[發明專利]長導線接地源地下瞬變電磁探測方法及裝置

有效

• 申請號: 201410746452.4
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104360399A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 薛國強;岳建華;陳衛營;崔江偉;韓德品
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種地球物理勘測方法，具體地說，是涉及一種長導線接地源地下瞬變電磁探測方法。

背景技術

瞬變電磁場法(Transient?Electromagnetic?Method，簡稱TEM)是一種建立在電磁感應原理基礎上的時間域人工源電磁探測方法。它是利用不接地回線或接地導線向地下發射一次場，在一次場關斷后，測量由地下介質產生的感應二次場隨時間的變化，來達到尋找各種地質目標的一種地球物理勘探方法。

圖1為傳統地面回線源瞬變電磁法的工作裝置圖，其中應用較多的是中心回線裝置，即在地面布設回線，在回線正中心點測量，由于這種裝置異常簡單，易于解釋，得到了廣泛的應用。

但是，當在地面接收時，電磁場需要從異常位置傳播到地面接收裝置，才能被采集到。電磁場傳播的時間和路程都比較長，并極易受到發射源和接收裝置間不均勻體的影響。如果能在地下靠近異常目標體的位置進行接收，則電磁場傳播的時間和路程相對較短，并且最大程度地避免了發、收之間不均勻體的影響，能夠觀測到最大異常值，大大提高了對目標體的探測能力。

傳統的地井瞬變電磁法，就是在鉆孔附近的地面上布置不接地線圈作為發射源，用接收探頭在鉆孔中沿鉆孔方向逐點測量地下介質產生的感應二次場，其方法原理如圖2所示。在不接地回線中供以雙極性脈沖電流，從而激發電磁場，在該電磁場的激勵下，地下介質受感應而產生渦旋電流，當發射回線的脈沖電流從峰值躍變到零，激發場立即消失，而地下介質中的感應渦流并不立即消失，而是有一個衰減過程，這個過程的特征與地下電性結構有關。通過研究井中感應二次場在空間和時間上的變化特征，可以達到研究鉆孔周圍電性結構分布的目的，從而可以對井旁、井底附近的地質體進行高精度地分辨，或推斷已見礦體的空間分布與延伸方向。

在地井TEM測量時，所觀測到的地井TEM響應曲線的特征，一方面取決于導電礦體的導電性和幾何形態，另一方面還與發射回線、導體、接收探頭之間的相互位置有關。在實際工作中，當已有資料不足以對異常體進行精確定位時，可以在地面不同方位布置多個發射回線，如圖3。每個回線激發時都用探頭在鉆孔中測量一遍，得到不同特征的響應曲線，從而獲得更豐富的地電信息，有助于對異常體的定性、定量解釋。

由于回線源的對稱性使場有相互抵消作用，能量在地層中衰減較快，探測深度較淺，邊長較大時不易敷設，回線源僅能產生切向電場分量，易于在低阻層中激發感應電流，對探測低阻層十分有利，但在探測高阻層時，回線源不是最好的裝置形式。

當接收空間為煤礦巷道或者隧道這種大致水平情況時，常規的地井觀測裝備變成了如圖5所示的形式。即在地面布設較大線圈、增強供電電流保證探測深度；井下沿巷道進行接收，接收線圈距目標體較近，接收信號強，可提高分辨率與探測精度，增強“旁視”能力。同時，改變地面發射線圈與巷道中接收線圈的相對位置，或者改變接收線圈的法方向，可用于多層采空區探測。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種提高勘探精度和準確性的長導線接地源地下瞬變電磁探測裝置。

本發明所采取的技術方案是：

一種長導線接地源地下瞬變電磁探測裝置，

包括地面發射源接地導線和地下接收裝置；接地導線布置在地面；

在地面利用已有鉆孔或利用已有的地下巷道，在孔中沿鉆孔方向或者在地下巷道沿巷道方向逐點布置接收探頭；所述接地導線由三組接地導線構成；其中兩組互相平行，同時與第三組垂直。

所述接地導線的長度大致等于接地導線與鉆孔的距離并且大致等于目標層的埋藏深度。

所述接地導線的長度為800米到1500米。

所述長接地導線發射源的發射功率為30千瓦。

一種長導線接地源地下瞬變電磁探測方法，在接地導線中供以雙極性脈沖電流，接地導線產生激發電磁場，地下介質受感應而產生渦旋電流；接收探頭在鉆孔中沿鉆孔方向逐點測量地下介質產生的感應二次場，分別對布置在地面的三組接地導線中的每一組進行發射；沿鉆孔方向布置的接收探頭分別接收三組發射源在地下介質產生的感應二次場信號。

一種長導線接地源地下瞬變電磁探測裝置，

包括作為發射源的接地導線和地下接收裝置；接地導線設置在地面；

在煤礦巷道或者隧道內沿水平方向逐點布置接收探頭；所述接地導線由三組接地導線構成；其中兩組互相平行，同時與第三組垂直。