[发明专利]一种瞬变电磁发射线圈的自感信号的剔除方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种瞬变电磁发射 线圈的自感信号的剔除方法和装置。

背景技术

瞬变电磁(TEM)法是一种常见的基于电磁感应的地球物理方法，利用 阶跃波或其他脉冲电流场源激励大地产生过渡过程场，断电瞬间在大地中形 成涡旋交变电磁场，测量这种由地下介质产生的二次感应电磁场随时间变化 的衰减特性，从而达到解决地质问题的目的。由于瞬变电磁所发射的阶跃脉 冲实际上是由各种高频和低频谐波叠加而成，一次发射可以同时完成不同深 度的信息探测，所以此方法的探测效率高。

瞬变电磁法所接收的信号有两种：一种是来自地下的电磁感应信号，另 一种是线圈本身的自感信号。对于早期信号，主要受接收线圈自感、接收线 圈与发送线圈间的互感以及瞬变电磁系统的过渡过程的影响，并且这些影响 的绝对误差不是一个小数值。2007年，嵇艳鞠等人研究了瞬变电磁接收装置 对浅层探测的畸变分析与数值剔除；杨海燕，岳建华等人分析研究了多匝回 线的自感对瞬变电磁早期信号的影响，互感的研究国内很少有著作；2009 年，党瑞荣等人分析了瞬变电磁法中接收线圈的过渡过程；2010年，李文尧 等人推导了瞬变电磁法矩形线圈自感的精确表达式，并分析了其误差。众多 研究讨论了瞬变电磁测深的探测深度，分析了线圈的暂态过程，并计算了不 同线圈的自感信号的衰减情况，表明在瞬变电磁接收信号的早期时间道中， 线圈自感信号比有用信号大得多。

瞬变电磁法所接收到的这两种信号迭加在一起，使瞬变电磁数据失真， 影响了解释精度。如何进行信号分离，研究瞬变电磁早期信号特征，提高瞬 变电磁的浅层分辨能力，是利用瞬变电磁法探测地质信息的一个难点。

发明内容

本发明为了解决现有技术中电磁感应信号和线圈自感信号迭加在一起， 使瞬变电磁数据失真的问题，本发明提供一种瞬变电磁发射线圈的自感信号 的剔除方法和装置，利用地球物理方法，减小早期的失真程度降低，提高勘 探精度。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种瞬变电磁发射线圈的自感信号的剔除方法，包括：

采用矩形回线源探测预定观测参数的待估区的二次感应瞬变电磁场数 据；

采用所述预定观测参数获得发射线圈自感信号瞬变电磁场数据；

对比所述二次感应瞬变电磁场数据与发射线圈自感信号瞬变电磁场数据 之间的差值，根据所述差值剔除发射线圈自感信号的干扰获得待估区的电磁 感应信号。

可选地，采用矩形回线源探测预定观测参数的待估区的二次感应瞬变电 磁场数据包括：

采用矩形回线源在待估区利用地表发射地表接收的观测方式，沿垂直于 长边的测线逐点观测待估区的观测点的二次感应瞬变电磁场数据；所述瞬变 电磁场数据包括电压值。

可选地，采用所述预定观测参数获得发射线圈自感信号瞬变电磁场数据 包括：

采用所述预定观测参数，利用如下的线圈的自感电压公式，计算发射线 圈的自感电值V₂：

V₂＝2IRmtr^-mt

其中，R是发射线圈的匹配电阻，m是一个常数，L为发射线圈自感，C是发射线圈等效电容，I是发射线圈中的发电流，t是观测时间。

可选地，对比所述二次感应瞬变电磁场数据与发射线圈自感信号瞬变电 磁场数据之间的差值，根据所述差值剔除发射线圈自感信号的干扰获得待估 区的电磁感应信号包括：

沿垂直于长边的测线逐点计算所述待估区的观测点的二次感应电压值与 所述发射线圈自感信号电压值之间的差值数据；把所述差值数据作为所述待 估区的观测点剔除发射线圈自感信号的电磁感应信号。

本发明还提供一种瞬变电磁发射线圈的自感信号的剔除装置，包括：

二次感应模块，用于采用矩形回线源探测预定观测参数的待估区的二次 感应瞬变电磁场数据；

自感模块，用于采用所述预定观测参数获得发射线圈自感信号瞬变电磁 场数据；

差值模块，用于对比所述二次感应瞬变电磁场数据与发射线圈自感信号 瞬变电磁场数据之间的差值，根据所述差值剔除发射线圈自感信号的干扰获 得待估区的电磁感应信号。

可选地，所述二次感应模块采用矩形回线源探测预定观测参数的待估区 的二次感应瞬变电磁场数据包括：