A z o p tik a i é s a k u s z tik u s „ ly u k te le v íz ió ” a g y a k o r la tb a n Szabó Gábor, Geo-Gen es i s B t .
/EMT - V I . B á n y á s z a t i -K o h á s z a t i -F ö l d t a n i K o n f e r e n c i a e l ő a d á s a n y a g a / /P e t r o z s é n y , 2 0 0 4 . m á j u s 2 2 . / Bevezetés, történeti áttekintés A z o p t i k a i é s a k u s z t i k u s „ l y u k t e l e v í z i ó s ” m űs z e r e k a k é p a l k o t ó g e o f i z i k a i k a r o t á z s s z o n d á k e g y r e g y a r a p o d ó t á b o r á b a t a r t o z n a k . E z e k n e k a s z o n d á k n a k k ö z ö s j e l l e m z őj e , h o g y a v i z s g á l t f i z i k a i p a r a m é t e r e k e t a l y u k f a l f e l ü l e t é n 2-d i m e n z i ó b a n r ö g z í t i k , í g y e g y e t l e n f ú r á s b ó l l é n y e g e s e n n a g y o b b i n f o r m á c i ó m e n n y i s é g e t t u d n a k k i n y e r n i . K ö z tu d n e m v é le tle o la jip a rb a n k é s z ü lt, fe lh A
o tt, h o g y n a z se m h a s z n á ljá a s z n á lv a
a k a ro tá z , h o g y k . A b e m a s z á m ítá
fú rá s o s k u ta tá s te lje ig é n y e . A le g k o rá b b i –a m f e l é b e n k i f e j l e s z t e t t SP é s v e t t e k f e l 2-4-6 g ö r b é t , a m e
s g e o fiz ik n a p ja in k b u ta tá s ra s te c h n ik a
a f e j l őd é s é n e k l e g f o n a n a le g tö b b é s le g k e r ü l ő k é t m űs z e r a z é s a d ig itá lis je lfe ld o
s tö rté n e té n v é o d e rn k é p a lk o R e s is tiv ity D ip ly e k k o rre lá c ió
g ig tó m e já v
k ö v e th e tőa k u ta s z o n d á k e l őd j é n e te r T o o l v o lt. E z a l a r é t e g e k d ől é s
A n y o lc v a n a s é v e k ig a k é p a lk o tó s z o n d á k e l őd j e i t c sa k a d i p m e t e r -t o o l k ü lö n b ö z ő to v á b b fe jle s z te tt v á lto z a ta i é s a tö b b k a rú c a lip e rsz o n d á k k é p v is e lté k . A d ig itá lis te c h n ik a f e j l őd é s é n e k h a t á s á r a a z o n b a n a m ú l t s z á z a d u t o l s ó é v tiz e d e ib e n s o rra je le n te k m e g a k ü lö n fé le „ I m a g e r ” é s „ Sc a n n e r ” k a r o t á z s s z o n d á k . A d i p m e t e r -t o o l t o v á b b f e j l e s z t e t t v á l t o z a t á n a k a z SH D T s z o n d á n a k ( S t r a t i g r a p h i c H i g h -r e s o l u t i o n D ip m e te r T o o l) a fe lb o n tá s á t m e g n ö v e lv e k i f e j l e s z t e t t é k a F o r m a t i o n M i c r o Sc a n n e r -t ( F M S v a g y F M I). E z a sz o n d a m á r ig a z i, e l l e n á l l á s m é r é s b ől d o l g o z ó k é p a l k o t ó m űs z e r , d e a z ig é n y e k n e m á llta k itt m e g . N a p ja in k ra s z in te m in d e n k a ro tá z s m é ré s i m ó d s z e rn e k lé tre h o z tá k a k é p a lk o tó v á lto z a tá t is . Ily e n e k p é ld á u l a z A R I – A z im u th a l R e s is tiv ity Im a g e r , A IT – A rra y I n d u c t i o n I m a g e r , C A ST – A c o u s t i c Sc a n n i n g T o o l , M R IL –M a g n e tic R e s o n a n c e Im a g in g T o o l, B H T V –A c o u s tic B o r e h o le T e le v ie w e r , U B I –U ltr a s o n ic B o r e h o le Im a g e r s tb .
E b e lv e n le g m o d A B I -40 o p tik a i k őo l a j k ú tv iz s A
to s a b b v á lto z a o n b a n lg o z á s
m o z g a tó ru g ó to s a b b e lv e n e l s ős o r b a n v le g ú ja b b e re d
tá s s a l k is te e k a s é re le h
m e g sz e re k in th e tő z o n d á k a e te tt in fo
z h – k rm
ja a k m űk íz - é s m é n y
e tőin ily e n a rja ik á c ió t
őo l a j é s f ö l d g á z k u t a t á s , e z é r t ö d ő k é p a lk o tó s z o n d á k a t a z s z ilá rd n y e rs a n y a g k u ta tá s ra e it is .
fo rm á c m űs z e r v é g é re sz e re z n
ió k m a x im a liz á lá s á n a k a 40 -e s é v e k m á s o d i k r ö g z í t e t t é r z é k e l ők k e l i.
b e
a s o rb a ille s z th e tő b e a z a k u s z tik u s m űk ö d ő k é p a l k o t ó sz o n d á k e g y ik 1.ábra e r n e b b v á l t o z a t a , a 20 0 1 -b e n m e g j e l e n t S H D T D u a l D ip m e te r é s a F M S fe lv é te l ö s s z e h a s o n lítá s a a k u s z tik u s „ ly u k te le v íz ió ” is , v a la m in t a z – l á t h a t ó f é n n y e l d o l g o z ó – O B I -40 s z o n d a . E z u t ó b b i , a m űk ö d é s i e l v e m i a t t c s e k é l y g y a k o r l a t i é r t é k k e l b í r a é s fö ld g á z k u ta tá s b a n , a z o n b a n a z e g y é b n y e rs a n y a g , v íz é s s z e rk e z e tk u ta tó fú rá s o k b a n v a la m in t g á l a t o k s o r á n j ó l k i e g é s z í t i a z a k u s z t i k u s m űs z e r t .
G E O " ly u k te le v íz A d v a n c e d L s z á m o s ta p a
-G E N E S I S B t . ió s " s z o n d á k a t a o g ic T e c h n o lo g y s z ta la to t s z e re z tü
20 h a s (A n k
0 2 v é g é n p z n á la tu k h o z L T , L u x e m a k é p a lk o tó
á ly á z a ti sz ü k sé g b u rg ) c é sz o n d á k
p é n z e k s e g íts é g é v e l e s A l t L o g a d a t g y űj t ő r g t ől . A h a s z n á l a t b a v é m űk ö d é s é r ől , f e l h a s z n
v á s á ro lta m e g a z e n d s z e rre l e g y ü tt a t e l t ől k e z d v e e l t e l t á lá s á ró l é s k o rlá tja
GEO-GEN ES I S B T . 8 10 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 17 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
o p tik a i é s a k u s z tik u s m űs z e r e k e t k i f e j l e s z t ő tö b b m in t e g y é v a la tt iró l.
1/ 10
Az OBI-4 0 é s ABI-4 0 m ű s ze r e k A a z o la sz e rk e h a tá s o
m in jip a z e tk k k ü
t a z t rb a n u ta tá lö n b
m á r m á r s c é ö z ő s
a b e v e z e tő b e n s z é le s k ö rű e n ljá ra a lk a lm a z é g e m ia tt e z a
is e m líte ttü k , a tá rs a e lte rje d t k é p a lk o tó o tt v á lto z a ta i. A z e k é t s z o n d a s z á m o s tu
s á g u n k á lta l m g e o fiz ik a i s z o lté rő k u ta tá s i la jd o n s á g á b a n
e g v á s n d á k c é lo k e lté r
á ro lt o p tik a to v á b b fe jle é s a m é ré a k o rá b b i m
i é s a k u s z tik u s „ ly u k te le v íz ió ” s z te tt, á s v á n y i n y e rs a n y a g é s s s o rá n je le n tk e z ő k ö rn y e z e ti ű s z e re k tő l.
2 . ábra
A B I -4 0 ( a k u s z t i k u s ) é s OB I -4 0 ( o p t i k a i ) „ l y u k t e l e v í z i ó s ” s z o n d a
s lim k ö p k is e te rm te rm
A le g je le n tő s e b b k ü lö n b s é g a s z o n d á k m é h o le o p tic a l/a c o u s tic a l te le v ie w e r – jó l e n y b e s z e r e l t e l e k t r o n i k a é s a 2 m -n é l r ö v b b k a ro tá z s k o c s ib a n is s z á llíth a tó s z o n d é s z e te s e n a s z o n d á k h ő m é rs é k le t é s n y o m á á lk u ta k a t k iv é v e –e z e k a h a tá r é r té k e k m é g
re té b e n ta p a s z ta lh a tó . A h o g y a z t a z a n g m u ta tja , a m ű s z e re k k is á tm é rő jű k a ro id e b b s z o n d a h o s s z e re d m é n y e k é p p e n e á t s ik e rü lt a te rv e z ő k n e k k ife jle s z te n s á lló s á g a is g y e n g é b b , a z o n b a n a c é lu l k m e g fe le ln e k .
o l n y e lv t á z s -s z o g y k ö n n iü k . A itű z ö tt f
ű m e g n e n d á k . A y ű , jó l k is e b b e lh a s z n á
v e z é s ü k is – Ø 4 0 m m -e s k e z e lh e tő é s m é re t m ia tt lá s o k h o z –a
M i n d k é t s z o n d a v í z s z i n t e s s á v o k r a b o n t v a r ö g z í t i a l y u k f a l v a g y b é l é s c s ő b e l s ő f a l á n a k k é p é t a t e l j e s 3 6 0 °-b a n . A z e lté ré s a m é rt fiz ik a i p a ra m é te re k b e n v a la m in t a m é ré s i é s fe ld o lg o z á s i m ó d s z e rb e n v a n . A z a k u s z t i k u s s z o n d a ( A B I -4 0 ) e g y j ó l f ó k u s z á l t u ltra h a n g n y a lá b b a l p á s z tá z z a k ö rb e a ly u k fa la t, íg y a rö g z íte tt p a ra m é te re k tu la jd o n k é p p e n a h a n g te rje d é s é t é s v is s z a v e rő d é s é t je lle m z ő a d a to k . A m ű s z e r le lk e e g y ~ 1 . 2 M H z f r e k v e n c i á n m ű k ö d ő p i e z o -k r i s t á l y , a m e l y a z u l t r a h a n g f o r r á s . A p i e z o -k r i s t á l y b ó l a s z o n d a t e n g e l y é n e k irá n y á b a n k ilé p ő u ltra h a n g n y a lá b o t e g y fo rg ó , fó k u s z á lt tü k ö r v e títi a b é lé s c s ő -v a g y ly u k fa lra v a la m in t u g y a n e z a tü k ö r fo g ja b e é s ju tta tja a z é rz é k e lő b e a v is s z a v e rő d ö tt h a n g o t. E z a z e lre n d e z é s te s z i le h e tő v é a z t, h o g y a m é ré s h e z h a s z n á lt u ltra h a n g n y a lá b a v iz s g á lt fe lü le tn é l 1 . 5 -2 m m á t m é r ő j ű l e g y e n , a m i e l ő f e l t é t e l e a r é s z l e t e k b e n g a z d a g k é p k é s z íté s é n e k .
3. ábra
A k u s z tik u s „ ly u k te le v íz ió ” m ű k ö d é s e
A fó k u s z á ló tü k ö r fo rg á s i s e b e s s é g e é s a b e á llíto tt m in ta v é te le z é s h a tá ro z z a m e g , h o g y a s z o n d a 7 2 , 1 4 4 v a g y 2 8 8 p o n to n v iz s g á lja m e g e g y k ö rü lfo rd u lá s s o rá n a l y u k f a l a t . M i n d e n e g y e s b e é r k e z ő v i s s z h a n g o t 2 0 0 -4 0 0 µs h o s s z b a n d ig ita liz á l a s z o n d a , e lő á llítv a e z z e l a te lje s h u llá m k é p s z á m s o ro s v á lto z a tá t. A m ű s z e rb e é p íte tt D S P (d ig itá lis je lp ro c e s s z o r) e b b ő l a s z á m s o rb ó l n y e ri k i a s z á m u n k ra h a s z n o s in fo rm á c ió k a t é s k ü ld i a fe ls z ín i a d a tg y ű jtő e g y s é g b e . E z e k a z a d a to k – a b e á llítá s tó l fü g g ő e n – le h e tn e k a z e ls ő v a g y m á s o d ik v is s z h a n g id e je é s e rő s s é g e s ő t a le g ú ja b b fe jle s z té s e re d m é n y e k é n t o ly a n ö s s z e t e t t p a r a m é t e r i s , m i n t a c s ő -f a l v a s t a g s á g a . ( E z u t ó b b i m é ré s i m ó d s z e rt a s z o n d á b a le tö lth e tő ú j v e z é rlő p ro g ra m h iá n y á b a n m é g n e m v o lt a lk a lm u n k k ip r ó b á ln i.)
GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
2/ 1 0
Az optikai szonda (OBI-4 0 ) e se té b e n is m e g ol dh ató l e tt v ol na az e l ő ző m ó dsze r h e z h asonl ó f or g ó tü kö r r e l dol g ozó ké pal kotá s, azonb an a szá m í tá ste c h nika f e j l e ttsé g e l e h e tő v é te tte e g y l é ny e g e se n e g y sze r ű b b m é r é si e l j á r á s al kal m azá sá t. Az optikai m ű sze r se m m if é l e m ozg ó al katr é szt ne m tar tal m az, e zze l sze m b e n kom ol y ab b ké pf e l dol g ozó e l e ktr oniká v al ke l l e tt e l l á tni, h og y a „ h ag y om á ny os” ké pal kotó szondá kh oz h asonl ó m ű kö dé st b iztosí tsá k.
Az OBI-4 0 e se té b e n a c ső - v ag y l y u kf al m e g v il á g í tott ké pé t e g y kú p al akú tü kö r v e tí ti a szondá b a é pí te tt C C D é r zé ke l ő b e . A kam e r a a b e á l l í tott m intav é te l e zé s g y akor isá g á v al szí ne s f é ny ké pe ke t ké szí t e r r ő l a tor zí tott tü kö r ké pr ő l . M inde n e g y e s f é ny ké pe n a v izsg á l t 3 6 0 ° -os f e l ü l e t e g y szé l e se b b sá v j a „ l á th ató ” a tü kö r m iatt kö r al akú v á tor zí tott f or m á b an. A h á r om szí nkom pone nst (R G B) tar tal m azó ké pe kb ő l a szonda pr oc e sszor a c sak e g y e g y kö r g y ű r ű t v á g ki, é s e ze kb ő l l e sz – a kie g y e ne sí té sü k u tá n – a kite r í te tt ké p e g y -e g y sor a. A f e l szí ni adatg y ű j tő b e e zu tá n m á r c sak a f e l h aszná l ó á l tal m e g adott f e l b ontá sú (9 0 , 1 8 0 , 3 6 0 v ag y 7 2 0 pix e l / 3 6 0 ° ) m intav é te l e ze tt sor ok R G B adatai j u tnak f e l .
A m ű sze r e k a b e á l l í tott m intav é te l e zé s sze r inti m é l y sé g pontokon e g y -e g y v é kony , a b e l ső f al at te l j e se n 4. ábra kö r b e f u tó sá v ot r ö g zí te ne k. Azé r t, h og y a kü l ö ná l l ó Op t i k a i „ l y u k t e l e v í z i ó ” m ű k ö d é s e sá v okb ó l ö ssze f ü g g ő ké pe t l e h e sse n sze r ke szte ni, m inde n f e l v e tt sá v m e l l é a tá j ol á sá r a v onatkozó adat is szü ksé g e s. A szondá k té r b e l i h e l y ze té ne k pontos m e g h atá r ozá sá r a ke r ü l t te h á t a m ű sze r e kb e e g y nag y é r zé ke ny sé g ű tá j ol ó e g y sé g , am e l y e g y 3 -te ng e l y ű m ag ne tom é te r b ő l é s 3 g y or su l á sm é r ő b ő l á l l . E z a kom pl e x r e ndsze r a m á g ne se s é szak é s a g r av itá c ió s té r ir á ny á t f e l h aszná l v a ne m c sak a szonda dő l é sé t é s ir á ny á t, h ane m a saj á t te ng e l y e kö r ü l i e l f or du l á sá t is m é r i. E z u tó b b i par am é te r az, am i a kü l ö nkü l ö n f e l v e tt m é r é si sá v ok ö ssze il l e szté sé h e z a l e g f ontosab b .
Szonda csatlakozó T é r b e li tá j oló e g y sé g
T e le m e tr i ai e g y sé g M i kr op r oce sszor os f e ldolg ozó e le ktr oni ka
A szondá k h ag y om á ny os 1 , 4 v ag y 7 -e r e s kar otá zská b e l e n ke r e sztü l h aszná l h ató k, íg y a kom m u niká c ió se b e ssé g e a ká b e l m inő sé g é tő l f ü g g ő e n 5 0 0 K b ps-ig nö v e l h e tő . A m é r ő r e ndsze r h á r om e g y sé g b ő l á l l . A szondá b a é pí te tt te l e m e tr iai e g y sé g v é g zi a m é r t é s m á r a l y u kb an e l ő ze te se n f e l dol g ozott adatok f e l szí nr e kü l dé sé t a kar otá zs ká b e l e n ke r e sztü l . M ikr opr oc e sszor os adatg y ű j tő (AL T -Ab ox ) f og adj a a szonda m é r é si adatait, a m é l y sé g szá m l á l ó j e l e it, v al am int e z az e g y sé g a f e l e l ő s a szonda ke ze l é sé é r t é s tá pá r am m al tö r té nő e l l á tá sá é r t is. Az adatg y ű j tő U S B ká b e l e n ke r e sztü l kapc sol ó dik a tu l aj donké ppe ni kij e l ző ké nt é s inte r f ac e -ké nt szol g á l ó szá m í tó g é ph e z. A f e l h aszná l ó a szá m í tó g é pe n (a m i e se tü nkb e n e z e g y P e ntiu m 4 -e s note b ook) f u tó AL T l og g e r pr og r am m al f e l ü g y e l h e ti a te l j e s m é r é st a szonda b e á l l í tá saitó l a v al ó s-ide j ű m e g j e l e ní té sse l e g y idő b e n v é g ze tt adatr ö g zí té sig .
É r zé ke lő 5. ábra
A szondák felépítése GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 30 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
3/ 1 0
A képalkotó szondák használata, alkalmazási területek a z t g e o íg y k ite
A k é p a lk o tó g e o je le n ti, h o g y a fiz ik á h o z m in t a k a la ik u s o k s z á m á r ríte tt ly u k v a g y c s
fiz ik a i s z o n m é ré si e re ú tk a m e rá z á a is jo b b a n ő fa l k é p é n e
d á k –é s d m é n y ü k sh o z . A k é rth e tő e k k „ lá tá s á h
íg y a z O fe ld o lg é t -d i m e n –m in t a o z ” k e ll
B I -4 0 é s A B I -4 0 m ű s z e r e k i s o z á s a é s k ié rté k e lé s e k ö z e le z ió b a n á b rá z o lt m é ré s i a n y a g o k ü lö n b ö z ő s z ín ű v o n a la k k a l fe e g y k is g y a k o rla t.
–e ls ő s o rb a n k a ro b b á ll a h a g y o m k te rm é s z e te s e n v lra jz o lt k a ro tá z s g
A z o p tik a i m é ré s v a ló s s z ín e k k e l m u ta tja e z é rt a m e g re n d e lő k s z á a h ih e tő fe lv é te l. A a z o n b a n c s a k k o rlá to le h e tő s é g e t n y ú jt, m fe lv é te lh e z á tlá ts z ó k ö tis z ta v íz ) k e ll, a m b iz to s íth a tó .
tá z s s z o n d á k . E z á n y o s k a ro tá z s iz u á lis a b b a k –é s ö rb é k , a z o n b a n a
a lá th a tó fé n y b e n , a v iz s g á lt fe lü le te t, m á ra e z a z „ ig a z i” , m é ré si m ó d sz e r z o tt fe lh a s z n á lá s i iv e l a z o p tik a i z e g (le v e g ő v a g y i g y a k ra n n e m
6 . ábra
Op t i k a i m é r é s a z A l t L OG p r o g r a m m a l
E z z e l sz e m b e n h a n g h u llá m o k te rje d a la p u ló m é ré s t v a ló s fe lv é te l a z o n b a n n e m h a n e m a v is s z h a n g e rő s s é g é n e k m e g fe le e z e k .
a z a k u s é sé n é s ít m e g . A a lá th a tó b e é rk e z lő h a m is
z tik u s m ű s z e r a v is s z a v e rő d é s é n z íg y k é s z íte tt 2 fe lü le te t m u ta tja , é s i id e jé n e k é s -s z í n e z é s ű k é p e k
A z a k u s z tik u s k é p e k k ö z ü l a z e ls ő a h a n g h u llá m fu tá s i id e jé t á b rá z o lja . E z tu la jd o n k é p p e n e g y „ á tm é rő ” je lle g ű a d a t, te h á t a k ö z e g – fú ró is z a p v a g y v íz – h a n g te rje d é s i 7. ábra se b e ssé g é n e k is m e re té b e n p o n tró l p o n tra A k u s z t i k u s m é r é s a z A l t L OG p r o g r a m m a l k is z á m íth a tó b e lő le a s z o n d a te s t é s a v iz s g á lt f e l ü l e t t á v o l s á g a . A t e r e p i a d a t g y ű j t ő p r o g r a m k i i s h a s z n á l j a e z t , u g y a n i s a m é r é s s o r á n a k i t e r í t e t t l y u k f a l -k é p e k m e lle tt v a ló s id ő b e n m u ta tja a ly u k k e re s z tm e ts z e té t, é s e z e n fo ly a m a to s a n n y o m o n k ö v e th e tő a s z o n d a m o z g á s a a ly u k te n g e ly é b e n .
8 . ábra
F u tá s i id ő fe lh a s z n á lá s a k a ro tá z s m é ré s n é l GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 47 5 -46 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
4/ 1 0
9. ábra
F u tá s i id ő (m é re t) e le m z é s k ú tv iz s g á la t s o rá n
A második paraméter a visszhang erősségét ( ampl itú dó ) j el l emző dimenzió nél kü l i mérőszám, az eb b ől f el épü l ő kép a vizsgál t f el ü l et mec hanikai tu l aj donságaira ad inf ormác ió t. L egerőseb b visszhangot a sima, ru gal mas f el ü l etek adnak, mí g a l eggy engéb b ampl itú dó val a pu ha, érdes f el ü l etek rendel keznek, ahogy ezt pél dáu l egy átf ú rt kőzet ép és szil árd val amint repedezett, tö redezett szakaszai kö zö tti kontraszt is mu tatj a.
Ahogy koráb b an eml í tettü k az AB I -4 0 szonda képes nem c sak az el ső, hanem a rákö vetkező visszhang b eérkezéseket is detektál ni, í gy vizsgál ható l enne a b él ésc sö vezés mö gö tti terü l et. Azonb an a szondánk megvásárl ásának idej én a tec hnol ó gia még komol y f ej l esztés al att ál l t, és pró b áink szerint a mi mű szerü nkb en használ t f el dol gozó programon is vol t még mit c siszol ni. F el tétel ezzü k, hogy az év el ej én el készü l t ú j f irmw are nem c sak a c sőf al vastagság mérést val ó sí tj a meg, hanem tartal maz j aví tásokat is, ezt viszont eddig nem vol t al kal mu nk b eszerezni.
1 0 . ábra
El t é r ő m i n ő s é g ű f e l ü l e t e k v i s s z h a n g e r ő s s é g e a z o n o s s z í n s k á l á v a l
GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 58 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5-4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
5/ 1 0
Az akusztikus és optikai „lyuktelevíziós” szondáink anyagának megjelenítésére és feldolgozására a WellCAD programot h asználjuk. A képalkotó szondák felvételeinek kezelésére számos karotázs-geofizikai programc somag létezik, azonb an c égü nk már 1 9 9 8 -b an a WellCAD rendszer mellett dö ntö tt, nem kis részb en az AB I -4 0 elő djének számító F AC-4 0 szonda tervezett b eszerzése miatt. A mű szer megvásárlására h osszú évekig nem volt leh ető ségü nk, ennek ellenére a WellCAD programot a kö ztes idő b en kiegészítő modulokkal továb b b ő vítettü k. A b emutatónkb an szereplő felvételek képei is ezzel a programmal készü ltek. A saját gyakorlatunkb an a képalkotó szondák felvételeit leggyakrab b egyszerű vizuális megfigyelésre h asználjuk. E b b en nagy szerepe van annak h ogy a M agyarországi viszonyok kö zö tt kevés leh ető ségü nk van kutatófú rások mérésére – amelyre a mű szerek valójáb an készü ltek gyakorib b ak a kü lö nféle kú t és termálkú t vizsgálatok.
an is, ú j –
Az AB I -4 0 és O B I -4 0 szondák tervezésénél a c él első sorb an a kutatófú rások vékony geológiai formáinak ( repedések, vető k, rétegek) kimutatása és vizsgálata volt. A mű szerekkel készített nagyfelb ontású képek leh ető vé teszi, h ogy néh ány mm-es részletek is megfigyelh ető ek legyenek a lyukfalon, a WellCAD program áb rázolási leh ető ségei – például a 3-dimenziós h engerré felc savart „virtuális fú rómag” – pedig elő segítik a látott alakzatok pontosab b értelmezését. Az optikai szonda a láth ató kép miatt első sorb an az átfú rt rétegek azonosítására h asználh ató, míg az akusztikus mű szer inkáb b a kő zet szerkezetére vonatkozó informác iót szolgáltat. Az optikai „lyuktelevízió” nagy elő nye továb b á, h ogy a kutatófú rások száraz szakaszain is mű kö dik ( ső t itt a legh atékonyab b ) , ugyanis mindig prob léma volt, h ogy néh ány radioaktív módszer kivételével a h agyományos karotázs geofizika c sak folyadékb an alkalmazh ató.
11. ábra
„ V irtu á lis fú ró m a g ”
A fú rásokb an készü lt képek értelmezéséh ez szü kséges egy kis geometriai h áttérismeret. A vizsgált vékony geológiai formák a kutatófú rás szű k kö rnyezetéb en sík felü leteknek tekinth ető k, így a fú rás h engerpalástja egy térb eli ellipszist vág ki b elő lü k, amelyekb ő l a lyukfal kiterített képén eltérő nagyságú h ullámvonalak lesznek. M inden repedés és réteg, amely dő léssel rendelkezik ilyen színuszvonalat eredményez, a gö rb e alakja pedig informác iót szolgáltat az eredeti ob jektum dő lésének mértékérő l és irányáról. A WellCAD leh ető séget ad ezeknek a dő lés informác ióknak az automatikus kinyerésére az ú n. struktú ra-szelvénnyel, ezt kö vető en a keletkezett adath almaz igény szerinti formáb an áb rázolh ató vagy statisztikailag feldolgozh ató. 12. ábra
M é s z k ő fú rá s fe lv é te lé n e k r e p e d é s -r e n d s z e r v i z s g á l a t a
GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 69 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
6/ 1 0
Kútvizsgálatok során az optikai és akusztikus „lyuktelevíziós” szondákat mint egy-egy nagyf elb ontású karotázsmű szert h asználj uk. M ivel a rö gzített f elvételek c sak a c ső f alat mutatj ák, ez a mérés nem minden esetb en h elyettesíth eti a h agyományos kútkamerázást. A mikor b eh ullott idegen tárgy vizsgálatára van szü kség, még mindig a videokamera az alkalmasab b eszkö z. A képalkotó szondák 1 -3 mm-es f ü ggő leges f elb ontása azonb an leh ető séget ad a szokásos mű szeres kútvizsgálatoknál részleteseb b inf ormác iók szerzésére. E gy c ső kalib erezés is j elezni tud 2 0 -3 0 c mes b élésc ső h iányt, azonb an c sak a képalkotó szondák képesek kimutatni, h ogy ez a c ső tö résének vagy szétc savarodásának az eredménye. A megf elelő f elb ontással készü lt képeken j ó eredménnyel j elö lh ető k ki a f eltételezett c ső h ib ák, de a térh atás ab szolút h iánya miatt a látott f ormák valós szerkezete neh ezen értelmezh ető . E z utób b i h iányosságot b izonyos mértékig orvosolni tudj uk az akusztikus „lyuktelevíziós” f elvétel h asználatával. H a a f utási-idő képet átszámítj uk távolságra, egyf aj ta „térképét” kapj uk meg a b élésc ső b első f alának, amit 3 -dimenziós áb rázolással mint egy c ső modellt tanulmányozh atunk. T ermészetesen az így készü lt képet nem c sak a c ső geometriáj a, h anem a b enne mozgó szonda h elyzete is alakította, ezt az értelmezésnél nem szab ad f igyelmen kívü l h agyni.
13. ábra
K M P V C c s ő s z a k a d á s o p tik a i k é p e
14 . ábra
K M P V C c s ő h ib a o p tik a i fe lv é te le n é s fé n y k é p e n
A mű szeres kútvizsgálatoknál mindig komoly neh ézséget okozott számunkra az ac élc sö vezésű kutak szű rő szakaszainak kij elö lése. H a a szű rő szakaszb an nem volt mérh ető vízb eáramlás, akkor c sak a h agyományos akusztikus szondával leh etet kimutatni. A képalkotó szondák h asználatával ez a prob lémánk is megoldódott, ugyanis a f elvételeken nem c sak a szű rő szakaszok h elyét leh et kij elö lni, h anem a perf orác ió típusát és sű rű ségét is megállapíth atj uk. A mű szerek h asználatával már tö b b esetb en sikerrel h atároztuk meg régi, h iányos dokumentác iój ú vízkutak pontos szerkezetét.
GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7. T / F : ( 8 8 ) 5 8 7-73 0 T : ( 8 8 ) 4 75 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
7/ 1 0
15. ábra
R é s e lt s z ű rő k im u ta tá s a te rm á lk ú t á s v á n y i le ra k ó d á s o s b é lé s c s ö v é n
A „lyuktelevízió” gyakorlati tapasztalatai A
h a s z n á l a t b a v é t e l t ől k e z d v e e l t e l t t ö b b m i n t e g y é v a l a t t s z á m o s ta p a s z ta la to t s z e re z tü n k a k é p a lk o tó s z o n d á in k s p e c iá lis – a h a s z n á la tu k a t is b e f o ly á s o ló –tu la jd o n s á g a ir ó l.
M in d a z o p tik a i m in d a z a k u s z tik u s s z o n d a p o n to s k ö z p o n to s ítá s m e lle tt h a s z n á lh a tó a fú ró ly u k a k b a n ille tv e k u ta k b a n , a z o n b a n m íg a z o p tik a i fe lv é te ln é l c s a k e g y e n e tle n m e g v ilá g ítá s t é s a k é p k is m é rté k ű to rz u lá s á t o k o z z a a z e x c e n tric itá s , a d d ig a z a k u s z tik u s je l n a g y ré s z e e lv e s z h e t a ro s s z k ö z p o n to s ítá s m ia tt. E x c e n trik u s h e ly z e tű a k u s z tik u s s z o n d a e s e t é b e n a 3 6 0 ° -o s m é r é s i t a r t o m á n y s z é l e s s á v j a i b a n h i ú s u l m e g a m é ré s i p o n to k rö g z íté s e , o tt a h o l a ly u k - v a g y k ú tfa l fe lü le té re o ly a n s z ö g a l a t t é r k e z i k m e g a h a n g h u l l á m , h o g y a v i s s z a v e r őd ö t t n y a l á b m á r e l k e r ü l i a s z o n d a é r z é k e l őj é t . A z e r e d m é n y a z a k u s z t i k u s k é p e n m e g j e l e n ő k e t t ő v a g y t ö b b s ö t é t , r é s z l e t e k t ől m e n t e s s á v , a m e l y e k a fe lv é te l k ié rté k e lé s é t is m e g n e h e z ítik . p o e g b e g y k é e s
A m n tja a y je le n a z a lk á rtá s ú s z íte tü é ly é t v
e g fe le lők ö z p o n to s ítá s a lk a lm a z á s a a z e s z o n d á k h a s z n á la tá n a k . M in d ig m e g v a n t ős e b b á t m é r ő s z űk ü l e t b e a k ö z p o n t o s í t ó a lm a z o tt s z o n d a . A z e re d e ti ru g ó k é s z le t s o r o z a t o k k a l b őv í t e t t ü k é s h o s s z a b b í t ó n k a s z o n d á k é s a k á b e lfe j k ö z é , íg y c a la m in t e z z e l n ö v e lh e tjü k a ly u k fe rd e s é g
g y ik le h e a z e s é ly ru g ó k m m é re t v á é s s ú ly n s ö k k e n tv m é ré s p o
ts é g e s g y e n g e e a n n a k , h o g y ia tt n e m m e g y la s z té k á t s a já t ö v e lő to ld a to t e a z e la k a d á s n to s s á g á t is .
16 . ábra
R o s s z k ö z p o n to s ítá s h a tá s a a z o p tik a i é s a k u s z tik u s fe lv é te le n
GEO-GEN ES I S B T . 81 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 88) 5 87 -7 3 0 T : ( 88) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
8/ 1 0
Számunkra az OBI-A BI s zo nd ák l e g fo nt o s ab b e l őny e az v o l t , h o g y h ag y o mány o s 1 , 4 v ag y 7 -e re s karo t ázs káb e l e n ke re s zt ü l h as znál h at ó k, azaz ne m v o l t s zü ks é g e s t e l je s e n ú j mé rőko c s i ö s s ze ál l í t ás a p l . o p t i kai v ag y ko ax káb e l l e l . A d i g i t ál i s ad at át v i t e l i t e c h ni ka fe jl őd é s e t e t t e l e h e t őv é , h o g y p é l d ául a 4 -e re s káb e l 2 5 0 0 m h o s s zi g al kal mas a h ag y o mány o s t e l e fo n-mo d e me k s e b e s s é g é t me g h al ad ó ad at át v i t e l re , azo nb an a s zo nd ák o l y an nag y me nny i s é g ű ad at o t rö g zí t e ne k, h o g y mé g e z a s e b e s s é g i s ke v é s ne k b i zo ny ul . A s zo nd ák h as znál at ako r e l ke l l fo g ad nunk, h o g y ré s zl e t e s fe l v é t e l ( 1 -3 mm fü g g ől e g e s fe l b o nt ás ) e s e t é n a v o nt at ás i s e b e s s é g mé g a 2 m/ p e rc e t s e m h al ad h at ja me g , azaz a h ag y o mány o s karo t ázs -s zo nd ákh o z ké p e s t a ké p al ko t ó s zo nd a i g azán " l as s ú " műs ze r. A rö g zí t e t t ad at me nny i s é g é rzé ke l t e t é s é re : e g y e s h o s s zab b fe l v é t e l e k W e l l C A D -e l fe l d o l g o zo t t ál l o mány a 2 0 0 -3 0 0 M Bnál i s nag y o b b l e h e t . It t ke l l me g e ml í t e nü nk az ad at g y űjt ő A L T l o g g e r p ro g ram l e g furc s áb b h i ány o s s ág át , ame l l y e l a me g re nd e l ők i s s ze mb e s ü l h e t ne k, ug y ani s a p ro g ramb a b e é p í t e t t v i s s zaját s zás funkc i ó – s zámunkra i s me re t l e n o kb ó l – a fe l v é t e l s e b e s s é g é v e l azo no s ü t e mb e n rakja ké p e rny őre a mé rt ad at o kat . H a e g y 2 0 m-e s fe l v é t e l b e n 1 5 mé t e rné l s ze re t né nk v al ami t ú jra me g v i zs g ál ni , v é g i g ke l l v árnunk a v i s s zaját s zás h o s s zú p e rc e i t , mí g a ki je l zőn ú jra me g je l e ni k a ké rd é s e s t e rü l e t .
M i kö zb e n a ké t s zo nd a ki s át mé rője mi at t - me g fe l e l őe n ki s mé re t ű kö zp o nt o s í t ó h as znál at áv al - Ø 6 0 -7 0 mm-e s fú ró l y ukak é s b é l é s c s ö v e k v i zs g ál at ára i s al kal mas , a mé rh e t ő át mé rőne k t e rmé s ze t e s e n v an fe l s ő h at ára. A z o p t i kai műs ze rné l a ki s mé re t b ől e re d ő v i s zo ny l ag g y e ng e me g v i l ág í t ás ko rl át o zza a h as znál at o t ~ 2 5 0 -3 0 0 mm-re ( nag y o n jó l át ás i v i s zo ny o k kö zö t t max . 4 0 0 -4 2 0 mm) . A z akus zt i kus s zo nd a e s e t é b e n a h ang h ul l ám e ne rg i ája é s a fo rg ó t ü kö r 6 " -o s fó kus zp o nt ja ad ja me g az al kal mazh at ó s ág fe l s ő át mé rőjé t , ami kb . 3 0 0 mm.
17. ábra
A v íz s z e n n y e z e tts é g é n e k h a tá s a a m é rh e tő á tm é rő re
E z a ko rl át o zás a kut at ó fú rás o knál ne m je l e nt akad ál y t , azo nb an a fől e g ré g e b b i ké s zí t é s ű nag y át mé rőjű v í zkut aknál a s zo nd ák al kal mazás át l e h e t e t l e nné t e s zi .
A h o g y a műs ze re k i s me rt e t é s é né l már e ml í t e t t ü k, a s áv o kb an rö g zí t e t t h e ng e rp al ás t ké p ö s s ze ál l í t ás ánál a s zo nd ák s aját t e ng e l y ü k kö rü l i e l fo rd ul ás át i s fi g y e l e mb e ke l l v e nni . A z ad at g y űjt ő é s fe l d o l g o zó p ro g ramo k h áro m p o zí c i o nál ás i l e h e t ős é g e t ad nak: a s zo nd a b e l s ő " 0 " -p o nt ját , a mág ne s e s é s zaki i rány t é s a s zo nd a ú n. mag as p o nt ját , ami v al ó jáb an a g rav i t ác i ó s t é rh e z v i s zo ny í t o t t h e l y ze t e t je l e nt i . K ut at ó fú rás o kb an é s a kut ak ny i t o t t s zakas záb an a mág ne s e s é s zakh o z i g azí t o t t fe l v é t e l jó l b e v ál t , azo nb an ac é l c s ö v e s kut akb an ( s őt fé m kö zp o nt o s í t ó v al ké s zí t e t t P V C c s ö v e zé s űe kb e n i s ) a mag ne t o mé t e r ne m h as znál h at ó . A műs ze re k ké s zí t ői az ac é l c s ö v e zé s ű é s fe rd e fú rás o kra a g y o rs ul ás mé rő je l é ne k al kal mazás át jav as o l ják. V i zs g ál at ai nk s ze ri nt v i s zo nt a b e é p í t e t t g y o rs ul ás mé rő o l y an g y e ng e c s i l l ap í t ás s al re nd e l ke zi k, h o g y a M ag y aro rs zág o n t al ál h at ó - s zi nt e mi nd e n e s e t b e n fü g g ől e g e s - kut akb an mo zg ó s zo nd a e s e t é b e n e z h as znál h at at l an. E zze l s ze mb e n ú g y t ap as zt al t uk, h o g y e z ut ó b b i p ro b l é más h e l y ze t b e n i s jó fe l v é t e l t l e h e t ké s zí t e ni a s zo nd a " 0 " p o nt jáh o z i g azí t o t t s áv o kb ó l , ug y ani s a jó kö zp o nt o s í t ás e g y b e n a műs ze r t e ng e l y kö rü l i fo rg ás át i s akad ál y o zza. M é ré s e i nk s ze ri nt 5 0 m h o s s zo n max . 5 -1 0 ° e l fo rd ul ás t ö rt é ni k, ami a b é l é s c s őfal ké p é ne k v i zs g ál at át ne m b e fo l y ás o l ja é rd e mb e n. 18 . ábra
M á g n e s e s a n o m á lia h a tá s a a m a g n e to m é te rre l tá jo lt fe lv é te lre GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
9/ 1 0
Összegzés A z A B I -4 0 é s O B I -4 0 k é p a l k o t ó k a r o t á z s s z o n d á k k é p e s s é g e i i s m e r e t é b e n v a l a m i n t a s z e m é l y e s g y a k o r l a t i t a p a s z t a l a t a i n k a l a p j á n m e g á l l a p í t h a t j uk , h o g y b á r n a g y t ud á s ú é s s z é l e s k ö r ű e n h a s z n á l h a t ó e s z k ö z ö k , d e a z é r t c s o d á k r a n e m k é p e s e k . P é l d á ul a m a g y a r o r s z á g i f ö l d t a n i k ö r n y e z e t b e n a h a r m a d -n e g y e d i d ő s z a k i l a z a ü l e d é k e k b e n m é l y í t e t t – e l s ő s o r b a n v í z k ut a t ó – f ú r á s o k b a n a z a l k a l m a z á s uk n a k n i n c s s o k l e h e t ő s é g e , d e v a l l j uk b e : n e m i s e r r e a f e l a d a t r a k é s z ü l t e k . E z z e l s z e m b e n a h e g y v i d é k i , s z á l b a n á l l ó k ő z e t e k b e n f ú r t k ut a t ó f ú r á s o k v a l a m i n t a k ú t v i z s g á l a t o k s o r á n a „ l y uk t e l e v í z i ó s ” s z o n d á k j ó l k i e g é s z í t i k a h a g y o m á n y o s l y uk g e o f i z i k a i m ű s z e r e k e t , p o n t o s í t j á k é s k i b ő v í t i k a z á l t a l uk a m e g s z e r e z h e t ő i n f o r m á c i ó k a t . E z id á ig a k é p a lk o tó s z o n d á in k h a s z n á la tá t le g jo b b a n a m e g re n d e lé s e k k is s z á m a k o rlá to z ta , a n n a k e lle n é re , h o g y a n y ug a t -e ur ó p a i g y a k o r l a t t ó l e l t é r ő e n n e k ü n k a m é r é s i á r a i n k b a n n i n c s l e h e t ő s é g ü n k s e m a m ű s z e r e k m a g a s b e s z e r z é s i á r á t s e m a m e g s z e r z e t t h a t a l m a s i n f o r m á c i ó m e n n y i s é g é r t é k é t é r v é n y e s í t e n i . R e m é l j ü k , h o g y E ur ó p a i un i ó s t a g s á g un k k a l , é s a r é g i ó o r s z á g a i – k ö z t ü k R o m á n i a – m i e l ő b b i c s a t l a k o z á s á v a l e z a h e l y z e t v á l t o z n i f o g . R e m é n y e i n k s z e r i n t a j ö v ő b e n a m o d e r n k a r o t á z s -t e c h n o l ó g i á k a l k a l m a z á s á t n e m c s a k a z e r ő s ö d ő f i z e t ő k é p e s k e r e s l e t , h a n e m a r é s z l e t e s g e o l ó g i a i -g e o f i z i k a i i n f o r m á c i ó k i r á n t i i g é n y n ö v e k e d é s e i s e l ő s e g í t i m a j d .
GEO-GEN ES I S B T . 8 1 0 3 V á r p a l o t a , T h ö k ö l y u . 1 7 . T / F : ( 8 8 ) 5 8 7 -7 3 0 T : ( 8 8 ) 4 7 5 -4 6 9 w w w .g e o g e n e s is .v n e t.h u E-m a i l : g e o -g e n e s i s @ v n e t . h u
1 0 /1 0
