钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统及方法，该系统包括两个三分量收发探管以及设在两个三分量收发探管间的控制探管；三分量收发探管包括外骨架，在外骨架外绕制发射线圈，在外骨架内沿轴向依次布设有第一内骨架、中心内骨架和第二内骨架，在中心内骨架内放置铁氧体磁芯并在中心内骨架外侧沿长边方向分别绕制X、Y方向的水平分量接收线圈，在第一内骨架和第二内骨架内均放置氧体磁芯并在第一内骨架和第二内骨架外分别绕制Z方向接收线圈；两个三分量收发探管的探管参数不同。本发明专利技术能全面探测钻孔径向近处和远处的地质电性信息。

【技术实现步骤摘要】
钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统及方法
本专利技术属于地球物理勘探
，涉及一种能对钻孔径向较远距离(≥30m)的低电阻地质异常体(如隐伏水害)进行探测的孔中瞬变电磁观测系统及方法。
技术介绍
煤矿事故大多出现在巷道掘进期间，突水事故是其中重大灾害之一，为保证巷道安全快速掘进，矿方极为关注未掘区域的隐蔽致灾因素，此外，煤层气水力压裂和底板注浆改造效果的检测，也是煤矿关注的重点，这些问题均可采用钻孔瞬变电磁探测来解决。近年来，随着煤矿井下钻孔瞬变电磁探测技术的发展，对钻孔径向低电阻地质异常体(尤其是水害威胁)的探测精度已达到了较高水平，但径向探测距离一直受限，在地质条件较好的情况下，径向探测30m已经是极限，这个距离对压裂和注浆改造不能很好满足其需求，因为压裂和注浆钻孔希望孔间距尽量大，从而降低成本，而为了保证钻孔瞬变电磁探测范围无盲区全覆盖且存在一定的重叠段，当前要求钻孔间距不能大于40m或50m，小于矿方预期。同时，30m的径向探测距离对巷道超前探测按照安全规程也仅是勉强满足需要，不存在余量，也有增大的需要。要提高径向探测距离就本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三分量收发探管，其特征在于，包括外骨架，在外骨架外绕制发射线圈且发射线圈的轴心线为外骨架中心轴线；还包括依次布设在外骨架内的第一内骨架、中心内骨架和第二内骨架；在中心内骨架内放置铁氧体磁芯并在中心内骨架外侧绕制有X方向的水平分量接收线圈和Y方向的水平分量接收线圈，在第一内骨架和第二内骨架内均放置铁氧体磁芯并在第一内骨架和第二内骨架外分别绕制Z方向接收线圈且Z方向接收线圈的轴心线为第一内骨架和第二内骨架中心轴线；X方向的水平分量接收线圈、Y方向的水平分量接收线圈和Z方向接收线圈的轴心线相互垂直；所述外骨架、第一内骨架、中心内骨架和第二内骨架均为绝缘骨架。/n

【技术特征摘要】
1.一种三分量收发探管，其特征在于，包括外骨架，在外骨架外绕制发射线圈且发射线圈的轴心线为外骨架中心轴线；还包括依次布设在外骨架内的第一内骨架、中心内骨架和第二内骨架；在中心内骨架内放置铁氧体磁芯并在中心内骨架外侧绕制有X方向的水平分量接收线圈和Y方向的水平分量接收线圈，在第一内骨架和第二内骨架内均放置铁氧体磁芯并在第一内骨架和第二内骨架外分别绕制Z方向接收线圈且Z方向接收线圈的轴心线为第一内骨架和第二内骨架中心轴线；X方向的水平分量接收线圈、Y方向的水平分量接收线圈和Z方向接收线圈的轴心线相互垂直；所述外骨架、第一内骨架、中心内骨架和第二内骨架均为绝缘骨架。


2.一种钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统，其特征在于，包括两个权利要求1所述的三分量收发探管以及设在两个三分量收发探管之间的控制探管；两个三分量收发探管分别为探管A和探管B，且探管A和探管B的探管参数不同，控制探管为探管C；探管A、探管C和探管B依次同轴连接；所述探管参数包括发射线圈匝数、接收线圈匝数、第一内骨架和第二内骨架长度、铁氧体磁芯长度。


3.如权利要求2所述的钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统，其特征在于，所述探管A包括外骨架A，在外骨架A外绕制发射线圈A且发射线圈A的轴心线为外骨架A中心轴线，还包括依次布设在外骨架A内的第一内骨架A、中心内骨架A和第二内骨架A，所述第一内骨架A和第二内骨架A的轴向以及中心内骨架A的长边延伸方向均与外骨架轴向相同；在中心内骨架A内放置铁氧体磁芯A并在中心内骨架A外侧绕制有X方向的水平分量接收线圈A和Y方向的水平分量接收线圈A，在第一内骨架A和第二内骨架A内均放置铁氧体磁芯A并在第一内骨架A和第二内骨架A外分别绕制Z方向接收线圈A且Z方向接收线圈A的轴心线为第一内骨架A和第二内骨架A中心轴线；X方向的水平分量接收线圈A、Y方向的水平分量接收线圈A和Z方向接收线圈A的轴心线相互垂直；
所述探管B包括外骨架B，在外骨架B外绕制发射线圈B且发射线圈B的轴心线为外骨架B中心轴线，还包括依次布设在外骨架B内的第一内骨架B、中心内骨架B和第二内骨架B，所述第一内骨架B和第二内骨架B的轴向以及中心内骨架B的长边延伸方向均与外骨架轴向相同；在中心内骨架B内放置铁氧体磁芯B并在中心内骨架B外侧绕制有X方向的水平分量接收线圈B和Y方向的水平分量接收线圈B，在第一内骨架B和第二内骨架B内均放置铁氧体磁芯B并在第一内骨架B和第二内骨架B外分别绕制Z方向接收线圈B且Z方向接收线圈B的轴心线为第一内骨架B和第二内骨架B中心轴线；X方向的水平分量接收线圈B、Y方向的水平分量接收线圈B和Z方向接收线圈B的轴心线相互垂直。


4.如权利要求3所述的钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统，其特征在于，所述发射线圈A的匝数小于发射线圈B的匝数；Z方向接收线圈A的匝数小于Z方向接收线圈B的匝数；第一内骨架A和第二内骨架A的长度均小于第一内骨架B和第二内骨架B的长度；第一内骨架A和第二内骨架A内的铁氧体磁芯A的长度均小于第一内骨架B和第二内骨架B内的铁氧体磁芯B的长度。


5.如权利要求2所述的钻孔瞬变电磁径向远距离探测观测系统，其特征在于，所述控制探管中布设有发射电路、采集电路和存储设备；
所述发射电路用以控制探管A和探管B的发射线圈发射参数，探管A发射的方波电流频率比探管B发射的方波电流频率高，探管A发射电流小于探管B发射电流；
所述采集电路用以接收和转换探管A和探管B的接收线圈接收参数，探管A接收时间比探管B接收时间短；
所述存储设备用以存储探管A和探管B的所有测量参数及实...

【专利技术属性】
技术研发人员：范涛，李萍，赵睿，刘磊，刘柏根，李渊，燕斌，赵兆，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61