[發(fā)明專利]一種矩形回線源瞬變電磁探測(cè)的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610077521.6
• 申請(qǐng)日: 2016-02-04
• 公開（公告）號(hào): CN105759316B
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周楠楠;薛國(guó)強(qiáng);李海;鐘華森;侯東洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V3/28
• 分類號(hào): G01V3/28
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 肖平安

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤田水文地質(zhì)與地球物理領(lǐng)域，具體涉及一種矩形回線源瞬變電磁探測(cè)的方法和裝置。

背景技術(shù)

瞬變電磁(TEM)法是一種常見的基于電磁感應(yīng)的地球物理方法，能夠提供地下地電信息。大回線源瞬變電磁法廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)、工程和環(huán)境調(diào)查，以及其它地質(zhì)研究。在瞬變電磁測(cè)深法發(fā)展的早期，主要采用中心回線或重疊回線的裝置，場(chǎng)值響應(yīng)的計(jì)算研究也主要集中于裝置中心點(diǎn)。鋪設(shè)一個(gè)發(fā)射回線往往只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，工作效率受到極大限制。為了提高效率，如今的瞬變電磁測(cè)深多采用矩形回線裝置，關(guān)于矩形回線裝置的場(chǎng)值響應(yīng)的正演計(jì)算及反演視電阻率的研究較多，但在野外實(shí)踐中，特別是在我國(guó)的山區(qū)或建筑物較多的地區(qū)工作時(shí)，很難布置足夠標(biāo)準(zhǔn)的矩形發(fā)射回路進(jìn)行傳統(tǒng)的測(cè)量，如圖1所示，回線的形狀可能是任意形狀的多邊形。使用設(shè)計(jì)矩形回線參數(shù)反演實(shí)際多邊形回線觀測(cè)的數(shù)據(jù)會(huì)帶來一定的計(jì)算誤差，影響回線源瞬變電磁的探測(cè)精度。因此，在具有特殊地形或建筑物等地區(qū)探測(cè)時(shí)，需要考慮發(fā)射回線形狀的影響。但由于發(fā)射回線形狀的改變，修正式矩形回線的瞬變電磁場(chǎng)響應(yīng)的計(jì)算、資料的采集、處理和解釋還沒有形成成熟的技術(shù)體系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)矩形回線參數(shù)反演多邊形回線觀測(cè)數(shù)據(jù)帶來的計(jì)算誤差，本發(fā)明提供一種矩形回線源瞬變電磁探測(cè)的方法和裝置，利用地球物理方法，提高探測(cè)結(jié)果的解釋精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種矩形回線源瞬變電磁探測(cè)的方法，包括：

采用矩形回線源探測(cè)實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

對(duì)探測(cè)到的實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得以每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

通過疊加計(jì)算獲得實(shí)際回線源的瞬變電磁場(chǎng)總場(chǎng)數(shù)據(jù)；

對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)矩形回線與實(shí)際矩形回線的響應(yīng)，確定由回線形狀改變引起的相對(duì)誤差，進(jìn)行定量分析，確定適用于實(shí)際矩形回線的響應(yīng)計(jì)算的校正因子；

根據(jù)獲得的校正因子代入適用于標(biāo)準(zhǔn)回線的視電阻率公式，確定實(shí)際回線內(nèi)任一點(diǎn)的視電阻率。

對(duì)探測(cè)到的實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得以每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括：

將實(shí)際回線的單一坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成與每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系；

在每一條發(fā)射邊框的坐標(biāo)系下分別利用線積分計(jì)算所述邊框產(chǎn)生的場(chǎng)值響應(yīng)。

通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)矩形回線與實(shí)際矩形回線的響應(yīng)，確定由回線形狀改變引起的相對(duì)誤差，進(jìn)行定量分析，確定適用于實(shí)際矩形回線的響應(yīng)計(jì)算的校正因子，包括：

對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)矩形回線與實(shí)際回線等周長(zhǎng)或等磁矩下的場(chǎng)值響應(yīng)；

通過對(duì)比的結(jié)果確定由等周長(zhǎng)或磁矩的改變形狀的回線引起的相對(duì)誤差，進(jìn)行定量分析，確定適用于實(shí)際矩形回線的響應(yīng)計(jì)算的校正因子。

根據(jù)獲得的校正因子代入適用于標(biāo)準(zhǔn)回線的視電阻率公式，確定實(shí)際回線內(nèi)任一點(diǎn)的視電阻率，包括：

根據(jù)獲得的正演響應(yīng)結(jié)果和校正因子，利用迭代方法計(jì)算實(shí)際回線內(nèi)任一點(diǎn)的視電阻率。

所述的方法還包括：

確定實(shí)際回線的探測(cè)深度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種矩形回線源瞬變電磁探測(cè)的裝置，包括：

采集模塊，用于采用矩形回線源探測(cè)實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

坐標(biāo)變換模塊，用于對(duì)探測(cè)到的實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得以每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)；

響應(yīng)模塊，用于通過疊加計(jì)算獲得實(shí)際回線源的瞬變電磁場(chǎng)總場(chǎng)數(shù)據(jù)；

對(duì)比模塊，用于對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)矩形回線與實(shí)際矩形回線的響應(yīng)，確定由回線形狀改變引起的相對(duì)誤差，進(jìn)行定量分析，確定適用于實(shí)際矩形回線的響應(yīng)計(jì)算的校正因子；

視電阻率模塊，用于根據(jù)獲得的校正因子代入適用于標(biāo)準(zhǔn)回線的視電阻率公式，確定實(shí)際回線內(nèi)任一點(diǎn)的視電阻率。

所述坐標(biāo)變換模塊對(duì)探測(cè)到的實(shí)際回線對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，獲得以每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的瞬變電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括：

將實(shí)際回線的單一坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成與每一條發(fā)射邊框?yàn)檩S的多個(gè)坐標(biāo)系；

在每一條發(fā)射邊框的坐標(biāo)系下分別利用線積分計(jì)算所述邊框產(chǎn)生的場(chǎng)值響應(yīng)。

所述對(duì)比模塊通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)矩形回線與實(shí)際矩形回線的響應(yīng)，確定由回線形狀改變引起的相對(duì)誤差，進(jìn)行定量分析，確定適用于實(shí)際矩形回線的響應(yīng)計(jì)算的校正因子，包括：