[发明专利]一种浅层随钻电法探测方法和装置

说明书

本发明涉及一种浅层随钻电法探测方法和装置。在钻探过程中实施的，且探测的四个接触点都在目标介质上，不需要反演工作，能够直接准确探测目标层的物理参数。此外，由于该方法不需要采取样品，最大限度上保持了探测目标介质的物理状态，属于原位测试方法，探测的介质参数更加接近真实值，且实施过程快速，效率明显增强。

技术领域

本发明涉及一种浅层地质探测和浅层地下环境探测领域，尤其涉及一种浅层随钻电法探测方法和装置。

背景技术

目前，在浅层地质探测和浅层地下环境探测中，经常需要研究岩土介质地球物理参数的特性，准确测量这些地球物理参数是进一步研究相关问题的基本前提。获取这些参数的方法有两类：一类是，使用地面物探的方法来获得野外数据，然后再通过模型反演的手段得到岩土介质的这些参数，最后钻探验证；另一类是，钻探过程中提取岩土样品，在实验室内对这些样品进行物性分析。其中，前者获取的反演参数存在较大误差，且效率很低；后者破坏了介质，改变了岩土介质的物理性质，如密度、湿度、温度等，而这些因素对地球物理参数又至关重要，因此，该方法获得的参数误差依然明显，效率更加低下。

发明内容

本发明旨在提供一种准确度高的浅层随钻电法探测方法，同时还提供了一种专用于实施该浅层随钻电法探测方法的浅层随钻电法探测装置。

为解决上述技术问题，本发明中浅层随钻电法探测方法的技术方案如下：

浅层随钻电法探测方法，包括如下步骤：

步骤一，在目标地区的地表打孔；

步骤二，钻孔至指定深度时，测量第一测点A和第二测点B之间的电流值，测量第一测点A和第二测点B之间的第三测点M和第四测点N之间的电压值，所述第一测点A、第三测点M、第四测点N和第二测点B在目标层中自上而下顺序分布；

步骤三，通过下面公式计算目标层的电阻率值ρS：

式中，K＝1/(h_AM^-1-h_AN^-1+h_BN^-1-h_BM^-1)，

h_AM——第一测点和第三测点之间的高度差，

h_AN——第一测点和第四测点之间的高度差，

h_BN——第二测点和第四测点之间的高度差，

h_BM——第二测点和第三测点之间的高度差，

ΔU——电压值，

I——电流值。

在步骤二中，用预置电源从第一测点A和第二测点B向目标层通电，所述电流值从预置电源、第一测点A和第二测点B所处回路中测得。

将预置电源加载一段时间，直至测量到第三测点M和第四测点N之间的电压饱和值V时，断开电源，测量第三测点M和第四测点N之间的电位差ΔV_MN的变化量；之后，通过下面公式计算目标层的视极化率η_S：

在步骤一中，测量不同深度目标层的自然电位值；之后，用所述自然电位值绘制不同深度的电位曲线。

本发明中浅层随钻电法探测装置的技术方案如下：