ООО «ГеоПотенциал» Казаев Владимир Андреевич Лунев Виталий Иванович 625026, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 106 оф. 222, 255, тел/фак

Для решения многих геодезических, геодинамических и геологических задач, приходится использовать множество геофизических методов, среди которых главные место занимают сейсморазведка и гравиразведка.
Возможности этих методов за последние годы значительно увеличились благодаря успехам, достигнутым в конструировании датчиков ускорений (акселерометров) и заменой измерений аналоговых сигналов на цифровые. Однако эти основные направления геофизических исследований развиваются в настоящее время независимо.

Напомним, что для решения различных объемных гравиметрических и сейсмических задач используют значения потенциала V, его первых производных Vx , Vy , Vz , вторых производных Vxx , Vxy , Vyy , Vzz , Vxz , Vyz, и др., всего необходимо измерять двенадцать величин.
Однако существующие приборы и методики гравиметрической (сейсмической) съемки способны обеспечить максимум измерение от одной до трех величин.
Реально регистрируется наиболее просто измеряемая величина Vz = (gz) – вертикальная составляющая ускорения (свободного падения). Остальные величины, путем дифференцирования первых производных вычисляют.

Авторами проведен анализ современного состояние гравиметрии и сейсмометрии, и рассмотрена перспектива развития 3-х мерных средств и технологий измерения полей ускорений, частным случаем которых является ускорение свободного падения.
Обобщенный подход к рассмотрению проблем гравиметрии и сейсмометрии, позволил выдвинуть и реализовать предложение о внедрении малогабаритных высокоточных емкостных трехкомпонентных датчиков полей ускорений (акселерометров) для разработки и создания отечественного трехкомпонентного цифрового гравиметра-сейсмометра.

Авторские права разработчиков защищены патентом
Используя сейсмоприемники в качестве датчики гравитационного поля появилась возможность более полного использования данных, получаемых при проведении как сейсморазведочных, так и гравиметрических работ, для решения различных трехмерных геологических задач.

Трехкомпонентный гравиметр-сейсмометр (ТГС)
(Коммерческий образец)

Трехкомпонентный гравиметр-сейсмометр (ТГС)
Назначение
Устройство предназначено для решения одной из актуальных задач современного приборостроения, создание малогабаритного высокоточного трехкомпонентный гравиметр-сейсмометр (ТГС), объединяющего гравиметр и градиентометр, что позволяет проводить работы в трехмерном виде как в дискретном, так и в непрерывном режиме.
ТГС является сравнительно недорогим, помехозащищенным, обладает достаточно широким амплитудным и частотным диапазонами, а также высоким быстродействием.
Прибор предназначен для трехмерных абсолютных и относительных измерений полей ускорений (гравитационного поля) и обеспечивает разрешение - 2 µGal или 0.002 mGal.

Функциональные возможности панели управления:
номер изделия; частота записи; параметры изделия; автономный режим записи; сохранения результатов измерений в формате Microsoft Excel; запись результатов измерений в реальном времени; число измерений; напряжение источника; значения Gx; значения Gy; значения Gz; значения |G| - результирующей составляющей; угол уклонения отвесной линии; температура термостабилизации.
Все данные регистрируемые данным устройством записываются в оперативной памяти, а после нажатия «Сохранить» - на панели устройства, на экране компьютера отображаются данные в формате Microsoft Excel. Смотреть следующий слайд.

Таблица наблюденных данных в формате Microsoft Excel.

Графики данных построенные в формате Microsoft Excel.

В настоящее время гравиметрические работы в мире выполняются гравиметром CG-5 AutoGrav, этот прибор регистрирует только вертикальную составляющую - Vz = (gz).
Стандартная комплектация
блок CG-5 Autograv
треножник переноски
программа переписки данных, обновления системы, SCTUTIL
инструкция
2 аккумулятора
зарядное устройство, 110/220 В
Внешний источник питания 110/220 В
малый набор запчастей
кабель RS-232 и USB
сумка для
футляр для перевозки
Стоимость 125 тыс. у. е.

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ГРАВИМЕТР
Назначение
Скважинный гравиметр (СГ) - это единственный каротажный прибор, который может непосредственно измеряет объемную плотность через обсадные трубы в пределах значительного расстояния от скважины.
Эта информация часто весьма необходима для определения наличия и количества (объемов) нефти, газа, воды и установления их контактов.
На СГ не влияют помехи вблизи ствола скважины такие как: размывы, насыщение пород промывочной жидкостью или глиной и неровности ствола скважины.
СГ - пассивный прибор, в нем нет радиоактивных источников. Он дает качественные данные как в обсаженных, так и необсаженных скважинах без какой-либо модификации.

ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ ГРАВИМЕТР
Погрешность единичного измерения, мГал 0.002
Чувствительность при измерениях силы тяжести, мГал 0.002
Диапазон измерений с перестройкой, мГал 100 000
Остаточное смещение нуль-пункта, (мГал /день)0,005
Время измерений на пункте, min3
Количество пунктов измерений в памяти 500 000
Масса гравиметра и аккумулятора, kg 10
Стоимость 800 тыс руб.

Гравиметр LaCoste & Romberg Скважинный
Конфигурации
Зонды Дьюара - max температура в скважине 170 C
4.75" (12.1 cm) внешний диаметр, 18,000 psi
4.40" (11.2 cm) внешний диаметр, 10,000 psi
4.25" (10.8 cm) внешний диаметр, 7,000 psi
Зонд без сосуда Дьюара - max температура в скважине 115 C
4.125" (10.5 cm) внешний диаметр, 10,000 psi
Максимальный угол скважины
14 градусов.
Стоимость 800 тыс у. е.

Сопоставление данных получаемых с помощью трехкомпонентного гравиметра и гравиметра CG-5.
Трехкомпонентного гравиметра определяет распределение гравитационного поля в 3-х мерном пространстве.
Объем информации, измеряемый трехкомпонентным гравиметром в 3-4 раза больше гравиметра CG-5.
Из данных получаемых с помощью трехкомпонентного гравиметра сравнительно просто определяются первые и вторые производные.
Стоимость предлагаемых изделия на порядок меньше.
Функциональные возможности могут быть значительно расширены за счет трехкомпонентного магнитометра и GPS системы.

Актуальность выдвигаемого предложения о внедрении малогабаритных высокоточных емкостных трехкомпонентных датчиков полей ускорений (акселерометров) для создания отечественного трехкомпонентного цифрового гравиметра-сейсмометра.
Московский авиационный институт
Афонин А.А., Капущов А.Б. Разработка и исследование малогабаритной, трехкомпонентной, информационно-избыточной гравиметрической системы. Будущее авиации и космонавтики 2001. Сборник статей студентов и аспирантов. - М.: Изд-во МАИ, 2001.
Исследуется возможность построения трехкомпонентного информационно-избыточного модуляционного динамического гравиметра (МДГ) на основе комбинирования трех двухкомпонентных МДГ.
Анализируются структурно-алгоритмические способы компенсации его погрешностей.