Сравнение результатов замеров вариабельности гравитационного поля между двумя гравиметрами ГНУ-КВ
Аннотация
В МГРИ им. С.Орджоникидзе обратили внимание на возможность использования чувствительного элемента гравиметра ГНУ-КВ для качественного и количественного изучения низкочастотных колебаний грунтов в диапазоне частот 0,05 – 0,5гц. Чувствительный элемент гравиметра представляет собой горизонтальный астазированный маятник в виде сейсмографа Б.Б. Голицына. Метод измерения приращений силы тяжести – компенсационный, - с помощью измерительного микрометренного устройства и компенсационной пружины.
Мы рассматриваем гравиметр ГНУ-КВ как бинарный прибор для одновременного измерения как вариаций силы тяжести (гравитационного поля), так и для регистрации и дальнейшей обработки инерциальных низкочастотных колебаний грунтов в диапазоне 0.05 – 0.5гц, оценки ускорений таких колебаний и определения амплитуд смещения грунтов. Для этого нами был заменен оптический окуляр гравиметра на электронный, а маятник гравиметра был выведен в режим свободных колебаний, которые записывались и оцифровывались в режиме реального времени с частотой 0.2с. на компьютере. Собственная частота чувствительного элемента гравиметра ГНУ-КВ равна 0,1 – 0,2гц, почти такая же, как и у стационарных сейсмографов. Чувствительность гравиметра к инерциальным и гравитационным ускорениям порядка 3-5 мкГал., что достаточно для записи инфранизких частот колебаний грунтов в диапазоне 0,05 – 0,5гц.
Ключевые слова
Гравиметр, колебания, маятник, сейсмограф, грунт.
Источники финансирования
На данном этапе финансирование отсутствует.
Теория
Упругие системы гравиметров можно разделить на две категории:
Гравиметры, в которых груз совершает поступательные перемещения, пропорциональные изменению силы тяжести (обычная пружина гравиметры Scintrex CG-3; 5; 6 auto);
Гравиметры, в которых груз совершает вращательное движение около некоторой точки подвеса (крутильные весы гравиметры ГНУ-КВ, BURRIS, GPHONE, La Coste - Romberg).
Задачи фундаментальных исследований:
Использование гравиметра как переносной мобильный сейсмограф для сейсмологических исследований (выделение однородных блоков по АЧХ для тектонического районирования, сейсмостойкого строительства).
Создание базы данных непрерывных гравиметрических исследований для мониторинга низкоамплитудных вариаций гравитационного поля при изучении динамики новейших тектонических движений.
Прикладные задачи:
Выделение однородных участков залежи по результатам АЧХ в пределах залежи
Использование гравиметра (станция) повышает точность снятия отсчётов (показаний значения индикатора) для высокоточных гравиметрических работ.
Выделение зон тектонических разрывных нарушений (модель ВПК), с вертикальным и горизонтальным смещением ( сдвиг по горизонтали без вертикальных смещений).
Выделение зон изменения литологии вдоль пласта-коллектора.
Выделение зон поглощения (дробления, пористости, проницаемости, трещиноватости) при определении места заложения новых эксплуатационных и нагнетательных скважин для повышения нефтеотдачи пластов.
Достоинства и преимущества:
Дешевизна использования данной технологии.
Простота обработки, высокая информативность.
Удобство, сокращение затрат времени на исследования.
Способ исследования:
Проведение видеозаписи колебаний индикатора прибора ГНУ-КВ с помощи видеокамеры.
Оцифровка колебания индикатора прибора ГНУ-КВ. Используется алгоритм распознавания видео.
Нормализация сигнала с помощью фильтрации шума и приведение к единой шкале. Редукция шумов и высокочастотной составляющей.
Спектральный анализ временного ряда колебаний в прикладном ПО «Матлаб».
Определение особенностей спектра однородных блоков, зон дробления и поглощения. (рис. 1)
Определение мест нарушения стационарности спектра отдельных блоков для определения вертикально-плотностных контактов.
Рисунок 1. Сопоставление данных двух приборов.
Выводы
Приборы взаимозаменяемы
Спектр стационарен на любом участке более 300 отсчетов с частотой снятия замеров 4 к/сек
Определи общий вид, характер спектра и поняли, что характеризуется 1, 2 доминантными частотами
