專利名稱：超長電磁波遙感探測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種新的地質(zhì)構(gòu)造探測方法和儀器，尤其涉及的是將電子遙感技術(shù)應(yīng)用于探測地下地質(zhì)構(gòu)造、尋找石油、天然氣等資源的一種新技術(shù)方案。
目前探測地下地質(zhì)構(gòu)造、尋找石油、天然氣等資源，主要采用爆炸波勘探法，在一定的地點(diǎn)埋炸藥，定時(shí)爆炸。這需要大量人力、財(cái)力，探測現(xiàn)場占地多、噪聲大，對環(huán)境有破壞性，尤其對文物保護(hù)地區(qū)破壞更大，此外，這種方法所受限制多，不便于全面了解地下構(gòu)造。
本發(fā)明針對上述爆破法之不足，提供了一種全新的探測方法，即采用被動(dòng)遙感技術(shù)，接收地下超長電磁波來探測地下構(gòu)造，尋找石油、天然氣等資源。根據(jù)該方法實(shí)施的本發(fā)明裝置為組合發(fā)明，設(shè)計(jì)了一種新型的遙感探測裝置。
本發(fā)明采用的方法是根據(jù)天然場源形成的超長電磁波其頻率與深度、其幅度與地質(zhì)巖性的變化規(guī)律，利用專門軟件通過微機(jī)控制對20米-13000米深度范圍的地層構(gòu)造進(jìn)行自動(dòng)掃描，按順序接收1-10KH來自地下的超長電磁波信號(hào)確定地層構(gòu)造界面及地質(zhì)巖性相關(guān)參數(shù)，探測方法的邏輯順序?yàn)閽呙琛邮铡糯蟆鸀V波→采集→處理→顯示。天然場源形成的超長電磁波與地層深度和地質(zhì)巖性的關(guān)系可以用下式表示fα·h＝βα、β為待定常數(shù)，f為超長電磁波頻率，h為地層深度。α、β常數(shù)確定方法是，將本設(shè)備在已知地層界面深度的探井處進(jìn)行測量和用已知地層界面深度數(shù)據(jù)，對公式效準(zhǔn)，計(jì)算出α、β常數(shù)值。通過數(shù)據(jù)采集軟件模塊和數(shù)據(jù)處理軟件模塊處理后，計(jì)算機(jī)顯示屏可對地層深度—振幅，地層—相位曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。測量精度根據(jù)被測地質(zhì)深度在1-10米之間。
本發(fā)明采用的裝置的技術(shù)解決方案是由磁天線，前置放大器，可控窄帶濾波器，函數(shù)發(fā)生器，數(shù)據(jù)采集器，顯示屏，便攜微機(jī)組成。磁天線接收超長電磁波信號(hào)，經(jīng)前置放大器，放大后送入可控窄帶濾波器，從函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的某一單頻信號(hào)控制窄帶濾波器，濾波器輸出一正弦信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器數(shù)字化后進(jìn)入微機(jī)，再經(jīng)過微機(jī)中的數(shù)據(jù)采集軟件和處理軟件處理，最后在顯示屏上作為最終探測結(jié)果輸出，顯示頻率—振幅波形，橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為振幅，通過頻率—深度轉(zhuǎn)換器公式計(jì)算后，顯示深度—振幅特性，微機(jī)控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)由高到低的正弦波變化，則窄帶濾波器得到一個(gè)由高到低的正弦波信號(hào)序列，經(jīng)微機(jī)處理后，得到一個(gè)連續(xù)變化的深度—振幅曲線，從而顯示出地下地質(zhì)構(gòu)造。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是不需要定點(diǎn)定時(shí)爆炸，只需1-2人攜帶儀器，在任何地方都可以進(jìn)行測量。測量沒有破壞性，對環(huán)境無任何影響，現(xiàn)有爆炸法所有的缺點(diǎn)都得到克服，是一種全新的技術(shù)領(lǐng)域。目前使用本發(fā)明方法和裝置探測地下構(gòu)造界面已獲成功，對地層巖性也有一定的相關(guān)性，這在地質(zhì)勘探領(lǐng)域方面取得了重大的進(jìn)步。本設(shè)備先后在江蘇、浙江、云南、山東、華北、新疆等地作實(shí)驗(yàn)，通過大量的對比分析，找到了頻譜曲線與地區(qū)巖性的相關(guān)性，尤其在油田探測中通過與已知油井的錄井資料對比，發(fā)現(xiàn)巖性界面和構(gòu)造界面深度吻合的相當(dāng)好。


圖1是本發(fā)明方法的邏輯框圖和儀器構(gòu)成圖，其中1-磁天線，2-前置放大器，3-可控窄帶濾波器，4-函數(shù)發(fā)生器，5-數(shù)據(jù)采集器，6-顯示屏，7-微機(jī)圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)采集軟件模塊邏輯3是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理軟件模塊邏輯圖實(shí)施例1、磁天線自行設(shè)計(jì)，材料為鉑莫合金，疊片面積2.5×2.5平方厘米，線圈直徑0.3毫米，圈數(shù)2萬圈；2、前置放大器為通用產(chǎn)品，即用聲頻放大器可替代，帶寬1-10kc，增14分貝；3、可控窄帶濾為波器通用產(chǎn)品，以MF-10濾波器為主；4、函數(shù)發(fā)生器為通用產(chǎn)品，采用功率較簡單的BDW型函數(shù)發(fā)生器；5、數(shù)據(jù)采集器為通用產(chǎn)品，采用8位振幅1V，AT總線板。
本發(fā)明的計(jì)算機(jī)軟件可從市場購得，根據(jù)不同用途略加改進(jìn)即可。
本設(shè)備分裝三個(gè)部件，一是天線及前置放大器；二是主機(jī)；三是直流電源箱。工作時(shí)，將天線及前置放大器放在被測地點(diǎn)，主機(jī)及直流電源箱放在車上或地上均可，接通連線及電源，主機(jī)自動(dòng)對地層深度掃描探測，在屏上實(shí)時(shí)顯示頻譜-深度座標(biāo)曲線，測量5000米深大約需7分鐘。
權(quán)利要求
1.一種超長電磁波遙感探測方法，其特征是根據(jù)天然場源形成的地下超長電磁波的頻率與深度、幅度與地質(zhì)巖性的變化規(guī)律，利用專門軟件通過微機(jī)控制對20米-13000米深度范圍的地層構(gòu)造進(jìn)行自動(dòng)掃描，按順序接收1-10KH來自地下的超長電磁波信號(hào)確定地層構(gòu)造界面及地質(zhì)巖性相關(guān)參數(shù)，探測方法的邏輯順序?yàn)閽呙琛邮铡糯蟆鸀V波→采集→處理→顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的超長電磁波遙感探測方法，其特征是天然場源形成的超長電磁波與地層深度和地質(zhì)巖性的關(guān)系可以用下式表示fα·h＝βα、β為待定常數(shù)，f為超長電磁波頻率，h為地層深度
3.如權(quán)利要求1或2所述的超長電磁波遙感探測方法，其特征是通過數(shù)據(jù)采集軟件模塊和數(shù)據(jù)處理軟件模塊進(jìn)行處理，在計(jì)算機(jī)顯示屏上對地層深度—振幅，地層床—相曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
4.如權(quán)利要求3所述的超長電磁波遙感探測方法，其特征是測量精度根據(jù)被測地質(zhì)深度在1-10米之間。
5.一種按權(quán)利要求1所述方法制造的遙感探測裝置，其特征是由磁天線(1)，前置放大器(2)，可控窄帶濾波器(3)，函數(shù)發(fā)生器(4)，數(shù)據(jù)采集器(5)，顯示屏(6)，便攜微機(jī)(7)組成，磁天線(1)接收超長電磁波信號(hào)，經(jīng)前置放大器(2)放大后送入可控窄帶濾波器(3)，從函數(shù)發(fā)生器(4)產(chǎn)生的單頻信號(hào)控制窄帶濾波器(3)，濾波器(3)輸出正弦信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器(5)數(shù)字化后進(jìn)入微機(jī)，再經(jīng)過微機(jī)中的數(shù)據(jù)采集軟件和處理軟件處理，最后在顯示屏(6)上作為最終探測結(jié)果輸出，顯示頻率—振幅波形，橫坐標(biāo)為頻率，縱坐標(biāo)為振幅，通過頻率—深度轉(zhuǎn)換器公式計(jì)算，顯示深度—振幅特性，微機(jī)控制函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)由高到低的正弦波變化，窄帶濾波器得到一個(gè)由高到低的正弦波信號(hào)序列，經(jīng)微機(jī)處理后，得到一個(gè)連續(xù)變化的深度—振幅曲線。
6.如權(quán)利要求5所述的超長電磁波遙感探測裝置，其特征是磁天線由鉑莫合金疊片與繞在其上的線圈組成，疊片橫截面2.5×2.5平方厘米，線圈為直徑0.3毫米線繞2萬圈。
7.如權(quán)利要求5或6所述的超長電磁波遙感探測裝置，其特征是前置放大器為帶寬1-10千赫、增益最高為107倍(140分貝)的通用聲頻放大器。
8.如權(quán)利要求7所述的超長電磁波遙感探測裝置，其特征是可控窄帶濾波器，由函數(shù)發(fā)生器提供中心頻率，窄帶濾波器為通用器件由MF-10芯片組成。
9.如權(quán)利要求8所述的超長電磁波遙感探測裝置，其特征是函數(shù)發(fā)生器采用BDW型產(chǎn)品，在微機(jī)控制下可產(chǎn)生50-500千赫正弦波。
10.如權(quán)利要求9所述的超長電磁波遙感探測裝置，其特征是數(shù)據(jù)采集器采用MC569型、8位模數(shù)轉(zhuǎn)換、AT總線接口、振幅為1伏的采集器。
全文摘要
本發(fā)明是一種全新的地質(zhì)構(gòu)造探測方法及裝置，尤其涉及的是將電子學(xué)遙感技術(shù)應(yīng)用于探測地質(zhì)構(gòu)造的技術(shù)方案。本發(fā)明根據(jù)天然場源形成的地下超長電磁波其頻率與深度、其幅度與地質(zhì)巖性的變化規(guī)律，利用專門軟件通過微機(jī)控制對20米-13000米深度范圍的地層構(gòu)造進(jìn)行自動(dòng)掃描，按順序接收1-10KH來自地下的超長電磁波信號(hào)確定地層構(gòu)造界面及地質(zhì)巖性相關(guān)參數(shù)，探測方法的邏輯順序及探測裝置的組成為掃描→接收→放大→濾波→采集→處理→顯示。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1168476SQ9710392
公開日1997年12月24日 申請日期1997年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日
發(fā)明者王樹元, 侯貴廷, 孫正江 申請人:北京大學(xué), 中國石油天然氣總公司新技術(shù)推廣中心