[发明专利]非共面瞬变电磁隧道预报装置及其等效导电平面解释方法

权利要求书

1.一种非共面瞬变电磁隧道预报装置，其特征在于：包括发射线圈和接收线圈，所述发射线圈和接收线圈中的一个放置于掌子面上，另一个放置于掌子面前方。

2.如权利要求1所述的非共面瞬变电磁隧道预报装置，其特征在于：发射线圈和接收线圈的间距为发射线圈边长2倍以内。

3.一种使用如权利要求1或2所述非共面瞬变电磁隧道预报装置的测量数据的等效导电平面解释方法，其特征在于：

将发射回线等效为多个电偶极子的叠加，将全空间等效为无限长导电平面，根据镜像原理计算电偶极子产生的电磁场，最后根据叠加原理计算整体回线源响应。

4.如权利要求3所述的等效导电平面解释方法，其特征在于：将磁性源剖分成m个电性源，则在空间某点处瞬变电磁场的近似计算公式为

其中，H_z表示垂直磁场分量，t为时间，单位为秒；I为回线内电流强度，h为线圈到等效平面的距离，x、y、z为空间坐标，π＝3.14，μ₀为真空中磁导率常数；

令

则

对于水平层状介质，引入等效导电平面的深度h_效：

其中σ(z)是介质电导率，H是研究深度，S是研究深度以上介质的总纵向电导，g是确定上、下地层的相对权参数；

对于变化的研究深度H，将(4)式的H_z作为H的函数，得

其中

利用(6)式逐渐增加H，对每一H值计算过渡曲线得一组h_z(H)曲线，得到这组曲线的包络线方程为

解方程(7)式可得

其中

即为对应于某研究深度H的等效导电平面深度，故

根据最优化原理，当g＝4.25，C＝1.4时等效导电平面算法得到的瞬变响应与滤波解在双对数坐标下的线性程度最高，这时对应近似磁场强度计算公式为：

当采集数据为电压时，根据公式(11)，可得磁感应强度时间导数的计算公式为：

由公式(12)可以计算等效导电平面纵向电导S值，从而计算地下介质电阻率。

5.如权利要求4所述的等效导电平面解释方法，其特征在于：根据公式(11)可知，研究深度表达式为：

由公式(13)可推出研究深度公式关系式为：

其中，N表示N层介质，σ_i和h_i表示第i层介质的电导率和厚度；

根据纵向电导以及研究深度公式关系式可以计算地下介质的电导率：

求得S_τ(t)和h_τ(t)后，对视纵向电导数据关于深度进行一次和二次微分，得到视纵向电导微分成像数据。