一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置及勘探方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置及勘探方法，该装置包括：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，解决一次场干扰过大、二次场信息不丰富的问题，采用分离式三分量接收线圈结构，实现零偏移二次场信息三分量的获取。

A self compensating three component towed transient electromagnetic exploration device and its exploration method

【技术实现步骤摘要】
一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置及勘探方法
本专利技术涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置及勘探方法。
技术介绍
瞬变电磁法(Timedomainelectromagneticmethods，TEM)是一种基于电磁感应定律的地球物理勘探方法，由于其工作效率高、形态简单、对低阻体敏感等特点，已经成为解决地质结构探测，地质资源勘探等问题的重要方法。地面TEM由于发射对接收线圈的耦合作用，有效的二次场信号与一次场干扰产生混叠，若一次场干扰较强，将无法提取有效二次场信号，造成浅层地质信息丢失。因此，如何削弱发射对接收线圈的耦合，获取xyz三个分量的纯二次场信息对于地面TEM系统实现从浅层到深层全空间的立体高精度探测具有重要意义。专利申请号201810256463.2的《基于双补偿线圈的航空磁场补偿多线圈系统》，文中公开了一种双补偿线圈中心回线的方法进行一次场补偿，但是该补偿方法受发射线圈尺寸限制，补偿线圈灵活性差，补偿效果有限，难以实现一次场精确补偿；对于拖曳式瞬变电磁系统而言，该方法不仅无法获取更丰富的地质信息，残余的一次场干扰甚至可能会造成早期二次场信号无法提取。专利申请号201710654527.X的《一种三分量瞬变电磁接收装置》，文中公开了一种用导轨等设计的三分量瞬变电磁接收装置，该装置具有较强的灵活性，但是没有解决发射对接收线圈的耦合问题，在一次场干扰下，所接收到的x、y、z分量的二次场信号将产生较大偏移，甚至导致二次场信号的完全失真；若应用于拖曳式瞬变电磁系统，则需额外设计一次场补偿装置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置，解决一次场干扰过大、二次场信息不丰富的问题。本专利技术另一方面还提供一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探方法。本专利技术是这样实现的，一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置，该装置包括：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，所述x方向、y方向以及、z方向互相正交，拖曳车前进方向为y方向，垂直拖曳车向上为z方向；z分量接收线圈的初始位置z分量接收线圈的初始位置关于发射线圈的一侧边对称，x分量接收线圈初始位置关于发射线圈的一侧边上下对称，y分量接收线圈初始位置关于发射线圈上下对称。进一步地，所述z分量接收线圈跨发射线圈的发射线偏心铺设于距离拖曳车平台20-30cm高台上。进一步地，所述x分量接收线圈以及y分量接收线圈距发射线圈一侧边水平距离20-30cm。一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探方法，该方法包括：1)线圈铺设：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，所述x方向、y方向以及、z方向互相正交，拖曳车前进方向为y方向，垂直拖曳车向上为z方向；z分量接收线圈的初始位置z分量接收线圈的初始位置关于发射线圈的一侧边对称，x分量接收线圈初始位置关于发射线圈的一侧边上下对称，y分量接收线圈初始位置关于发射线圈上下对称；2)接收线圈位置调整：通过发射机向发射线圈通入1KHz、1A正弦电流，通过上位机观测接收信号，分别确定x分量接收线圈、y分量接收线圈、z分量接收线圈的补偿效果，并进行相应位置调节；3)激发和采集，发射机通过发射线圈发射双极性矩形波，接收机通过x分量接收线圈、y分量接收线圈、z分量接收线圈检测二次场信号。进一步地，步骤1)线圈铺设包括：所述z分量接收线圈跨发射线圈的发射线偏心铺设于距离拖曳车平台20-30cm高台上。进一步地，所述x分量接收线圈以及y分量接收线圈距发射线圈一侧边水平距离20-30cm。进一步地，步骤2)接收线圈位置调整包括：进行z分量接收线圈位置调节：通过上位机观测z分量接收线圈的接收信号是否大于系统本底噪声V1，若不大于系统本底噪声V1，固定z分量接收线圈位置，若接收信号大于本底噪声V1，则将z分量接收线圈由初始位置向发射线圈内部方向移动0.5cm，若接收信号减小，则继续向发射线圈内部方向移动，直至z分量接收线圈的接收信号小于本底噪声V1，固定z分量接收线圈位置，若接收信号增大，则将z分量接收线圈向发射线圈外部方向移动，直至z分量接收线圈的接收信号小于本底噪声V1，固定z分量接收线圈位置；x分量接收线圈位置调节：通过上位机观测x分量接收线圈的接收信号是否大于系统本底噪声V1，若不大于系统本底噪声V1，则固定x分量接收线圈位置，若接收信号大于本底噪声V1，则将x分量接收线圈由初始位置垂直地面向上移动0.5cm，若接收信号减小，则继续垂直地面向上移动，直至x分量接收线圈的接收信号小于本底噪声V1，固定x分量接收线圈位置，若接收信号增大，则将x分量接收线圈垂直地面向下移动，直至x分量接收线圈的接收信号小于本底噪声V1，固定x分量接收线圈位置；按照x分量接收线圈调节过程调节y分量接收线圈位置。本专利技术与现有技术相比，有益效果在于：(1)本专利技术采用自补偿接收的方法，使得接收线圈感应具有两个方向相反的一次场，不需要其他额外措施，可以自动衰减一次场的影响；(2)本专利技术采用一次场自补偿调节方法，基于发射线圈两侧磁场反向的原理，配合完整有效的线圈位置调节方法，可迅速寻找接收线圈零场位置，克服了一次场干扰严重的问题，实现了纯净二次场信号的获取；(3)本专利技术采用分离式三分量接收线圈结构，使用三个独立接收线圈从x、y、z三个方向接收二次场信号，配合一次场自补偿方法，结构简单，可实现零偏移二次场信息三分量的获取，为实现无盲区、高精度立体探测提供技术支持。附图说明图1为本专利技术系统结构及线圈铺设方式示意图；图2为本专利技术系统结构及线圈铺设方式详情平面示意图；图3为本专利技术工作方法流程图；图4为本专利技术工作方法流程中接收线圈位置调节流程图；图5为本专利技术工作方法流程中系统激发和采集过程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置，采用偏移距接收方法，使用双平台结构，拖曳车平台A与2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置，其特征在于，该装置包括：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，所述x方向、y方向以及、z方向互相正交，拖曳车前进方向为y方向，垂直拖曳车向上为z方向；/nz分量接收线圈的初始位置z分量接收线圈的初始位置关于发射线圈的一侧边对称，x分量接收线圈初始位置关于发射线圈的一侧边上下对称，y分量接收线圈初始位置关于发射线圈上下对称。/n

【技术特征摘要】
1.一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探装置，其特征在于，该装置包括：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，所述x方向、y方向以及、z方向互相正交，拖曳车前进方向为y方向，垂直拖曳车向上为z方向；
z分量接收线圈的初始位置z分量接收线圈的初始位置关于发射线圈的一侧边对称，x分量接收线圈初始位置关于发射线圈的一侧边上下对称，y分量接收线圈初始位置关于发射线圈上下对称。


2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述z分量接收线圈跨发射线圈的发射线偏心铺设于距离拖曳车平台20-30cm高台上。


3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述x分量接收线圈以及y分量接收线圈距发射线圈一侧边水平距离20-30cm。


4.一种自补偿三分量拖曳瞬变电磁勘探方法，其特征在于，该方法包括：
1)线圈铺设：拖曳车平台以及在拖曳车平台上设置的高台，所述拖曳车平台与所述高台平行铺设，在高台上铺设z分量接收线圈；发射线圈、x分量接收线圈及y分量接收线圈铺设于拖曳车平台，其中x分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的右侧，y分量接收线圈垂直地面铺设与拖曳车平台行驶方向的后侧，所述x分量接收线圈中线与发射线圈的x轴中线重合；y分量接收线圈中线与发射线圈的y轴中线重合，所述x方向、y方向以及、z方向互相正交，拖曳车前进方向为y方向，垂直拖曳车向上为z方向；z分量接收线圈的初始位置z分量接收线圈的初始位置关于发射线圈的一侧边对称，x分量接收线圈初始位置关于发射线圈的一侧边上下对称，y分量接收线圈初始位置关于发射线圈上下对称；

【专利技术属性】
技术研发人员：林君，贾文枫，殷光耀，张洋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22