CN113391359B - 实时探测的电法超前地质预报系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实时探测的电法超前地质预报系统及方法，该系统包括：采集子系统采集主电极和屏蔽电极的电流，通过通讯子系统发送；信号处理子系统对电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；采集子系统基于电极控制，采集主电极和屏蔽电极的优化电流；信号处理子系统对主电极和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；地质自动解译子系统基于主电极和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率和百分比频率效应，自动进行实时地质评价，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处和盾体焊接两个电极，土仓隔板处的主电极，另一个测量主电极的电流；盾体处的屏蔽电极，另一个测量屏蔽电极的电流。本发明可以实现无人工自动测量和缩短测量评价时间。

Description

实时探测的电法超前地质预报系统及方法
技术领域
本发明涉及地质预报技术领域，尤其涉及实时探测的电法超前地质预报系统及方法。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
盾构机掘进过程中存在强电磁干扰环境，电法勘测(电法勘探是根据地壳中各类岩石或矿体的电磁学性质(如导电性、导磁性、介电性)和电化学特性的差异，通过对人工或天然电场、电磁场或电化学场的空间分布规律和时间特性的观测和研究，寻找不同类型有用矿床和查明地质构造及解决地质问题的地球物理勘探方法)实时较困难，信号采集完成后需占用人工手持主机进行参数设置，才能分析完成实现掌子面(又称礃子面，是坑道施工中的一个术语，即开挖坑道不断向前推进的工作面)前方地质的解释，实现异常地质的超前探测。
发明内容
本发明实施例提供一种实时探测的电法超前地质预报系统，用以解决现有技术对盾构机掘进过程实时勘测较困难和信号采集完成后需占用人工手持主机进行参数设置的技术问题，该系统包括：聚焦电极集成系统、采集子系统、通讯子系统、信号处理子系统和地质自动解译子系统；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流；
通讯子系统用于：将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统用于：对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
地质自动解译子系统用于：基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价。
本发明实施例还提供一种实时探测的电法超前地质预报方法，用以解决现有技术对盾构机掘进过程实时勘测较困难和信号采集完成后需占用人工手持主机进行参数设置的技术问题，该方法包括：
采集子系统采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；
通讯子系统将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；
采集子系统基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；
通讯子系统将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
地质自动解译子系统基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实时探测的电法超前地质预报方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述实时探测的电法超前地质预报方法的步骤。
本发明实施例中，与现有技术中对盾构机掘进过程实时勘测较困难和信号采集完成后需占用人工手持主机进行参数设置的技术方案相比，通过采集子系统采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；通讯子系统将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；信号处理子系统对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；采集子系统基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；通讯子系统用于：将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；信号处理子系统用于：对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；地质自动解译子系统基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流自动进行实时地质评价，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处和盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流，可以实现无人工自动测量和缩短测量评价时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报系统结构框图一；
图2为本发明实施例中采集子系统结构框图；
图3为本发明实施例中信号处理子系统结构框图；
图4为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报系统结构框图二；
图5为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报方法流程图一；
图6为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报方法流程图二；
图7为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报方法流程图三。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
图1为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报系统结构框图，如图1所示，该系统包括：聚焦电极集成系统、采集子系统、通讯子系统、信号处理子系统和地质自动解译子系统；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流；
采集子系统用于：采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；
通讯子系统用于：将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统用于：对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；
采集子系统还用于：基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；
通讯子系统用于：将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统用于：对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
地质自动解译子系统用于：基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价。
在本发明实施例中，如图2所示，采集子系统包括预处理模块、前置放大模块和带通滤波模块；
其中，预处理模块用于：对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行干扰信号去除处理；
前置放大模块用于：对干扰信号去除处理后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行放大处理；
带通滤波模块用于：对放大处理后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行窄带高Q带通滤波。
具体的，可以从掘进机导向系统中采集掘进机里程信息，当增加里程达到设定值时，自动触发采集子系统的采集处理。
在本发明实施例中，如图3所示，信号处理子系统包括A/D转换模块和优化处理模块；
其中，A/D转换模块用于：将窄带高Q带通滤波后的主电极的(优化)电流和屏蔽电极的(优化)电流进行模数转换，获得数字信号：
优化处理模块用于：确定主电极的数字信号和屏蔽电极的数字信号的差值，若差值大于预设阈值，则通过调节相关参数控制差值在阈值内。
具体的，得到主电极和屏蔽电极的差异，当差异大于一定数值时，根据差异结果形成闭环调节软件(电法)中相关参数控制差异量的降低，当降低一定数值时，可判定主电极测量前方地层是一种接近完全聚焦状态，达到测量更准确的效果。此时，再次采集主电极的电流和屏蔽电极的电流，就是最优电流。对最优电流不在进行优化处理，直接模数转换后输出至地质自动解译子系统。
在本发明实施例中，地质自动解译子系统具体用于：
基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE(Percentage frequency effect)对地层的含水特性及岩石完整性评价。
具体的，采集子系统还可采集电压，然后根据电压和电流计算视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，视电阻率Ra和百分比频率效应PFE基于当前国际上唯一的隧道实时电法超前预报方法BEAM提出的计算方法得出。
具体的，岩体类型及其岩体的含水性不同，电性和极化特征不同，其频率响应也不同。隧道掌子面前方特殊的水体或岩溶空洞、空隙、高孔隙率的裂隙发育带或溶蚀破碎区等异常结构会对激发极化的参数产生相当大的影响，基于整个极化过程，得到视电阻率和百分比频率效应，视电阻率提供有关岩体完整性以及破碎带、洞穴填充物(例如：泥、水、气)等地质异常体的信息；百分比频率效应是地层储蓄电能有关的特性，它跟地层的多孔性(渗透性)是相关连的。岩体含水量多少影响岩体电阻率和极化率高低，而PFE值代表极化信息，因此，实时测量掌子面前方岩体的视电阻率Ra和百分比频率效应PFE进行综合分析，就能判断前方的岩体类型和含水情况。
具体的，将盾构机简化为刀盘、盾体(盾壳)和主轴承三部分，这三部分导通连接。在聚焦条件下通过检测电压和电流，计算出对应的视电阻率Ra和百分比频率效应PFE的大小，通过上述两个参数即可实现对地层的含水特性及岩石完整性评价。
在本发明实施例中，地质自动解译子系统具体用于：
基于岩石类型和地层含水情况与视电阻率Ra和百分比频率效应PFE的关系表(即地质解释模型)，对地层的含水特性及岩石完整性评价。
具体的，岩体类型(完整程度以及岩溶空洞、断层等地质异常)、地层含水情况的存在将会影响测量得到的视电阻率和百分比频率效应，通过实验和分析比较克制，它们之间存在一定的对应关系，并可统计得出岩体类型和地层含水情况与视电阻率和百分比频率效应的对应关系表，如表1所示，从表1中可以看出：百分比频率效应PFE小于0，岩体类型一般为强破碎、溶洞或断层；视电阻率Ra大于275Ω·m，地层的含水情况一般为不含水或少量含水；百分比频率效应PFE小于-7％、视电阻率Ra小于275Ω·m时，地层一般大量含水。
表1岩体类型和地层含水情况与Ra和PFE的对应关系表
Figure BDA0003179750860000061
在本发明实施例中，地质自动解译子系统还用于：
对异常地质进行显示。
在本发明实施例中，如图4所示，还包括：自动调节掘进参数系统，用于基于异常地质调节掘进参数，基于调节后的掘进参数进行相应的掘进施工。
具体的，自动控制实现对刀盘扭矩、贯入度、推进力等关键参数的调整，保证了盾构机的施工质量，避免了异常介质处理不当造成的工程事故。
本发明实施例中还提供了一种实时探测的电法超前地质预报方法，如下面的实施例所述。由于该方法解决问题的原理与实时探测的电法超前地质预报系统相似，因此该方法的实施可以参见实时探测的电法超前地质预报系统的实施，重复之处不再赘述。
图5为本发明实施例中实时探测的电法超前地质预报方法流程图一，如图5所示，该方法包括：
步骤501：采集子系统采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；
步骤502：通讯子系统将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；
步骤503：信号处理子系统对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；
步骤504：采集子系统基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；
步骤505：通讯子系统将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
步骤506：信号处理子系统对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
步骤507：地质自动解译子系统基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流。
在本发明实施例中，步骤507具体包括：
基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE对地层的含水特性及岩石完整性评价。
在本发明实施例中，步骤507具体包括：
基于岩石类型和地层含水情况与视电阻率Ra和百分比频率效应PFE的关系表，对地层的含水特性及岩石完整性评价。
在本发明实施例中，如图6所示，还包括：
步骤601：地质自动解译子系统对异常地质进行显示。
在本发明实施例中，如图7所示，还包括：
步骤701：自动调节掘进参数系统基于异常地质调节掘进参数，基于调节后的掘进参数进行相应的掘进施工。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实时探测的电法超前地质预报方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述实时探测的电法超前地质预报方法的步骤。
本发明实施例中，与现有技术中对盾构机掘进过程实时勘测较困难和信号采集完成后需占用人工手持主机进行参数设置的技术方案相比，通过采集子系统采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；通讯子系统将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；信号处理子系统对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；采集子系统基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；通讯子系统用于：将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；信号处理子系统用于：对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；地质自动解译子系统基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流自动进行实时地质评价，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处和盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流，可以得到如下有益效果：
1)根据本发明提出的实时探测的电法超前地质预报系统，可实现电法超前地质预报设备的实时地质评价功能。
2)根据本发明提出的采集子系统，可提高在盾构掘进环境下的信号信噪比，辅助实现实时测量和实时评价。
3)根据本发明提出的地质自动解译子系统和自动调节掘进参数系统，实现了免人工自动测量，自动预报的功能，根据预报的结果，自动预警相关掘进参数(刀盘扭矩、贯入度、推进力等)的相应调整，形成闭环控制，具有自动和智能掘进功能，保证了盾构机的施工质量，避免了异常介质处理不当造成的工程事故。
4)本发明提出的电极安装方式，对设备无改动，在不改变盾构机结构的前提下，即可实现电法的超前地质预报，可靠性较高，不仅适用于新机设计，同样适用于再制造盾构机的改造设计，推广应用范围较广。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，包括：聚焦电极集成系统、采集子系统、通讯子系统、信号处理子系统和地质自动解译子系统；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流；
采集子系统用于：采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；
通讯子系统用于：将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统用于：对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；
采集子系统还用于：基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；
通讯子系统用于：将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统用于：对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
地质自动解译子系统用于：基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价；
信号处理子系统包括A/D转换模块和优化处理模块；
其中，A/D转换模块用于：将窄带高Q带通滤波后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行模数转换，获得数字信号：
优化处理模块用于：确定主电极的数字信号和屏蔽电极的数字信号的差值，若差值大于预设阈值，则通过调节相关参数控制差值在阈值内。
2.如权利要求1所述的实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，采集子系统包括预处理模块、前置放大模块和带通滤波模块；
其中，预处理模块用于：对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行干扰信号去除处理；
前置放大模块用于：对干扰信号去除处理后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行放大处理；
带通滤波模块用于：对放大处理后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行窄带高Q带通滤波。
3.如权利要求1所述的实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，地质自动解译子系统具体用于：
基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE对地层的含水特性及岩石完整性评价。
4.如权利要求3所述的实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，地质自动解译子系统具体用于：
基于岩石类型和地层含水情况与视电阻率Ra和百分比频率效应PFE的关系表，对地层的含水特性及岩石完整性评价。
5.如权利要求3所述的实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，地质自动解译子系统还用于：
对异常地质进行显示。
6.如权利要求4所述的实时探测的电法超前地质预报系统，其特征在于，还包括：自动调节掘进参数系统，用于基于异常地质调节掘进参数，基于调节后的掘进参数进行相应的掘进施工。
7.一种实时探测的电法超前地质预报方法，其特征在于，包括：
采集子系统采集主电极的电流和屏蔽电极的电流；
通讯子系统将主电极的电流和屏蔽电极的电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统对主电极的电流和屏蔽电极的电流进行数字和优化处理，基于处理结果进行电极控制；
采集子系统基于所述电极控制，采集主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流；
通讯子系统将主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流发送至信号处理子系统；
信号处理子系统对主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流进行数字处理；
地质自动解译子系统基于主电极的优化电流和屏蔽电极的优化电流确定视电阻率Ra和百分比频率效应PFE，基于视电阻率Ra和百分比频率效应PFE自动进行实时地质评价；
其中，聚焦电极集成系统包括在土仓隔板中心处焊接两个电极，盾体焊接两个电极，土仓隔板处的一个电极是测量前方地层的主电极，土仓隔板处的另一个电极是测量主电极的电流；盾体焊接的一个电极作为屏蔽电极，另一个电极测量屏蔽电极的电流；
信号处理子系统包括A/D转换模块和优化处理模块；
其中，A/D转换模块用于：将窄带高Q带通滤波后的主电极的电流和屏蔽电极的电流进行模数转换，获得数字信号：
优化处理模块用于：确定主电极的数字信号和屏蔽电极的数字信号的差值，若差值大于预设阈值，则通过调节相关参数控制差值在阈值内。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7所述方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求7所述方法的步骤。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499986A (ja) * 1990-03-09 1992-03-31 Komatsu Ltd シールド掘削前方の探査装置
CN1904644A (zh) * 2006-08-08 2007-01-31 武汉长盛工程检测技术开发有限公司 网络化的隧道实时连续超前预报方法及装置
CN101203776A (zh) * 2005-04-20 2008-06-18 贝克休斯公司 用于在直流电阻率测量工具中改善电流聚焦的方法和装置
CN102508303A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 山东大学 地下工程聚焦层析激发极化超前探测方法
CN103105627A (zh) * 2013-01-15 2013-05-15 山东大学 地下工程聚焦层析激发极化法超前预报发射与测量装置
CN105093335A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 华中科技大学 基于聚焦电流法的减小视电阻率测量误差的系统和方法
CN105334541A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 山东大学 适用于tbm的便携式电阻率法超前预报系统及其方法
CN106646623A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 山东大学 用于tbm的滚动接触式电法实时超前探测搭载装置及方法
CN112081585A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 中国石油天然气集团有限公司 一种阵列侧向测井仪自主聚焦电路及控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2401185B (en) * 2003-05-02 2005-07-13 Schlumberger Holdings An improved shielded apparatus for electrically exploring geological formations through which a borehole passes
CN108594310B (zh) * 2018-06-13 2023-08-08 中国电子科技集团公司第二十二研究所 地质预报设备
CN108776355B (zh) * 2018-07-20 2019-04-26 山东大学 隧道聚焦测深型三维激发极化超前探测仪器系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0499986A (ja) * 1990-03-09 1992-03-31 Komatsu Ltd シールド掘削前方の探査装置
CN101203776A (zh) * 2005-04-20 2008-06-18 贝克休斯公司 用于在直流电阻率测量工具中改善电流聚焦的方法和装置
CN1904644A (zh) * 2006-08-08 2007-01-31 武汉长盛工程检测技术开发有限公司 网络化的隧道实时连续超前预报方法及装置
CN102508303A (zh) * 2011-11-23 2012-06-20 山东大学 地下工程聚焦层析激发极化超前探测方法
CN103105627A (zh) * 2013-01-15 2013-05-15 山东大学 地下工程聚焦层析激发极化法超前预报发射与测量装置
CN105093335A (zh) * 2014-05-21 2015-11-25 华中科技大学 基于聚焦电流法的减小视电阻率测量误差的系统和方法
CN105334541A (zh) * 2015-12-01 2016-02-17 山东大学 适用于tbm的便携式电阻率法超前预报系统及其方法
CN106646623A (zh) * 2016-12-27 2017-05-10 山东大学 用于tbm的滚动接触式电法实时超前探测搭载装置及方法
CN112081585A (zh) * 2020-09-29 2020-12-15 中国石油天然气集团有限公司 一种阵列侧向测井仪自主聚焦电路及控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Advanced geological detection instrument for TBM tunneling based AC induced polarization method;Haojie Jian et al.;《2016 12th IEEE/ASME International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications》;20161010;1-5 *
屏蔽电极在隧道超前预报中的应用研究;周丽 等;《浙江建筑》;20110325;60-62 *

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