[发明专利]一种基于时域电磁法的地面-孔中联合探测系统及应用方法

说明书

本发明公开了一种地面‑孔中联合探测系统，包括电磁仪、发送装置、棒状接收装置、发送‑接收固定架、贴壁式阻旋器和推送杆；所述电磁仪支持单个和若干发送装置的顺次智能启闭及若干路接收通道；所述发送装置中发送线圈设置在圆环框体上；所述棒状接收装置上、下端分别设有推送杆接头和阻旋器接头，地面探测时其设置在发送‑接收固定架的套筒内，孔内探测时其连接贴壁式阻旋器并用推送杆进行孔内移动；基于本发明探测系统的应用方法，主要包括地面和孔内探测，按地面场源激发特点可划分为定源、动源及多源顺次激发的方式，以及单孔或多孔接收；本发明能够降低一次场干扰及人文电磁干扰，信噪比高，提高了探测精度并能实现钻孔周边三维空间探查。

技术领域

本发明属于工程物探领域，具体涉及一种基于时域电磁法的地面-孔中联合探测系统及应用方法。

背景技术

物探方法具有经济、高效的特点，在地质调查、资源勘探开发、地质安全等众多领域得到了广泛的运用，伴随国内基础建设的飞速发展，地下勘查需求日益凸显，例如交通、水利、工民建等土建工程涉及到的工程地质、水文地质勘察，特别是不良地质体、地下管线、地下障碍物等方面的精细探查已逐步成为应用热点。目前常规物探方法主要有：(1)地质雷达法，施工方便快速，但探测深度浅、对场地及环境要求高；(2)地面直流电法，理想条件下探测深度大，但受体积效应影响其深部分辨率降低，测线布置、电极耦合受场地条件限制，易受工业游散电流影响，施工效率低；(3)地震波法，探测深度较大，但分辨率低，受激发及地层条件影响大，易受场地附近其他震动影响，施工效率低。

随着多年来的研究和实践，基于电磁感应原理的时域电磁法(或称瞬变电磁法)，因其采用非接触耦合测量方式，同时具有探测深度大、水平分辨效果较好、施工便捷、效率高、成本低、无损等特点，在勘查应用方面受到重视，但由于常采用多匝小回线装置，互感作用强致使测量信号受一次场影响严重，垂向分辨效果差、深度定位不准，地面探测时受人文噪声影响，信噪比低，易受低阻污染产生假异常，影响了探测精度，成为应用发展的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：常规时域电磁法中探测装置互感作用强造成一次场干扰严重，地面探测时人文干扰突出，测量信号的信噪比差，同时深度定位不准以及垂向分辨效果较差等因素极大影响了探测精度，并且难以实现钻孔周边三维空间精细探查的效果。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于时域电磁法的地面-孔中联合探测系统，包括电磁仪、发送装置和棒状接收装置、发送-接收固定架、推送杆、贴壁式阻旋器，所述电磁仪内设有发送系统模块和接收系统模块，所述发送系统模块设置有若干路程控开关，每一路程控开关控制一个发送装置的启闭，所述接收系统模块设有若干路接收通道并连接棒状接收装置；所述棒状接收装置的上端设有推送杆接头、下端设有阻旋器接头；当进行地面探测时，通过发送-接收固定架将棒状接收装置与发送装置组装为一整体，发送装置通过发送连接线接入电磁仪，接收装置通过接收连接线接入电磁仪；当进行孔内探测时，所述发送装置设置于地面并通过发送连接线接入电磁仪，将棒状接收装置通过接收延长线与接收连接线连接，再由接收连接线与电磁仪连接，其上端与推送杆连接，下端与阻旋器连接，并利用推送杆进行孔内移动。

优选地，本发明所述的一种基于时域电磁法的地面-孔中联合探测系统，所述贴壁式阻旋器包括阻旋器缸体，所述阻旋器缸体的侧面上设有橡胶滑轮组件；进行孔内探测时，贴壁式阻旋器侧面的橡胶滑轮组件与钻孔内壁或钻孔套管内壁紧密接触。

优选地，本发明所述的一种基于时域电磁法的地面-孔中联合探测系统，还包括三角支架，所述三角支架包括承台，所述承台侧壁上设有三条架腿，承台内置有滚动测距模块，承台上设置有上下贯穿承台的通孔，所述通孔两侧对称地设置有立柱，所述立柱上相对地设置有槽式橡胶滑轮组件，当进行孔内探测时，所述推送杆穿过承台上的通孔，所述槽式橡胶滑轮组件卡紧推送杆。

孔内探测时可以通过贴壁式阻旋器阻止棒状接收装置在孔内移动过程中发生旋转，也可以同时使用贴壁式阻旋器和三角支架进行阻旋。