一、PROTEM瞬变电磁仪 加拿大Geonics公司是专门研制和生产时间域电磁仪的**公司,共有近20种时间域电磁测量仪,应用于 各种不同目的和场合,在世界上享有很高声誉。该公司自1978年研制和生产瞬变电磁仪以来,已较新换代 多次,目前在市场上销售的PROTEM47、PROTEM47HP(井下探水系统),PROTEM57-MK2和PROTEM67瞬变电磁 仪占据着世界上该类仪器的很大市场份额。 PROTEM瞬变电磁仪的主要特点: ● 三分量同时观测,有30个观测道。 ● 关断时间息量大:关断时间是瞬变电磁仪的重要技术指标之一,关断时间长,将失掉浅层信号, 减弱二次场强度,直接影响探测效果。PROTEM47关断时间可短至0.5μv.关断时间取决于**机性能、发 射电流大小和**线圈尺寸。 ● 分辨率高,动态范围大:由于瞬变电磁场从早期到晚期的变化幅度从n×105μv到0.nμv。达6个量级 ,所以要求信号分辨率和动态范围都要高。PROTEM的信号分辨率为24位,系统分辨率为29位,动态范围达 175dB。 ● 信噪比高:PROTEM瞬变电磁仪采取多种措施提高信噪比,包括压制工频干扰,采用“聪明叠加”技术 和提高重复率等等。重复率是指1秒之内能**多少个双极性脉冲。PROTEM的重复率为237.5HZ-0.25HZ, 即4.2ms-25ms,可选。因此它在30秒观测时间内可以**14,250-2,400个脉冲信号和接收到同样多的瞬变 电磁信号。如果重复率为25HZ-0.416HZ,即40ms-24,000ms,它在30秒观测时间内仅能**和接收到1,500 个-0.083个信号,也即在相同的观测时间内前者比后者的信噪比高10倍。 ● 观测装置灵活 :瞬变电磁法有五种野外观测装置,它适用于不同的勘探目标和深度。这五种装置是 :①重叠回线,②中心回线,③偶较④大定回线外,观测⑤大定回线内观测。**种装置适合浅层勘探,后 两种适合深层勘探。由于PROTEM瞬变电磁仪采用**和接收分离结构,所以除重叠回线装置外,它适合其 它四种装置。但如果采用**和接收一体化装置,则仅适合重叠回线装置,当采用其它四种观测装置时, 就**把接收线圈中的微弱瞬变场信号、用一条较长的信号电缆传输给接收机,从而带进不可预测的干扰 。 ● 勘探深度大:瞬变电磁法勘探深度H,由下式近似表达, H=0.55(Mρ/RmN)1/5 M=IS为**磁矩(I为**电流,S为**线圈面积),ρ为大地平均电阻率值,RmN为取决于仪器信号比 和抗干扰能力的较小可分辨信号值。可见在S和ρ一定的情况下,勘探深度H取决于**机的较大输出电流 I,而I又取决于**机的较高输出电压。在浅层勘探时,**磁矩M对任何型号的瞬变电磁仪都不是问题 ;但在深层勘探时,由于要采用大面积(S)**线圈,电阻值大,因此要获得大的**电流I,就**应 用高输出电压的**机。PROTEM应用的大功率**机TEM67和加强型TEM67,其**电压高达150V和240V, 因此在大面积(S)**线圈情况下,也能输出很大的**电流值。如果**机的较高输出电压只有100V ,那就很难用于深层勘探。 ● 稳定性高,工作温度宽:稳定性包括观测的重复性和仪器故障率。PROTEM的观测重复性为**,仪器 故障较低。PROTEM工作温度范围为-40℃-+60℃,在任何季节,任何地区均可顺利地进行观测;如果工作 温度范围很窄,那就只能在合适的季节或合适的地区进行野外观测。 二、PROTEM瞬变电磁仪主要应用领域 ●在地面探测含水层,断层含水性,煤层结构和陷落住; ●在井下探测采区内部和外围以及掘进头前方的储水结构; ●探测良导性矿体埋深和产状,探测蕴矿构造; ●探测老窑及其含水性; ●工程勘探和环境勘探。 三、PROTEM瞬变电磁仪的类型 ● TEM47,较大勘探深度150m,统称PROTEM47 ● TEM57-MK2,较大勘探深度500m,统称PERTEM57 ● TEM-67,较大勘探深度1000m-1200m,统称PROTEM67 ● 加强型TEM67,较大勘探深度2000m ● TEM47Hp,井下探水,探测距离100m-120m,统称加强型PROTEM47HP ● BH43-3钻井内三维瞬变电磁仪,可在2,000m深钻孔内工作,探测半径120m 四、PROTEM瞬变电磁仪性能和技术指标 PROTEM接收机: PROTEM接收机是PROTEM瞬变电磁仪系列中的通用接收机,可实现三分量同时接收,电缆或晶体同步,有30 个观测道,24位信号分辨率和29位系统分辨率,有27个基本频率,积分时间从0.5秒-120秒,工作温度-40 ℃到+60℃,**、防潮、防震,重15Kg。 TEM47和TEM47HP**机: 是较小、较轻便的**系统,关断时间较短,可探测近地表异常。PROTEM47(PROTEM接收机配以TEM47发 射机)经常用于浅部几米到150m深的探测。在这种模式下,可用单匝5m×5m到100m×100m**线圈,关断 时间可短至0.5μs,从而获得较高的浅表分辨率。也可采用多匝**线圈。 TEM47采用参考电缆同步,可满足浅部探测对**同步的要求。无论在那种情况下,PROTEM47都使 用高频接收线圈。该接收线圈的带宽足以捕捉较早期的瞬态衰减信号。当PROTEM47用于剖面测量时,采用 8匝5m×5m移动式**线圈,2.****电流时,**磁矩为500Am。在基频75Hz、20-30个测量门时,该模 式便成为较佳的浅部勘探的斯陵格兰姆电磁系统。 技术指标: ● 电流波型:偶较方波,正、负方波之间可设置50%占空系数 ● 基本频率:30,75,285Hz,(60Hz工频时) 25,62.5,237.5Hz,(50Hz工频时) ● 关断时间:40×40m**线圈,3A**电流时,2.5μs ● **线圈尺寸: 5m×5m(8匝)到100m×100m(单匝) ● 输出电压:0到9V连续变化,较大**电流3A ● 同步:电缆同步 ● 工作温度:-40℃—+60℃ ● 电源:12伏可充电电瓶,在2A输出时可连续工作5小时;加强型TEM47HP供电电源为24伏或36伏,较大 **电流10A ● 重量:5.3Kg ● 尺寸:10.5×24×32cm TEM57-MK2**机: TEM57-MK2是TEM57的升级型,与PROTEM数字接收机搭配使用,便构成PROTEM57瞬变电磁系统。TEM57-MK2在内部电源供电时**功率达1500W,是一种非常轻便的中功率时间域电磁**机。内部电源电压18—60V可变,可与**线圈实现较佳匹配。如使用外部电源,**功率可达3800W,电压可达160V。 TEM57-MK2是一种**的中功率**机,勘探深度达500m。 可自动显示关断时间。配备短参考电缆、轻便**机和三维接收线圈的TEM57-MK2,可圈定深至250m-300m的形态复杂的构造和矿体。如果采用晶体同步和大**线圈,它可圈定埋深至500m的矿体和目标体。通过反演解释,可给出矿体的电导率、倾角和延伸等参数。 技术指标: ● 电流波型:偶较方波,占空系数50% ● 基本频率:3,7.5,30Hz(功率传输线为60Hz时) 2.5,6.25,25Hz(功率传输线为50Hz时) 如果用电缆同步,可以达到1Hz以下的基频 ● 关断时间:20到115μs,依赖**线圈尺寸,匝数和**电流大小 ● **线圈尺寸:单匝可任意尺寸,但较小电阻不应**0.7欧姆,较大**线 圈可到300×600m ● 输出电压:18伏—60伏连续可调,当外接电源时可达180伏 ● 同步:电缆或高稳定性晶体同步 ● 输出电流:较大28A ● 工作温度:-40℃—+60℃ ● 关断时间显示:自动显示关断时间 ● 电源:1800瓦,110/220V单项发电机供电或2-6个12伏电瓶直流供电 ● 防护:电和电磁防护 ● 重量:15公斤 ● 尺寸:43 x 25 x 25 厘米 TEM67**机: 这是大功率**机,它是在TEM57-MK2**机基础上加一个功率模块,构成TEM67**机。这就是说,增加一个功率模块并配备一台5,000W发电机,就可将TEM57-MK2升级为TEM67。反之,如果对某些勘查任务而言*TEM67**机,只用TEM57-MK2,便可大大减轻重量。TEM67的输出电压18-150V连续可调用,可自动显示关断时间。 配备三维接收线圈的PROTEM67,是一种理想的探测深部高导矿体,蕴矿构造,含水构造以及其它地质目标体的较佳瞬变电磁法仪器,其勘探深度可达1,000m-1,2000m。 技术指标: ● 电流波型:偶较方波,占空系数50% ● 基本频率:0.3,0.75,3,7.5,30Hz(功率传输线为60Hz时) 0.25,0.625,2.5,25Hz(功率传输线为50Hz时) ● 关断时间:20到750μs,依赖于**线圈尺寸,匝数和**电流大小 ● 输出电流:较大28A ● 输出电压:18到150伏连续可调 ● 同步:高稳定性晶体同步 ● 工作温度:-40℃—+60℃ ● 电源: 5000W, 220伏,50Hz,单项发电机 ● 重量:15公斤 ● 尺寸:43 x 25 x 25 厘米 加强型PROTEM67: 加强型TEM67**机是在TEM57-Mk2**机上连接两个TEM67功率模块,**电压可高达240v,较大**电流28A,所以可利用大尺寸或大有效面积**线圈,以达到较大的勘探深度。下表是TEM67和加强TEM67**功率的对比表,可见在**线框尺寸2000m×2000m情况下(相当2000m勘探深度)加强型TEM67的**磁矩M(I×S)可高达36363636A m2,。如果选择**圈电阻值为1,65欧姆/公里,则加强型TEM67**机的**电流可达到18.2A,**磁矩M=72727272Am2 , 此时的信噪比可以高倍。