7-маъруза. Эҳтимолий қаршиликни экранлаштирилган зондларда ўлчаш. Уч ва етти электродли экранлаштирилган зондлар. Зондларнинг афзалликлари ва ечадиган вазифалари.

Оддий градиент ва потенциал зондлар билан ЭҚ ўлчанганда, унга ҳар хил омилларнинг таъсирини олдинги маърузаларда кўрган эдик. Айниқса қудуққа тўлдирилган бурғи қоришмаси (эритмаси) нинг солиштирма электр қаршилиги r_р нинг ва қудуқ диаметри d_с нинг ўзгаришини ўлчанаётган ЭҚ ка таъсири каттадир. Агарда қудуққа тўлдирилган бурғи эритмасининг солиштирма қаршилиги кичик бўлса, бу таъсир янада катта бўлади.

расм 7.1

Расм 7.1 а да катта солиштирма қаршиликка эга бўлган қатлам қаршисида, ҳамда қудуқдаги бурғи қоришмасининг қаршилиги жуда кичик бўлгандаги ток чизиқларининг тарқалиши кўрсатилган. Расмдан кўриниб турибтики, ток чизиқларининг озгина қисмигина қатлам ичига, асосий қисми эса қудуқ бўйлаб тарқаётир. Бу эса ёзилаётган ЭҚ ка қатлам солиштирма қаршилиги r_п нинг таъсирини жуда камлилигини, бурғи қоришмаси r_р нинг эса, аксинча, таъсирини жуда катта  эканлигини кўрсатади. Демак, бундай ҳолатда ўлчанаётган ЭҚ қатлам қаршилиги r_п дан анча фарқ қилиб, бурғи қоришмасининг қаршилиги r_р яқин бўлади. Бу нарса бизга керак эмасдир. Мақсадимиз ўлчанаётган ЭҚ ва r_п бир-бирларига яқин бўлишини таъминлашдир. Бу мақсадга эришиш учун ток электродидан чиқаётган ток чизиқларини қатлам ичига перпендикуляр равишда расм 7.1.б да кўрсатилгандек йўналтиришимиз керак.

Бунинг учун расм 7.1.б да кўрсатилгандек, зондимиз асосий (марказий) ток электроди А ва иккита ёки ундан кўпроқ экран электродларидан ташкил топган бўлиши керак. Экран электродлари асосий ток электроди А уланган қутбга уланади ва шунинг учун А дан чиқаётган ток кучи чизиқларини қудуқ бўйлаб тарқалишига йўл қўймаи, ток чизиқларини расм 7.1.б да кўрсатилгандек қатлам ичига перпендикуляр равишда йўналтиради.

қудуқларда қўлланиладиган экранлаштирилган зонд турлари: уч, етти ва тўққиз электродли зондлар бўлиб, уларни уч электродли БК-3, етти электродли БК-7 ва тўққиз электродли БК-9 деб белгиланади. Расм 7.2 а,б,в,г ларда БК-3, БК-7, Бк-9 зонд схемалари кўрсатилган.

   Расм 7.2

Уч электродли экранлаштирилган зонд БК-3 (расм 7.2.а) марказий қиСҚа (узунлиги 0.15 м.) цилиндрик  ток электродидан А₀ дан ва унга симметрик равишда жойлашган цилиндрик электродлар А₁ ва А₂ экран электродларидан иборат бўлиб, зонднинг умумий узунлиги 3.2 м. га тенгдир. Экран электродлари бир-бирлари билан қиСҚа уланилган бўлиб, марказий ток электроди А₀ уланган  қутбга уланадилар. Иккинчи ток электроди В одатда ер юзасида, юқорида жойлашган бўлади. ЭҚ ни ёзиш учун экран электродларидан чиқаётган ток кучини автоматик равишда шундай ўзгартириш керакки, уччала электродлар А₀, А₁ ва А₂ ларнинг потенциаллари бир-бирига тенг бўлиши керак. Потенциаллар тенг бўлганда, А₀ чиқаётган ток чизиқлари қудуқ бўйлаб йўналмасдан, қудуқ ўқига перпендикуляр равишда, марказий электрод узунлиги (0.15 м.) қалинлигида қатлам ичига йўналган бўлади. Шу сабабли ўлчанаётган ЭҚ r_к ток чизиқлари йўналишида ётган муҳитларнинг солиштирма қаршилигига боғлиқ бўлади. Агарда r_р нинг қиймати кичкина бўлса ЭҚ бурғи қоришмасининг солиштирма қаршилигига боғлиқ бўлмайди. Агарда сингиш зонаси кузатилмаса ЭҚ r_п га жуда яқин бўлади. Шу сабабли экранлаштирилган зондлар оддий зондларга нисбатан самарали деб ҳисобланади.

ЭҚ қуйида келтирилган формула билан аниқланади:

r_к=КDU¤ I₀                              (7.1)

Бу формулада: К- зонд коэффициенти, берилган зонд учун ўзгармас қийматга эга бўлади;

I₀ -марказий ток электроди А₀ дан ўтаётган ток кучи. Бу ток кучининг қиймати ёзув давомида ўзгармас бўлиши шарт.

DU -исталган учта электродларнинг бири (чунки учалла электроднинг потенциали доимо бир-бирига тенг) билан юқорида ўрнатилган солиштириш электроди N_с орасидаги потенциаллар айирмаси.

Зонд коэффициенти К, одатда ишлабчиқаришда кенг қўлланидиган АБК-3 зонди учун 0.237 м. га тенгдир.

К ва I₀ ўзгармаслиги ЭҚ ўлчаш учун DU ўлчаш етарли эканлийлигини 7.1 формула орқали кўриб турипмиз.

Уч электродли АБК-3 эондлари 0.5 м. ва ундан катта қалинликка эга бўлган қатлам чегараларини аниқ ажратади. ЭҚ диаграммалари (расм 7.3.а) қатламнинг ўртасига симметрик бўлган эгри чизиқлар билан ҳар бир алоҳида қатламни ажратади. Катта қаршиликка эга бўлган қатламларда ЭҚ ни катта бўлиши, кичкина қаршиликка эга бўлганларида эса ЭҚ ни кичкина бўлиши, яъни ёзиб олинаётган ЭҚ билан қатламларнинг солиштирма қаршиликлари r_п орасида доимо тўғри пропорционаллик кузатилади. ЭҚ ларнинг қатлам ўрталарида олинган масимал қийматлари, қатламларнинг солиштирма қаршиликлари r_п дан атиги 10-15 % га гина фарқ қилади. Бу эса экранлаштирилган зондларнинг самарадорлигини кўрсатади.

расм 7.3

Уч электродли зондларнинг ўрганиш радиуси 1-2 м. ни ташкил этади. Шунинг учун сингиш зонаси катта D_зп га эга бўлган коллекторда ёзиб олинаётган ЭҚ ка сингиш зонасининг таъсири катта бўлиши ва ЭҚ нинг r_п дан катта фарқ қилиши мумкин. Бу зондларнинг камчиликларидан бири, унинг ўрганиш радиусини ўзгартириб бўлмаслигидадир.

Етти электродли экранлаштирилган БК-7 зонди марказий ток электроди А₀ , иккита экран электродлари А₁, А₂ ва икки жуфт ўлчовчи М₁ ва М₂ , N₁ ва N₂ электродларидан иборатдир (расм 7.2.б). Бир ҳил номланган электродлар А₀ электродига нисбатан симметрик равишда жойлашганлар ва бир-бирлари билан қисқа туташганлар

Экран электродлари А₁ ва А₂ марказий электрод А₀ уланган қутбга уланиб, улардан чиқаётган ток кучи автоматик равишда шундай ўзгарадики, бунда тўрттала ўлчовчи электродларнинг потенциаллари, ёзув давомида, бир-бирларига доимо тенг бўлади..М₁ ва N₁, М₂ ва N₂ потенциалларининг тенглиги ушбу электродлар оралиғидан токларнинг ўтмаслигини, гўё шу оралиқ қудуқларда ток ўтказмайдиган изоляторлар билан олмоштирилгандек булади. Шунинг учун А₀ дан чиқаётган ток қудуқ бўйлаб тарқалмасдан, қудуқ ўқига перпендикуляр равишда қатлам ичига йўналган бўлади. Ток чизиқларининг шу йўсинда тарқалиши (расм 7.1.б) ёзиб олинаётган ЭҚ ни фақат шу йўналишда учрайдиган муҳит қаршиликлари ва уларнинг диаметрларига боғлиқлигини кўрсатади.

БК-7 зонди билан ЭҚ қуйида келтирилган формула билан аниқланади:

r_к=К₇DU¤ I₀                              (7.2)

 

Бу формулада: К₇- етти электродли зонд коэффициенти, берилган зонд учун ўзгармас қийматга эга бўлади;

I₀ -марказий ток электроди А₀ дан ўтаётган ток кучи. Бу ток кучининг қиймати ёзув давомида ўзгармас бўлиши шарт.

DU-М₁ электроди ва зондан анча олисда (одатда юкорида) жойлашган N_c солиштириш электроди орасидаги потенциаллар айирмкаси.

Зонд коэффициенти К₇ қуйида келтирилган формула орқали ҳисобланади:

К₇= 4p · (А₀М₁·А₀N₁(А₀М₁+А₀N₁) ¤  ((А₀А₁)²+А₀М₁·АN₁))   (7.3)

Амалда БК-7 икки турдаги: катта ўрганиш радиусига эга:

А₁1.1.N₁0.2М₁0.2А₀0.2М₂0.2N21.1А₂ ва кичкина ўрганиш радиусига эга: А₁0.5.N₁0.2М₁0.3А₀0.2М₂0.3N₂ 0.5А₂ зондлари ишлатилади.

Расм 7.3.б да БК-7 зонди билан ёзилган ЭҚ диаграммалари келтирилган. Бу расмдан БК-7 ҳам БК-3 каби қатлам чегараларини аниқ ажратади, ЭҚ ва r_п бир-бирига яқинлиги кузатилади. БК-7 нинг БК-3 афзаллиги унинг ўрганиш радиусини ўзгартиришни мумкинлигидир. Юқорида икки ҳил ўрганиш радиуси бўлган зондларни келтирган эдик.

Расм 7.2.в.г. да тўққизэлектродли экранлаштирилган зондларнинг схемалари келтирилган. БК-9 да асосий экран электродлари А₁, А₂ ва ўлчовчи электродлар N₁, N ораларига қўшимча В₁ ва В₂ ўрнатилган (расм 7.2.в).

А₀  электродидан чиқаётган ток чизиқларини расм 7.1.б да кўрсатилган равишда қатлам ичига йўналтириш учун икки ҳил усул қўлланилиши мумкин: 1) В₁ ва В₂ электродларидан А₀ электродига нисбатан тескари қутбланган ва А₀ чиқаётган ток I₀ га нисбатан бирнеча ўн баровар, қиймати доимий бўлган ток юборилади. А₁ ва А₂ электродларидан ўтаётган ток кучи эса автоматик равишда ўзгариб, М₁, М₂, N₁, N₂ электродларининг потенциалларини бир-бирига  тенглаб боради; 2) А₁ ва А₂ электродларидан ўтаётган ток кучини доимий ушлаб, М₁ ва N₁ (М₂ ва N₂) орасидаги потенциаллар айирмасини нолга В₁ ва В₂ электродларидан ўтаётган ток кучининг қиймати ва йўналишини ўзгартиш орқали эришилади.

Тўққиз электродли экранлаштирилган зондлар сингиш зонасининг диаметри D_зп катта бўлганда ишлатилиши мумкин. Бу зондларни сингиш зонасининг кўрсаткичлари D_зп ва r_зп  ни аниқлашда қўллаш мақсадга мувофиқдир.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан