一種瞬變電磁探測裝置的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N瞬變電磁探測裝置，所述裝置包括瞬變電磁儀和多芯收發(fā)電纜，所述多芯收發(fā)電纜的一端與所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端相連，另一端與所述瞬變電磁儀的信號接收端相連，以所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端為起點并且以所述瞬變電磁儀的信號接收端為終點，所述多芯收發(fā)電纜在按照預設(shè)第一方向布設(shè)成第一矩形線框之后，按照預設(shè)第二方向布設(shè)成第二矩形線框，所述預設(shè)第一方向與所述預設(shè)第二方向相反，所述第一矩形線框與所述第二矩形線框沿水平方向平行分布并且所述第一矩形線框與所述第二矩形線框的長和寬分別相等。本申請實施例所提供的一種瞬變電磁探測裝置，可解決當前觀測信號質(zhì)量差、準確率低的問題。
【專利說明】
一種瞬變電磁探測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及地質(zhì)測量與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種瞬變電磁探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在山地條件下進行煤礦采空積水區(qū)探測工作時，往往需要在地面布設(shè)瞬變電磁探測裝置。瞬變電磁探測裝置是借助于瞬變電磁法進行工作。所述瞬變電磁法是利用不接地線圈向地下發(fā)送一次電磁場，在一次電磁場間歇期間，使用不接地線圈或接地電極觀測二次渦流場的方法，其物理基礎(chǔ)為電磁感應原理。
[0003]在進行煤礦采空積水區(qū)探測工作時，從泥巖、粉砂巖、細砂巖、中砂巖、粗砂巖、礫巖到層，電阻率值逐漸增高，即巖層相對其煤層的頂、底板呈現(xiàn)為相對高阻層。構(gòu)造發(fā)育區(qū)，或者是出現(xiàn)層位錯動，或者是裂隙發(fā)育，局部會出現(xiàn)明顯的含水構(gòu)造。上述物性變化的存在為瞬變電磁勘探方法的實施提供了良好的地球物理前提條件。另外，瞬變電磁法觀測純二次場，對含、導水構(gòu)造等低阻體反應敏感，體積效應小，分辨率高。
[0004]目前，現(xiàn)有技術(shù)大多采用重疊回線小線框裝置或者大定源中心回線裝置來實現(xiàn)瞬變電磁探測，然而在這兩種裝置的使用過程中，地面干擾波往往會對收發(fā)電纜產(chǎn)生電磁干擾，并且這兩種裝置中的收發(fā)電纜還不可避免地受到地面高差的影響，從而存在觀測信號質(zhì)量差、準確率低的問題。
[0005]應注意是上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能因為這些方案在本申請的【背景技術(shù)】部分進行了闡述而認為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本申請實施例的目的在于提供一種瞬變電磁探測裝置，以解決當前觀測信號質(zhì)量差、準確率低的冋題。
[0007]本申請實施例所提供的一種瞬變電磁探測裝置是這樣實現(xiàn)的:
[0008]—種瞬變電磁探測裝置，包括瞬變電磁儀和多芯收發(fā)電纜，所述多芯收發(fā)電纜的一端與所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端相連，另一端與所述瞬變電磁儀的信號接收端相連，以所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端為起點并且以所述瞬變電磁儀的信號接收端為終點，所述多芯收發(fā)電纜在按照預設(shè)第一方向布設(shè)成第一矩形線框之后，按照預設(shè)第二方向布設(shè)成第二矩形線框，所述預設(shè)第一方向與所述預設(shè)第二方向相反，所述第一矩形線框與所述第二矩形線框沿水平方向平行分布并且所述第一矩形線框與所述第二矩形線框的長和寬分別相等。
[0009]優(yōu)選地，所述預設(shè)第一方向為順時針方向，相應地，所述預設(shè)第二方向為逆時針方向。
[0010]優(yōu)選地，所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端與所述瞬變電磁儀的信號接收端位于同一水平面。
[0011]優(yōu)選地，所述第一矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離以及所述第二矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離均為12米。
[0012]優(yōu)選地，所述第一矩形線框以及所述第二矩形線框的長均為10米，寬均為5米。
[0013]優(yōu)選地，在所述瞬變電磁儀和所述多芯收發(fā)電纜之間還設(shè)置有匹配電路。
[0014]優(yōu)選地，所述瞬變電磁儀包括中央處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、增益控制電路以及供電電源。
[0015]本申請實施例所提供的一種瞬變電磁探測裝置，將多芯收發(fā)電纜布設(shè)成大小相同但是方向不同的兩個矩形線框，這樣地面干擾波可以相應地在這兩個矩形線框上產(chǎn)生兩個干擾電磁信號。由于這兩個干擾電磁信號的幅度一致但是相位相反，因此它們便可以相互抵消，從而使得多芯收發(fā)電纜可以達到抵抗地面干擾波的效果。另外，由于這兩個矩形線框沿水平方向平行分布，因此它們距離地面的高度均相同，從而避免了地面高差帶來的影響。由上可見，本申請實施例提供的一種瞬變電磁探測裝置能夠解決當前觀測信號質(zhì)量差、準確率低的問題。
[0016]參照后文的說明和附圖，詳細公開了本申請的特定實施方式，指明了本申請的原理是可以被采用。同時本申請的實施方式在范圍上并不因此而受限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本申請的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0017]針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0018]應該強調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【附圖說明】
[0019]所包括的附圖用來提供對本申請實施例的進一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本申請的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0020]圖1為本申請實施例提供的一種瞬變電磁探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0022]圖1為本申請實施例提供的一種瞬變電磁探測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，所述瞬變電磁探測裝置包括瞬變電磁儀I和多芯收發(fā)電纜2，所述多芯收發(fā)電纜2的一端21與所述瞬變電磁儀I的信號發(fā)射端11相連，另一端22與所述瞬變電磁儀I的信號接收端12相連。為了避免地面干擾波對所述多芯收發(fā)電纜2形成的電磁干擾，在本申請實施例中，以所述瞬變電磁儀I的信號發(fā)射端11為起點并且以所述瞬變電磁儀I的信號接收端12為終點，所述多芯收發(fā)電纜2在按照預設(shè)第一方向布設(shè)成第一矩形線框23之后，可以按照預設(shè)第二方向布設(shè)成第二矩形線框24，所述預設(shè)第一方向與所述預設(shè)第二方向相反，所述第一矩形線框23與所述第二矩形線框24的長和寬分別相等并且沿水平方向平行分布。
[0023]在本申請實施例中，所述瞬變電磁儀中可以包括中央處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、增益控制電路以及供電電源。其中，所述中央處理器可以對信號接收端12接收的信號進行計算，并根據(jù)計算的結(jié)果生成地下電阻率值的變化曲線。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以通過對采集的模擬數(shù)據(jù)進行采樣，從而將模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為中央處理器能夠處理的數(shù)字數(shù)據(jù)。所述增益控制電路可以根據(jù)采集的電磁信號的強度，對采集的電磁信號的增益進行調(diào)節(jié)，以保證采集的電磁信號在后續(xù)傳輸過程中不會因為衰減而產(chǎn)生失真。所述供電電源則可以按照預設(shè)的供電周期對所述瞬變電磁儀中的各個模塊進行供電。
[0024]在本申請一實施例中，可以在40ms至4s的范圍內(nèi)選取預設(shè)數(shù)量的供電周期，例如每兩個相鄰的供電周期之間可以相隔40ms，那么所述供電電源便可以在40ms，80ms，120ms，...，4s之間根據(jù)實際需求進行選擇。此外，所述供電電源的最大供電電流可以設(shè)置為1A0
[0025]另外，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣間隔可以設(shè)置為2微秒，分辨率可以設(shè)置為16位。所述增益控制電路的增益也可以在多個倍數(shù)之間進行選擇。
[0026]在本申請實施例中，所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端11和信號接收端12均可以采用矢量磁力計結(jié)構(gòu)。所述矢量磁力計可以包括三軸磁通門傳感器，所述三周磁通門傳感器的X、Y、Z三個方向均采用微型線圈作為敏感單元，從而可以發(fā)射和檢測包含地質(zhì)磁場變化信息的磁場信號。
[0027]所述多芯收發(fā)電纜2可以為電阻率均勻的銅芯電纜，為防止所述多芯收發(fā)電纜上傳輸?shù)碾姶判盘栂嗷ジ蓴_，在本申請實施例中可以在所述多芯收發(fā)電纜的外部套設(shè)絕緣護套。
[0028]所述多芯收發(fā)電纜的兩端可以通過固定接頭分別與所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端和信號接收端分別連接，所述固定接頭例如可以為SMA接頭。
[0029]參閱圖1，在本申請實施例中，所述預設(shè)第一方向可以為順時針方向，相應地，所述預設(shè)第二方向便可以為逆時針方向。當然，所述預設(shè)第一方向也可以為逆時針方向，而所述預設(shè)第二方向便可以為順時針方向，只要所述預設(shè)第一方向與所述預設(shè)第二方向相反即可。這樣，地面干擾波可以相應地在第一矩形線框和第二矩形線框上產(chǎn)生兩個干擾電磁信號。由于這兩個干擾電磁信號的幅度一致但是相位相反，因此它們便可以相互抵消，從而使得多芯收發(fā)電纜可以達到抵抗地面干擾波的效果。
[0030]為了保證所述第一矩形線框與所述第二矩形線框呈鏡像分布，本申請實施例中所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端11和信號接收端12可以沿水平方向平行分布。這樣，所述信號發(fā)射端11和信號接收端12的連線便與所述第一矩形線框或者第二矩形線框的下邊框相平行。這樣，所述第一矩形線框的下邊框距離地面的高度與所述第二矩形線框的下邊框距離地面的高度相同，從而避免了地面高差帶來的影響。
[0031]由于電磁信號的相位與電磁信號傳輸?shù)木嚯x相關(guān)，為了能夠在瞬變電磁儀的信號接收端能夠接收到較好的電磁信號波形，從而可對所述第一矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離以及所述第一矩形線框的長和寬進行調(diào)節(jié)，以獲取最佳的接收信號波形。在實際應用場景中，所述第一矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離以及所述第二矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離可以均為12米，而所述第一矩形線框以及所述第二矩形線框的長均為10米，寬均為5米。
[0032]另外，由于多芯收發(fā)電纜相對于瞬變電磁儀來說可以視為一個具有固定電阻值的負載，那么所述瞬變電磁儀在所述多芯收發(fā)電纜上加載電磁信號時則可以視為向負載提供電磁輸出，在這種情況下，只有當所述瞬變電磁儀的內(nèi)置負載與所述多芯收發(fā)電纜的負載相匹配時，才不會對所述瞬變電磁儀的工作狀態(tài)造成影響。因此，在本申請一優(yōu)選實施例中，可以在所述瞬變電磁儀I和所述多芯收發(fā)電纜2之間設(shè)置匹配電路，以使得瞬變電磁儀的內(nèi)置負載與外部的負載進行匹配，從而保證瞬變電磁儀能夠工作在最佳狀態(tài)。
[0033]本申請實施例提供的一種瞬變電磁探測裝置，將多芯收發(fā)電纜布設(shè)成大小相同但是方向不同的兩個矩形線框，這樣地面干擾波可以相應地在這兩個矩形線框上產(chǎn)生兩個干擾電磁信號。由于這兩個干擾電磁信號的幅度一致但是相位相反，因此它們便可以相互抵消，從而使得多芯收發(fā)電纜可以達到抵抗地面干擾波的效果。另外，由于這兩個矩形線框沿水平方向平行分布，因此它們距離地面的高度均相同，從而避免了地面高差帶來的影響。由上可見，本申請實施例所提供的一種瞬變電磁探測裝置可解決當前觀測信號質(zhì)量差、準確率低的問題。
[0034]上面對本申請的各種實施方式的描述以描述的目的提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員。其不旨在窮舉、或者不旨在將本申請限制于單個公開的實施方式。如上所述，本申請的各種替代和變化對于上述技術(shù)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，雖然已經(jīng)具體討論了一些另選的實施方式，但是其它實施方式將是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員相對容易得出。本申請旨在包括在此已經(jīng)討論過的本申請的所有替代、修改、和變化，以及落在上述申請的精神和范圍內(nèi)的其它實施方式。
【主權(quán)項】
1.一種瞬變電磁探測裝置，包括瞬變電磁儀和多芯收發(fā)電纜，所述多芯收發(fā)電纜的一端與所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端相連，另一端與所述瞬變電磁儀的信號接收端相連，其特征在于，以所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端為起點并且以所述瞬變電磁儀的信號接收端為終點，所述多芯收發(fā)電纜在按照預設(shè)第一方向布設(shè)成第一矩形線框之后，按照預設(shè)第二方向布設(shè)成第二矩形線框，所述預設(shè)第一方向與所述預設(shè)第二方向相反，所述第一矩形線框與所述第二矩形線框沿水平方向平行分布并且所述第一矩形線框與所述第二矩形線框的長和寬分別相等，在所述瞬變電磁儀和所述多芯收發(fā)電纜之間還設(shè)置有匹配電路，所述瞬變電磁儀包括中央處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、增益控制電路以及供電電源。2.如權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測裝置，其特征在于，所述預設(shè)第一方向為順時針方向，相應地，所述預設(shè)第二方向為逆時針方向。3.如權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測裝置，其特征在于，所述瞬變電磁儀的信號發(fā)射端與所述瞬變電磁儀的信號接收端位于同一水平面。4.如權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測裝置，其特征在于，所述第一矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離以及所述第二矩形線框的下邊框與所述瞬變電磁儀之間的垂直距離均為12米。5.如權(quán)利要求1所述的一種瞬變電磁探測裝置，其特征在于，所述第一矩形線框以及所述第二矩形線框的長均為10米，寬均為5米。
【文檔編號】G01V3/08GK205539514SQ201521127400
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】黃元溢, 程增慶, 周印明, 李忠, 張建智, 李明江, 趙云
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司, 中國煤炭地質(zhì)總局地球物理勘探研究院