[发明专利]确定富水性的地井三维复合频率电磁探测装置及方法

摘要

本发明公开了一种确定富水性的地井三维复合频率电磁探测装置，它包括现场主机、探头和复合频率电磁信号发射器，探头包括三维电磁场传感器、电磁信号接收模块、单片机和三维电子罗盘，复合频率电磁信号发射器设置在待测钻孔的孔口区域，现场主机包括中央处理器、系统总线和复合频率电磁信号驱动模块，中央处理器的复合频率电磁信号控制指令通信端通过系统总线连接复合频率电磁信号驱动模块，复合频率电磁信号驱动模块的信号输出端与复合频率电磁信号发射器的信号输入端连接；本发明利用地面发射复合频率电磁场，钻孔接收复合电磁场的方法，可以有效避免地表存在的各种电磁干扰及低阻和高阻覆盖层的影响，使信号质量更高、穿透深度更大。

主权项

1.一种确定富水性的地井三维复合频率电磁探测装置，其特征在于：它包括现场主机(1)、探头(2)和复合频率电磁信号发射器(4)，探头(2)包括三维电磁场传感器(2.1)、电磁信号接收模块(2.2)、单片机(2.3)和三维电子罗盘(2.6)，复合频率电磁信号发射器(4)设置在待测钻孔(6)的孔口区域，现场主机(1)包括中央处理器(1.1)、系统总线(1.5)和复合频率电磁信号驱动模块(1.7)，中央处理器(1.1)的复合频率电磁信号控制指令通信端通过系统总线(1.5)连接复合频率电磁信号驱动模块(1.7)，复合频率电磁信号驱动模块(1.7)的信号输出端与复合频率电磁信号发射器(4)的信号输入端连接；三维电磁场传感器(2.1)的信号输出端连接电磁信号接收模块(2.2)的信号输入端，电磁信号接收模块(2.2)的信号输出端连接单片机(2.3)的电磁信号输入端，三维电子罗盘(2.6)的通信端连接单片机(2.3)的罗盘信号通信端，单片机(2.3)的主机数据通信端连接中央处理器(1.1)的单片机数据通信端；所述复合频率电磁信号发射器(4)用于在复合频率电磁信号驱动模块(1.7)的控制下向在待测钻孔(6)发射复合频率电磁信号；探头(2)的三维电磁场传感器(2.1)用于接收复合频率电磁信号中的与待测钻孔各个坐标点对应的电磁直达信号，以及待测钻孔(6)周围岩体被复合频率电磁激励的与待测钻孔各个坐标点对应的三维二次场电磁信号，三维电子罗盘(2.6)用于感应探头(2)在待测钻孔(6)内的轨迹数据；所述单片机(2.3)用于将接收到的与待测钻孔各个坐标点对应的电磁直达信号、与待测钻孔各个坐标点对应的三维二次场电磁信号进行模数转换处理，得到与待测钻孔各个坐标点对应的三维电磁直达数字信号、与待测钻孔各个坐标点对应的三维二次场电磁数字信号；所述中央处理器(1.1)用于将与待测钻孔各个坐标点对应的三维二次场电磁数字信号除于上述与待测钻孔各个坐标点对应的三维电磁直达数字信号得到测钻孔各个坐标点的三维电磁场场强数据，然后对测钻孔各个坐标点的三维电磁场场强数据进行成像得到测钻孔三维电磁场成像图；所述中央处理器(1.1)还用于根据三维电子罗盘(2.6)得到的感应探头(2)在待测钻孔(6)内的轨迹数据绘制出钻孔轨迹图；所述中央处理器(1.1)用于对测钻孔三维电磁场成像图进行处理，找出是否存在某个待测钻孔坐标点的三维电磁场场强大于整个待测钻孔所有坐标点的三维电磁场场强的三倍均方差，如果存在，则将该待测钻孔坐标点与钻孔轨迹图进行匹配找出钻孔中具体的富水性位置。