[发明专利]可控源音频大地电磁法双发多收数据采集系统及其采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，具体涉及一种可控源音频大地电磁法双发多收数据采集系统及其采集方法。

背景技术

大地电磁法(MT)是地球物理电法勘探的一种方法，它采集天然电磁场信号，频率范围为500～0.0001Hz，相应的勘探深度从几百米～几十千米，主要应用于大地构造研究及深部石油勘探。当仪器的频率响应做到10000～1Hz时，由于其主要的频率范围与音频范围相当，则称之为音频大地电磁法(AMT)，它的勘探深度从几十米～几千米，比较适用于深埋隧道及地下洞室的勘查。但天然电磁场在10000～1000Hz及1Hz附近电磁场信号较弱，整个频率响应段容易受到干扰，使音频大地电磁法的数据采集质量大为降低，不利于该方法的应用。为了克服音频大地电磁法的不足，人们采用了人工源信号，发射10000～1Hz的电磁波信号，来压制干扰信号，提高数据的信噪比，这就是可控源音频大地电磁法(CSAMT)。由于CSAMT数据质量好、效率高，是深埋隧道勘查的主要物探手段。

目前生产中使用的大地电磁法设备主要是加拿大凤凰地球物理有限公司的V系列、美国ZONGE公司的GDP系列、美国GEOMETRICS公司和EMI联合研制的EH4系统。每一种设备基本上都包括了MT、AMT和CSAMT方法。V8系统是凤凰公司于2004年底，在其V系列基础上，结合GPS技术和无线网络技术推出的最新一代多功能电法仪。

CSAMT是由电磁波发射和电磁波信号接收两部分组成。电磁波发射分为电偶源和磁偶源，V8系统采用的是电偶源。为了保证接收信号是平面电磁波信号，必须使接收端处于发射信号的远区。一般情况下，根据地质情况，发射端与接收端要相距7～15Km，且发射电偶极的方向与测线方向大致平行。当发射按发射频率表依次发射每个单一频率的电场信号后，电磁波将传播到接收端，接收仪器将自动追踪到相应频率的电磁波信号并记录它们的场强和相位信号；当发射机按时间周期(30～40分钟)发射完所有频率的信号(9600～1HZ)后，一个点的数据采集过程即告完成。理论上，在发射覆盖的范围内，只要接收仪器足够多，在一个发射周期内就可以采集到足够多的点。

通常情况下，以V8系统为例，一台V8接收主机(同时采集3个电场道和两个磁场道)配置1～2台RXU3E(只采集3道电场信号的数据采集仪器)可以一次采集到6～9个点，我们把它称之为一个CSAMT排列。野外实践表明，在复杂山区，为了保证V8接收主机与RXU3E的无线通信，使用一台V8接收主机加1台RXU3E组成一个接收排列(其人员及设备组成一个接收组)效果较好。当接收端只有一个接收排列时，则组成“单发单收”系统；如果还有一个接收排列，则可组成“单发双收”系统。

理论上，在一个发射周期内，可以同时有任意多个这样的接收组，但必须要求所有组保持同步，这样才能在一个发射周期内保证接收到所有测点。但当这样的接收组多于3个时，由于地形、设备、人员技术等条件的差异，要使所有组同时布置好、同时采集、同时完成采集是很困难的，势必造成彼此拖延，使生产效率不能达到预想的效果。野外实践表明，在“单发双收”的情况下，由于彼此间相距较近，容易进行协调，设备的利用率较高，生产效率相对较高。但在单一发射系统的情况下，因为发射系统是在大电流、高功率下进行的，为了保证发射系统的安全、稳定运行，有必要在发射一个周期，接收端采集完数据，准备移动布置下一个排列时，发射系统停机休整30～60分钟左右。这又使得更多的接收设备存在不能同步、彼此拖延的情况，工作效率大为降低，没有起到应有的效果。这就是说，在单发多收(多于3个接收组)的情况下，并不能提高每天的生产效率。

总之，现有的可控源音频大地电磁法(CSAMT)，由于采用的是单一发射系统，无论是单发单收、单发双收还是单发多收，这些勘查方法工作效率比较低、耗时比较长，不能适应新形势的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高工作效率、压缩勘查时间的可控源音频大地电磁法双发多收数据采集系统及其采集方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可控源音频大地电磁法双发多收数据采集系统，包括发射系统和信号接收系统，所述的发射系统包括两套发射机和与其相连的发电机，将发射电偶极的两端供电极通过一切换开关与两台发射机连接，两套发射系统共用一个发射电偶极；所述的信号接收系统包括三个以上数据采集组，数据采集组由一台多功能电法仪V8接受主机和一台与其配套的电场信号数据采集仪RXU3E组成，各接收组沿测线常规布设。