Сейсмические приборы: статья

Аннотация: Описана модифицированная аппаратура для физического моделирования электросейсмического эффекта первого рода в горных породах. Аппаратура дает возможность моделировать эффект при воздействии на образец горной породы электрического поля без тока и с током в образце. Аппаратура позволяет применять два способа измерения изменений скорости распространения акустического поля. Первый способ заключается в возбуждении импульсного акустического поля и измерении времени распространения поля от источника до приемника, второй основан на измерении фазовой модуляции синусоидального акустического поля при воздействии на образец электрического поля. Первый способ был реализован в двух модификациях: в первой модификации в образце создается только электрическое поле без активной составляющей тока, во второй - в образце создаются и электрическое поле, и активная составляющая тока. В аппаратуре применен генератор сигналов, который возбуждает в образцах горных пород когерентные электрические и акустические поля. Когерентность полей позволяет применить помехоустойчивый фазовый способ измерения скорости синусоидального акустического поля и уменьшить порог чувствительности к изменению скорости с 0.2 % до 0.02 %. Приведены результаты моделирования эффекта на четырех образцах известняка и четырех образцах песчаника, насыщенных соленой водой с коэффициентом минерализации 1 %. Для всех образцов наблюдается уменьшение скорости акустического поля при включении электрического поля примерно на 0.2 %. В диапазоне частот 2-200 кГц уменьшение скорости не зависит от частоты для всех образцов известняка и песчаника. Показано, что модифицированная аппаратура позволяет уверенно регистрировать электросейсмический эффект без тока в образце, несмотря на то, что величина его превышает порог чувствительности только на 20-25 дБ. Когерентность полей позволяет измерять время релаксации скорости акустического поля после включения и выключения электрического поля без тока в образце. Показано, что после включения электрического поля время релаксации скорости акустического поля не превышает 2 мс, а после выключения электрического поля составляет 10-20 мс. Различие времени релаксации позволяет оценить нелинейность электросейсмического эффекта первого рода.