The invention discloses a borehole electromagnetic receiver for detecting underground electrical structures, measuring apparent resistivity and apparent polarization of underground media so as to obtain electrical anomalies around the wellbore. The electromagnetic receiver is mainly composed of a wellhead control unit, a winch and a cable and a borehole detector. The measuring range includes three component magnetic field B and three component dB/dt and the vertical component of the electric field. The invention realizes multi component and multi parameter measurement, has faster data real-time transmission speed and lower noise at low frequency, and is suitable for deep metal mine exploration.
【技术实现步骤摘要】
一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机
本专利技术涉及地球物理探测领域,尤其是低频电磁信号探测,涉及一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机。
技术介绍
电磁法(或叫电磁感应法)是电法勘探的重要分支。该方法主要利用岩矿石的导电性、导磁性和介电性的差异,应用电磁感应原理,观测和研究人工或天然形成的电磁场的分布规律(频率特性和时间特性),进而解决有关的各类地质问题。井地电磁法是指在井中供大功率的交流电,在地面接收电磁场信号的一类电磁测深方法。由于激发场源在井中,因此能够有效地选择对所研究的目标体进行最直接、最有效地激发。相对于传统地面电磁探测技术来说,该方法很大程度上提高了对目标体的探测范围和精度。利用井地电磁方法,可以测量地下介质的视电阻率和视极化率并寻找异常值,分析地下的地质情况,探测石油、矿物的储量及分布规律。视电阻率(apparentresistivity),是用来反映岩石和矿石导电性变化的参数。定义:在地下岩石电性分布不均匀(有两种或两种以上导电性不同的岩石或矿石)或地表起伏不平的情况下,若仍按测定均匀水平大地电阻率的方法和计算公式求得的电阻率称之为视电阻率,以符号ρs表示,单位和电阻率相同,为Ω·m。视极化率(apparentchargeability),是指在多种岩石、矿石存在的情况下(即所谓介质不均匀时)测得的极化率。它是表示直流激发极化法观测结果的一个参数。地井TEM测量已是一种较成熟的方法,在国外得到了较广泛的应用,也取得了很多令人瞩目成果,但由于各种原因,在我国一直没有被广泛的重视和推广,随着我国矿产资源不断的被开发利用,大批矿山逐渐面 ...
【技术保护点】
一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机,由井口控制单元、绞车和缆线、井中探管组成,井中探管通过缆线连接绞车,井口控制单元连接缆线并控制绞车实现对井中探管的控制,其特征在于:所述的井中探管为钛钢管,钛钢管前端设置有前端马龙头,钛钢管内部设置有电源模块、通讯模块、测斜模块、控制电路、采集电路、上电极、三轴感应线圈磁传感器、三轴磁通门磁传感器和下电极;缆线包括通讯缆及套装在通讯缆外围的铠装缆,前端马龙头将铠装缆与通讯缆分离,实现铠装缆承载钛钢管重力,保证通讯缆不受力;电源模块包括锂电池组,实现为井中探管供给电源,通讯缆仅实现通讯功能;通讯模块用于井口控制单元与控制电路的长距离通讯;测斜模块用于测量地磁场三分量获得探管位于井下作业时姿态方位参数;控制电路读取采集电路输出的数据流并进行预处理组成数据包,在井口控制单元的控制下完成增益、采样率设置、数据读取、本地保存、数据传输和状态提取工作;采集电路将三轴磁通门磁传感器、三轴感应线圈磁传感器、上电极和下电极输出的电压信号进行低噪声放大、滤波、模数转换;三轴感应线圈磁传感器反映磁感应强度变化率,之后输出至后续采集电路;三轴磁通门磁传感器将三轴正交磁 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机,由井口控制单元、绞车和缆线、井中探管组成,井中探管通过缆线连接绞车,井口控制单元连接缆线并控制绞车实现对井中探管的控制,其特征在于:所述的井中探管为钛钢管,钛钢管前端设置有前端马龙头,钛钢管内部设置有电源模块、通讯模块、测斜模块、控制电路、采集电路、上电极、三轴感应线圈磁传感器、三轴磁通门磁传感器和下电极;缆线包括通讯缆及套装在通讯缆外围的铠装缆,前端马龙头将铠装缆与通讯缆分离,实现铠装缆承载钛钢管重力,保证通讯缆不受力;电源模块包括锂电池组,实现为井中探管供给电源,通讯缆仅实现通讯功能;通讯模块用于井口控制单元与控制电路的长距离通讯;测斜模块用于测量地磁场三分量获得探管位于井下作业时姿态方位参数;控制电路读取采集电路输出的数据流并进行预处理组成数据包,在井口控制单元的控制下完成增益、采样率设置、数据读取、本地保存、数据传输和状态提取工作;采集电路将三轴磁通门磁传感器、三轴感应线圈磁传感器、上电极和下电极输出的电压信号进行低噪声放大、滤波、模数转换;三轴感应线圈磁传感器反映磁感应强度变化率,之后输出至后续采集电路;三轴磁通门磁传感器将三轴正交磁场转换为电压信号;上电极和下电极测量Z轴方向的电场Ez。2.如权利要求1所述的一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机,其特征在于,所述的井口控制单元包括PC和GPS模块,GPS模块外部集成GPS天线;探管下井前,PC通过以太网与井中探管进行通讯,完成GPS对钟、参数设置、探管电路自检工作;探管下井后,PC通过USB转422接口模块,借助通讯缆与井中探管电路进行通讯,查看当前数据采集的状态、进度,获取数据初步处理结果;井中数据采集结束后,探管提升至地面,PC通过以太网实现大量原始数据的快速下载;借助GPS模块实现时钟漂移校准。3.如权利要求2所述的一种用于探测地下电性结构的井中电磁接收机,其特征在于,所述的采集电路包括七道前置放大器OPA、低通滤波器LP、可编程增益放大器PGA、AD缓冲器BUF、基准电源REF、模数转换电路ADC、IO隔离器ISO;七道前置放大器包括六道磁道前置放大器和一道电道前置放大器;六道磁道前置放大器中前三道放大三轴磁通门磁传感器输...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈凯,金胜,魏文博,邓明,阿木尔,史心语,
申请(专利权)人:中国地质大学北京,
类型:发明
国别省市:北京,11
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