Труды МЭФ-т-1-Версия_5

граничного сотрудничества: сила взаимодействия (интенсивность сотрудничества) между регионами, участвующих в трансграничном сотрудничестве, будет тем больше, чем больше их величина (значимость) и чем меньше расстояние между ними (или между их административными центрами).

Предлагаем более подробно рассмотреть некоторые особенности относительно применения принципа гравитационной модели для осуществления трансграничного сотрудничества, характеризующегося также некоторой экологической конфликтностью. Двумя основными факторами, которые влияют на силу взаимодействия (интенсивность сотрудничества), по определению являются фактор величины регионов и фактор расстояния между ними:

1.Фактор величины (значимости). С одной стороны, фактор величины не должен вызывать вопросов относительно того, что именно (какая величина) должно быть использовано в его качестве. Когда речь идёт о сотрудничестве между регионами, то понятно, что величиной региона является его географическая площадь. Действительно, размер территории региона, участвующего в трансграничном сотрудничестве, может быть использован как фактор величины, прямо пропорционально влияющий на силу взаимодействия между регионами, которые сотрудничают, то есть усиливает её. Но, по нашему мнению, как фактор величины (значимости) можно использовать ещё такие показатели, как:

• уровень развития (социального, экономического, экологического, инновационного и т.д.) региона;

• уровень развития коммуникационных связей (транспортная инфраструктура, развитая сеть информационных систем и т.д.) региона;

• национальная культура, привычки, традиции региона (их сходство и близость к обычаям и культуре региона, с которым ведётся сотрудничество;

• моно-или многонациональность;

• религиозные взгляды населения и т.д.;

• политическое устройство и стратегическая направленность по сотрудничеству;

• численность населения региона;

• количество определённого вида природных ресурсов в регионе

ит.д.

2.Фактор расстояния. Как фактор расстояния в гравитационной модели трансграничного сотрудничества используется преимущественно непосредственное расстояние между регионами, но дополнительно могут влиять и другие второстепенные факторы. В качестве фактора расстояния, в данном случае для этой величины может браться:

• расстояние между административными центрами регионов, которые сотрудничают;

340

•расстояние (минимальное и/или максимальное) между регионами в том случае, если у них нет общей границы, а они расположены внутри стран, которые сотрудничают на трансграничном уровне;

•расстояние между главными городами-субъектами сотрудничества (где расположены промышленные, инновационные, экологические

идругие центры сотрудничества) трансграничных регионов и т.д.

Как второстепенные факторы, которые могут корректировать в положительном или в отрицательном направлении действие фактора расстояния, могут быть налаженность транспортного сообщения между регионами, развитие транспортных магистралей, упрощённость (затруднённость) пересечения границы и т.д.

Кроме указанных двух факторов, определяющих интенсивность «гравитационного притяжения» между регионами, существует ряд вопросов и особенностей по применению гравитационной модели для трансграничного сотрудничества, в том числе для сотрудничества, имеющего своей целью разрешение проблем экономики природопользования. Ниже рассмотрим некоторые из них.

3. Траектория «гравитационного» сотрудничества. Необходимо ответить на вопрос, каким будет гравитационное поле взаимодействия между двумя анализируемыми объектами. В классический физической формуле речь идёт о тяготении двух материальных тел, если же мы говорим о регионах, то необходимо выяснить, что именно будет тяготеть и к чему и в каких границах. В данном аспекте можно рассматривать такие типы взаимодействий, как:

•притяжение между административными центрами регионов;

•притяжение между географическими центрами регионов;

•притяжение между основными городами-центрами сотрудничества регионов;

•притяжение между регионами как составляющими страны. Относительно вопроса о гравитационном поле, где будут выполнять-

ся законы действия гравитационной модели, то оно соответственно в случае с трансграничным сотрудничеством может принимать такой вид:

•охватывать площадь двух регионов, которые сотрудничают;

•охватывать территорию регионов, сотрудничающих, и тех, территория которых находится географически между ними (в случае, если они не имеют общей границы);

•иметь форму круга, радиус которого равен расстоянию между центрами (административными или географическими) регионов, а центр круга находится посередине региональных центров;

•иметь форму эллипса, большая ось которого равна расстоянию между центрами (административными или географическими) регионов, увеличенная на определенную величину по оба конца отрезка оси (данная

341

величина должна быть определена с учетом дополнительных характеристик регионов), а малая ось является вдвое меньшей, чем большая;

•иметь форму многоугольника, углы которого соединяют точки

-основные центры (города региона) трансграничного сотрудничества.

4.Тип «гравитационного» сотрудничества. По нашему мнению, при применении гравитационного закона для экономических процессов, а именно для трансграничного сотрудничества, возможны следующие его модификации (такие типы «гравитационного» сотрудничества):

• сотрудничество двух (или нескольких) регионов, которые являются равнозначными, учитывая силу притяжения друг к другу;

• сотрудничество двух регионов, в которой один регион является главным, к которому тяготеет второй регион-спутник;

• сотрудничество нескольких регионов, в которой один регион является главным, к которому тяготеют несколько регионов-спутников, и т.д.

5.Факторы усиления/уменьшения гравитационного притяжения между регионами. Данный фактор призван дать ответы на следующие вопросы: возможна ли ситуация, когда притяжение между регионами будет потеряно (ослаблено, усилено); при каких обстоятельствах возможна такая ситуация; как должны реагировать регионы в такой ситуации? Логичным будет предположить, что ослабление силы взаимодействия произойдёт при уменьшении веса фактора величины (значимости) и при увеличении фактора расстояния. Соответственно при критическом изменении двух указанных факторов притяжение между регионами может быть потеряно и, наоборот, усилено при их существенном изменении в обратном направлении.

6.Соответствие трансграничного сотрудничества гравитационной модели. Особенностью трансграничного сотрудничества является тот факт, что не всегда регионы, которые сотрудничают, имеют общую границу. В данном случае возникает вопрос, как быть с теми территориями регионов, которые находятся между географическими территориями регионов, вовлечённых в трансграничное сотрудничество: будут ли они чувствовать на себе действие гравитационного притяжения последних. Не станет ли в таком случае увеличенное расстояние между регионами, которые сотрудничают, барьером, который, в конце концов, будет ослаблять гравитационное притяжение между ними? [5].

Зачастую трансграничное сотрудничество связано с совместным использованием природных ресурсов на приграничных территориях, что способствует возникновению дополнительных факторов влияния на его эффективность, связанных с проявлением международных экологических конфликтов (МЭК) [6, 7]. Зачастую такие факторы могут существенно ослаблять гравитационное притяжение между регионами. В связи с этим считаем необходимым более детально остановиться на рассмотрении сущ-

342

ности, классификации и способах учёта данного фактора при осуществлении трансграничного сотрудничества.

Современные МЭК развиваются под воздействием различных ограничивающих факторов, которые являются разнонаправленными по своему воздействию на социально-экономические отношения. Анализ подобных ограничений может дать более глубокое представление о причинах, характере и последствиях МЭК.

Очерченный нами круг вопросов и особенностей применения гравитационной модели при активизации трансграничного сотрудничества не является завершённым. Ещё много вопросов требуют очерчивания и более детального исследования для совершенствования методики применения гравитационной модели при обосновании целесообразности развития трансграничного сотрудничества.

Таким образом, можно сделать вывод, как о целесообразности, так и о спорности применения гравитационных моделей в экономических исследованиях вообще и, в частности, при исследовании трансграничного сотрудничества. С одной стороны, данный метод является достаточно специфическим и не достаточно обоснованным для применения, с другой - он позволяет моделировать различные ситуации социально-экономических процессов для принятия основательных решений в сфере экономики.

По нашему мнению, предложенная в исследовании методика расчёта степени конфликтности приграничных отношений может быть актуальной для таких видов приграничных природных ресурсов, как лесные и минеральные ресурсы. При условии коррекции данной методики, её также можно использовать для анализа уровня конфликтности приграничного сотрудничества при использовании и других видов ресурсов. Поводя итог, следует заметить, что использование предложенного коэффициента конфликтности позволяет на практике проанализировать и рассчитать степень международных конфликтов с учётом действия трёх основных групп факторов влияния: экономической, экологической, социальной.

Список литературы

5.Дерев’янко Ю. М. Науково-методичні засади забезпечення ефективності виробничо-господарської діяльності підприємства в умовах обмеженості ресурсів : дис. ... кандидата економ. наук : 08.00.04 / Дерев’янко Юрій Миколайович. ― Суми, 2008. – 195 с.

6.Дерев’янко Ю. М. Обмеження та їх прояв у міжнародних екологічних конфліктах / Ю. М. Дерев’янко // Механізм регулювання економіки. – 2009. – № 3, Т. 1. – С. 54–58.

7.Лопатников Л. И. Экономико-математический словарь : Словарь современной экономической науки. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Дело, 2003. – 520 с.

343

8.Лукаш О. А. Екологічний аспект транскордонного співробітництва / О. А. Лукаш // Механізм регулювання економіки. – 2006. – № 2. – С. 39–45.

9.Лукаш О.А. Науково-практичні аспекти застосування методу гравітації в економіці / О. А. Лукаш // Механізм регулювання економіки. – 2010. – № 4. – С. 180–186.

10.Сабадаш В. В. Методологічні підходи до детермінації екологічного конфлікту / В. В. Сабадаш // Механізм регулювання економіки. – 2006. – № 4. – С. 49–62.

11.Сабадаш В. В. Типологія екологічних конфліктів / В. В. Сабадаш

//Механізм регулювання економіки. – 2007. – № 1. – С. 22–34.

УДК 550.370

А.К. МАНШТЕЙН, Ю.Г. КАРИН, м.н.с. ИНГГ СО РАН г. Новосибирск

МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИСТОЧНИКА ТОКА НА ТОРОИДАЛЬНЫХ КАТУШКАХ

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОВОДЯЩИХ СРЕД

Тороидальные катушки получили широкое распространение в приборостроении, в том числе и для создания скважинной аппаратуры. Помимо всего прочего тороидальные трансформаторы применяются и для телеметрии, передачи данных и управления скважинными приборами на глубине.

Разработанная и созданная в лаборатории электромагнитных полей ИНГГ СО РАН модель скважинного зонда позволяет реализовать способ генерации и регистрации токов в среде с помощью тороидальных катушек. Преимущество такого способа возбуждения заключается в возможности передать большую энергию от устройства в исследуемую среду, при этом генератор не будет находиться в режиме короткого замыкания, поскольку тороидальная катушка выступает в роли понижающего трансформатора. Макет аппаратуры был испытан в лабораторных условиях и в водоеме, имитирующем однородный проводящий слой. Выполнены эксперименты по изучению зависимости токов в генераторных тороидах и напряжений в приёмном от изменения сопротивления, объема среды и оценена чувствительность прибора. Результаты испытаний показали, что устройство может служить для измерения параметров исследуемых объектов в скважинах, водоемах и других средах, в которых зонд может погружаться под собственным весом или с помощью дополнительного груза.

Зонд состоит из металлического сердечника и расположенных на нем тороидальных катушек. Сердечник с катушками помещен в специальный металлопластиковый корпус, который защищает электронику и катушки от

344

внешнего воздействия. В зависимости от задачи, например в экспериментах №1 и №2, прибор может включать одну генераторную и одну измерительную катушки (см. рис.1), в случае необходимости зонд комплектуется второй генераторной катушкой (эксперимент №3 рис. 5).

Первый эксперимент показывает влияние горизонтальных границ и изменения объема окружающей жидкости на регистрируемые сигналы при погружении зонда в бак и скважину (рис. 2).

Рис. 1. Схематичное изображение эксперимента в баке. Цифрами обозначена глубина погружения прибора в воду, расстояние измеряется от центра прибора. Красным цветом показаны контактные пружины, соединяющие сердечник с двумя частями внешнего корпуса. Черными овалами показаны тороидальные катушки: по центру генераторная, в верхней части измерительная. Синим цветом показана диэлектрическая вставка.

345

Рис. 2. Схема бака, модель однородного слоя и скважины На рис. 3 показаны зависимости напряжений на выводах приёмной

катушки для различных частот при погружении макета в испытательный бак с УЭС раствора 1 Ом∙м (модель однородного слоя рис.2). Стенки бака гидроизолированы, а скважина обсажена асбестоцементной трубой. Высокоомная (100 Ом∙м) вмещающая среда не оказывает влияния на регистрируемый сигнал. До глубины 100 см наблюдается рост разности потенциалов на выводах приёмной катушки по мере увеличения площади контакта жидкости с корпусом прибора, а глубже 100 см уровень сигнала понижается, что свидетельствует о влиянии дна бака. Рост сигнала на глубинах с 170 по 230 см приурочен к устью скважины. После полного погружения прибора в скважину наблюдается относительно стабильный уровень сигнала из-за отсутствия влияния вмещающей среды и изменений параметров жидкости. Сигнал, регистрируемый от большого объема жидкости в баке на высоких частотах (выше 150 кГц), соизмерим с амплитудой сигнала от устья скважины. На частотах ниже 150 кГц амплитуда регистрируемого в баке сигнала в несколько раз превосходит сигнал от устья скважины и самой скважины. Следовательно, объем исследуемой среды с ростом частоты уменьшается.

Рис. 3. Зависимость напряжения на выводах приёмной катушки от глубины погружения и частоты

Для оценки чувствительности зонда к изменениям сопротивления вмещающей среды, при постоянном низком сопротивлении скважинной жидкости, был выполнен специальный сухой эксперимент (второй эксперимент). К крайним точкам корпуса модели, состоящей из одной измерительной и одной генераторной тороидальной катушки, были подключены два параллельно соединенных резистора. Основываясь на известных свойствах вертикального электрического диполя для двухслойной цилиндрической модели примем, что измеряемое зондом кажущееся сопротивление будет близко к сопротивлению бурового раствора при отношении Z\a ≤2 [3]. Z – длина области зонда, с которой токи стекают только в буровой раствор, a –диаметр скважины. Таким образом, первый резистор имеет посто-

346

При полном погружении прибора в водоем ток генератора и напряжение на выводах приемной катушки практически постоянны, поскольку сопротивление воды с глубиной меняется мало. В суммарном режиме, когда генераторы включены синфазно и токи в среде от них суммируются, напряжение на входе приёмника (см. рис.6) растёт до полного погружения прибора в воду, затем сигнал на высоких частотах (150-250 кГц) не меняется практически до момента касания прибором дна. За 10-15 см до дна сигнал вновь возрастает, прибор начинает «чувствовать» нижнюю границу (рис.6). Видимый тренд сигнала приёмной катушки на частоте 80 кГц не связан с влиянием вмещающей среды, вероятно, сказывается влияние нестабильной работы генератора. В остальном форма сигнала на этой частоте схожа с другими записями во всем частотном диапазоне.

348

В режиме компенсации, когда генераторы работают навстречу друг другу, чувствительность к границам ещё выше (рис. 7). На частоте 250 кГц двух кратный рост сигнала в приемнике начинается за несколько сантиметров до дна водоема, но на более низких частотах влияние нижней границы меньше.

Токи в генераторе одинаковы для двух режимов, значения уменьшаются только при повышении частоты (см. рис. 8), а так же присутствует небольшой рост до глубины 0,4 метра, связанный с погружением прибора в воду. Влияние дна незначительное, на низких частотах можно увидеть слабое понижение тока в верхнем генераторе уже на глубине 6.3 метра.

Проведенные эксперименты показали, что разработанная конструкция макета зонда позволяет реализовать способ генерации и регистрации токов в среде с помощью тороидальных катушек. Экспериментальный зонд за счет применения набора частот позволяет изменять объем исследуемой среды, что в будущем позволит достичь эффекта зондирования. Значительное влияние горизонтальных границ на показания прибора позволят выделять отдельные слои в исследуемой среде.

349