基于多分量电磁远探测仪的井旁裂缝特性研究

裂缝的储存特性是电磁探测中必须考虑的因素,针对常规电磁感应探测在裂缝中会出现分辨率过低的现象,本文采用多分量电磁远探测仪器对裂缝的响应特性进行研究。利用COMSOL软件计算分析裂缝张开度、裂缝的空间位置、裂缝俯仰角、裂缝方位角以及发射频率对多分量电磁远探测响应特性的影响。数值模拟结果表明,在远探测感应仪器的X/Y双线圈系结构下可以准确地反映裂缝的响应特性;裂缝张开度越大,响应特性越明显;裂缝与仪器距离越近,响应特性越明显;仪器可以清楚地探测到裂缝的张开度和空间位置;仪器的发射频率对电磁远探测响应特性没有明显的影响;多分量电磁远探测仪器可以准确探测裂缝的方位角和俯仰角。研究结果为井旁裂缝模型的建立及多分量电磁远探测仪器特性研究提供了理论依据。

瞬变电磁波测井边界远探测方法研究

随钻地质导向钻井的关键在于对边界的探测,为提高仪器探测深度,时谐源激励的电磁波测井方法通常采用降低频率、增大源距的方式.瞬变电磁波测井信号源的突然关断产生会产生感应涡流,涡流随时间向地层深部扩散,与时谐源激励方式相比,其探测深度更大且测量过程不受信号源的干扰.因此,本文提出一种时间域瞬变电磁波测井边界远探测方法,采用余弦变换的数值滤波算法,模拟层状地层同轴发射接收线圈的瞬变电磁波测井响应,结果显示,地层电导率越大,电磁波传播速度越慢,测量晚期感应电动势与地层电导率线性相关;通过定义层状介质总场与线圈系所在当前层背景场的差值可方便提取界面信息,对界面的探测距离可达数十米;瞬变电磁波测井响应受源距的影响很小,为利用短源距实现远探测提供了可能.瞬变电磁波测井与时谐源电磁波测井相比优势明显,在电磁波测井领域中应用前景广阔.

井孔瞬变电磁短偏移距远探测能力研究

在油气及矿藏资源勘探中,井孔瞬变电磁远探测技术相比于常规测井和地震方法,具有分辨率高、多参数获取、无侵入性等优势,但在实际应用中仍存在一些技术挑战和限制,需要综合考虑各种因素,选择合适的勘探方法和方式来获取地下资源的准确信息。为此,进行了井孔瞬变电磁装置关键参数对探测距离影响的研究,基于有限元法分别计算了不同收发矩、不同线圈参数、不同探测距离下低阻体和高阻体的响应。结果表明:在井孔瞬变电磁短偏移距远探测中,收发矩的大小对时间域电磁探测距离的影响不大,而线圈参数能明显影响井旁探测距离;在200匝2 A的发射线圈参数下,井孔瞬变电磁探测法对低阻体更为敏感,井旁探测距离可达40~50 m,对高阻体的探测距离为30 m。研究表明,采用小尺寸井孔瞬变电磁探测仪实现短偏移距井旁远探测是可行的。

基于磁信号引导的ROV海缆路由跟踪技术

针对目前常用海底缆线探测技术的优缺点，基于电磁感应原理建立海底缆线电磁场模型，通过配置双三维正交磁信号探测传感器阵列得到传感器与海缆的几何位置关系，从而获取遥控水下机器人（ROV）相对于海底缆线的路由信息。然后提出磁信号引导下遥控水下机器人海底缆线路由跟踪系统的组成结构和探测方法，以及海缆路由跟踪策略及作业流程，为随后开展ROV海缆探测试验提供了理论依据和可行的探测方法。

金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀减薄缺陷的响应灵敏度,剖析检测信号特征与缺陷尺寸参数间的关联规律。同时,搭建试验平台,进一步探究基于脉冲涡流近-远场复合定量检测的非铁磁性金属构件腐蚀减薄缺陷定量检测方法。仿真及试验结果表明,所提集成磁场直接和间接耦合分量的新探头构型可同时对金属构件腐蚀减薄缺陷实施脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测,增强了缺陷定量信息的有效拾取。

ZDY20000LK型钻机研制及应用

为解决冲击地压矿井煤帮大直径卸压钻孔只能通过一次钻孔及多次扩孔施工工艺,才能达到预期卸压要求的问题,研发了ZDY20000LK型煤帮大直径卸压钻孔钻机,该钻机具备自动上、卸钻杆和800 m远控功能,能够提高工人施工时的安全性和降低工人劳动强度。此外,研究了钻机配套用Ф260 mm大螺旋插接式钻杆和Ф300 mm塔式PDC钻头,满足一次成孔直径300 mm的煤帮卸压钻孔要求。工业性试验表明:钻机平均钻进效率达到10 min/m,最大孔深81 m,充分验证了钻机结构、液压系统和远控系统的可靠性和稳定性。电磁波CT探测表明:大直径卸压钻孔,弱化了煤体,使得巷道支承压力区的煤体冲击危险性明显减小,且施工卸压钻孔的间距越小其卸压效果越好。研究成果对于大直径卸压钻孔装备的研制及冲击地压矿井卸压钻孔施工具有借鉴意义。

中国地震遥感应用研究与地球物理场探测卫星计划

中国地震遥感应用研究始于20世纪70年代中期,从简单的多光谱遥感图像解译线性活动构造开始,迄今已走过了40余年的历程。其中20世纪70、80年代以可见光遥感图像应用为特征,90年代为红外遥感、GNSS遥感和InSAR技术试验应用阶段,20世纪末到21世纪前10年主要表现为综合遥感应用和卫星电磁、卫星重力等地球物理场探测卫星计划预研,2011年以来侧重于集成前期研究成果,实施地球物理场卫星计划和卫星地震应用系统建设运行。目前可见光遥感技术在活动构造探查和灾害评估中已实现业务化应用,卫星红外、卫星电磁、InSAR技术、卫星重力和高光谱气体地球化学探测技术在地震监测领域越来越凸显出其应用效能。作为国家地球物理场探测卫星计划首发星,张衡一号电磁监测试验卫星于2018年2月2日进入预定轨道,目前在轨运行正常并产出了中国首幅全球地磁图,填补了中国在全球地球物理场获取能力方面的空白。