[发明专利]一种基于偏心线圈补偿的瞬变电磁勘探装置及勘探方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探设备领域，涉及一种基于偏心线圈补偿的瞬变电磁勘探装置及勘探方法。该装置包括：拖拽车平台与高度可调的高台，拖拽车平台与高台平行放置，拖曳车平台铺设有发射线圈，高台平面铺设有接收线圈及磁补偿环，且接收线圈跨发射线圈偏心铺设，所述磁补偿环初始位置在高台上，并与发射线圈共中心，磁补偿环位置根据接收信号小于阈值为条件进行移动调节。本发明采用双平台结构，接收线圈铺设于拖曳平台之上的高台处，此高台平面的磁场强度变化程度相对较平缓，实现发射线圈与接收线圈的弱耦合，且在后续的调节过程中使得装置结构物理误差的影响降到最低。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探设备领域，具体而言，涉及一种基于偏心线圈补偿的瞬变电磁勘探装置及勘探方法。

背景技术

瞬变电磁法(Time domain electromagnetic methods，TEM)是一种基于楞次定律的地球物理勘探方法，由于其对低阻体敏感的特性，已经成为解决地质结构探测，地质资源勘探等问题的重要方法。地面TEM发射对接收线圈的耦合作用，使得接收系统获取的信号不仅包括有效的二次场早期信号，还包括无用的一次场干扰信号。由于TEM的早期信号携带着浅层地质信息，如果在关断时间内的一次场信号过强，将造成浅层地质信息丢失。因此，如何衰减发射对接收的耦合影响是解决TEM浅层盲区的关键。

专利授权号201010114534.9的《一种电磁法勘查的发送接收一体化方法及装置》，文中公开了一种使用双接收线圈消除一次场干扰的方法，在该方法中，通过调节发射线圈内的、外的接收线圈匝数实现一次场抵消。但是在实际应用中，难以实现两个接收线圈均为整数匝的情况，使得关断期间一次场的干扰难以通过这种方法精密消除；且这种接收线圈采用集中式绕制，自感量较大，易造成接收信号的失真。

专利授权号201710014564.4的《电磁法勘查的一次场弱耦合接收装置及方法》采用n个接收线圈的方法，对于小发射线圈在一定程度上缓解了上述情况，但是对于拖曳式瞬变电磁系统来说，在发射线圈边长达到2m以上时，采用上述方法，进行n个接收线圈的铺设，不仅会造成系统行进出现障碍，并且n个接收线圈结构复杂、铺设繁琐、位置固定困难，难以在拖曳式瞬变电磁系统中进行有效利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于偏心线圈补偿的瞬变电磁勘探装置及勘探方法，解决一次场干扰过大的问题。

本发明是这样实现的，

一种基于偏心线圈补偿的瞬变电磁勘探装置，该装置包括：

拖拽车平台与高度可调的高台，拖拽车平台与高台平行放置，拖曳车平台铺设有发射线圈，高台平面铺设有接收线圈及磁补偿环，且接收线圈跨发射线圈偏心铺设，所述磁补偿环初始位置在高台上，并与发射线圈共中心，磁补偿环位置根据接收信号小于阈值为条件进行移动调节。

进一步，通过发射机向发射线圈通入1KHz、1A正弦电流，观察接收信号，确定接收线圈的补偿效果，若接收信号小于阈值V₁，其中V₁为接收机的本底噪声幅值，则此时达到预期补偿效果；若接收信号大于阈值V₁，则认为此时一次场未完全补偿，向发射线圈内移动接收线圈，若接收信号减小，说明此时一次场干扰有残余，继续向内移动直至接收信号最小；若向发射线圈外移动接收线圈，接收信号增大，此时一次场干扰补偿过量，继续向外移动直至接收信号最小。

进一步，若最小接收信号小于阈值V₁，将所述接收线圈与磁补偿环串联设置，若串联磁补偿环后接收信号变大，则将磁补偿环移至与发射线圈一个条线对称的位置，该条线是接收线圈所跨的发射线，并将磁补偿环向发射线圈内部移动，直至接收信号小于阈值V₁；阈值为接收系统本底噪声，若串联磁补偿环后接收信号变小，则将磁补偿环向发射线圈外部移动，直至接收信号小于阈值V₁。

进一步，所述磁补偿环的匝数为1匝直径约为1～2cm。