專利名稱：可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統及其采集方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探領域，具體涉及一種可控源音頻大地電 磁法雙發多收數據采集系統及其采集方法。
背景技術：
大地電磁法(MT)是地球物理電法勘探的一種方法，它采集天然 電磁場信號，頻率范圍為500 0. 0001Hz，相應的勘探深度從幾百米 幾十千米， 主要應用于大地構造研究及深部石油勘探。當儀器的頻率響應做到10000 1Hz 時，由于其主要的頻率范圍與音頻范圍相當，則稱之為音頻大地電磁法(AMT)， 它的勘探深度從幾十米 幾千米，比較適用于深埋隧道及地下洞室的勘査。但 天然電磁場在10000 1000Hz及1Hz附近電磁場信號較弱，整個頻率響應段容 易受到干擾，使音頻大地電磁法的數據采集質量大為降低，不利于該方法的應 用。為了克服音頻大地電磁法的不足，人們采用了人工源信號，發射10000 1Hz 的電磁波信號，來壓制干擾信號，提高數據的信噪比，這就是可控源音頻大地 電磁法(CSAMT)。由于CSAMT數據質量好、效率高，是深埋隧道勘査的主要物 探手段。
目前生產中使用的大地電磁法設備主要是加拿大鳳凰地球物理有限公司的 V系列、美國ZONGE公司的GDP系列、美國GEOMETRICS公司和EMI聯合研制的 EH4系統。每一種設備基本上都包括了 MT、 AMT和CSAMT方法。V8系統是鳳凰 公司于2004年底，在其V系列基礎上，結合GPS技術和無線網絡技術推出的最
新一代多功能電法儀。
CSAMT是由電磁波發射和電磁波信號接收兩部分組成。電磁波發射分為電偶 源和磁偶源，V8系統采用的是電偶源。為了保證接收信號是平面電磁波信號， 必須使接收端處于發射信號的遠區。 一般情況下，根據地質情況，發射端與接 收端要相距7 15Km，且發射電偶極的方向與測線方向大致平行。當發射按發射 頻率表依次發射每個單一頻率的電場信號后，電磁波將傳播到接收端，接收儀 器將自動追蹤到相應頻率的電磁波信號并記錄它們的場強和相位信號；當發射機按時間周期(30 40分鐘)發射完所有頻率的信號(9600 1HZ)后， 一個點 的數據采集過程即告完成。理論上，在發射覆蓋的范圍內，只要接收儀器足夠 多，在一個發射周期內就可以采集到足夠多的點。
通常情況下，以V8系統為例， 一臺V8接收主機(同時釆集3個電場道和 兩個磁場道)配置1 2臺RXU犯(只采集3道電場信號的數據采集儀器)可以 一次采集到6 9個點，我們把它稱之為一個CSAMT排列。野外實踐表明，在復 雜山區，為了保證V8接收主機與RXU3E的無線通信，使用一臺V8接收主機加1 臺RXU3E組成一個接收排列(其人員及設備組成一個接收組)效果較好。當接 收端只有一個接收排列時，則組成"單發單收"系統；如果還有一個接收排列， 則可組成"單發雙收"系統。
理論上，在一個發射周期內，可以同時有任意多個這樣的接收組，但必須 要求所有組保持同步，這樣才能在一個發射周期內保證接收到所有測點。但當 這樣的接收組多于3個時，由于地形、設備、人員技術等條件的差異，要使所 有組同時布置好、同時采集、同時完成采集是很困難的，勢必造成彼此拖延， 使生產效率不能達到預想的效果。野外實踐表明，在"單發雙收"的情況下， 由于彼此間相距較近，容易進行協調，設備的利用率較高，生產效率相對較高。 但在單一發射系統的情況下，因為發射系統是在大電流、高功率下進行的，為 了保證發射系統的安全、穩定運行，有必要在發射一個周期，接收端采集完數 據，準備移動布置下一個排列時，發射系統停機休整30 60分鐘左右。這又使 得更多的接收設備存在不能同步、彼此拖延的情況，工作效率大為降低，沒有 起到應有的效果。這就是說，在單發多收(多于3個接收組)的情況下，并不 能提高每天的生產效率。
總之，現有的可控源音頻大地電磁法(CSAMT)，由于采用的是單一發射系 統，無論是單發單收、單發雙收還是單發多收，這些勘查方法工作效率比較低、 耗時比較長，不能適應新形勢的要求。發明內容本發明的目的在于提供一種提高工作效率、壓縮勘査時間的可控 源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統及其采集方法。 為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案
一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統，包括發射系統和信號 接收系統，所述的發射系統包括兩套發射機和與其相連的發電機，將發射電偶 極的兩端供電極通過一切換開關與兩臺發射機連接，兩套發射系統共用一個發 射電偶極；所述的信號接收系統包括三個以上數據采集組，數據采集組由一臺 多功能電法儀V8接受主機和一臺與其配套的電場信號數據采集儀RXU3E組成， 各接收組沿測線常規布設。
一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集方法，包括以下步驟
(1) 設備的準備和標定準備連接發射系統和信號接收系統，發射系統包
括兩套發電機和發射機，發電機與發射機連接，將發射電偶極的兩端供電極與
切換開關連接，切換開關與兩臺發射機連接；信號接收系統包括三個以上數據 采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接受主機和一臺與其配套的電場信 號數據采集儀RXU3E組成，確保上述設備正常工作；做發射系統的一致性實驗， 并確保發射電偶極兩端接地電阻小于50歐姆；
(2) 布設接收點將各接收組沿測線常規布設，各接收組之間相互獨立， 互不影響；
(3) 供電發射當任何一個接收組布置好排列后，發射方面接到通知或按
約定時間開始發射，供電時采用相同的發射電流以控制兩套發射系統能夠輸出
相同的功率，確保兩套系統發射的場源信號相同；先啟動一臺發射機，將切換 開關與這臺發射機連通，按事先設置的電流發射；
(4) 接收發射機開始發射后，每個接收組即可獨立地進行數據采集，當 采集完一組數據后，就可進行下一個排列的布設；
(5) 切換發射當一套發射系統運行1 2個發射周期后，切換到另一套 發射系統工作，兩套發射系統共用一個發射電偶極，之后依次輪流切換，循環往復，直至接到接收組停止發射的通知或按約定時間停止發射。
本發明公開的一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統及其方 法，通過采用兩套發射系統共用一個發射電偶極，彼此交替發射，實現了全天 不間斷發射，在雙發多收數據采集過程中，既保證了每套發射系統安全運行， 又確保了各接收組彼此不互相干擾，獨立工作，從而壓縮了勘察時間，節省了 人員配置，提高了工作效率。
圖1為本發明系統工作布置示意圖； 圖2為本發明發射系統連接示意圖。
圖中A、 B-發射電偶極；MG1-第一發電機；MG2-第二發電機；TX卜第二發
射機；TX2-第二發射機；RXl/RX2/RX3/…/RXn-接收組；K-雙刀雙置開關。
具體實施方式
如圖1 2所示， 一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采 集系統，包括發射系統和信號接收系統，發射系統包括兩套發電機MG1、 MG2和 發射機TX1、 TX2，第一發電機MG1與第一發射機TX1連接，第二發電機MG2與 第二發射機TX2連接，將發射電偶極A、 B兩端供電極通過雙刀雙置開關K與兩 臺發射機TX1、 TX2連接，兩套發射系統共用一個發射電偶極A、 B，交替發射； 信號接收系統包括三個以上數據采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接 受主機和一臺與其配套的電場信號數據釆集儀RXU3E組成，各接收組RX1、 RX2、 RX3……RXn沿測線常規布設。所述的雙刀雙置開關K還可用電子切換開關替代。 一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集方法，包括以下步驟 (1)設備的準備和標定準備連接發射系統和信號接收系統，發射系統包 括兩套發電機MG1、 MG2和發射機TX1、 TX2，第一發電機MG1與第一發射機TX1 連接，另一臺第二發電機MG2與另一臺第二發射機TX2連接，將發射電偶極A、 B兩端供電極通過雙刀雙置開關K與兩臺發射機TX1、 TX2連接，信號接收系統 包括三個以上數據采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接受主機和一臺 與其配套的電場信號數據采集儀RXU3E組成，確保上述設備正常工作；做發射系統的一致性實驗，并確保發射電偶極兩端接地電阻小于50歐姆。
做發射系統的一致性試驗，目的是保證不同發射、不同接收組間的數據一
致性。具體做法是啟動第一套發射系統發射，所有接收組在同一地段接收，
以比較所有接收數據的一致性；再啟動第二套發射系統發射，所有接收組在同 一地段同時接收，以比較兩套發射系統的一致性。當所有數據相對誤差<5%，
則滿足一致性要求。
檢測發射電偶極兩端接地電阻方法將發射電偶極A、 B兩端供電極埋設好， 用發射線分別把A、 B供電電極與雙刀雙置開關K的中間端接線柱連接好，通過 萬用表測量雙刀雙置開關K的中間端接線柱的電阻，要求小于50歐姆。
(2) 布設接收點將各接收組RX1、 RX2、 RX3……RXn沿測線常規布設， 各接收組之間相互獨立，互不影響；
(3) 供電發射當任何一個接收組布置好排列后，發射方面接到通知或按 約定時間開始發射，供電時采用相同的發射電流以控制兩套發射系統能夠輸出 相同的功率，確保兩套系統發射的場源信號相同；先啟動第一發射機TX1，將雙 刀雙置開關K與第一發射機TX1連通，按事先設置的電流發射；
(4) 接收第一發射機TX1開始發射后，每個接收組RX1、 RX2、 RX3…… RXn即可獨立地進行數據采集，當采集完一組數據后，就可進行下一個排列的布 設；
(5) 切換發射當發射系統運行1 2個發射周期后，切換到另一套發射 系統工作，兩套發射系統共用一個發射電偶極A、 B，之后依次輪流切換，循環 往復，直至接到接收組停止發射的通知或按約定時間停止發射。
以上所述的僅是本發明實施例。應當指出對于本領域的普通技術人員來說， 在本發明所提供的技術啟示下，還可以做出其它等同變型和改進，都應視為本 發明的保護范圍。
權利要求
1、一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統，包括發射系統和信號接收系統，其特征是所述的發射系統包括兩套發射機和與其相連的發電機，將發射電偶極的兩端供電極通過一切換開關與兩臺發射機連接，兩套發射系統共用一個發射電偶極；所述的信號接收系統包括三個以上數據采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接受主機和一臺與其配套的電場信號數據采集儀RXU3E組成，各接收組沿測線常規布設。
2、 根據權利要求1所述的可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統， 其特征是所述的切換開關選用雙刀雙置開關或電子切換開關。
3、 一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集方法，其特征是該方法 包括以下步驟(1) 設備的準備和標定準備連接發射系統和信號接收系統，發射系統包 括兩套發電機和發射機，發電機與發射機連接，將發射電偶極的兩端供電極與 切換開關連接，切換開關與兩臺發射機連接；信號接收系統包括三個以上數據 采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接受主機和一臺與其配套的電場信 號數據采集儀RXU3E組成，確保上述設備正常工作；做發射系統的一致性實驗，并確保發射電偶極兩端接地電阻小于50歐姆；(2) 布設接收點將各接收組沿測線常規布設，各接收組之間相互獨立， 互不影響；(3) 供電發射當任何一個接收組布置好排列后，發射方面接到通知或按 約定時間開始發射，供電時采用相同的發射電流以控制兩套發射系統能夠輸出 相同的功率，確保兩套系統發射的場源信號相同；先啟動一臺發射機，將切換 開關與這臺發射機連通，按事先設置的電流發射；(4) 接收發射機開始發射后，每個接收組即可獨立地進行數據采集，當 采集完一組數據后，就可進行下一個排列的布設；(5) 切換發射當一套發射系統運行1 2個發射周期后，切換到另一套發射系統工作，兩套發射系統共用一個發射電偶極，之后依次輪流切換，循環 往復，直至接到接收組停止發射的通知或按約定時間停止發射。
全文摘要
本發明提供一種可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集系統，包括發射和信號接收系統，發射系統包括兩套發射機和與其相連的發電機，將發射電偶極的兩端供電極通過一切換開關與兩臺發射機連接，兩套發射系統共用一個發射電偶極；信號接收系統包括三個以上數據采集組，數據采集組由一臺多功能電法儀V8接受主機和一臺與其配套的電場信號數據采集儀RXU3E組成，各接收組沿測線常規布設。并且提供了可控源音頻大地電磁法雙發多收數據采集方法，它包括以下步驟設備的準備和標定—布設接收點—供電發射—接收—切換發射。本發明通過采用兩套發射系統共用一個發射電偶極，彼此交替發射，實現了全天不間斷發射，壓縮了勘察時間，提高了工作效率。
文檔編號G01V3/00GK101620277SQ200910117399
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月28日 優先權日2009年7月28日
發明者孟祥連, 張興昶, 朱光喜, 李慧濱, 梁京平, 梁彥忠, 沙振海, 蔡少峰, 韓永琦 申請人:甘肅鐵道綜合工程勘察院有限公司