时频电磁勘探数据空中采集装置及系统制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种时频电磁勘探数据空中采集装置及系统，该系统包括若干时频电磁勘探数据空中采集装置，以及若干按预设分布规则分布于勘探目标区域内的地面长极距可控电磁场激发源。每所述采集装置包括：时频电磁数据采集站，用于采集因地面长极距可控电磁场激发源激发而生成的地震数据；用于吊载时频电磁数据采集站的飞行器；若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域内的二分量或三分量电场数据；三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集勘探目标区域内的三分量磁场数据。本申请实施例降低了电磁勘探数据采集的场源效应，便捷高效。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地球物理勘探
，尤其是涉及一种时频电磁勘探数据空中采集装置及系统。
技术介绍
地球物理勘探方法主要有地震法、直流电法、磁法、重力法和电磁法等勘探方法。其中电磁法又称“电磁感应法”，根据岩石或矿石的导电性和导磁性的不同，利用电磁感应原理进行找矿勘探的方法，统称为电磁法。传统的电磁法利用天然场源，因此不需要考虑场源的布设。目前广泛应用的可控源声频电磁勘探方法和长偏移瞬变电磁勘探方法都只布设一个激发场源，只能在场源附件一定范围内接收，当一个场源的激发能量不能满足接收点信号的信噪比要求时，才选择合适位置重新布设场源。单一激发场源的信号存在一系列问题：首先，由于地下构造的复杂性，不同位置或方位的激发场由于电磁场传输过程不同在接收点会产生明显差异；第二，离场源远近不同，通过地面、空中和地下到达接收点的场信号成分差别很大，因此，接收点得场源特性存在差异，比如近区，主要为地下直达波场，而远区主要为从地面或空中传播的平面波，因此，接收到的信号严重受非勘探目标影响，在近区和远区之间还存在过渡区，其电磁场特性更为复杂；因此，传统可控源电磁法勘探常常因为场源效应不能很好消除其应用效果大打折扣，甚至产生错误结果。此外，目前电磁法所用的采集设备都是布设在地面上的，在地形复杂通行困难的地表条件下，采集设备的布设施工困难，从而不利于地震数据的采集。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种可降低地震电磁联合勘探的场源效应，且便于地震数据采集的时频电磁勘探数据空中采集装置及系统。为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种时频电磁勘探数据空中采集装置，包括：时频电磁数据采集站，用于采集多个电磁场激发源激发而生成的地震数据；用于吊载所述时频电磁数据采集站的飞行器；若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与所述时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域内的二分量或三分量电场数据；三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的三分量磁场数据。另一方面，本申请实施例还提供一种时频电磁勘探数据空中采集系统，其包括若干个时频电磁勘探数据空中采集装置，以及若干个按预设分布规则分布于勘探目标区域内的地面长极距可控电磁场激发源；其中，每个时频电磁勘探数据空中采集装置包括：时频电磁数据采集站，用于采集因所述地面长极距可控电磁场激发源激发而生成的地震数据；用于吊载所述时频电磁数据采集站的飞行器；若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与所述时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的二分量或三分量电场数据；三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的三分量磁场数据。本申请的时频电磁数据空中采集装置具有多个电磁场数据采集通道实现一个设备同时具备三分量电场数据采集和三分量磁场数据采集的集成，可以对地下地质目标进行全方位发发射和激励，因而可以降低由单一激发场源造成的场源效应，并且本申请的时频电磁数据空中采集装置不需要在地面布设无线时频电磁数据采集站，不极化电极对和三分量磁场传感器，避免了因地形复杂分布而带来的问题，非常便于数据的采集。此外，本申请的时频电磁数据空中采集装置在空中移动非常快捷简便，极大地提高了生产效率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：图1为本申请一个实施例的时频电磁勘探数据空中采集装置的结构示意图；图2为本申请一个实施例的时频电磁勘探数据空中采集系统的结构示意图；图3a～3c为本申请一个实施例的时频电磁勘探数据空中采集系统中的电容式电场传感器的电阻率测量等效电路模型；图4a～4c为本申请一个实施例的时频电磁勘探数据空中采集系统中的电容式电场传感器的结构示意图；图5为本申请一个实施例的时频电磁勘探数据空中采集系统的数据采集方法的流程图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，但并不作为对本申请实施例的限定。下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。参考图1所示，本申请实施例的时频电磁勘探数据空中采集装置包括：无线时频电磁数据采集站，用于采集多个电磁场激发源激发而生成的地震数据，比如按照二维测线或三维测网的坐标位置上定点采集三分量时频电磁数据；用于吊载所述无线时频电磁数据采集站的飞行器，这种无线时频电磁数据采集站布置在空中，可有避免地形因素的影响，从而便于地震数据的采集；若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与所述无线时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域(陆上勘探目标区域)内的二分量或三分量电场数据；例如具两组或三组相互正交的电容式不极化电极对(EX、EY或EZ)，每对电容式不极化电极对的长度在10米左右(一般不小于10米)，其通过对应的电场数据通道与无线时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域的二分量(EX、EY)或三分量(EX、EY、EZ)电场数据；三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的三分量磁场数据。本申请实施例中，三分量的磁场传感器可以为三只相互正交的磁场传感器(HX、HY、HZ)构成三分量磁场传感器，其通过对应的磁场数据通道与无线时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集所述勘探目标区域的三分量磁场数据。本申请实施例中，飞行器可以为直升机或无人直升机。为方便控制，上述无线时频电磁数据采集站优选无线遥控时频电磁数据采集站，其包含一个GPS接收天线，一个无线数据收发天线(例如WiFi或蓝牙等)。本申请实施例中，上述每个电磁数据通道均由一个高灵敏度、低噪音、低漂移、低功耗的前置放大器，一个32位模数转换器，一个存储器(闪存卡)，和保证每个电磁数据通道正常工作的独立的供电电源组成。其中：前置放大器，用于将对应的电容式不极化电极对或磁场传感器采集到的模拟信号进行前置放大处理，获得放大的模拟信号；模数转换器，用于将放大的模拟电场或磁场信号进行模数转换，获取适于无线时频电磁数据采集站的控制器处理的数字信号；存储器，用于在无线时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，包括：时频电磁数据采集站，用于采集多个电磁场激发源激发而生成的地震数据；用于吊载所述时频电磁数据采集站的飞行器；若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与所述时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域内的二分量或三分量电场数据；三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的三分量磁场数据。

【技术特征摘要】
1.一种时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，包括：
时频电磁数据采集站，用于采集多个电磁场激发源激发而生成的地震数据；
用于吊载所述时频电磁数据采集站的飞行器；
若干组相互正交的电场传感器，其通过对应的电场数据通道与所述时频电磁数据采集站的控制器相连，用于采集勘探目标区域内的二分量或三分量电场数据；
三分量的磁场传感器，其通过对应的电磁数据通道与所述制器相连，用于采集所述勘探目标区域内的三分量磁场数据。
2.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述时频电磁数据采集站具有若干个三分量的地震检波器或至少三个单分量的地震检波器，所述地震检波器通过对应的地震数据通道与所述时频电磁数据采集站的控制器相连，用于对应采集因地面长极距可控电磁场激发源激发而生成的三分量或单分量的地震数据。
3.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述电场传感器包括电容式电场传感器。
4.根据权利要求3所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述电容式电场传感器包括六块金属板拼合而成的平行六面体，其中，左右两块平行相对的金属板相耦合组成X方向水平电场传感器，前后两块平行相对的金属板相耦合组成Y方向水平电场传感器，上下两块平行相对的金属板相耦合组成Z方向垂直电场传感器。
5.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述飞行器为直升机或无人直升机。
6.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述电场数据通道及所述磁场数据通道均包括：
前置放大器，用于将对应的电场传感器或磁场传感器采集到的模拟信号进行前置放大处理，获得放大的模拟信号；
模数转换器，用于将所述放大的模拟信号进行模数转换，获取适于所述制器处理的数字信号；
存储器，用于在所述制器的控制下保存所述数字信号。
7.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述电场传感器为电容式不极化电极对，所述的磁场传感器为磁通门式或感应线圈式磁场传感器。
8.根据权利要求1所述的时频电磁勘探数据空中采集装置，其特征在于，所述电场传感器的频带响应范围覆盖可控电磁场激发源的频带范围以及大地或天然电磁场的频带范...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚，何展翔，陈娟，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京;11