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瞬變電磁法TEM系列磁探頭

我公司長期從事瞬變電磁法磁探頭的研制和生產,目前產品分兩大類。
①地面TEM磁探頭,型號為TEM-250K[包括TEM-250K(P)],TEM-70K;TEM-16K;TEM-7K共四種,解決不同深度的地質問題。
②井中三分量TEM磁探頭,型號為JZTEM-15K,安包括二個探頭,其一是測井中垂直分量HZ的JZTEM-15K(HZ)磁探頭,

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  • 更新時間:2022-07-12
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瞬變電磁法TEM系列磁探頭
瞬變電磁法TEM系列磁探頭簡介
我公司長期從事瞬變電磁法磁探頭的研制和生產,目前產品分兩大類。
①地面TEM磁探頭,型號為TEM-250K[包括TEM-250K(P)],TEM-70K;TEM-16K;TEM-7K共四種,解決不同深度的地質問題。
②井中三分量TEM磁探頭,型號為JZTEM-15K,安包括二個探頭,其一是測井中垂直分量HZ的JZTEM-15K(HZ)磁探頭,另一個是井中測水平分量Hy,Hx及探頭姿態(傾角與方位角)的JZTEM-15K(Hx,y)磁探頭。可尋找占孔周圍和井底TEM異常。
上述各型號TEM磁探頭均可與國內外大部分瞬變電磁儀配套使用,例美國Zonge公司的GDP-32,加拿大鳳凰公司的V8等綜合電法儀,地科院物探所的IGGETEM-30瞬變電磁儀等。
一、地面TEM磁探頭:
現根據磁探頭的諧振頻率,由高到低分述如下。
1/TEM-250K磁探頭:
TEM-250K磁探頭是2001年底投產的,其諧振頻率為250KHZ,是TEM系列磁探頭中諧振頻率高的一種,它的有效面積為200m,靈敏度大于1μν/mT.HZ(小于100KHz頻段),重約1.2kg,探頭直徑50mm,長415mm。由于其諧振頻率較高,適用于解決淺部地質問題,在礦產地質、水文地質和工程地質中均可應用。TEM-250K磁探頭具有靈敏度較高,線性好,噪聲低,重量輕等特點,是瞬變電磁法解決淺部地質問題的理想磁探頭。探頭外觀見圖1,幅頻特性曲線見圖2。
TEM—250K(P)探頭是在TEM-250K磁探頭的基礎上在探頭頂部增加屏蔽層,并將供電電池也放在探頭頂部,在坑道內使用時可減少目的層對面地層的影響,其主要性能與TEM—250K相同。探頭重約1.3kg,探頭全長500mm,探頭主體直徑50mm,長300mm,屏蔽筒直徑75mm,長200mm。外觀見圖3,幅頻特性曲線見圖4。
2/TEM-70K磁探頭是TEM系列磁探頭中常用的一種,2002年投產,其諧振頻率為70KHZ,其有效面積為2000m,靈敏度大于10μν/nT.Hz(40KHZ頻段),重約1.3kg,直徑60mm,長510mm,由于其頻段適中,高低頻兼顧,適用于解決中、淺部地質問題,在礦產地質、水文地質和工程地質中均可應用,TEM-70K磁探頭具有靈敏度較高,線性好,輸出動態范圍大,重量輕等特點,是瞬變電磁法常用的磁探頭,其性價比較高。外觀見圖5,幅頻特性見圖6。
 
3,研制的TEM-16K磁探頭是TEM系列瞬變場磁探頭中諧振頻率較低的一種,2011年底投產,其諧振頻率為16KHZ,有效面積為(10000m),與美國GDP-32綜合電法儀配備的TEM/3磁探頭有效面積(10000m)相同,靈敏度大于55μν/nT.Hz(ƒ≤10Kz頻段),重約2kg(帶電池),探頭全長880mm,主體直徑50mm,探頭前部電源及放大器盒140×93×55mm.TEM-16K磁探頭具有體積小,重量輕,靈敏度高,噪聲小,線性段長,雙端輸出,動態范圍大等特點,它采用特殊輸出電路,驅動能力特強,輸出電纜長達100米時信號失真很小(見附表),在野外作業搬站時,可以實現儀器不動,只移動探頭進行測量,這樣可以提高效率或實現多個探頭同時在不同地點測量。TEM-16K探頭適用于解決中、深部地質問題,是瞬變電磁法尋找中、深部礦體的有力工具。外觀見圖7,幅頻特性見圖8。
圖9是TEM-16K探頭與美國GDP-32綜合電法儀配備的TEM/3磁探頭在河北某地的對比資料,測量儀器為GDP-32,在同一條剖面上共測24個測點,圖9是136~142四個點的TEM曲線對比圖。(備有詳細資料,需要者請備U盤)。
  TEM-16K磁探頭與美國GDP-32配的TEM/3磁探頭實測TEM曲線對比
4,TEM-7K磁探頭是TEM系列瞬變場磁探頭中諧振頻率低的一種,2009年投產,其諧振頻率僅為7UH,有效面積達40000m,靈敏度為220μν/T.HZ(ƒ≤4 KZ),重量為4.2kg(帶電池),全長1mm,前部為為65mm×120mm方盒,后部為直徑60mmABS管,TEM-7K磁探頭具有靈敏度高,噪聲低,線性好,雙端輸出,適用于解決中、深部礦產地質、地熱等,是瞬變電磁法尋找深部礦體的有力工具。外觀見圖10,幅頻特性見圖11。
圖12是用GDP-32綜合電法儀在同一測點,用TEM-7K與GDP-32的TEM/3磁探頭的對比結果(如需原始測量數據,請備U盤)。
圖13是TEM-7K磁探頭與其它 探頭的對比資料。
二、井中TEM三分量磁探頭JZTEM-15K:
 井中TEM三分量磁探頭由兩個探頭組成,其一是測井中垂直分量Hz(井軸分量)探頭,型號為JZTEM-15K(HZ),分為1000米型和2000米型2000米型兩種,其二是測井水平分量Hx,Hy探頭,同時測量井中探頭姿態(傾角與方位角),型號為JZTEM-15K (Hx,y ).井中水平探頭只有2000米型的一種。垂直分量探頭可單獨使用,也可與水平探頭聯合使用進行井中三分量TEM測量。
為了配合井中TEM測量,我公司專門設計生產了手搖1000米型絞車,體積長45×寬65×高75cm重量約55kg,外觀見圖14 。并外協生產了六芯聚胺酯測井電纜,直徑6.5mm,拉力300kg,長度大為2000米(需預訂)。
同時外協生產了適用六芯聚胺酯測井電纜的自動排纜電動絞車(用Ac220V電源),有1000米型和2000米型二種(需預訂)。
1000米型自動排纜絞車,可配1000米直徑6.5mm,拉力300kg的六芯聚胺酯測井電纜,具有自動/手動、恒速控制、點測/連測,深度校正功能。速度范圍:0~30米/分鐘。工作電源:交流220V±10%,50Hz,凈重110kg,體積:860mm×600mm×700mm(長×寬×高)。帶井口滑輪及連接井下儀的接頭。外觀見圖。
②2000米型自動排纜絞車,可配2000米直徑6.5mm,拉力300kg的六芯聚胺酯測井電纜,性能同1000米型,凈重140kg(不含電纜),體積1020mm×700mm×550mm(長×寬×高),外觀見圖。
1.   JZTEM-15K(Hz)磁探頭是井中三分量TEM探頭中專門測量垂直分量(井軸分量)的探頭。它可以與水平探頭聯合使用,也可以單獨使用,占國內外各種TEM儀器配合可進行地-井瞬變電磁法測量,以便檢查或發現鉆孔未打到的旁側異常或井底異常。測量井深分1000米和2000米二種(1000米探頭2011年已小量生產)。1000米的井中探頭已進行過15Mpa打壓試驗,2000米的井中探頭已進行過30Mpa,溫度85º的打壓試驗,探頭外徑為38mm,適用于一般小口徑鉆孔。
JZTEM-15K(Hz)井中垂直分量Hz磁探頭的諧振頻率為15KHz,有效面積為10000m,重量5kg,直徑38mm,長1640mm(不包括連接電纜通用接頭)。該磁探頭具有靈敏度高,噪聲小,線性段長,雙端輸出,驅動能力強等特點,是瞬變電磁法發現井中旁測異常和井底異常的有力手段,拓寬了瞬變電磁法的應用范圍,是解決較復雜地質問題的有力工具。,外觀見圖15    幅頻特性見圖16。
圖 一 是JZTEM-15K(Hz)探頭在野外實測地--井TEM五方位資料。
地—井TEM系統JZTEM-15K垂直分量探頭下井試驗
 
一、試驗孔概況:選擇在江蘇省某地ZK1孔進行地—井TEM系統試驗,終孔深度約500米,鉆孔附近地形較平坦,沒有明顯的電磁干擾源。據收集到的地質資料顯示,該區地層總體呈水平層狀,走向約北西330 °。ZK1孔電阻率和激電測井曲線見圖1,在400~410米深度段顯示明顯的低阻高極化特征。
 
二、100m×100m五方位測量:井口至井底全程測量,點距5米,異常段(400m-420m)加密至2米,發射時基10ms,下降沿500μs,發射電流10安培。測量設備:IGGE TEM-30A瞬變電磁儀,JZTEM-15K井下探頭,JC-1000A自動排纜絞車。
 
 
三、結論:實測響應曲線的異常深度與鉆孔資料基本相符。
1.  JZTEM-15K(Hx,y)磁探頭是井中TEM三分量磁探頭中測量水平分量水平分量Hx,Hy及探頭在井中姿態(傾角與方位角)的探頭,其諧振頻率為15KHz,有效面積為2500m(Hx,Hy相同),探頭外徑38mm,它分二部分,探頭下部是水平分量測量線圈、放大器及電源,上部為測量探頭在井中姿態的傳感器及電源,這二部分運輸時是分開的,到井場后組裝成一體下井。該水平探頭與JZTEM-15K(Hz)垂直分量探頭配合可進行井中三分量TEM測量,可更有效的確定井旁異常和井底異常的空間位置,井中三分量瞬變電磁法是目前尋找深部礦體較先進的方法之一。JZTEM-15K(Hx,y)已基本完成室內測試,其主要技術指標與加拿大克隆公司的PEM井中三分量探頭相近,即將投產。探頭的水平線圈部分直徑38mm,長 重 kg,探頭測姿態部分直徑38mm,長 重 kg,配六芯聚胺酯測井電纜,大探測深度2000米。圖 18是JZTEM-15K(Hx,y)水平探頭與加拿大克隆公司的PEM井中水平分量探頭的幅頻特性曲線對比圖。
外觀見圖17。
 

 

探頭對比數據(無電纜)
蘭線:進口PEM水平線圈、原裝放大器
綠線:進口PEM水平線圈、配自己研制放大器
黃線:JZTEM-15K(Hx,y)自制水平探頭Hx分量、No6副放大器
紅線:JZTEM-15K(Hx,y)自制水平探頭Hy分量、No6主放大器

 

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