地裂縫三維電法探測裝置製造方法
2023-07-31 03:32:16
地裂縫三維電法探測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種地裂縫三維電法探測裝置，包括：電源、多個電極和信號採集器；其中，多個電極布設在測量線上，測量線通過電源供電；多個電極中的一部分電極與所述信號採集器相連接，作為測量電極，測量線迂迴布置，使多個電極的分布區域覆蓋預定面積。探測時，測量線經過地裂縫，且在地裂縫兩側同一高度上，分別至少有一個測量電極。本實用新型能夠簡便地獲得發育地裂縫的地層感應電勢，為電阻率測量提供方便。
【專利說明】地裂縫三維電法探測裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及地質探測【技術領域】，具體涉及一種地裂縫三維電法探測裝置。
【背景技術】
[0002] 地裂縫是地層在自然或人為因素作用下產生開裂，形成一定長度和寬度的裂縫的 地質現象。了解地層中地裂縫形態的延展狀況，對於認識地裂縫對地質環境影響和正確解 釋地層電法資料等具有重要意義。
[0003] 電阻率是表徵地層電性的重要物理參數，地裂縫和連續地層的電阻率差異是電法 探測地裂縫特性的前提。地裂縫和連續地層的電阻率差異程度與地層的含水率、地裂縫深 度、地裂縫寬度等因素有關。因此，在一定的地質、物性條件下，可通過測定地層電阻率來認 識地裂縫對於發育地裂縫地層的影響。目前，需要一種針對地裂縫地層電阻率的測量技術， 從而檢測地裂縫的地下分布情況，為認識地裂縫發育狀況提供依據。
【發明內容】
[0004] 有鑑於此，本實用新型提供一種地裂縫三維電法探測裝置，利用三維高密度電法 進行地裂縫探測，可獲得發育地裂縫地層的感應電勢。
[0005] 本實用新型提供一種地裂縫三維電法探測裝置，包括：電源、多個電極和信號採集 器；其中，多個電極布設在測量線上，測量線通過電源供電；多個電極中的一部分電極與所 述信號採集器相連接，作為測量電極，其中，測量線迂迴布置，使多個電極的分布區域覆蓋 預定面積。
[0006] 優選地，在分布區域中，單位面積內電極的數目等於或大於預定數目。
[0007] 優選地，多個電極全部為測量電極。
[0008] 優選地，信號採集器為電壓表，電壓表連接在兩個電極之間。
[0009] 優選地，信號採集器與計算機連接。
[0010] 優選地，電源為EP500型電源。
[0011] 本實用新型還提供一種地裂縫三維電法探測裝置，包括：電源、多個電極和信號採 集器；其中，多個電極布設在測量線上，測量線通過電源供電；多個電極中的至少一部分電 極與所述信號採集器相連接，作為測量電極，其中，該裝置包含多條測量線，形成測量線組， 測量線組經布置使多個電極的分布區域覆蓋預定面積。
[0012] 本實用新型的有益效果：利用本實用新型對地裂縫進行三維高密度電法探測，能 夠獲得地層地裂縫的電勢參數，為電阻率測量提供了方便，可為認識地裂縫發育狀況提供 依據，該裝置探測過程便捷，適用於空間分布較廣的地裂縫三維電法探測場合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型地裂縫三維電法探測裝置的原理圖。
[0014] 圖2是本實用新型實施例的地裂縫三維電法探測裝置的布設示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下結合附圖以及具體實施例，對本實用新型的技術方案進行詳細描述。
[0016] 圖1是本實用新型地裂縫三維電法探測裝置的原理圖。三維電法是以探測目的地 層與圍巖電性差異為基礎的電阻率探測方法，根據在施加電場作用下地層傳導電流的分布 規律，推斷地下具有不同電阻率的地質體的賦存情況。如圖1，通過A、B兩點處的供電電極 向地下提供電流I，在Μ、N兩點處的測量電極間測量電位差V，從而可求得Μ、N點之間的視 電阻率（apparent resistivity)的值，根據這個實測的視電阻率可分析地層中電阻率的分 布情況。其中，關於視電阻率，其是反映地質體導電性變化的參數，視電阻率不是地質體的 真電阻率，它受多種因素影響，如地質體的分布狀態、構造因素、電極排列等。
[0017] 圖2是本實用新型實施例的地裂縫三維電法探測裝置的布設示意圖，該裝置包 括：電源10、多個電極30、測量線40和信號採集器（圖中未示出）。如圖2所示，多個電極 30相互間隔地布設在測量線40上，電源10與測量線40相連，為測量線40上的電極30供 電。
[0018] 圖2中，地裂縫50是要探測的目標體，探測時，測量線40需經過地裂縫50,即測量 線40橫跨過地裂縫50的間隙。並且，為了獲得地裂縫電勢參數，在同一高度上，在地裂縫 兩側分別安排至少一個"測量電極"，所謂測量電極，就是指該電極連接有用來採集測量參 數的信號採集器，例如電壓表。在本實用新型的實施例中，可將電壓表連接在最靠近地裂縫 斷面的兩個測量電極之間，兩個測量電極分別位於地裂縫兩側。
[0019] 關於多個電極30和測量線40的布置，如圖2所示，多個電極30布設在迂迴布置 形成網狀的測量線40上。優選地，也可設置多條測量線，每條測量線均與電源相連，形成測 量線組，電極布設在測量線組上。這樣做的目的是使多個電極30的分布區域能夠覆蓋地裂 縫50,獲取完整的地裂縫電勢參數。
[0020] 在本實用新型的實施例中，可為多個電極30中的每一個電極連接信號採集器，即 將全部電極都作為測量電極，採集地層中的電壓信號，不僅可以獲得地裂縫附近的測量信 號，還可獲得整片區域的測量信號。
[0021] 需要注意的是，為了提高測量精度，應保證使用電極的數目足夠多，使電極分布密 度至少達到預定的最低密度（例如100個/m 2)。布設的電極越多，採集到的信號越多，分析 結果的精度就越高。
[0022] 對於地裂縫分布更為廣泛的情況，可以根據實際情況在測量過程中不斷調整測量 線和測量電極的位置，直至完成對整片目標區域的測量。
[0023] 在本實用新型的實施例中，電源10採用外接的EP500型電源，最大輸出電壓/電 流為768Vpp/3App，電壓輸出的脈衝類型為方波，脈衝長度可選擇性地設為1秒、2秒、3秒或 4秒。
[0024] 在本實用新型的實施例中，為便於信號處理，將信號採集器與計算機連接，計算機 對採集到的例如電壓等信號進行存儲和處理，由測量獲得的信號參數（如電壓參數）得到 地層中尤其是地裂縫的電阻率等參數，從而分析地裂縫的發育情況。
[0025] 在本實用新型的實施例中，計算機的接收部分可包括例如A/D轉換器、接口板等 器件，並採用如下參數設置，接收部分最大電極開關選址數為65535,電壓通道數為1，採樣 精度為1. 525微伏（前放增益G = 40dB);最大輸入信號為10伏（峰-峰值），前放增益G =OdB ;輸入阻抗為20M歐姆；濾波器採用50Hz/60Hz陷波，10Hz?1000Hz低通；電流通道 數為1，米樣精度76微安（最大輸入±2. 5安培），輸入電流0. 61毫安（最大輸入±20安 培），A/D轉換位數為16位。
[0026] 以上，結合具體實施例對本實用新型的技術方案進行了詳細介紹，所描述的具體 實施例用於幫助理解本實用新型的思想。本領域技術人員在本實用新型具體實施例的基礎 上做出的推導和變型也屬於本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，包括：電源、多個電極和信號採集器； 其中， 多個電極布設在測量線上，測量線通過電源供電； 多個電極中的至少一部分電極與所述信號採集器相連接，作為測量電極，其中， 所述測量線迂迴布置，使所述多個電極的分布區域覆蓋預定面積。
2. 如權利要求1所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，在所述分布區域中，單 位面積內電極的數目等於或大於預定數目。
3. 如權利要求1所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，所述多個電極全部為 測量電極。
4. 如權利要求1所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，所述信號採集器為電 壓表，所述電壓表連接在兩個電極之間。
5. 如權利要求1所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，所述信號採集器與計 算機連接。
6. 如權利要求1所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，所述電源為EP500型電 源。
7. -種地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，包括：電源、多個電極和信號採集器； 其中， 多個電極布設在測量線上，測量線通過電源供電； 多個電極中的至少一部分電極與所述信號採集器相連接，作為測量電極，其中， 所述裝置包含多條所述測量線，形成測量線組，測量線組經布置使所述多個電極的分 布區域覆蓋預定面積。
8. 如權利要求7所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，在所述分布區域中，單 位面積內電極的數目等於或大於預定數目。
9. 如權利要求7所述的地裂縫三維電法探測裝置，其特徵在於，所述多個電極全部為 測量電極。
【文檔編號】G01V3/00GK203849425SQ201420119436
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】朱國維, 顧大釗, 楊鵬, 楊俊哲, 李能考, 孔皖軍, 何瑞敏 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責任公司, 中國礦業大學(北京)