BRPI0615753A2 - pesquisa, aparelhos e métodos de impulsos eletromagnéticos utilizando um componente magnético antena magnética - Google Patents

Abstract

PESQUISA, APARELHOS E MéTODOS DE IMPULSOS ELETROMAGNéTICOS UTILIZANDO UM COMPONENTE MAGNéTICO ANTENA MAGNéTICA. A invenção diz respeito a um aparato e método para realização de uma prospecção passiva geofisica. Mais especificamente, o presente invento diz respeito a um melhor aparato e método para localizar selecionados depósitos de materiais no subsolo da Terra ou formações geológicas e fontes de hidrocarbonetos, petróleo, gás ou comercialmente importantes depósitos de minerais, metais preciosos, enquanto uma função de descontinuidade de impulsos próximos da atmosfera de superficie da invenção. Um aparato e um método de prospecção passiva geofisica são fornecidos. O aparelho possui uma antena de componentes magnéticos para detecção de radiação eletromagnética naturalmente emana da superficie da Terra e um sinal elétrico de radiação eletromagnética detectada enquanto atravessando a superficie da Terra através de um veículo ou aeroplano viajando sobre a terra ou água.

Description

"PESQUISA, APARELHOS E MÉTODOS DE IMPULSOSELETROMAGNÉTICOS UTILIZANDO UM COMPONENTE MAGNÉTICOANTENA MAGNÉTICA".

Campo técnico

A presente invenção é direcionada para um aparato e método para umaperformance de prospecção passiva geofísica.

Arte preliminar

É bem sabido que depósitos de petróleo, minérios e outros materiaisvaliosos são encontrados em vários lugares e profundezas da Terra, e que estesmateriais são sempre difíceis, se não impossíveis de serem encontrados a olho nu.

Consequentemente é também sabido, que varias técnicas e sistemas diferentes temsido desenvolvido para prover uma confiável indicação da presença destesimportantes depósitos.

É convencional, naturalmente, perfurar poços de teste em locais deespecial interesse e recuperar amostras de materiais terrestres em variasprofundidades para determinar a verdadeira característica destes materiais. Se oscustos não fossem um fator importante, abrir poços, como os de petróleo e gás,seriam CORED (cavados/ retirados o miolo) em sua integral extensão. No entanto,isto não e possível por razões econômicas. Tal que, processos mais baratos tem sidodesenvolvidos e utilizados.

Também é convencional medir irregularidades topográficas, a fim deobter uma indicação da existência da estrutura do subsolo de especial interesse. Damesma forma, é comum medir a diferença em reverbações sísmicas e medirvariações na atração gravitacional em locais selecionados. Embora essas mediçõessejam freqüentemente usadas com sucesso para localizar falhas, armadilhas e outrasestruturas do subsolo da Terra, onde o petróleo e outros minerais podem serencontrados. A maioria dos STRATA GRAPHIC TRAPS e afins, não contém taisminerais e por conseguinte tais medidas são mais úteis para eliminar improváveisáreas de interesse, do que detectar verdadeiros depósitos de minerais.

Recentemente, processos para a prospecção do subsolo foramdesenvolvidos, os quais medem radiações eletromagnéticas emitidas pela formaçãode fontes de minerais. Sabe-se, naturalmente que este planeta, por si constitui efunciona como um gerador de radiação eletromagnética, que, por sua vez criacorrente fluxo dentro da Terra. Assim, técnicas de medição, como as descritas naU.S Pat. No. 3,679,978 foram desenvolvidas para detectar e analisar estas correntesMagneto-Telúrico dentro do leito adjacente da superfície da Terra, como umaindicação direta de minerais de interesse selecionados. Embora eficaz na localizaçãoe medição da extensão das minas, tal técnica não indica o tipo de mineral presente.

É evidente que, se o planeta e um auto gerador de radiaçãoeletromagnética, estas correntes dentro da Terra incluiriam tanto correntes AC e DC,as quais estão funcionalmente relacionados a individual formação de minerais e seusconteúdos. Alem disso ficam claro que as correntes dentro, mas adjacentes àsuperfície da terra, intrinsecamente criarão campos elétricos adjacentesfuncionalmente relacionados, mas acima da superfície da Terra. Estes camposelétricos são compostos por ondas transportadoras tendo freqüências característicasdo tipo de mineral daquela formação.

Varias técnicas foram criadas para medir estes campos elétricos, osquais existem próximos, mas não acima da superfície da Terra. U.S Pat. No.4,507,611, Helms descreve um método de atravessar a superfície da Terra e diz"atividade do vento solar de força suficiente para detectar anomalias relacionadascom depósitos minerais da superfície e subsolo". Este aparelho utiliza o método daraiz quadrada média (RMS) para detectar aumentos ou diminuições em camposelétricos da Terra. U. S. Pat. No. 3942101, Sayer descreve um aparelho deprospecção que utiliza uma distorção do gradiente potencial da atmosferaeletrostática, o que sugere ser uma conseqüência do efeito Nernst. Sayer ensina quea distorção proporciona um meio para localizar fontes subterrâneas de energiageotérmica.

Alterações nos campos magnéticos da Terra denominados "ruídosmagnéticos", como descrito por Slichter na E.U. Pat. No. 3136943 revelam queesses ruídos são, sobretudo o produto de descargas de relâmpagos. No entanto, porcausa de muitos desses métodos e aparelhos serem baseados nos componentes ACde campos elétricos, as técnicas são mais eficazes e confiáveis dependendo dotamanho ou extensão da área dos depósitos minerais de interesse. Maisparticularmente, as técnicas baseadas nos componentes AC são menos sensíveis eeficazes em detectar a presença de menores depósitos minerais. Para superar asdeficiências das medições do AC, Jackson proporciona na, E.U. Pat. No. 4841250,uma técnica utilizando os componentes DC dos campos elétricos.

Também é conhecido por utilizar as radiações eletromagnéticasemitidas pela formação de fontes de minerais para criar "perfis" de radioatividade.Na terminologia do campo petrolífero, um "perfil" é um relatório que forneceinformações relativas às formações geológicas. A radioatividade do perfil inclui oraio gama perfil, gama - gama perfil, nêutron-gama perfil e nêutrons - neutros. Oraio gama perfil registra a natural radioatividade na forma de raios gama nosorifícios provenientes da formação. O mais abundante é isótopo radioativo K40, queocorre em fontes de potássio, minerais e é especialmente abundante em argilamineral. Portanto, o raio gama perfil distingue leitos de xisto de leitos de não-xistopor gravar uma elevada radiação de gama. No gama-gama perfil, a radiação éinduzida por bombardear as paredes do poço com raios gama. A quantidade deback-scatter é gravada. O mais denso átomo resiste ao bombardeamento porque oback-scatter e maior. Assim, o montante de back-scatter está diretamenterelacionado com a densidade do volume da formação e com a porosidade.

Nos dois nêutrons perfis, a formação é bombardeada com nêutrons. Onêutron-gama perfil mede a radiação gama induzida a partir dos átomos maispesados. Nesta reação, os íons de hidrogênio absorvem as partículas de nêutrons e aradiação gama reduzida indica a relativa abundância de hidrogênio, a qual podeexistir em grandes medidas nos fluidos dos poros. Portanto, a radiação gamainduzida é inversamente proporcional à formação da porosidade. O nêutron-nêutronperfil mede captação de nêutrons dentro da formação, o que, novamente, éproporcional à densidade de hidrogênio e, por conseguinte, para a porosidade oudensidade da formação.A limitação da radioatividade Iog é que não se pode distinguir água ehidrocarbonetos, por exemplo, petróleo. Ambos teriam, relativamente, hidrogênioem abundancia e, portanto, a presença de formações porosas. Esses perfis nãopodiam distinguir entre estas duas situações. A utilização de detecção deradioatividade na superfície da Terra ou perto da superfície foi conhecida por muitosanos como radiometria, que é um método para registrar variações nas emissõesradioativas naturais da Terra como uma travessia pela superfície terrestre ou poraeroplano, com intuito de medir diminuições e aumentos dessas emissões, a fim delocalizar depósitos de petróleo, gás e minerais.

Conforme exposto acima, um campo magnético primário de energiaeletromagnética é gerado pela própria Terra e existe próxima da superfície daatmosfera. Dentro do campo magnético primário existem impulsos aleatórios deenergia. Estes impulsos que ocorrem dentro da faixa de freqüência de áudio, existemnos componentes aleatórios verticais dos campos magnéticos primários da Terra. Opresente aparelho procura medir componentes magnéticos da faixa de freqüênciadestes impulsos de áudio. Os campos magnéticos secundários resultam dos atuaisfluxos associados à radiação proveniente da acumulação de hidrocarbonetos nointerior da Terra como resultado da libertação de elétrons químicos durante umareação, [citando o Sr. SJ Peirson do The University of Texas]. À medida que osimpulsos aleatórios, que ocorrem no campo magnético primário, interagem com oscampos magnéticos secundários a energia e transferida para os campos secundários,criando um impulso. O número de impulsos está relacionado com a força doscampos magnéticos secundários.

Atualmente, a fonte destes impulsos aleatórios ocorreespeculativamente. No entanto, acredita-se amplamente que os impulsos estãorelacionados com a atividade de relâmpagos em torno da Terra. Um estudoconduzido por S.H. Ward mostrou a relação entre relâmpagos e mudanças nasmedidas dos campos elétricos, [citação]. AIRBORNE AND GROUND, Geophysics,N' 4 1959, Pp. 761-789 descreve medições da atividade de relâmpagos na faixa defreqüências de áudio próximo Kitwe no norte da Rodésia durante os meses de Julho,Agosto, Setembro e Outubro de 1957. Outro estudo concluiu que as descargas derelâmpago na cavidade da ionosfera terrestre propagariam com uma horizontaltravessa no campo magnético que é perpendicular à direção de propagação,[citação]. No entanto, independentemente da fonte, a existência de impulsosaleatórios ocorrentes é reconhecida.

Divulgação do evento

As necessidades expostas são supridas, em grandes medidas, pelapresente invenção, que em um aspecto de um melhor método e aparelhos parapassiva prospecção geofísica são fornecidos para a obtenção de uma forma demedição mais sensível e precisa da presença e da característica de depósitosrelativamente pequenos de materiais valiosos, hidrocarbonetos, depósitos deminérios e minerais preciosos.

E.U. Patent 6,937,190 arquivada em 15 de abril de 2003, intituladaPesquisas, Aparelhos e Método de Impulso Eletromagnético, por John R. Jackson,está incorporada neste documento por referencia.

De acordo com uma configuração da presente invenção, uma passivaprospecção geofísica do aparelho é fornecida, a qual inclui um componentemagnético de antena eletromagnética configurados para detectar componentesmagnéticos da radiação eletromagnética emanadas naturalmente da superfície daTerra. A antena também e configurada para gerar sinal elétrico vindo doscomponentes magnéticos detectados enquanto atravessa a superfície da Terra ondecomponentes magnéticos contendo informações gravam a presença ou ausência dosdepósitos subterrâneos de interesse. O aparelho ainda inclui um filtro configuradopara filtrar o sinal elétrico de freqüência inferior a 65 Hz e acima de 12000 Hz paragerar um sinal filtrado, e um conversor para converter o sinal filtrado em um sinalpossível. O aparelho também inclui um detector de nível para comparar um sinalpossível de um sinal referência e para gerar uma diferença de sinal e, umcomputador para analisar a diferença de sinal para determinar a presença ouausência no deposito subterrâneo de interesse.De acordo com uma outra configuração da presente invenção, umaparato de passiva prospecção geofísica é fornecido. O aparelho inclui uma antenade sensoriamento magnético, onde as mesmas estão configuradas para detectarcomponentes magnéticos de radiação eletromagnética naturalmente emanada pelasuperfície da Terra, e produzem um sinal elétrico enquanto percorrem acima dasuperfície da Terra. Além disso, o aparelho inclui um filtro configurado para filtraro sinal elétrico, para produzir um sinal filtrado e um computador configurado paraanalisar o sinal filtrado para determinar a presença ou ausência de depósitossubterrâneos de interesse.

Ainda de acordo com outra configuração da presente invenção umaparato de passiva prospecção geofísica é fornecido. O aparelho inclui um sensormagnético para detecção de um componente magnético da radiação eletromagnéticanaturalmente emana da superfície da Terra a gerar um sinal elétrico da radiaçãoeletromagnética detectada, onde o componente magnético contém informaçõesrelativas à presença ou ausência de depósitos subterrâneos de interesse.

De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, ummétodo de prospecção passiva geofísica é fornecido. O método inclui as etapas depercorrer acima da superfície da Terra com uma antena de sensoriamentomagnético, detectando um componente magnético de radiação eletromagnéticanaturalmente emanada pela superfície da Terra com a mencionada antena, gerandoum sinal elétrico de componentes magnéticos detectados onde os componentesmagnéticos incluem informações gravando a presença ou ausência de um depositode interesse.

Um método de prospecção passiva geofísica é fornecido. O métodocompreende: atravessar acima da superfície da Terra com uma antena; detectandoradiação eletromagnética naturalmente emanada da superfície da Terra com umaantena de sensoriamento magnético; gerando um sinal elétrico a partir decomponentes magnéticos detectados da radiação eletromagnética durante odesempenho das etapas percorridas; filtrando a partir da freqüência do sinal elétricoinferior a 65 Hz, de preferência abaixo de 100 Hz e 800 Hz e acima de 12000 Hz, depreferência acima 8000 Hz, para gerar um sinal filtrado; convertendo o sinal filtradopara uma prospecção do sinal de voltagem; e comparando a prospecção do sinal devoltagem de um conjunto de voltagens estabelecidas (ou voltagem de referência) egerar um sinal de saída, que fornece informações relativas à presença ou ausência dodepósito de interesse. O sinal de saída é de preferência sob a forma de voltagem oucontagens, podendo ser no formato analógico ou digital. O sinal de saída pode sergravado é também convertido a partir de uma contagem da voltagem.

Um aparato de prospecção passiva geofísica também é fornecido. Oaparelho compreende: uma antena de sensoriamento magnético para detectarcomponentes magnéticos de radiação eletromagnética naturalmente emanada pelasuperfície da terra e gerar um sinal elétrico da radiação eletromagnética detectadaenquanto atravessa acima da superfície da Terra; um filtro para filtragem dos sinaiselétricos com freqüências abaixo 65 Hz e preferencialmente abaixo de 100 Hz e 800Hz, e acima de 12000 Hz, de preferência acima de 8000 Hz para assim gerar umsinal filtrado; um conversor para converter o sinal filtrado para uma prospecção dosinal de voltagem; um detector de nível para comparar a prospecção do sinal davoltagem e uma voltagem estabelecida e gerando um sinal diferente; e meios paragravar a diferença de sinal.

Certas configurações da invenção são descritas acima a fim de que amesma seja melhor compreendida, e com o intuito de que as presentes contribuiçõespara a arte possam ser melhor apreciadas. Existem, naturalmente, outrasconfigurações da invenção, que serão descritas a seguir e que constituirão o objetoprincipal das clausulas em anexo.

A este respeito, entende-se que a invenção não está limitada a suaaplicação para os detalhes da construção e ao regime dos componentes estabelecidosna seguinte descrição ou ilustração dos desenhos. A invenção é capaz de configuraralém daqueles descritos e de ser praticada e levada a cabo em várias formas. Alémdisso, entende-se que a fraseologia e terminologia empregada aqui, bem como oresumo, são para efeitos de descrição e não devem ser considerados como umalimitação.Como tal, estas especializações na arte apreciarão que a concepção,sobre a qual esta divulgação e baseada, podem facilmente ser utilizadas como basepara a elaboração de outras estruturas, métodos e sistemas para a realização dosdiversos efeitos da presente invenção. É importante, portanto, que as clausulassejam consideradas como tal, incluindo equivalentes construções, na medida em quenão se afaste do espírito e âmbito da presente invenção. Embora algumascaracterísticas da invenção possam ser dependentemente alegadas, cada recurso temseus méritos quando utilizados de forma independente.

Breve descrição dos desenhos

Outras características da presente invenção se tornarão aparentes paraaquelas especializadas na arte a que diz respeito a presente invenção a partir daleitura das seguintes descrições com referência ao acompanhamento dos desenhos,em que:

FIG. 1 mostra um diagrama de blocos da configuração de uma antenade sensoriamento magnético para componentes magnéticos de aparatos de pesquisade impulso eletromagnético, de acordo com a presente invenção.

FIG. 2 mostra um diagrama de blocos de uma configuração deaparelhos para pesquisa de impulso eletromagnético, de acordo com a presenteinvenção.

FIG. 3 mostra um diagrama de blocos de outra configuração deaparelho para pesquisa de impulso eletromagnético, de acordo com a presenteinvenção.

FIG. 4 mostra um diagrama de blocos de outra configuração deaparato para pesquisa de impulso eletromagnético, de acordo com a presenteinvenção.

FIGS. 5-A e 5B é um detalhado esquema da configuração mostradana FIG. 4.

FIG. 6 mostra um Iog obtido através de um aparelho de impulsoeletromagnético, de acordo com uma configuração da presente invenção.

Melhor modo para realização da invençãoA invenção será agora descrita com referência aos desenhos, em que,como números de referencia referem-se a todos como peças. De acordo com aconfiguração da presente invenção, de um aparelho de prospecção passiva geofísicaque inclui uma antena de sensor magnético é fornecido a qual e configurada paradetectar o componente magnético da radiação eletromagnética naturalmente emanada superfície da Terra.

As antenas de sensoriamento magnético são adicionalmenteconfiguradas para produzir um sinal elétrico enquanto percorre acima da superfícieda Terra. O aparelho também inclui um filtro configurado para filtrar o sinal elétricoe produzir um sinal filtrado e um computador configurado para analisar o sinalfiltrado determinando a presença ou ausência de um depósito de interesse nosubsolo. A descrição acima é de uma configuração da presente invenção e, como tal,não tem a intenção de sugerir qualquer limitação no âmbito da utilização oufuncionalidade da invenção.

FIG. 1 mostra um bloco diagrama de um aparato de antenaeletromagnética de componente magnético de acordo com a presente invenção. Asantenas de sensoriamento magnético (100) compreendem um sensor de repetênciamagnética (102) para detectar um componente magnético de impulsoseletromagnéticos originários da formação do subsolo. O sensor de resistênciamagnética (102) produz um sinal (104), que atravessa capacitores 106 (Cl e C2)para um amplificador (108). Capacitores (106) (Cl e C2) bloqueiam o componenteDC dos campos magnéticos da Terra para produzir um sinal que inclui umcomponente magnético dos impulsos eletromagnéticos AC. Deste modo capacitores(106) desassociam-se da corrente DC e da voltagem do sinal, enquanto permitindouma corrente de voltagem oscilante para transmitir para o amplificador (108). Oamplificador (108) estimula o restante da porção da corrente e voltagem oscilante dosinal para produzir sinal da antena (110).

O sensor de resistência magnética (102) é adequado para detectarpulsos eletromagnéticos transitórios dentro de campos eletromagnéticos da Terra. Osensor de resistência magnética (102) e preferencialmente um sensor de resistênciamagnética IC, como parte HMC1001 do número disponível de HoneywellInternacional Inc. Os ensinamentos da ficha técnica HMC1001 são incorporadosneste documento por referência.

De acordo com uma configuração da presente invenção, um método delocalização de acumulações subterrâneas de hidrocarbonetos ou de outros mineraisvaliosos é descrito com referência a FIG. 1. A antena de componente magnético(100) é atravessada ao longo de um espaço homogêneo. A antena de componentemagnético (100) pode percorrer o espaço anexado a um veiculo ou a um AirbonrneCraft Os sinais recebidos pela antena de componente magnético (100) sãoamplificados por um buffer amplificador (120) de forma que o sinal ganha entre(100) e (500), por exemplo.

FIG. 2 mostra um bloco diagrama de um aparato de pesquisa deimpulso eletromagnético (200), de acordo com a configuração da presente invenção.O aparato (200) compreende uma antena de sensor magnético (100) da FIG. 1, paradetectar impulsos eletromagnéticos originários da sub-superfície de formação. Aantena de sensor magnético (100) produz antena de sinal (100) que é amplificadoem um amplificador (120). O sinal amplificado é então passado por um filtro passa-banda (130) para seletivamente eliminar freqüências abaixo ou acima de umdeterminado nível.

A filtragem pode ser realizada por um único dispositivo, um elevadofiltro passa - alta em combinação com um filtro passa - baixa, ou via software de umcomputador. O sinal saindo do filtro passa-banda (130) é então enviado para umdetector de nível (140). O detector de nível (140) compara o sinal de uma referenciade saída de voltagem estabelecida. Quando o sinal ultrapassa a referencia davoltagem estabelecido pelo detector de nível (140), conta-se um pulso ou saída parauma analise do dispositivo (150); Normalmente, as contagens por segundo sãoenviadas, seja para um computador, para uma digital contagem e detecção dealarme, ou seja, para um circuito de detecção de voltagem para gravar as contagenspor segundo em um gravador de gráfico.Referindo-se a FIG. 3, um diagrama de blocos de uma configuração dapresente invenção é mostrado. O aparelho de pesquisa de impulso eletromagnético(300) compreende a antena de sensor magnético (100) da FIG. 1 para detectar oruído eletromagnético das formações atravessadas. O sinal de antena (110) e entãopassada da antena de sensor magnético (100) para um amplificador buffer (220). Osinal e então enviado para um filtro passa-banda (230) o qual pode ser estabelecidopara diversas passa-banda ou freqüências e eliminando aquelas freqüências fora dasrespectivas gamas. Por exemplo, os filtros passa-banda (230) pode ser configuradapara passar uma faixa de freqüência de cerca de 65 Hz até cerca de 12000 Hz, porexemplo, a partir de cerca de 800 Hz até cerca de 8000 Hz, para produção global deformação ruído. Freqüências abaixo e acima das especificadas gamas seriaeliminada para fornecer uma posterior informação procurada.

Segundo a configuração da presente invenção, a etapa da filtragempassa banda e preferencialmente dentro da faixa de freqüência de áudio. Maispreferencialmente, o estagio de filtragem passa banda tendo pelo menos um canaldentro de um filtro de canais fora das freqüências abaixo de 56 Hz, de preferênciaabaixo de 100 Hz e 800 Hz e acima de 12000 Hz, preferencialmente acima de 8000Hz, para fornecer informações de hidrocarbonetos.

Conforme mostrado na configuração da FIG. 3, o filtro passa-banda(230) inclui um filtro passa alta (232), o ganho do amplificador (234), um filtropassa baixa (236), e o ganho do segundo amplificador (238). A saída do filtro pasaalta (232) é amplificado no ganho do primeiro amplificador (234) e, em seguida,enviados através do filtro passa baixa (236). O sinal resultante é novamenteampliado no ganho do segundo amplificador (238) e enviado para um detector denível (240), que compara o sinal do ruído resultante para uma referencia davoltagem. Em uma configuração, a voltagem de referência e 2.5V. Quando o sinalultrapassa o nível da voltagem de referência do detector de nível (240), um pulso oucontagem é retirado para a analise do dispositivo (250).

A análise do dispositivo (250), e tipicamente enviada para umcomputador para uma digital contagem e detecção de alarme e processamento, ouuma detecção de circuito de voltagem para gravar contagem por segundo em umgravador de gráficos, assim ele compara a contagem por segundo registrado pelodetector de nível (240) com a contagem básica. A contagem básica pode serestabelecida através da transmissão da antena de sensor magnético (100)atravessando a superfície da atmosfera próxima da Terra sobre uma área homogêneaestabelecida e determinando o numero de impulsos encontrados por segundo dentrode uma faixa desejada. As contagens por segundo são diretamente proporcionais àforça dos campos secundários. Enquanto a antena de sensor magnético (100)aproxima uma área onde existe um aumento dos campos secundários, o índice daconta aumentara. Assim, por exemplo, o tamanho da acumulação de hidrocarbonetodetermina a forca dos campos magnéticos enquanto a antena de sensor magnético(100) aproxima uma área de ampla acumulação de hidrocarboneto, o que fará aconta aumentar.

Preferencialmente, entre a antena de sensor magnético (100) e orespectivo amplificador (120) ou (220) uma carga de resistor e anexada ao solo (porexemplo, um 500 ohm pot) para fins impedância.

Exemplarmente detectores de nível (140) e (240) com associadoscircuitos de densidade de pulsos podem incluir os que são utilizados por Jackson naE.U. Pat. No. 5777476, incorporados neste documento por referência.

De acordo com a configuração da presente invenção, um método delocalização subterrânea de acumulações de hidrocarbonetos ou de outros mineraisvaliosos é descrito com referência a FIG. 2. A antena (100) é atravessada sobre umaárea homogênea. A antena (100) pode percorrer essa área sendo anexada a umveiculo móvel ou a um airborne craft. Os sinais recebidos pela antena (100) sãoamplificados pelo amplificador buffer (220) de tal modo que o ganho do sinal éentre (100) e (500), por exemplo. O sinal é então passado através do filtro passa alta(232) com uma freqüência cortada em 65 Hz, de preferência 100 Hz e 800 Hz , porexemplo, com um 120 db drop off. Depois passando pelo ganho do primeiroamplificador (234), o sinal passa através do filtro passa baixa (236) com umafreqüência cortada em 12000 Hz, de preferência 8000 Hz, por exemplo, com um120 db drop off. A resposta do sinal resultante e filtrada, por exemplo, a partir de800 Hz para 8,000 Hz. O sinal filtrado é então buffered e usa ganho do segundoamplificador (238).

Uma vez que o sinal filtrado é obtido, ele contribui para o detector denível (240). O detector nível (240) tem uma selecionada referencia de voltagem. Osinal e aumentado com o ganho do segundo amplificador (238) ate o limiar davoltagem de referencia ser excedido, o que registra a saída de impulsos. O sinal enovamente aumentado ate a contagem dos pulsos por segundo cair entre 60 e 150,por exemplo. O numero de contagem por segundo sobre uma área homogênea,transforma-se em uma base para contagem.

Apos determinar a base para contagem, a área é atravessada e a antena(100) continua a receber sinais. Enquanto a antena (100) aproxima-se de uma áreaonde existe o aumento de campos secundários, o índice da contagem aumentara, ouseja, excedendo a base para contagem. O aumento e diretamente proporcional para aforca dos campos secundários, os quais são diretamente proporcionais ao acumulode hidrocarbonetos. Assim, uma vez determinada à base para contagem, aumentosrepresentando acumulações de hidrocarbonetos podem ser fácil e rapidamenteidentificados. Deve-se notar que, por causa da existência de campos secundários,tanto sobre a água quanto sobre a terra, pesquisas para hidrocarbonetos utilizando opresente aparato e método pode ser facilmente conduzido sobre os oceanos quecobrem a Terra. Diferentemente, radioatividade perfis os quais não conseguemdistinguir água e hidrocarbonetos, o presente invento consegue distinguirrapidamente a diferença dessas duas substâncias é a identificação dehidrocarbonetos não e afetada nem inibida pela presença de água.

Agora, referindo-se a Fig. 4, existe demonstrada a representaçãofuncional de uma outra configuração da presente invenção. Um aparato (300) eretratado tendo como uma antena (100), o primeiro amplificador (120), um filtropassa alta (130a), um filtro passa baixa (130b), um segundo amplificador 136, ummedidor (138), um detector de nível de voltagem (140), um medidor de velocidade(160a) e um detector padrão (160b). As saídas são prestadas para a gravação de umgráfico (160c) (não mostrado) e para um computador (160d) (não mostrado). Umdispositivo de analise (160) da FIG 2 são dispositivos (160a), (160b), (160c) e(160d), cada um desses, quer usados isoladamente ou em qualquer destascombinações.

Em uma determinada configuração, amplificador 100 usando umduplo amplificador operacional LF442CN disponível a partir do NacionalSemicondutor então amplificando o sinal captado pela antena (110). O filtro passaalta (130a) pode incluir sua atividade usando Burr Brown UAF42 Universal ActiveFilter configurado como um filtro Butterworth. O filtro passa baixa (130b) podeincluir um Burr Brown UAF42 Universal Active Filter configurado como um filtroButterworth. A combinação do filtro passa alta (130a) e o filtro passa baixa (130b)resulta na passa-banda de freqüência a partir de cerca de 800 Hz para cerca de 8000Hz para globalmente produzir a formação de ruídos. O sinal passa-banda e entãoamplificado usando um Nacional Semicondutor LM380 amplificador de áudio(136).

A saída do amplificador de áudio (136) e então enviada para umdetector de nível de voltagem (140) compreendendo um comparador de voltagemNacional Semicondutor LM311. Este detector (140) compara o sinal nesta entradacontra uma voltagem selecionada de referencia Dc para gerar uma diferença de sinalque é proporcional aos secundários campos de interesse. A referencia do nível devoltagem DC pode ser ajustada usando um potenciômetro para um nível desejadopara aumentar ou reduzir a sensibilidade do detector (140). Por exemplo, areferencia do nível de voltagem DC pode ser estabelecida correspondendo ao valorde uma conhecida área desprovida de hidrocarbonetos, com isso, ligeiras variaçõesacima deste nível reconhecerão sinais na faixa de interesse. O comparador, ou seja,detector (140) e configurado para saída de impulsos a partir de 0 a 50 voltzrepresentando uma importante informação sobre formações geológicas subterrânease seus conteúdos, ou seja, hidrocarbonetos ou metais preciosos.

A saída do comparador (140) pode ser enviada para um medidor develocidade (160a) para ser convertido a partir de pulsos por segundo para umavoltagem correspondente. A saída de voltagem do medidor de velocidade (160a) eusado para estabelecer a linha de base de referencia para fins de gravação. A saídado comparador (140) é também enviada para um detector padrão (160b), o qualconta o numero de impulsos em um dado período de tempo e as respostas saídaspara um gravador (160c) (não mostrado na Fig 4) quando um pré-selecionadonumero de pulsos para um dado período de tempo e encontrado ou excedido.

Um pré-selecionado número de impulsos em um dado período detempo e preferencialmente ajustável. Isso, variavelmente pode ser ajustado naatividade encontrada no sinal de interesse. Esta diferença na atividade pode serduplicada para a diferença em sendo possíveis materiais, por exemplo, óleo versosouro, e ou a quantidade de tal material encontrado em formações subterrâneas. Umasaída a partir de um comparador (140) também esta disponível para um computador(160d) (não mostrado na Fig. 4) onde os impulsos são digitalizados e processadosusando métodos e técnicas conhecidas por aqueles qualificados na arte paradeterminar a densidade dos impulsos durante um selecionado período ou umaunidade de tempo. Processada informações pode então ser impressa usando umaimpressora (não mostrada) ou mostradas em uma tela de computador (nãomostrado).

FIGS. 5 A e 5B com pequenas diferenças (detalhados em parênteses, seeste for o caso) são um pormenor esquemático da configuração mostrada na FIG. 4.FIG. 5-A descreve a antena de sensor magnético (100) e os circuitos doamplificador (120), filtro passa alta (130) (dois UAF42's, em vez de um), filtropassa baixa (130b) e amplificador (136) (que inclui um duplo op amp LF442CNantes do LM380). FIG. 5B retrata o circuito para o detector de nível de voltagem(140), medidor de velocidade (160a), detector padrão (160b) e computador (160d).

A seguir está uma lista dos componentes nas FIGS. 5A e 5B. Emrelação aos ajustáveis resistores ou potenciômetros, "(adj.)" é indicado ao lado daresistência máxima. "UAF42" refere-se a um filtro universal activo disponível apartir Burr Brown. "LF442CN", "LM1496", "LM311", "LM380", "LM555" e"LM331" referem-se a produtos disponíveis da National Semiconductor. "2n 7000"é um transistor onde "G" é o portão, "D" suporta para drenar e "S" suporta à fonte."4024" e "4060" são genéricos chips conhecidos por aqueles qualificados na art."OP 290" é um amplificador operacional.

Capacitores: Cl-I muF C2 - 1 muF C3 - 0,1 muF C4-0,l muF C5 - 1muF C6 - 1 muF Cl - 0,1 muF C8 - 1 muF C9-1 muF C 10-0,1 muF C39 -1 muFC40--33 muF C41--1 muF C42-0.01 F C43--0.01 F C44-0.1 F C45-0.01 F C47-4.7muF C48-0.01 muF C49-470 pF C50-0.1 F C51-- 1 muF C52-0.0047 muF C53--0.1muF C54-0.1 muF C55--10 muF C56--0.01 muF C57--0.05 muF

Resistores: Rl--20 K ohm R2-20 K ohm R3-1K ohm R4-50 K ohmR5--20 K ohm R6-1 K ohm R7--50 K ohm R8--28 K ohm R9--1 K ohm R10-93.1 Kohm Rl 1-93.1 K ohm R12-191 K ohm R13-191 K ohm R14-34 K ohm R15-34 Kohm R16-10 K ohm (adj.) R17--10 K ohm (adj .) Rl8-10 K ohm (adj.) R55--1 Kohm R56-5.1 K ohm R62--1 K ohm R63-10 K ohm (adj.) R64--10 K ohm (adj.)R72- -50 K ohm R73-2 meg ohm R74-10 K ohm R75-5 K ohm (adj.) R76-10 K ohm R77-10 K ohm R78-100 K ohm R79-100 K ohm R80-100 K ohm R81- -100 Kohm (adj.) R82-20 K ohm R83-470 K ohm R84-1 K ohm R85-100 K ohm R8-66.8K ohm R87--10 K ohm R88--50 K ohm R89-10 K ohm R90-10 K ohm (adj.) R91-10 K ohm R92-1 K ohm R93-10 K ohm (adj.) R94-1 K ohm R95-1 K ohm (adj.)R96-10 K ohm R97 -5 K ohm (adj.) Rl05--1 K ohm R106-20 K ohm (adj.).

Chips e aplicação operacional: U1-UAF42 U2-UAF42 U3-UAF42U12-LF442CN U13-LM380 U20-LF442CN U21-LM311 U22-2n7000 U23-4024U24-LM555 U25-4060 U26-LM331 U27-OP290 U28-OP290.

Interruptores: SW3.

Agora referindo-se a FIG. 6, é mostrado um perfil obtido pelautilização do aparato das Figuras 5A e 5B usando um gravador de gráficos. Oaparato foi levado em um pequeno aeroplano com uma antena trilhando abaixo eatrás do avião. O avião voou a uma velocidade de 120 mph e a uma altitude de 300pés. Este aerotransportador foi executado voando sobre a rota de Big Finn ValleyReef Oil Field, em Alberta, Canadá (Big Valley notacao no log) inicialmente do Sulate o Norte (S ate N), por volta de 6 milhas, e então fazendo uma volta voando doNorte para o Sul (N ate S) por volta de 6 milhas, refazendo o caminho inicial (S ateN).

Os marcadores de milhas para S e N de (7) a (14) e os marcadores demilhas para N e S de (15) a (20) são mostrados na Fig. 6. GPS Waypoints foramsalvos em cada milha para correlacionar a força do sinal (contagem) com a posiçãodo GPS. As notações "wells" e "HY" (para estradas) foram feitas de mais de umponto de referencia. Aumento da contagem de pulso ou densidade (força do sinal)foram encontrados entre os marcadores (11)-(14) e sobre a viagem de regresso entre(15)-(18), com os "wells" na notação marca (11).

Embora não seja mostrado, um mapa da área pode ser digitalizado emum GPS com um software de mapeamento de um computador, por exemplo, DesNewman1S OziExplorer Versão 3.84.2, que trabalha com receptores de GPSMagellan, Garmin, Lowarance, Eagle e MLR. Então, os dados armazenados noWaypoint do GPS receptor pode ser baixado para este software para indicar aposição onde o aeroplano de pesquisa foi conduzido.

Neste caso, foi utilizado um receptor Garmin. O waypoints para a rotapercorrida nos identificados marcadores no perfil foi baixado para em um programade software. A contagem ou forca do sinal foram notadas no mapa para identificaráreas de maior interesse.

O mapa pode ser um subterrâneo mapa topográfico de sísmica (3-D)mostrando os estratos de formações que são favoráveis à acumulação dehidrocarbonetos. A contagem de dados pode ser posicionada no mapa paraidentificar as áreas de maior interesse para pesquisas adicionais aerotransportadas.Além disso, as pesquisas podem ser realizadas onde as rotas de vôo são uma série delinhas paralelas em predeterminadas distancias espaçadas ou uma grade padrão e osdados colocados no mapa por indicações de força relativa utilizando cores diferentesno mapa, assim, os dados correspondentes à geologia da área para identificar asáreas de maior interesse para o adicionais pesquisas aerotransportadas a fim deaperfeiçoar o mapa e / ou identificar potenciais sítios de perfurações.Em vez de ou além das gravações dos gráficos, os dados podem sercapturados em um computador e exibida em sua tela, juntamente com a localizaçãodo GPS (que também é baixado para o computador) em tempo real.

Muitos métodos podem ser empregados para indicar índices decontagem excedendo da base de contagem. Em uma configuração de acordo com apresente invenção, um alarme similar a um detector de radiação desencadeia umaresposta logo que a base para contagem tenha sido excedida.

Uma das ordinárias habilidades na arte irá apreciar processos que, deacordo com os ensinamentos da presente invenção são capazes de serem executadose distribuídos sob a forma de um computador médio legível de instruções e umavariedade de formas e que a presente invenção se aplica igualmente,independentemente do tipo particular da fonte media do sinal relacionadoefetivamente utilizado para realizar a distribuição.

As muitas características e vantagens da invenção são visíveis a partirda especificação detalhada, e assim, é pretendido pelas exigências anexadas paracobrir todas essas características e vantagens do invento que digam respeito aoverdadeiro espírito e escopo da invenção. Além disso, uma vez que numerosasmodificações e variações irão prontamente ocorrer para aquelas qualificadas na arte,insto não é desejado para limitar a invenção para a exata construção e operaçãoilustrada e descrita e, em conseqüência, todas as modificações adequadas eequivalentes podem ser utilizada para, se aplicar ao principal objetivo da invenção.

Claims (22)

1. Um aparelho prospecção passiva geofísica, que é caracterizado por: uma antena,que compreende um sensor de resistência magnética e está configurado para (i)detectar oscilação de componentes magnéticos de radiação eletromagnéticanaturalmente emanadas de uma secção próxima da superfície da Terra, enquanto obloqueio de um componente DC da radiação eletromagnética enquanto a antenaatravessa acima da referida secção, e (ii) gerar uma antena de sinal elétrico a partirda mencionado componente magnético detectado; um amplificador adaptado paraamplificar o sinal da antena; um filtro, onde o mesmo é configurado para, a partir damencionada antena, filtrar freqüências abaixo 65 12000 Hz para gerar um sinalfiltrado; um detector de nível, onde o mesmo esteja configurado para determinarquando o mencionado sinal filtrado ultrapassa uma referência tensão e gera umimpulso; e um computador, onde o mesmo esteja configurado para analisar umapluralidade de impulsos ocorridos durante uma unidade de tempo para determinar aausência ou presença de um depósito subterrâneo de interesse abaixo dasmencionadas seções.

2. (cancelada).

3. (cancelada).

4. (cancelada).

5. (cancelada).

6. (cancelada).

7. (cancelada).

8. (cancelada).

9. (cancelada).

10. Um aparelho de prospecção passive geofísica, que é caracterizado por: umaantena de sensoriamento magnética, resistor magnético, onde a mesma estáconfigurado para (i) detectar uma oscilação de componente magnético de radiaçãoeletromagnética naturalmente emana da superfície da Terra, enquanto não detectaum componente DC da radiação eletromagnética e (ii) produzi um sinal elétricoassociado enquanto atravessa acima da superfície da Terra; um filtro, onde o mesmoé configurado para filtrar o mencionado sinal elétrico para produzir um sinalfiltrado; e um computador, onde o mesmo esteja configurado para analisar omencionado sinal filtrado determinando a presença ou ausência de um depósitosubterrâneo de interesse; e ainda é configurado para fornecer: um detector de nívelpara comparando o mencionado sinal filtrado nível e uma voltagem de referenciapara determinar a contagem de pulso.

11.) Um aparelho de prospecção passiva geofísica é caracterizado por: um sensormagnético de Resistência magnética para detectar um impulsos dentro de umaoscilação de componente magnético da radiação eletromagnética naturalmenteemanada da superfície da Terra removendo qualquer não oscilação de componentemagnético a partir da mencionada radiação eletromagnética detectada e gerandoalternando o sinal da corrente elétrica a partir da mencionada radiaçãoeletromagnética.

12.) (Cancelada).

13.) O aparelho da clausula 11 é caracterizado onde um meio para eliminarqualquer não oscilação de componente magnética inclui um capacitor.

14.) O aparelho da clausula 13 é caracterizado por um meio para o estabelecimentode contagem de pulsos de uma base de saída de uma área desprovida de depósitos deinteresse; e meios para analisar a diferença entre a contagem de pulsos associadoscom o mencionado sinal elétrico e a mencionada contagem da base de impulsos paradeterminar a ausência ou presença dos citados depósitos de interesse.

15.) Um método de prospecção passiva geofísica caracterizado pelas seguintesetapas: percorrendo acima da superfície da Terra com uma antena de sensoriamentomagnético de resistência magnética; detectando impulsos dentro de uma oscilaçãode componente magnético da radiação eletromagnética naturalmente emana dasuperfície da Terra, enquanto eliminando qualquer não oscilação de componentesmagnéticos oscilantes, a partir da mencionada radiação eletromagnética detectadacom a mencionada antena de sensoriamento magnético de resistência magnética;gerando um sinal elétrico a partir do mencionado componente detectado, onde omesmo compreende na informação de impulsos eletromagneticos gravando apresença ou ausência de depósitos de interesse.

16.) O método da clausula 15 é caracterizado onde a mencionada etapa de geraçãode sinal elétrico ocorre enquanto atravessa acima da superfície da Terra.

17.) (Cancelada).

18.) O método da clausula 15 ainda é caracterizado pelas seguintes etapas:estabelecendo uma base de contagem de pulsos de saída de uma área desprovida dedepósitos de interesse; e analisando a diferença entre a contagem de impulsosassociados com o mencionado sinal elétrico e a base de contagem de impulsos paradeterminar a ausência ou presença dos depósitos de interesse.

19.) O aparato de prospecção geofísica é caracterizado por: uma antena desensoriamento magnético incluindo (i) um sensor de repetência magnética, e (ii) umamplificador de sinal, um sensor manga-resistiva e um amplificador de sinal sendooperacionalmente acoplado por meio de um par de capacitores, os capacitoresadaptados para dissociar uma corrente de voltagem do componente DC de um sinalrecebido pelo sensor manga-resistiva do amplificador de sinal; um filtro, o filtrosendo adaptado para filtrar a partir do sinal recebido da antena de sensoriamentomagnético, freqüências abaixo 65 Hz e acima de 12000 Hz para gerar um sinalfiltrado; um detector de nível adaptado para comparar o sinal filtrado paraestabelecer a referência da voltagem e registrar uma contagem para cada impulso emum sinal de excedendo a voltagem de referencia; e um analisador para determinar onúmero de contagens por unidade de tempo.

20.) Um método de prospecção geofísica usando o aparato da clausula 19, que écaracterizado por: atravessar acima da superfície da Terra com o aparelho; detectarum componente magnético da radiação eletromagnética naturalmente emanada pelasuperfície da Terra; gerar um sinal elétrico a partir do componente magnéticodetectado; e determinar uma contagem de impulsos relativos a primeira porçãopróxima da superfície da Terra pela contagem de números de impulsos contidos emum sinal elétrico excedendo a voltagem de referencia.

21.) O método da clausula 20 ainda é caracterizado por estabelecer a base paracontagem relativa para a segunda porção próxima a superfície da Terra conhecidapor ser desprovida de depósitos de interesses; e analisando a contagem de impulsospara a primeira parte relativa à segunda parte para determinar a presença dosmencionados depósitos de interesse.

22.) A combinação compreende um aeroplano e um aparato da clausula 19 onde oaparato esta adaptado para detectar componentes de radiação eletromagnéticanaturalmente emanada pelas proximidades da superfície da Terra, enquanto oaeroplano atravessa sobre a superfície da Terra.