[實用新型]偽隨機擴頻電磁波層析成像儀

有效

• 申請號: 201420818232.3
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN204287509U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 肖柏勛;李太全;劉玉;曾浩;金彥
• 申請（專利權）人: 武漢市工程科學技術研究院
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡紅林

技術領域

本實用新型涉及井間或坑道之間的層析成像系統，具體地指一種偽隨機擴頻電磁波層析成像儀及實現成像的方法。

背景技術

目前，地球物理層析成像技術所面臨的最大技術難題是穿透距離不夠和探測距離與分辨率相互矛盾的問題。地球物理層析成像大致分為兩大類，即電磁波層析成像和彈性波層析成像，電磁波層析成像有井間電磁成像和吸收系數成像兩種，前者工作頻率為10Hz－10KHz，成像參數為地層電阻率。目前該方法主要用于油氣藏勘探，在非金屬套管井中，其透距可達400m－500m，典型儀器以美國XHB2000型EM成像測量系統為代表；后者工作頻率為0.1MHz－35MHz，成像參數為地層對電磁波的吸收系數，典型儀器有國產JW－4、JW－5型地下電磁波儀和WKT－6型電磁波坑道透視儀等，該儀器主要用于城市建設、公路鐵路、水利水電等工程勘察以及煤田和金屬礦勘探等，其透距可達100m－200m。有報道稱：電磁波CT在發射頻率為0.3兆時，在完整的灰巖中的最大穿透距離是500m，但其工程實例極為少見。

在工程勘察方面，通常利用一臺國產或進口24道(12道或48道都有采用)地震儀配上雷管、炸藥或電火花震源和一系列井中檢波器就可以開展地震層析成像工作。在石油行業，首先要考慮井中高溫高壓問題及其它問題，必須采用專用設備。加之石油勘探的層析成像還涉及大透距問題，現有的電磁波和彈性波層析成像技術難有作為。因此，石油行業主要使用地表地震勘探方法。

從目前技術研究來看，地球物理層析成像技術主要存在大透距及其高分辨率探測的問題，而地球物理層析成像技術的分辨率受兩方面因素的制約：一是發射信號的頻率；二是射線的密度，亦即成像網格的大小。在上述目前常用電磁波層析成像儀的工作頻率條件下，分辨率較低，而前現有的技術還不能很好地解決以上問題。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本實用新型目的在于克服上述現有技術的不足而提供一種偽隨機擴頻電磁波層析成像儀，本實用新型能夠在發射能量、工作頻率及探測對象等條件基本相同的情況下，采用偽隨機碼擴頻技術既可使系統具有良好的抗干擾性，又能在一定程度上提升探測的穿透距離。

實現本實用新型目的采用的技術方案是一種偽隨機擴頻電磁波層析成像儀，該成像儀包括：

地面主機，包括數據處理器，所述數據處理器包括同步控制器、第一偽隨機序列產生器、解調器、信號相關器和信號強度估計器，所述解調器、信號相關器和信號強度估計器依次電信號連接，所述第一偽隨機序列產生器分別與同步控制器和信號相關器連接；

第一電纜絞車，設于發射鉆孔附近；

第一井口滑輪，設于所述發射鉆孔位于地面的井口邊上；

第一電纜，繞于所述第一電纜絞車中，所述第一電纜的一端與所述主機連接，另一端通過所述第一井口滑輪置于所述發射鉆孔內；

第二電纜絞車，設于接收鉆孔附近；

第二井口滑輪，設于所述接收鉆孔位于地面的井口邊上；

第二電纜，繞于所述第二電纜絞車中，所述第二電纜的一端與所述主機連接，另一端通過所述第二井口滑輪置于所述接收鉆孔內；

發射裝置，設于所述第一電纜位于發射鉆孔內的一端上，所述發射裝置包括依次電信號連接的第二偽隨機序列產生器、調制器、功率放大器和信號發射天線；

接收裝置，設于所述第二電纜位于接收鉆孔內的一端上，所述接收裝置包括依次電信號連接的信號接收天線、低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器。

進一步地，所述偽隨機擴頻電磁波層析成像儀還包括依次電信號連接的A/D轉換器、FIFO存儲器、DMA控制器、RAM和SD卡，所述A/D轉換器分別與中頻放大器和數據處理器連接，所述RAM和SD卡分別與數據處理器連接。

在上述技術方案中，所述數據處理器還連接有人機界面。

本實用新型能夠在發射能量、工作頻率及探測對象等條件基本相同的情況下，采用偽隨機碼擴頻方式發射電磁波，提高接收信號的信噪比，提高系統的抗干擾能力，從而加大穿透距離，達到精確反演地下介質內部結構的目的，可廣泛應用于深部找礦及工程地質、水文地質、地質災害防治等各勘探行業。

附圖說明

圖1為本實用新型偽隨機擴頻電磁波層析成像儀的結構示意圖。

圖2為本實用新型偽隨機擴頻電磁波層析成像儀中各部件的連接關系示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。