[发明专利]一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井装置及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井装置，其特征在于，包括：

接收探头，包括在磁棒外侧的线圈骨架上绕制的多匝接收线圈；

发射探头，包括在接收探头后方绕制于线圈骨架上的多匝发射线圈；所述发射线圈与接收线圈；

外壳，为非金属腔体结构，其腔内封装所述接收探头与发射探头；

所述接收探头和发射探头通过多芯电缆与外部设备相连。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井装置，其特征在于，所述外壳靠近接收探头的一端为一锥体结构。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井装置，其特征在于，所述外部设备包括占空比50％的方波电流发射装置，发射电流强度不小于2A，与孔中的发射、接收装置通过多芯电缆连接。

4.一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，包括：

将多匝接收线圈绕制于磁棒外侧形成接收探头；

在接收探头后方绕制多匝线圈形成发射探头；

将所述接收探头和所述发射探头封装于非金属腔体结构中形成孔中设备；

以预定的间隔将孔中设备依次送入钻孔中测量垂直分量感应电动势。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，还包括：

在测量后对数据早期部分畸变段进行关断影响校正处理；

对判断影响校正处理后的数据进一步进行拟合正演曲线斜率的偏移处理；

基于偏移处理后的数据绘制多测道曲线图，图中幅值较高的测点代表附近岩石电阻率较低，幅值较低的测点代表附近岩石电阻率较高，以实现测井一维解释。

6.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，

使用晚期视电阻率公式计算每一测点对应的采样时间-视电阻率分布；

使用改进的OCCAM反演对数据进行反演，获取钻孔径向深度-电阻率分布，实现测井二维解释。

7.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，所述OCCAM反演基于以下目标函数：

式中μ是拉格朗日因子，d是观测数据向量，F是正演算子，m为模型参数向量，是反演所要求达到的拟合差，W＝diag{1/σ₁,1/σ₂,...,σ_j,...,1/σ_m}是第j个数据的标准差，是模型粗糙度函数，z为探测距离。

8.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，若反演矩阵的条件数特别大，则增大拉格朗日因子；若反演迭代不收敛，则减小拉格朗日因子。

9.根据权利要求4所述的一种煤矿井下钻孔中手推式时域电磁测井方法，其特征在于，所述OCCAM反演的每一步基于以下约束：

判断反演电阻率是否超出预定范围，所述预定范围的下限为m_d和上限为m_u；若电阻率超出给定的范围，则设定模型修正量Δm_k＝Δm_k/2，直到每一层电阻率满足电阻率变化范围。

判断每次迭代修正量的一范数是否超过预定上限，即||Δm_k||¹＜m_max，若超过则令其等于上限值。