[發明專利]一種接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法

有效

• 申請號: 201710436045.7
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107015286B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 周楠楠;薛國強;鐘華森;侯東洋
• 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: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 丁清鵬

1.一種接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法，其特征在于，所述方法具體為：

對接地導線源以偏移距為小于0.7倍探測深度進行探測，根據時變點電荷載流微元積分理論，建立水平層狀介質電場X分量、Y分量及磁場X分量、Y分量、Z分量的解析表達式，計算得到電場X分量、Y分量及磁場X分量、Y分量、Z分量的響應及平面分布特征；

最小探測深度計算方法具體為：

R*是接地導線源的電阻,R是匹配電阻,C是等效電容,U是發送電壓,L為自感；

當突然斷開或接通電路中的電源時,這個電路中的電流將從原來的狀態向著新的穩定狀態變化,這種變化過程不可能瞬時內完成,中間存在一個過程,其回路方程為

其中，I表示發射電流，i₁、i₂分別表示兩個閉合回路的感應電流，R_D表示大地和接地電極電阻的和，L_wire表示發射線的自感系數，p為電阻率；

在大多數情況下，假設中間量a，

滿足a遠遠小于1的條件，

經過變換得到時間域方程，

i₁(t)＝2Imte^-mt

為斷電后的自感電流，

U(t)＝2IRmte^-mt 公式八

為斷電后的自感電壓

為判斷自感信號的變化特性,經過對U(t)求導,可知發射源自感信號的衰減規律:當t＝0時,U(t)＝0；隨著時間的增加,當t＝1/m時,U(t)達到極大值；當t>1/m時曲線迅速衰減到零，對于不同的材料,m值并不相同，

發射線的自感系數為

由于2l＞＞r₀，得到

2l為發射源長度,采用較常用的線材r₀＝0.73mm；等效電容C₁為每米長度的電容,計算中取值為160×10^-9F，

當發射線的電容很小可以忽略時，暫態過程不存在，電壓與感應電壓相同，感應電壓表達式為

其中,表示收發距；

μ₀表示地下均勻半空間的磁導率，σ表示地下介質的電導率，y表示接收點在y-軸的坐標，

取發射源長度為1000m，均勻大地的電阻率為100Ω·m.分別采用公式八和公式九計算自感電壓和感應電壓；

定義自感信號衰減三個數量級時的時間為最早可分辨時間,其所對應的深度為最小探測深度，具體計算步驟如下:

對于一定的導線材料,計算材料電感；在已知材料自感系數L_wire和給定電容的情況下,計算參數m；通過公式八計算U(t)；通過公式九計算V(t)；當V(t)＝10U(t)時給出最小延遲時間t_min；依據下式計算出最小探測深度,式中:h_min為最小探測深度,單位為m。

2.如權利要求1所述的接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法，其特征在于，所述方法中采用V8綜合電法儀進行數據采集。

3.如權利要求1所述的接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法，其特征在于，所述方法中發射源長度為300m，發射電流10A，發射基頻25Hz，發射功率30Kw。