[发明专利]基于等离子体光纤传感器的激电测井仪器系统及采集方法

说明书

本发明公开了一种基于等离子体光纤传感器的激电测井仪器系统及采集方法，包括地面电流发射源以及井中电流发射源和至少一个井中接收采集装置，所述井中接收采集装置连接有设置在地面上的激电信号检测的光学系统，所述光学系统由依次连接的宽带光源、偏振器、偏振控制器、光纤环行器和光谱分析仪组成，所述光纤环行器分别与井中接收采集装置和光谱分析仪相连接，所述井中接收采集装置内设置有至少两个等离子体共振光纤传感探头。等离子体共振光纤传感器之间、光纤传感器与发射电源和天线之间不再有相互干扰或串扰，也不易受到环境电磁噪声干扰，还可以利用连接各井中接收采集装置的铠装光电复合缆实现多通道大数据高速实时传输。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术和地面激发极化勘探技术领域，具体涉及基于等离子体光纤传感器的激电测井仪器系统及采集方法。

背景技术

地球物理勘探方法主要有地震法、直流电法、磁法、重力法、电磁法和放射性等勘探方法。

目前行业内使用的频率域或时间域电磁数据采集系统都包含有感应线圈式或磁通门式单分量或三分量磁场传感器，一对或两对相互正交的不极化电极对作为电场传感器，以及信号放大、滤波去噪、模数转换、长距离传输或本地存储模块等。这种传统的电磁数据采集系统功耗大、仪器本底噪声高、抗电磁干扰能力弱、电磁传感器笨重、仪器成本高、生产效率低、难以大规模批量生产。由于电子仪器和电子传感器抗电磁干扰能力弱，在存在强电磁干扰环境下经常采集不到合格的电磁场数据。

发明内容

本发明的目的在于提供基于等离子体光纤传感器的激电测井仪器系统及采集方法，用以解决现有的问题。

基于等离子体光纤传感器的激电测井仪器系统，包括地面电流发射源以及井中电流发射源和至少一个井中接收采集装置，所述井中接收采集装置连接有设置在地面上的激电信号检测的光学系统，所述光学系统由依次连接的宽带光源、偏振器、偏振控制器、光纤环行器和光谱分析仪组成，所述光纤环行器分别与井中接收采集装置和光谱分析仪相连接，所述井中接收采集装置内设置有至少两个等离子体共振光纤传感探头，其中：

所述等离子体共振光纤传感探头用于采集井中的激电信号并通过铠装光电复合缆传输至光纤激光信号调制解调仪器进行解调得到井中的激电数据。

进一步地，还包括地面上的仪器车，所述井中接收采集装置还通过铠装光电复合缆与仪器车连接。

进一步地，所述井中接收采集装置为多个，且每两个相邻的井中接收采集装置之间的间距为5-10m。

进一步地，所述井中接收采集装置内的两个等离子体共振光纤传感探头组成一对井中激电信号测量探头，或每两个相邻的井中接收采集装置通过铠装光电复合缆连接组成一对井中激电信号测量探头，用于测量每对激电信号测量探头之间的井中一次场或二次场的电位信号差。

进一步地，所述地面电流发射源通过地面控制装置连接地面发射天线；

所述井中电流发射源设置在井中接收采集装置中，并通过设置在井中接收采集装置中的井中控制装置连接井中发射天线；

所述等离子体共振光纤传感探头用于在激励电流发射期间测量井中的激电信号。

进一步地，所述地面发射天线为围绕井四周的四条接地长导线，所述接地长导线两端设有接地电极，所述地面电流发射源用于向不同方位布设的接地长导线交替供电。

进一步地，所述地面发射天线为围绕井四周的方形大回线发射线圈或圆形大回线发射线圈。

进一步地，所述井中发射天线为分别安装在井中接收采集装置内上部与下部的圆环状不极化发射电极，所述井中电流发射源用于向两个圆环状不极化发射电极交替供电。

进一步地，所述井中发射天线为安装在井中接收采集装置内上部的三分量方形发射线圈或三分量圆环形发射线圈。