[发明专利]一种井中地电位测量方法与电极

说明书

技术领域

本发明涉及钻井中电位梯度的测量技术，尤其涉及一种地电位测量方法与装置。

背景技术

在地质找矿、石油勘探等所需的地下钻井中，通常要通过井中电位测量来获取一些相关数据。近年来，该种电位测量技术用于工程勘察和建筑工程质量的检测。例如，混凝土灌柱桩施工中钢筋笼沉入井中深度的测量。在混凝土灌柱桩施工时，往往会出现以下一些问题：1）钢筋笼放置位置不正，出现歪斜卡在井壁某个部位，导致钢筋笼不能下到指定深度；2）在岩土条件比较复杂的嵌岩桩地区，每一地点的灌柱桩井深不一，所对应桩的长度不一样，施工时应将对应的灌柱桩下到对应的井内，但往往由于施工中管理混乱，钢筋笼的放置常常张冠李戴，会产生短的钢筋笼放在深井中的结果；3）少数建筑商为非法牟利，在制造钢筋笼时短斤少两，钢筋笼长度达不到设计要求，致使下桩深度未达要求。上述这些情形都会给建筑工程留下严重隐患，所以对灌柱桩钢筋笼长度的测量十分重要。

通过电极测量井中钢筋笼上的电位来获取钢筋笼长度的方法简单易行，目前被不断地推广使用。但由于现有建筑工程大部分在城市中，不同于地质找矿、石油勘探等施工地点是在远离城市的荒野地带。在对城市中周边地区进行孔井的地电位测量时，会有大量工业游散电流的干扰，使测量电位的信噪比大大降低。这就要求在测量过程中要有一定的抗干扰能力，这需要从两个方面来加以解决，一是调整测量电位的间距，二是减小电极电位的极化。

目前所用的电极一般为一金属电棒，由于电化学的作用，在金属表面会产生电极极化电场，对本来就较微弱的电位梯度测量带来不可忽视的影响，甚至严重妨碍了地电位的准确测量，从而得出错误的结果，导致对工程质量的判断的严重失误。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无电极极化电场的地电位测量方法与测量电极组件，本发明的目的还在于提供一种抗工业游散电流干扰的地电位测量电极。

上述目的通过下述技术方案来实现：井中地电位测量方法，包括一绝缘棒置于井中、绝缘棒上在不同的长度位置（对应深度）设有若干硫酸铜溶液的密封瓶及从密封瓶电连接引出金属丝作为测量电极，所述金属丝的一端置于对应的所述密封瓶内，并与密封瓶内的硫酸铜溶液接触，一端伸出该密封瓶外，置有金属丝的所述密封瓶沿绝缘棒长度方向等间距地固定于绝缘棒上。

绝缘棒1上相邻的两个密封瓶构成的间距为10-50厘米；密封瓶体上（底部或侧壁）向外留一渗出硫酸铜溶液的微孔；如果有等距离的四个密封瓶，间距可分别形成10-50、20-100、30-150、40-200厘米，如果有十个密封瓶，可以分布至450厘米的深度范围。密封瓶3用玻璃或耐腐蚀并绝缘的塑料等材料制作。

所述绝缘棒上设有槽道，所述密封瓶插于该槽道内，并由固定箍和紧固件将所述密封瓶固定在槽道中，与其相连的金属丝测量电极置于同一槽道内并且进行绝缘密封处理，不使金属丝与外界接触；每根金属丝测量电极伸出绝缘棒与电缆连接，电缆与绝缘棒的连接有两个要点，一是确保金属丝与外围绝缘，而是要做到牢固连接。

进行电位测量时，绝缘棒置于井内，选择不同的间距，从而选择不同的一对测量电极通过电缆与地面上的测量仪器（电流或电压）连接，将该两电极所对应的两根金属丝测量电极5分别与一电缆线连接，连接好后随电缆放入混凝土灌柱桩外侧的小孔井中，并在电缆上做好长度标记，测量仪器不断测出井内不同深度位置上的电位和电位梯度；

当绝缘棒置于混凝土灌柱桩时，不断测出混凝土灌柱桩钢筋笼外侧不同深度位置上的电位和电位梯度，由于钢筋笼是个导体，所以其不同位置处的电位基本一致，即为一等电位体。当该电极移出钢筋笼深度时，所测的电位数值骤然变化，再根据此时电缆上的长度标记就可测出钢筋笼所沉入井中的深度（或自身长度）。

本发明的两电极的间距可根据测量地区的工业游散电流干扰程度进行调整，如果干扰程度较大适当增加测量电极的间距，反侧反之，从而增加信噪比，提高测量数据的可靠性。

一种地电位测量电极组件，绝缘棒上在不同的深度设有若干硫酸铜溶液的密封瓶及从密封瓶电连接引出金属丝作为测量电极，所述金属丝的一端置于对应的所述密封瓶内，并与密封瓶内的硫酸铜溶液接触，一端伸出该密封瓶外，置有金属丝的所述密封瓶沿绝缘棒长度方向等间距地固定于绝缘棒上。

相邻的两个密封瓶构成的间距为10-50厘米。

密封瓶体上（底部或侧壁）向外留一微孔（可流出电解质）。

所述地电位测量电极进一步设计在于，所述绝缘棒上设有槽道，所述密封瓶插于该槽道内，并由固定箍和紧固件将所述密封瓶固定在槽道中。