom of shallow water areas, the container 4 is closed and placed in an external, additional (weighting) container 5, which is filled, for example, with sand or fine gravel 6.

Использование дополнительного контейнера 5 обеспечивает неподвижность устройства на дне и ламинарный характер течения воды над электродом, что существенно снижает уровень шумов, вызванных обтеканием электрода движущейся водой.The use of an additional container 5 ensures the immobility of the device at the bottom and the laminar nature of the flow of water above the electrode, which significantly reduces the level of noise caused by the flow of water around the electrode.

Стабилизирующее вещество, представляющее собой бентонитовую глину, увлажненную рассолом хлористого натрия (преимущественно 2-5%) или морской водой, характеризующееся хорошей электропроводностью и сохраняющее свои свойства в течение длительного времени при низких температурах, обеспечивает необходимый контакт со средой (низкое переходное сопротивление) при заземлениях на морском или речном льду. При этом, так как в данном случае, как для самих электродов, так и для стабилизирующего вещества и для вмещающей среды (трещиноватый лед, морская вода) основными носителями заряда являются ионы хлора, обеспечивается стабильность параметров заземления, в том числе более быстрое выравнивание потенциалов. В результате обеспечивается повышение стабильности измеряемой разности потенциалов при проведении электроразведочных работ, а также долговечность заземления.The stabilizing substance, which is a bentonite clay moistened with a brine of sodium chloride (mainly 2-5%) or sea water, characterized by good electrical conductivity and retaining its properties for a long time at low temperatures, provides the necessary contact with the medium (low transient resistance) during grounding on sea or river ice. At the same time, since in this case, both for the electrodes themselves, and for the stabilizing substance and for the enclosing medium (fractured ice, sea water), the main charge carriers are chlorine ions, stability of the grounding parameters is ensured, including faster potential equalization. The result is an increase in the stability of the measured potential difference during electrical exploration, as well as the durability of grounding.

При проведении электроразведочных работ на акваториях с поверхностей, покрытых льдом, на льдине бурят лунки, в которые размещают устройства заземления согласно полезной модели, как это показано на фиг.1. Заземления могут устанавливаться также в сквозных скважинах (прорубях), как это показано на фиг 2. В этом случае электрод 1 с насадкой 3 размещают в контейнере 4, после чего погружают в подготовленное отверстие. В качестве указанного контейнера 4 могут быть использованы пластиковые емкости с отверстиями малого диаметра (или мешки из натуральной или синтетической ткани), обеспечивающие электрический контакт со льдом, но удерживающие от размывания стабилизирующее вещество 3.When conducting electrical exploration work in water areas from ice-covered surfaces, holes are drilled on the ice in which grounding devices are placed according to a utility model, as shown in FIG. 1. Earthing can also be installed in through holes (holes), as shown in Fig 2. In this case, the electrode 1 with the nozzle 3 is placed in the container 4, and then immersed in the prepared hole. As the specified container 4 can be used plastic containers with holes of small diameter (or bags made of natural or synthetic fabric), providing electrical contact with ice, but preventing the stabilizing substance 3 from eroding.

При проведении работ на мелководных акваториях приемные линии укладывают на дно с применением маломерных судов. Заземления осуществляют, используя устройство согласно полезной модели (фиг.3), снабженное дополнительным внешним контейнером 5, выполненным из любой непроводящей ткани, обеспечивающей конструкции плавную обтекаемую форму, и заполненным утяжеляющим веществом 6, например, песком или гравием. При этом контейнер 4 выполняют глухим, закрывающим со всех сторон электрод 1 вместе со стабилизирующей насадкой 3. Полученная конструкция, в том числе при соотношении ширины и высоты контейнера 5 не более как 1:3, обеспечивает надежную защиту электрода от непосредственного контакта с движущейся водой, уменьшение воздействие на заземление турбулентных донных течений, его устойчивость и необходимое для точного измерения разности электрических потенциалов переходное сопротивление.When carrying out work in shallow water areas, receiving lines are laid to the bottom using small boats. Earthing is carried out using the device according to the utility model (Fig. 3), equipped with an additional external container 5 made of any non-conductive fabric providing a smooth streamlined structure and filled with a weighting substance 6, for example, sand or gravel. In this case, the container 4 is made blind, covering the electrode 1 on all sides together with the stabilizing nozzle 3. The resulting design, including when the ratio of the width and height of the container 5 is not more than 1: 3, provides reliable protection of the electrode from direct contact with moving water, reducing the impact on grounding of turbulent bottom currents, its stability and the transition resistance necessary for accurate measurement of the difference of electric potentials.

В целом, устройство заземления, согласно данной полезной модели обеспечивает эффективность электроразведочных работ на акваториях, которые в течение длительного времени покрыты льдом, а также при измерениях электромагнитных полей с размещением датчиков непосредственно на дне водоема, на глубинах до 20 м.In general, the grounding device, according to this utility model, ensures the efficiency of electrical exploration in water areas that have been covered with ice for a long time, as well as when measuring electromagnetic fields with sensors placed directly at the bottom of a reservoir, at depths of up to 20 m.

Claims (5)

1. Устройство заземления для морской и речной электроразведки, включающее хлор-свинцовый или хлор-серебряный электрод, размещенный в стабилизирующем веществе, отличающееся тем, что в качестве указанного вещества оно содержит бентонитовую глину, увлажненную рассолом хлористого натрия или морской водой.1. The grounding device for marine and river electrical exploration, including a chlorine-lead or chlorine-silver electrode, placed in a stabilizing substance, characterized in that as the specified substance it contains bentonite clay moistened with a brine of sodium chloride or sea water. 2. Устройство заземления по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено водопроницаемым контейнером из диэлектрического материала.2. The grounding device according to claim 1, characterized in that it is provided with a permeable container of dielectric material. 3. Устройство заземления по п.2, отличающееся тем, что указанный контейнер выполнен глухим и снабжен внешним дополнительным водопроницаемым контейнером, заполненным утяжеляющим материалом, выполненным из диэлектрического материала, при этом ширина указанного внешнего контейнера составляет не более трети его высоты.3. The grounding device according to claim 2, characterized in that said container is made deaf and provided with an external additional water-permeable container filled with a weighting material made of dielectric material, while the width of said external container is not more than a third of its height. 4. Устройство заземления по любому из пп.2 и 3, отличающееся тем, что указанные водопроницаемые контейнеры выполнены из непроводящего текстильного материала.4. A grounding device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that said water-permeable containers are made of non-conductive textile material. 5. Устройство заземления по п.1, отличающееся тем, что в качестве стабилизирующего вещества оно включает бентонитовую глину, увлажненную 2-5%-ным рассолом хлористого натрия.

5. The grounding device according to claim 1, characterized in that it includes bentonite clay moistened with 2-5% sodium chloride brine as a stabilizing substance.