CN108845362A - 一种多个供电点同时供电的激电扫面方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多个供电点同时供电的激电扫面方法。本方法采用电法发送机通过不同位置的三个以上的供电点同时供电，采用电法接收机获取测区不同位置测点的电位信息和激电信息，通过多个供电点同时供电的归一化装置系数和电阻率计算公式，获取不同位置测点的电阻率数据，实现多个供电点同时供电的激电扫面工作。本方法有助于扩大水平电场的横向和纵向范围、提高信号强度、扩大激电扫面范围、减少供电源的孤立影响、增加测量电极获取测点下的地质信息量从而实现提高激电扫面效果、提高扫面工作效率等目的。

Description

一种多个供电点同时供电的激电扫面方法
技术领域
本发明涉及一种电法勘探中的激电扫面方法。
背景技术
目前在激电扫面工作中常用的是采用一对供电点供电的中间梯度装置的扫面方式。采用一对供电点供电的中间梯度装置在供电点AB之间的中间1/3AB长度的测线范围内、在垂直测线方向的1/5AB长度范围内电流场接近水平电场，从而有利于在该测量范围内对勘探目标体进行分析和研究，提高勘探效果和效率。
采用一对供电点供电的中间梯度装置虽然勘探效率和效果上均有明显改善和提高，但其限定在供电点AB之间的中间1/3AB长度的测线范围内、在垂直测线方向的1/5AB长度范围内开展工作，对于扫面工作而言，并未完全发挥出最大功效，且由于每开展一对供电点的扫面工作后，需要重新布置另一对供电点作为供电源，从而导致需要对供电点和电法发射系统进行多次挪动，且更换供电点位置后，每次测量的数据中包含不同供电源下面和供电源与测点之间的电阻率和激电信息，从而供电源的电阻率和激电信息对于扫面结果影响较大，值得考虑降低供电源的影响程度，进一步提高扫面效果。
另由于采用一对供电点供电的方式，虽然两个电极之间的水平电场范围有所扩大，但一旦离开主测线，电场强度下降较快，水平电场很快变为曲面电场，这也是激电中梯扫面规范限定在垂直测线方向的1/5AB长度范围内开展旁测的主要原因。故值得开展研究，进一步扩大扫面工作的旁测范围，提高扫面工作效率。
在激电中梯扫面工作中一般采用发电机为电源提供电能，由于供电点的接地条件和电流的屏蔽效应等因素限制，导致加大每个供电点输入大地的电流难度较大；若在同一个位置增加电极数量，则由于电流的屏蔽效应，也很难挖掘发电机的供电潜能。故有必要对目前所采用的常规供电方式进行改进，增大供电电流，获取信噪比更高的电法数据，提高勘探效果和效率。
基于现有技术的上述问题，本发明提出一种多个供电点同时供电的激电扫面方法，以期对上述问题进行一定程度上的解决或改善，提高扫面效果和效率。
发明内容：
本发明所提出的一种多个供电点同时供电的激电扫面方法，其特征在于：通过在激电扫面测区范围以外的测线延长方向的两侧总共布置三个以上的供电点，每个供电点均布置在测区的测点范围以外，其中测区范围以外测线延长方向的某一侧布置的供电点数不等于测线延长方向的另一侧布置的供电点数；通过的电流信号方向相同的供电点位于测区的同一侧，通过的电流信号方向相反的供电点位于测区的不同侧，且每个供电点布置的位置不同；采用电法发送机对多个供电点同时供电，且测区同一侧的所有供电点所供的电流信号方向相同，测区不同侧的供电点所供的电流信号相反，并记录每个供电点通过的电流值；采用电法接收机接收测区内测点上的电位差和激电信息，用多个供电点同时供电时相应位置的测点的归一化装置系数和电阻率计算公式求取相应位置的测点的电阻率信息；移动测点的测量电极到其他测点位置，并进行其他测点的多个供电点同时供电的电阻率和激电数据获取，直至完成所有测点的电阻率和激电数据，从而获取多个供电点同时供电时所有测点的电阻率和激电扫面成果。
本方法中的电法发送机可以选用多台电法发送机，也可选用一台电法发送机；选用多台电法发送机同时供电时，每台电法发送机对测区范围以外的一侧的供电点和测区范围以外的另一侧的供电点供电，且每台电法发送机所连接的供电点至少有一个供电点的位置与其他电法发送机所连接的供电点位置不同；对所有电法发送机进行同步操作，并记录每台电法发送机所输出的电流值，且测区范围以外的同一侧所有供电点与测区范围以外的另一侧所有供电点通过的电流信号反向；选用一台电法发送机对所有供电点同时供电时，对测区范围以外的某一侧的所有供电点和另一侧的所有供电点同时供电，其中测区范围以外的某一侧的所有供电点与测区范围以外的另一侧的所有供电点通过的电流信号反向，对每个供电点通过的电流值进行测量和记录。
本方法中的电法发送机对多个供电点同时供电时的第i个供电点Ai与测点M和N的归一化装置系数Ki值计算公式为：其中AiM为第i个供电点Ai与测点M之间的距离，单位为米；AiN为第i个供电点Ai与测点N之间的距离，单位为米；i为大于1的正整数，且其最大数等于同时供电时所采用的供电点数X；电法接收机测量的测点M和N上的电位差UMN转换为电阻率的计算公式为：其中ρMN为测点M和N之间的电阻率；UMN为测点M和N之间的电位差，单位为毫伏；Ii为第i个供电点通过的电流值，单位为毫安；Ki为第i个供电点Ai与测点M和N的归一化装置系数，单位为米；i为大于1的正整数，且其最大数等于同时供电时所采用的供电点数X。
本发明所提出的方法适合测区外围某一侧由于地形影响等原因，导致不宜对称布置供电点的激电扫面工作。该方法比较适用于线性构造方向比较单一的测区开展工作。
采用本发明提出的激电扫面方法，有如下几个明显的优点：1、由于供电点分散布置，减少了供电点之间的屏蔽作用，可以尽量提高供电电流值，从而提高测点上的电位差强度，提高激电扫面工作的压制电磁干扰的能力，增大信噪比，提高勘探效果和效率；2、测区内的水平电场范围更宽，能扩大测区内的横向和纵向的扫面范围，即可以控制更多的测线和测点，提高不同测线和不同测点之间的电阻率和激电数据对比效果，有助于提高勘探效果，同时由于可测范围扩大，也提高了勘探效率；3、由于每个测点上均有多个供电点的场源影响，可以减少单个场源对测点的电阻率和激电数据的孤立影响，从而提高获取的电阻率和激电数据更直接反应测点下部的电阻率和激电分布特征的能力，提高勘探效果；4、如果采用一套电法发送机进行供电，虽然增加了导线数量布置，但减少了整个电法发送系统的搬迁次数，对于复杂地形而言，提高了扫面工作的适应性，也能提高整个扫面工作的效率；5、由于供电点不对称布置，从而该方法的地形适应能力更强，适合在地形复杂地区开展激电扫面工作。
附图说明：
图1为本发明所提方法的野外布置示意图；
图2为本发明所提方法的4个供电点同时供电的电位模拟结果图(其中A1、A2和A3供电点通过的电流相同，A1、A2和A3供电点通过的电流方向与A4供电点通过的电流方向相反，图中的等值线为电位等值线)；
图3为常规的2个供电点同时供电的电位模拟结果图(其中A1、A2供电点通过的电流绝对值相同，电流方向相反，图中的等值线为电位等值线)；
图中A1、A2、A3、A4代表不同位置的供电点，B为电法发送机，C为电法接收机，D为导线，M和N为测点上的测量电极。
具体实施方式：
以下参照图1、图2、图3结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
假设如图1所示的测区要开展激电扫面工作，测区共布置9条测线(测线号分别为0、4、8、12、16、20、24、28、32线)，每条测线11个测点(每条测线上的测点号为0、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20号)，每个测点编号均包括测线号和测点号，即测点编号采用X-Y的模式(X为测线号，Y为测点号)，如0号测线上的0号测点编号为0-0号，其他以此类推。
按照本发明提出的一种多个供电点同时供电的激电扫面方法对图1所示的测区开展本发明所提方法的激电扫面工作，假定本次激电扫面工作选择小号测点外侧布置3个供电点，大号测点外侧布置1个供电点进行同时供电，选定4线的-6号测点、16线的-6号测点和28线的-6号测点作为测区范围以外小号测点外一侧的供电点布置位置，16线的26号测点为测区范围以外的另一侧的供电点布置位置。在4线的-6号测点布置供电点A1，在16线的-6号测点布置供电点A2，在32线的-6号测点布置供电点A3，在16线的26号测点布置供电点A4。为了尽量保证整个测区内的电场接近水平电场，设定A1、A2和A3供电点的相邻供电点间距小于A1、A2和A3供电点中任一供电点与供电点A4的距离。根据以上布置，A1、A2和A3供电点中相邻供电点的距离均为12倍测点号单位，A1、A2和A3供电点与供电点A4的最短距离为32倍测点号单位，即能较好保证测区范围内的电场接近水平电场。
假定本次采用的电法发送机B输出的信号为直流信号，采用导线把供电点A1、供电点A2、供电点A3与电法发送机B的正极相连，采用导线把供电点A4与电法发送机B的负极相连。电法发送机B通过4个供电点A1、A2、A3、A4同时供电，并分别记录4个供电点A1、A2、A3、A4所通过的电流值I1、I2、I3、I4。
选择某条测线上的两个测点M和N布置测量电极(如0线的18和20号测点)，采用电法接收机C，并测量两个测点M和N上的电位差UMN和激电数据；采用公式分别计算4个供电点(A1、A2、A3、A4)与测点M和N的归一化装置系数Ki，其中公式中的π为圆周率；AiM为第i个供电点Ai与测点M之间的距离，单位为米；AiN为第i个供电点Ai与测点N之间的距离，单位为米；i为大于1的正整数，且其最大数等于同时供电时所采用的供电点数4。
再采用公式计算测点M和N上所获取的电阻率数据，其中ρMN为测点M和N之间的电阻率；UMN为测点M和N之间的电位差，单位为毫伏；Ii为第i个供电点通过的电流值，单位为毫安；Ki为第i个供电点Ai与测点M和N的归一化装置系数，单位为米。
对测区内的其他测点均采用电法接收机C测量相应的电位差UMN和激电数据，并采用相应测点的归一化装置系数Ki和电阻率ρMN的计算公式，求取所有测点的电阻率结果，从而获取到整个测区内的所有测点的电阻率和激电结果，完成本发明提出的方法的激电扫面工作。
从图2本发明所提方法的4个供电点同时供电的电位模拟结果图和图3常规的2个供电点同时供电的电位模拟结果图对比可以发现，本发明所提方法的电位模拟结果水平电场特征明显优于图3的结果：如图2的水平电场纵向和横向范围明显大于图3；图2的电位模拟结果相对于图3的结果更接近水平电场，从而更有利于扫面工作的开展和勘探效果。从图2和图3的对比结果看，如果采用比4个供电点更多的供电点同时供电，则水平电场的特征将更加明显，水平电场的范围也更宽，将能获得更佳的勘探效果，也能更加提高勘探效率。
采用本发明提出的激电扫面方法，有如下几个明显的优点：1、由于供电点分散布置，减少了供电点之间的屏蔽作用，可以尽量提高供电电流值，从而提高测点上的电位差强度，提高激电扫面工作的压制电磁干扰的能力，增大信噪比，提高勘探效果和效率；2、测区内的水平电场范围更宽，能扩大测区内的横向和纵向的扫面范围，即可以控制更多的测线和测点，提高不同测线和不同测点之间的电阻率和激电数据对比条件，有助于提高勘探效果，同时由于可测范围扩大，也提高了勘探效率；3、由于每个测点上均有4个供电点(若增加供电点数，则有更多供电点)的场源影响，可以减少单个场源对测点的电阻率和激电数据的孤立影响，从而提高获取的电阻率和激电数据更直接反应测点下部的电阻率和激电分布特征的能力，提高勘探效果；4、由于采用一套电法发送机进行供电，虽然增加了导线数量布置，但减少了整个电法发送系统的搬迁次数，对于复杂地形而言，提高了扫面工作的适应性，也能提高整个扫面工作的效率。

Claims (2)

1.一种多个供电点同时供电的激电扫面方法，其特征在于：通过在激电扫面测区范围以外的不同测线延长方向的两侧总共布置三个以上的供电点Ai，每个供电点均布置在测区的测点范围以外，其中测区范围以外测线延长方向的某一侧布置的供电点数不等于测线延长方向的另一侧布置的供电点数；通过的电流信号方向相同的供电点位于测区的同一侧，通过的电流信号方向相反的供电点位于测区的不同侧，且每个供电点布置的位置不同；采用电法发送机对多个供电点同时供电，且测区同一侧的所有供电点所供的电流信号方向相同，测区不同侧的供电点所供的电流信号相反，并记录每个供电点通过的电流值Ii；采用电法接收机接收测区内测点上的电位差UMN和激电信息，用多个供电点同时供电时相应位置的测点的归一化装置系数公式计算第i个供电点Ai与测点M和N的归一化装置系数Ki值，其中AiM为第i个供电点Ai与测点M之间的距离，单位为米；AiN为第i个供电点Ai与测点N之间的距离，单位为米；i为大于1的正整数，且其最大数等于同时供电时所采用的供电点数X；采用电阻率计算公式求取相应位置测点的电阻率信息，其中ρMN为测点M和N之间的电阻率；UMN为测点M和N之间的电位差，单位为毫伏；Ii为第i个供电点通过的电流值，单位为毫安；Ki为第i个供电点Ai与测点M和N的归一化装置系数，单位为米；i为大于1的正整数，且其最大数等于同时供电时所采用的供电点数X；移动测点M和N的测量电极到其他测点位置，并进行其他测点的多个供电点同时供电的电阻率和激电数据获取，直至完成所有测点的电阻率和激电数据，从而获取多个供电点同时供电时所有测点的电阻率和激电扫面成果。
2.如权利要求1所述的一种多个供电点同时供电的激电扫面方法，其特征是，电法发送机可以选用多台电法发送机，也可选用一台电法发送机；选用多台电法发送机同时供电时，每台电法发送机对测区范围以外的一侧的供电点和测区范围以外的另一侧的供电点供电，且每台电法发送机所连接的供电点至少有一个供电点的位置与其他电法发送机所连接的供电点位置不同；对所有电法发送机进行同步操作，并记录每台电法发送机所输出到每个供电点的电流值，且测区范围以外的同一侧所有供电点与测区范围以外的另一侧所有供电点通过的电流信号反向；选用一台电法发送机对所有供电点同时供电时，对测区范围以外的某一侧的所有供电点和另一侧的所有供电点同时供电，其中测区范围以外的某一侧的所有供电点与测区范围以外的另一侧的所有供电点通过的电流信号反向，对每个供电点通过的电流值进行测量和记录。
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