本发明专利技术公开一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法及系统，方法包括：采集待测钻孔内各测点的测量信息，测量信息包括二次场感应电动势以及横滚角度；针对每一测点，以横滚角度为横坐标、二次场感应电动势为纵坐标，建立展开图；在展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息；本发明专利技术从根本上解决了钻孔瞬变电磁法探测负感应电动势响应的处理问题，所得到的测点的测量变换信息，包含负向的电动势信号，可提高异常体定位的准确性。体定位的准确性。体定位的准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法及系统
[0001]本专利技术涉及勘测
，具体涉及一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法及系统。
技术介绍
[0002]孔中瞬变电磁法是在传统测井技术和矿井瞬变电磁法的基础上提出来的，结合两者优点，在钻孔有限空间中进行全方位瞬变电磁探测，达到利用煤矿井下钻孔并了解钻孔岩性及其周边富水性、构造等问题的目的。将矿井瞬变电磁法应用于钻孔内，来对钻孔周围地质情况进行探查的方式与传统瞬变电磁法相比较，其优势主要体现在以下3个方面：（1）钻孔内瞬变电磁法探测，能够避开巷道金属支护等带来的干扰，提高瞬变电磁信号信噪比；（2）将探头送入钻孔内探测，更接近异常体，异常信息距离短，损耗小，二次场扩散小，分辨率更高；（3）钻孔由于“一孔之间”未揭露的水害异常可以被孔中瞬变电磁法发现，扩大了钻孔控制半径，提高了钻孔利用率。
[0003]然而，目前孔中瞬变电磁法探测技术仍存在一些技术问题：（1）钻孔内探测属于全空间响应，异常体相对于探头的方位不同，瞬变电磁信号响应曲线也会不同，甚至会出现不利于电阻率值计算的负向响应；而在相关技术中，比如申请公布号为CN104090306A的中国专利技术专利申请文献所提出的一种煤矿井下钻孔中径向含水异常体探测方法中，在进行异常体定位过程中无法有效利用负向响应；（2）仅能定位异常体所在钻孔的大概角度，而对异常体离孔中心的距离无法确定。以上这些技术难题制约了钻孔瞬变电磁法的使用范围和效率。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于如何通过三维展开处理方法在异常体定位过程中将负向响应转化为有利于电阻率值计算的有效信息。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：本专利技术提出了一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，所述方法包括：采集待测钻孔内各测点的测量信息，所述测量信息包括二次场感应电动势以及横滚角度；针对每一测点，以所述横滚角度为横坐标、以所述二次场感应电动势为纵坐标，建立展开图；在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息。
[0006]进一步地，所述采集待测钻孔内各测点的测量信息，包括：在利用推送杆将瞬变电磁探测装置送入和/或退出所述待测钻孔过程中，按照设定的步距进行点测，获取各测点的测量信息。
[0007]进一步地，所述瞬变电磁探测装置与所述推送杆为可转动连接，所述方法还包括：
利用所述推送杆将所述瞬变电磁探测装置推送或退出至某一测点位置时，旋转所述瞬变电磁探测装置指定角度，对该测点位置的钻孔侧向信息进行测量。
[0008]进一步地，在所述采集待测钻孔内各测点的测量信息之前，所述方法还包括：以横滚角γ为0
°
时，右侧为90
°
，左侧为
‑
90
°
，标定瞬变电磁探测装置竖直向上为0度、竖直向下+
‑
180度，建立第一坐标系；设定第一接收线圈沿水平面垂直于所述瞬变电磁探测装置的轴向且向右为所述第一坐标系X轴正向，第二接收线圈垂直于水平面向上为所述第一坐标系Z轴正向；将铁器作为已知异常体放置于所述第一坐标系的任一象限，通过所述第一接收线圈和所述第二接收线圈分别测量X分量感应电动势和Z分量感应电动势；在所述X分量感应电动势和/或所述Z分量感应电动势与该象限不符时，调整所述X分量的方向和/或所述Z分量的方向，使感应电动势的方向与该象限相符。
[0009]进一步地，在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息，包括：在所述展开图中某一分量电动势信号为负向响应时，对所述横滚角度进行变换，以将为负向响应的电动势信号转换为正向响应，其中，所述横滚角度的变换公式为：当0
°
<γ<180
°
，γ
’
=γ
‑
180
°
当
‑
180
°
<γ<0
°
，γ
’
=180
°
+γ式中：γ表示实测横滚角度，γ
’
表示变换后的横滚角度。
[0010]进一步地，对于正向响应的感应电动势信号的处理，所述方法还包括：将正向响应的感应电动势信号划分为高电压区域和低电压区域；分别对高电压区域和低电压区域进行插值操作，将相应区域内的多测点平滑连接，形成多测道曲线。
[0011]进一步地，在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息之后，所述方法还包括：基于所有测点的测量变换信息，对异常体的方位及距离进行定位，包括：基于所有测点的测量变换信息，形成一个以钻孔为中心的三维电动势数据；基于所述三维电动势数据，对异常体的方位及距离进行定位。
[0012]进一步地，所述基于所有测点的测量变换信息，形成一个以钻孔为中心的三维电动势数据，包括：以所述第一坐标系中X轴为变换后的横滚角γ
’
、Y轴为孔深或实际进尺、Z轴为变换后的感应电动势值，建立第二坐标系；在所述第二坐标系中，将所有测点的测量变换信息沿待测钻孔孔深方向按照设定间距进行组合，得到将待测钻孔以横滚角方式展开后的三维电动势数据。
[0013]进一步地，所述基于所述三维电动势数据，对异常体的方位及距离进行定位，包括：利用已知的电阻率计算方法对所述三维电动势数据进行处理，得到所有测点的电阻率二维、三维空间分布，计算得到以钻孔为中心的三维电阻率数据体；将所述三维电阻率数据体按照任意指定横滚角度提取二维电阻率值剖面；基于所述二维电阻率值剖面，确定待测钻孔任意指定方位、任意指定距离的地质
情况。
[0014]此外，本专利技术还提出了一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理系统，所述系统包括：采集模块，用于采集待测钻孔内各测点的测量信息，所述测量信息包括二次场感应电动势以及横滚角度；展开图构建模块，用于针对每一测点，以所述横滚角度为横坐标、以所述二次场感应电动势为纵坐标，建立展开图；电动势变换模块，用于在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息。
[0015]进一步地，所述系统还包括标定模块，所述标定模块包括：第一坐标系建立单元，用于以横滚角γ为0
°
时，右侧为90
°
，左侧为
‑
90
°
，瞬变电磁探测装置竖直向上为0度、竖直向下+
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180度，建立第一坐标系；设定单元，用于设定第一接收线圈沿水平面垂直于所述瞬变电磁探测装置的轴向且向右为所述第一坐标系X轴正向，第二接收线圈垂直于水平面向上为所述第一坐标系Z轴正向；测量单元，用于将铁器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，其特征在于，所述方法包括：采集待测钻孔内各测点的测量信息，所述测量信息包括二次场感应电动势以及横滚角度；针对每一测点，以所述横滚角度为横坐标、以所述二次场感应电动势为纵坐标，建立展开图；在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息。2.如权利要求1所述的钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，其特征在于，所述采集待测钻孔内各测点的测量信息，包括：在利用推送杆将瞬变电磁探测装置送入和/或退出所述待测钻孔过程中，按照设定的步距进行点测，获取各测点的测量信息。3.如权利要求2所述的钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，其特征在于，所述瞬变电磁探测装置与所述推送杆为可转动连接，所述方法还包括：利用所述推送杆将所述瞬变电磁探测装置推送或退出至某一测点位置时，旋转所述瞬变电磁探测装置指定角度，对该测点位置的钻孔侧向信息进行测量。4.如权利要求1所述的钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，其特征在于，在所述采集待测钻孔内各测点的测量信息之前，所述方法还包括：以横滚角γ为0
°
时，右侧为90
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，左侧为
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90
°
，瞬变电磁探测装置竖直向上为0度、竖直向下+
‑
180度，建立第一坐标系；设定第一接收线圈沿水平面垂直于所述瞬变电磁探测装置的轴向且向右为所述第一坐标系X轴正向，第二接收线圈垂直于水平面向上为所述第一坐标系Z轴正向；将铁器作为已知异常体放置于所述第一坐标系的任一象限，通过所述第一接收线圈和所述第二接收线圈分别测量X分量感应电动势和Z分量感应电动势；在所述X分量感应电动势和/或所述Z分量感应电动势与该象限不符时，调整所述X分量的方向和/或所述Z分量的方向，使感应电动势的方向与该象限相符。5.如权利要求1所述的钻孔瞬变电磁法三维展开处理方法，其特征在于，在所述展开图中存在电动势信号为负向响应时，根据所述横滚角度的变换公式将该电动势信号变换为正向响应，得到每一测点的测量变换信息，包括：在所述展开图中某一分量电动势信号为负向响应时，对所述横滚角度进行变换，以将为负向响应的电动势信号转换为正向响应，其中，所述横滚角度的变换公式为：当0
°
<γ<180
°
，γ
’
=γ
‑
180
°
当
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉冰，曹煜，吴记军，汪玲君，项佩，孙伟豪，胡斌，常二雄，杨乐，
申请(专利权)人：安徽惠洲地质安全研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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