瞬变电磁早期信号处理技术研究

作     者：俞林刚 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：付志红

授予年度：2013年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：瞬变电磁法 早期信号 过渡过程 电流非零关断效应 数值校正 

摘      要：瞬变电磁法是一种先进的地球物理勘探方法，目前已经在矿产探测、石油钻井、地下水探寻、海洋和航空等领域得到了广泛的应用。近年来，浅层瞬变电磁法作为一种高效、高分辨的地球物理方法，在浅层探测领域展示了良好的应用前景，正成为人们研究的热点，由于瞬变电磁早期信号受到接收线圈的过渡过程、非零关断引起的一次场混叠与电流关断效应的影响，使得早期信号尤其是关断期间的信号不能充分利用，使得探测盲区问题至今没有根本解决。 本文针对瞬变电磁早期信号，消除早期信号的过渡过程影响，消除电流非零关断效应引起的一次场混叠问题和利用纯净二次场得到包含关断期间的视电阻率为重点研究，解决探测盲区问题，论文主要做了以下工作： ①分析了现有对瞬变电磁早期信号的研究不足，通过分析全程瞬变电磁场响应信号特征，提出了浅层瞬变电磁探测信号处理的思想。 ②以瞬变电磁基本理论为基础，分析了瞬变电磁感应过程与感应涡流的早期、中期和晚期的特征，分析了瞬变电磁早期信号的附加效应影响;推导了斜阶跃激励下的均匀大地响应的解析式，把关断期间定义为“感应段，关断以后定义为“衰减段。 ③分别讨论中心回线装置下磁场和磁场变化率（电压）在感应段和衰减段与视电阻率的关系曲线，针对目前的电流关断效应校正后仍然不能利用关断期间的信号，研究关断期间一次场剔除的方法，提出分别利用推导的斜阶跃感应段和衰减段的响应直接计算视电阻率的方法得到全程视电阻率，并利用理论正演值和AnsoftMaxwell仿真数据进行验证。 ④通过对瞬变电磁接收回路等效电路深入分析接收线圈的性能特性和研究了分布参数的测量;通过用理论响应与接收线圈冲激响应的卷积来模拟过渡过程，并分析过渡过程对瞬变电磁信号的影响，所以有必要消除过渡过程的影响。 ⑤研究野外实验数据的噪声抑制方法，利用本文提出的浅层瞬变电磁探测信号处理方法，基于全区视电阻率TEM“烟圈直接反演法，用防空洞实验验证浅层探测的效果，并应用于接地网故障诊断的初步研究。