[发明专利]水平钻孔间电阻率层析成像探测器、系统及探测方法

权利要求书

1.一种水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，包括：

外套管，为直线型内部密封结构，其两端分别设置有能够相配合插接的多针孔正接口和多针孔负接口；

锥形体，安装于外套管前端，用于在隧道水平方向的钻孔中向前移动；

多芯探测电缆，设置于外套管中，用于探测隧道水平方向钻孔中数据；

孔壁接触装置，用于与隧道水平方向钻孔的孔壁或岩石的充分接触，并与多芯探测电缆中对应的一根电缆相连；孔壁接触装置设置于外套管中间部位的能实现外套管内外密封的密封绝缘槽中；

所述孔壁接触装置，包括弹簧和接触探锥，弹簧下端固定于密封绝缘槽底部，上端与接触探锥底部相连，接触探锥的上端部伸出密封绝缘槽外，探测时，通过弹簧及水平钻孔的孔壁或岩石的作用力，接触探锥能够在密封绝缘槽中沿外套管的径向移动；在弹簧作用力下，接触探锥的上端部与隧道水平方向钻孔的孔壁或岩石的充分接触，使接触探锥的上端部沿隧道水平方向钻孔的孔壁或岩石的轮廓随行而动，弹簧通过连通环与多芯探测电缆中对应的一根电缆的接线端相连。

2.如权利要求1所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，所述孔壁接触装置与外套管的管壁之间通过密封绝缘槽中的绝缘密封板分隔开。

3.如权利要求1所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，所述密封绝缘槽是在外套管中间部位沿径向向内凹陷的一环形槽；所述环形槽的侧壁和底部均设置绝缘密封板。

4.如权利要求3所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，与环形槽相对应的外套管内部设有一与外套管轴向同向的内套管。

5.如权利要求3所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，环形槽中沿其周向均布有多个接触探锥，每个接触探锥对应一个弹簧，多个接触探锥之间依次串联，多个弹簧通过连通环串联后与多芯探测电缆中对应的一根电缆的接线端相连。

6.如权利要求1所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，在自然状态下，多个接触探锥中的部分接触探锥在弹簧作用力深入密封绝缘槽中，以防止接触探锥在孔中被卡或弹簧被过度拉坏。

7.如权利要求1所述的水平钻孔间电阻率层析成像探测器，其特征是，所述多芯探测电缆中的电缆与多针孔正接口和多针孔负接口匹配相连。

8.一种水平钻孔间电阻率层析成像探测系统，其特征是，将至少两根权利要求1所述的探测器依次首尾插接串联，最前端探测器的前端上安装锥形体，末端探测器的后端通过引线电缆将探测器内的多芯探测电缆接至主机。

9.一种利用权利要求8所述水平钻孔间电阻率层析成像探测系统的探测方法，其特征是，包括：

1)依据钻孔的深度算出需要探测器的数量；

2)按顺序把多个探测器首尾顺次连接起来，并给进口最前端接上锥形体；

3)把连接好的探测器缓慢的送进隧道水平方向钻孔中；

4)通过引线电缆把连接好的探测器接到主机上；

5)重复以上4个步骤，把探测器放入到另一个孔中，并确保引线电缆把探测器接到主机上。

6)通过主机对一个孔中的两个接触探锥进行供电，此时，在两个接触探锥的周围便形成一个电流场，然后，在另一个孔中测量两个接触探锥之间的电压值；

7)通过主机自动变换两个孔中的接触探锥的组合排列，一个组合排列对应一个测量电压值，如此，即可得到一系列的电压值；

8)利用现有的地球物理理论，把测得所有电压值转换成对应的电阻率值，然后进行反演计算，即可实现水平钻孔间的电阻率层析成像探测。

10.如权利要求9所述的方法，其特征是，步骤3)的技术特征替换为，根据现场环境条件，每接一个探测器，送进一个探测器，一个接一个送进隧道水平方向钻孔中。