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钻孔雷达是地质雷达的一种特殊模式.和通常的地质雷达比起来,它有好几个显著的特点.比如,利用钻孔接近地下的某个区域,天线可以相对接近所要测量的地质异常体或目标,从而导致在较深的范围对目标的精确测量.实验场地位于北京西部的一个石灰岩的小山上.该处有一组钻孔,并被大量的裂缝所切割.在这些钻孔中,我们进行了单孔反射测量和跨孔测量.测量的数据经过处理和解释表明,在该场地雷达的径向探测范围可达30米,地下裂缝的分布可以形成清晰的图像.我们可以看到很多裂缝,它们距钻孔的距离及倾角都可以确定下来.在有些情况下,确定裂缝分布的方位是可能的. 相似文献
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随着石油勘探开发需要的转变,随钻测井技术的地质导向功能正受到越来越多的使用.本文利用各向异性水平层状地层中的磁流源并矢Green函数对定向随钻电磁波电阻率测井仪器的地质导向方法进行了研究.利用由接收线圈的电压定义的导向向量对低阻围岩的指向性并结合定向地质导向信号的变化,可以确定仪器与地层界面的相对位置.对定向数据进行方位成像可以得到地层方位和井斜角的相关信息,并且不受地层各向异性的影响.数值模拟结果表明:线圈距越长,仪器的探测范围越远且成像的对比度越大;频率越高,目的层与围岩层的电阻率对比度及井斜角越大时,成像的对比度也越大,但井斜角越大,定向信号发生明显变化的深度区间会越窄.利用单界面模型的定向地质导向信号制作出的交会图版可以使用插值法估计仪器到界面距离.所得结果为定向随钻电磁波电阻率测井仪器的地质导向方法提供了参考. 相似文献
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《地球物理学进展》2015,(3)
提出了一种新的井内相控圆弧阵相位控制方式,实现了对地层SH横波的定向发射和接收,在此基础上发展了一种利用反射SH横波对井外反射体进行远探测的测井方法,旨在突破目前发展的偶极子SH横波远探测方法在地质体方位确定方面的局限性.数值模拟结果表明,合理的相位控制方式可以使得圆弧阵接收(发射)器能够对SH横波进行定向接收(发射),且在目标接收(辐射)方位,不存在SV波场及纵波场的干扰;改变声源和接收器的相位控制方式,可以通过SH波场对井外波阻抗不连续界面的进行扫描,其反射波清晰,方位分辨率高.与传统的单极子纵波远探测方法相比,一方面该方法具有较好的方位分辨能力,能够准确确定反射体在三维空间中的位置,另一方面SH反射波在洞穴、裂缝成像方面更具有优势.与传统的偶极SH横波远探测方法相比,由于该方法引入了具有SH横波定向接收功能的圆弧阵接收器,能够消除反射体方位测量的多解性. 相似文献
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能够测量井外数十米地质构造距离和方位的远探测声波测井正成为一种重要的地球物理应用技术.1:1地层条件下井外含反射界面的远探测测量和分析为此技术提供了物理验证.本文首先利用虚源和柱面波展开理论推导了充液井孔中单极反射纵波方位接收声场的解析形式,通过模拟证明了单井的声波辐射和接收与双井之间的辐射和接收的等效性,在此基础上提出利用两口模型井来实现方位纵波远探测实验,即在测量井中放置多方位反射纵波接收声系,在另一口副井中放置单极子声源向测量井定向辐射纵波以等效来自井外地质体的反射波,依托实验室的模型井群进行井中方位纵波远探测实验研究.实验测量结果表明井中接收反射纵波的幅度和到时对井外反射体(定向辐射波)具有较好的方位灵敏度,可由此来实现井外地质异常体的精准定位.在理论与实验指导下自主设计研制了方位纵波远探测仪器样机并开展了现场井测试成功获得高信噪比的方位反射信号,充分验证了方位纵波远探测技术的准确性和有效性. 相似文献
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随钻三维反射声波成像测井技术可以实时地对井周围的地层构造和地质体进行成像,为地质导向钻井提供必要的信息,是下一代声波测井技术的发展方向.针对该项技术,提出了一种基于圆弧片状压电振子的相控圆弧阵声波测井辐射器,推导了该辐射器的声学性能在波数-频率域的数学描述,并采用了实轴积分的方法对该辐射器在无限大液体、井旁地层中产生的波场进行了求解.研究结果显示,无论在无限大液体中还是在充液井孔内,该声源均可以向任意方位定向辐射能量,其水平指向性图主瓣明显,旁瓣级低,具有较高的方位分辨率;相控阵技术能够使得即使在较低的频率下,该声源辐射的声场仍具有较好的方位特征;与传统的单极子反射成像技术相比,有希望利用该声源发展一种具有较好的方位分辨能力和更深径向探测深度的随钻反射成像测井方法;与偶极子反射成像技术相比,采用该声源可以在周向上360°范围内确定反射体的方位,能够消除井旁地层界面方位测量的多解性. 相似文献
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机载探地雷达可以用于人类无法到达的危险地区、植被严重覆盖的地下目标体探测,然而由于机载探地雷达的特殊性,影响机载探地雷达探测效果的因素包括天线的极化方向、天线的飞行高度以及地表粗糙度等.为了研究这些影响因素与探测效果之间的关系,用三维时间域有限差分模拟电磁波的传播过程,以沙漠地区地下空洞掩体的机载探地雷达探测为实例,分别模拟了不同天线极化方向、天线高度及地表粗糙度情况下的机载探地雷达剖面,分析了各因素对机载探地雷达探测地下空洞目标体的影响.天线极化方向与目标体走向垂直更有利于地下目标体探测;天线距离地表越近,可以获得更高分辨率的雷达剖面;沙漠地表起伏越大,雷达剖面中的散射杂波能量越强,浅部地下目标体信号容易被掩盖.为了消除起伏地形造成的散射杂波,提出用逆时偏移成像技术对共炮集机载探地雷达数据进行偏移成像,成像结果优于基尔霍夫偏移成像结果. 相似文献
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《地球物理学进展》2016,(1)
为减少管波对采集数据的影响,井间地震采用了定向震源,其能量辐射特性影响接收波场的能量分布与后续成像效果.研究定向震源的正演模拟并分析能量辐射特性,为井间地震成像过程中能量补偿提供基础数据.采用圆形震源阵列法,在近源区内按照质点与震源点连线的方向设置振动函数强度,水平方向能量最强,垂直方向能量最弱,模拟的辐射能量具有随方向改变的特点.实际井间地震能量方向性非常强,因而同时采用吸收衰减层法进一步减弱纵向的地震波能量.吸收衰减层法在震源周围设置具有衰减因子的海绵层,通过不同方向设定不同的衰减因子来控制震源的方向特性.衰减因子采用了渐变函数,保证海绵层边界不产生人为反射干扰.将圆形震源阵列法与吸收衰减层法联合进行双层介质模型和实际速度场模拟,得到的炮记录方向性更加明显.两种方法的有机结合,能够更好地模拟井间定向震源.在圆形震源阵列法可行性验证基础上,分析了阵列半径对接收波场能量的影响,初步确定了模拟定向震源的最佳阵列半径.通过分析方向性参数和井间距对接收波场能量分布的影响,获得了定向震源激发下接收波场的能量分布,为在井间地震偏移成像中进行能量补偿建立了基础. 相似文献
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地-井方位激电观测异常特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为系统了解地-井方位激电异常特征,利用有限单元法对地-井方位激电观测在立方体、板状体等典型地电异常体上的响应进行正演计算,分析了异常体位置、方位距离等变化对观测的影响规律,讨论了地形、钻孔本身对地-井方位观测的影响等.研究结果表明地-井方位观测是探测井旁和井底盲矿体行之有效的方法,利用不同方位上的异常曲线特征,遵循异常场定性分析和"先井口、后其它方位"的分析方法,可大致确定异常体的电性特征和空间展布;地形和钻孔本身对地-井方位观测的影响主要集中在浅部区域. 相似文献
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A guided wave along a borehole is often observed in borehole radar measurements. These guided waves deform the antenna pattern and can cause artefacts in radar measurements. A water-filled borehole or a conducting logging cable can function as a waveguide for electromagnetic waves under some conditions. We describe the theoretical characteristics of such a guided wave in a borehole and compare them with our experiments. The measured signal discussed was obtained with a directional borehole radar. This radar uses a cylindrical conformal array antenna as receiver and is a model of a conducting structure in a borehole. The induced field around the borehole was compared with the theory. The most fundamental symmetrical and asymmetrical modes were TM01 and HE11, and they were identified in the measured signals using time–frequency distribution analysis and by observation of the azimuthal field distribution of the magnetic field. 相似文献
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OSMAR2000高频地波雷达系统采用线性调频中断连续波体制，天线阵收发共用，应用多重信号分类法（MUSIC）和最小方差法（MVM）获得海面回波到达角. 2000年10月23～29日进行了OSMAR2000同传统海洋测量设备以及其他雷达系统的对比验证试验. 文中首先介绍雷达系统和提取海流信息所用的回波到达角估计算法，然后给出这次试验中海洋表面矢量流的有关对比测量结果. 结果表明了所研制雷达系统以及所采用信号处理方法在海洋表面流探测中的有效性. 相似文献
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本文以非结构化网格剖分为基础,推导了电导率呈任意各向异性条件下的海洋可控源电磁法二次场磁矢量位、标量位所满足的有限元方程.将不完全LU分解预条件因子(ILU)与Induced dimension reduction(IDR(s))迭代算法相结合对有限元方程进行求解.之后,采用加权移动最小二乘法对二次场矢量位、标量位进行求导得到相应的电磁场各分量.最后,开展了两个地电模型的电磁场计算与分析.结果表明:本文所提出的电导率呈任意各向异性条件下的海洋可控源电磁法三维正演算法正确;不完全LU分解预处理的IDR(s)算法计算效率明显优于常用的ILU-QMR、ILU-BICGSTAB算法;算法具有良好的通用性,可用于陆地电磁、航空电磁、井中电磁等地球物理勘探方法在电导率任意各向异性方面的研究. 相似文献
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本文以地铁深基坑岩体边坡为研究对象,采用弹性波CT初步判断基坑岩体病害的类型及空间分布并辅以地质雷达进行验证;进而用分水岭算法分析弹性波CT获得的波速分布,以提取病害处的细部声速变化,圈定病害范围;在此基础上,以弹性波CT三维空间波速数据库的坐标信息为基础,结合分水岭算法得到的空间坐标信息获得建模数据库,导入GOCAD... 相似文献
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利用麦克斯韦方程的波形反演方法,能充分利用雷达数据中反映地下介质特性的波形、走时、相位等信息.它要事先已知激发脉冲信号,需从实际资料中提取,但受到诸多因素的影响.本文尝试避免从实际雷达资料提取激发脉冲的方法.首先,借助于一个已知地质模型上的探地雷达系统采集的记录以及给定激发脉冲、给定激发接收天线的正演模拟信号,计算出转换算子.其次,将转换算子作用于实测雷达信号,将其转换成给定激发脉冲激发的、给定激发接收天线采集的信号.最后,用转换后的数据进行波形反演.二维模型数据的转换表明,转换后的数据与正演模拟数据一致,反演结果差异甚小.实验室实测数据的反演结果与实际情况相符. 相似文献
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偶极声源的辐射特性及仪器的四分量正交采集系统使得偶极横波远探测可在一维井筒中对井外构造进行方位探测.基于反射横波幅度随声源偏振方向呈余弦平方变化这一特征,本文提出一种利用函数拟合快速反演井周构造走向的方法.根据这一规律,该方法仅用4个方位剖面数据即可准确反演井周构造走向,同时得到井周构造的离井距离和倾角.数值模拟和物理实验模拟均验证了幅度随方位的变化以及反演方法的可行性.根据这一方法做的现场实例也进一步证明了该方法的适用性.本文工作为利用四分量偶极数据进行井周构造的反射横波成像提供了实用而有效的处理方法. 相似文献
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Comparisons are made between horizontal wind measurements carried out using a VHF-radar system at Aberystwyth (52.4°N, 4.1°W) and radiosondes launched from Aberporth, some 50 km to the southwest. The radar wind results are derived from Doppler wind measurements at zenith angles of 6° in two orthogonal planes and in the vertical direction. Measurements on a total of 398 days over a 2-year period are considered, but the major part of the study involves a statistical analysis of data collected during 75 radiosonde flights selected to minimise the spatial separation of the two sets of measurements. Whereas good agreement is found between the two sets of wind direction, radar-derived wind speeds show underestimates of 4–6% compared with radiosonde values over the height range 4–14 km. Studies of the characteristics of this discrepancy in wind speeds have concentrated on its directional dependence, the effects of the spatial separation of the two sets of measurements, and the influence of any uncertainty in the radar measurements of vertical velocities. The aspect sensitivity of radar echoes has previously been suggested as a cause of underestimates of wind speeds by VHF radar. The present statistical treatment and case-studies show that an appropriate correction can be applied using estimates of the effective radar beam angle derived from a comparison of echo powers at zenith angles of 4.2° and 8.5°. 相似文献
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An effective bias correction procedure using gauge measurement is a significant step for radar data processing to reduce the systematic error in hydrological applications. In these bias correction methods, the spatial matching of precipitation patterns between radar and gauge networks is an important premise. However, the wind-drift effect on radar measurement induces an inconsistent spatial relationship between radar and gauge measurements as the raindrops observed by radar do not fall vertically to the ground. Consequently, a rain gauge does not correspond to the radar pixel based on the projected location of the radar beam. In this study, we introduce an adjustment method to incorporate the wind-drift effect into a bias correlation scheme. We first simulate the trajectory of raindrops in the air using downscaled three-dimensional wind data from the weather research and forecasting model (WRF) and calculate the final location of raindrops on the ground. The displacement of rainfall is then estimated and a radar–gauge spatial relationship is reconstructed. Based on this, the local real-time biases of the bin-average radar data were estimated for 12 selected events. Then, the reference mean local gauge rainfall, mean local bias, and adjusted radar rainfall calculated with and without consideration of the wind-drift effect are compared for different events and locations. There are considerable differences for three estimators, indicating that wind drift has a considerable impact on the real-time radar bias correction. Based on these facts, we suggest bias correction schemes based on the spatial correlation between radar and gauge measurements should consider the adjustment of the wind-drift effect and the proposed adjustment method is a promising solution to achieve this. 相似文献
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Boreholes present a potential hazard to mining in rock salt mines. The only rock salt mine in England was almost lost when they mined into an unknown borehole open to an aquifer. Rock salt is a good transmitter of VHF radar waves, so a good method of detecting boreholes is by using radar probing. This paper investigates theoretically the detection of a borehole in advance of mining using two different radar systems, Bravo II and Charlie II. Bravo II has a peak power of 20 kW at 230 MHz and Charlie II has 3 W at 440 MHz. The borehole detectability depends critically on the radar wave attenuation in salt, which is characterized by its loss tangent, tan δ. The backscattering cross section σ of the borehole is also important. These parameters are related in the radar signal-to-noise equation which determines the signal-to-noise ratio (S/N) for a given range in salt to the borehole. Theoretically, in salt with a tan δ of 10-3, Charlie II can detect (S/N= 3 dB) a 12.7 cm borehole 225 m in advance of mining while Bravo II, using only 100 W, can detect the same borehole 680 m ahead. These values are with the antenna E field parallel to the axis of the borehole. Theory shows this antenna orientation to be optimum for maximum detection probability. For salt with a tan δ of 2 × 10-5, the smallest value measured for salt, Bravo II can detect the borehole up to 15.3 km using maximum power of 20 kW. 相似文献