2022年高密度Schlumberger .pdf

1 一、概述高密度电阻率法是集电剖面和电测深为一体采用高密度布点，进行二维地电断面测量的一种电阻率法勘查技术。由于它提供的数据量大，信息多，并有观测精度高，速度快和探测深度较大等特点，因此在工程地质和水文地质勘查中有着广阔的应用前景。为了充分发挥高密度电阻率法解决地质问题的能力，我公司研制成功了“四电极电法系统”的新型高密度电阻率法仪器RIS-2D分布式高密度电法仪。 该仪器标准配置为60 道转换开关， 性能优越，可靠性极高。二、技术指标主机部分：1、输入阻抗大于100M 。2 、电压测量范围： 4V；精度优于 0.3% ; 分辨率 1V。3、 电流测量范围： 2A；精度优于 0.5% ; 分辨率 1A。4、主机最大供电电压： 600V。5、 主机最大供电电流： 2A。6、测量电位、电流、电阻率精度均在21 个字。7、电源： 12V、14AH铅酸充电电池。8、工频抑制：优于 -80 dB 。9、自电补偿方式及范围：全量程跟踪式自动补偿。10、 工作温度： -10 +50。 11 、 工作湿度： 93RH(+40 ) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 18 页2 12、重量：约 6.5Kg。电极转换器部分：1、道数:60 道。2、供电电压： 600V。3、供电电流： 2A。4、工作装置：温纳、施伦伯格。6、仪器耗电不大于250mA( 静态)。三、仪器介绍 3.1、RIS-2D 系统组成RIS-2D分布式高密度电法仪数据采集系统是由测量主机、笔记本电脑、分布式测量电缆带电极转换小盒供电电源、铜电极等组成。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 18 页3 .1 、RIS-2D 主机RIS-2D 是由安装在笔记本电脑里的控制软件来控制的。 连接方式非常方便，用一根 USB 连接线连接上即可。3.2.2 、RIS-2D 主机面板介绍中各标号所对应的部件名称如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 18 页4 图1主机电源指示灯红色 。2供电保险 2A 。3RIS-2D分布式电缆电源指示灯绿色 。4主机电源开关。5RIS-2D主机与笔记本电脑连接插座、主机充电插座。6供电高压源输入插座，最高不超过+600V 。7分布式电缆线连接插座。8高压开关。9RIS-2D分布式电缆电源开关。3.3 RIS-2D 分布式电缆分布式测量电缆不仅仅是起到电极连接作用, 还具有电极转换控制功能 , 电缆结构见 。每串电缆上具有 12 个园管形电 极转换器小 盒端头是电连接点，由此连接测线上的电极。每个电极转换盒之间精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 18 页5 是等距的 , 一般为 5 米。其设计特点是电极转换器不是集中组装在一个机箱中，而是化整为零地以单个电极盒的结构形式与电缆“嵌接”一体，故称之为分布式测量电缆，与RIS-2D 分布式高密度电法仪组成了分布式高密度数据采集系统。每个电极转换盒实际上是一个“4 入 1 出”式结构的转换开关，在自带的微处理器的程控作用下, 接受并执行测量主机发来的命令码，准确而同步地将指定电极分别转接到A，B，M ，N 四母线上去。每串电缆结构完全相同，所有的电极转换小盒设置固定的地址编号，各串的前后位置没有固定的规定，可随意串接并自动排序编址, 控制准确灵活，设备精简，野外施工方便。 RIS-2D 系统的供电电源本系统有两种类型的供电电源：(1). 低压直流电源。采用 12V 全密封免维护铅酸蓄电池, 为RIS-2D系统提供电路工作所需的直流电源；(2). 高压直流电源。 是大地建立人工电场时所需的大功率直流电源电压： 200600VDC ，电流： 02A ，可采用全密封免维护铅酸蓄电池组成的电池箱，也可将汽油发电机的交流电经整流后产生。该电源箱具有高、 中、低 多档输出端子， 如：25V，50V ，100V，200V，300V，400V，600V等。以方便供电电流的调节。RIS-2D 系统的电极 RIS-2D系统使用的是铜电极，长 300 mm,直径 12 mm ; 电极下端为圆锥状， 便于打入地面内， 上端铆接一个电极卡子方便直接精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 18 页6 卡在电缆的电极连接小盒上。见 所示。四、使用方法RIS-2D分布式高密度电法仪是结合笔记本电脑一起使用的一套电阻率采集系统。连接示意图如下：通过笔记本电脑里安装的“RIS-2D分布式高密度电法数据采集系统”控制 RIS-2D 分布式高密度电法仪主机，主机在控制各个分布式电极来到达我们各种工作方式的要求。首先打开主机电源， 再打开电极电源， 一般仪器要有 2 分钟左右的稳定时间。1、RIS-2D分布式高密度电法数据采集系统打开 RIS-2D分布式高密度电法数据采集系统如图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 18 页7 窗体最上面一行为主菜单，包括【文件】 、 【设置】 、 【测量】 、 【调试】第二行为常用的测量按钮。 中间区域为显示测量数据。 最下面的状态条里分别显示了软件名称：RIS-2D分布式高密度电法数据采集系统和公司名称。还有No ：* 和 T:* ；No：* 是当前正在测量的第多少组数据， T：* 是总共要测量的数据组数。下面分别介绍软件的主菜单：1、 【文件】鼠标单击【文件】 ，出现下拉菜单，【新建文件】、 【打开文件】、 【退出】三个选项，如果不新建文件或不打开文件的话，菜单【设置】、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 18 页8 和测量里的选项是不能被选中的。所以工作的第一步要新建一个文件，或是打开一个已经建好的文件，注意一定要是*.RIS 文件。否则会出现错误。选择【新建文件】，鼠标单击后会出现如下对话框：选择文件路径，输入文件名后，电极【保存】即可创建一个项目。选择【打开文件】，鼠标单击后出现如下对话框：鼠标单击要选择的文件，在点【打开】 ，即可打开想要的项目，打开项目后，其工程参数是不能修改的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 18 页9 2、 【设置】在新建文件或打开文件之后，鼠标单击【设置】菜单会出现一个下拉菜单，有【工程设置】和【电极排序】两个选项，在用鼠标单击【工程设置】选项会出现如下对话框：此界面为工程信息， 可以在此处输入客户名， 工程名，站点，方位角，备注；鼠标单击【测量模式】会出现如下对话框：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 18 页10 此界面为测量参数设置界面，在这里可以设置测量模式， 可以设置串口本仪器使用的是USB转串口的数据线，所以要设置串口要设置串口可以在控制面板的设备管理器里面看“端口COM 和LPT “它的串口设置的是串口几这里就设置串口几，下面还有供电时间，供电次数，一次场延时，断电时间，注意在这里设置的时间都是仪 50Ms为最小单位的，也就是设置的时间为50 的整倍数。供电时间盒断电时间最大是15 秒，一次场延时最大是5 秒本仪器的测量速度是250Ms测量一个数据， 所以供电时间要比一次场延时最少大出500Ms用鼠标单击【电极设置】 ，会出现如下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 18 页11 对话框：在这个对话框里可以输入使用的电极个数，极距以及测量的层数。但是要注意本仪器的电极个数最大是60，极距最大是5 米，测量的层数要看你的电极个数来定，假设电极个数为 n 根，则如果是四电极的测量装置的话，其最大层数=n-1/3; 如果是三电极的测量装置的话，其最大层数 =n-1/2; 设置完这些参数，检查无误之后，鼠标单击【确定】电脑会把刚设置好的参数数组传输到RIS-2D 分布式高密度电法仪里面。传输完毕后会出现一个提示对话框，鼠标单击【确定】即可。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 18 页12 工作数组传输完毕之后，选择【工程设置】菜单的【电极排序】这一步是把电极的ID 按我们连接的顺序排列出来，这里大概要510秒的时间。排序成功或失败都会有相应的提示对话框出现。鼠标单击【确定】即可， 如果提示失败，有可能是电源没打开或是参数设置的不正确，或是仪器的别的故障，请排查有在重复上面的所有步骤。3、 【测量】这创建文件，设置工程参数并传输给RIS-2D 分布式高密度电法仪以及电极排序都成功的前提下： 我们就可以开始测量了， 鼠标单击【测量】菜单会出现下拉菜单有【单点测量】 、 【连续测量】、 【暂停】 、 【停止】 。这里的按钮功能和主程序串口的第二行按钮功能是一样的第一个按钮是连续的向上测量，第二个是单步的向上测量， 第三个是单步的向下测量， 第四个是连续的向下测量第三个按钮和第四个【单点】功能是一样的，第四个和第六个【测量】一样的功能，【暂停】是工作暂时停止在点击相应的按钮还可以回复原来的工作，【停止】是完全放弃刚刚的工作重新开始。 这些按钮功能都会有相应的提示对话框，提示功能的实现。4、 【调试】鼠标单击【调试】菜单，会出现下拉菜单， 【定点测量】、 【安装调试】和【错误信息】。鼠标在单击【定点测量】会出现如下对话框：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 18 页13 要想实现定点测量的功能，首先要完成工程设置把工作数组传输到RIS-2D 分布式高密度电法仪，在完成电极排序后，根据电极排序的次序，还设置AMNB 电极，来完成定点测量的功能，比方，我想让前四个电极来完成定点测量我就可以这样设置A 1 ; M 2 ; N 3 ; B 4 ;(电极的顺序是从主机方向开始数的) 设置好后鼠标点击【测量】 ，测量完成后所测量的数据会显示在上面的一次电位和供电电流等的位置。【安装调试】 是为制作仪器是设置的， 所以我们用户不需要过多的了解它的功能。【错误信息】 是在测量出现异常是， 用户可以通过把这些错误信息提示给我们厂方， 由我们来判断仪器是什么地方出现问题，好及时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 18 页14 的问客户提供保证。五、仪器的数据介绍本仪器的数据保存在我们创建的文件*.RIS文件里。可以用记事本或是 word 来打开或编辑。实际数据格式和*.Dat 是一样的。六、工作方式介绍：. 温纳方式它的电极排列规律是对于60 道 ：A，M ，N，B其中 A，B 是供电电极， M ，N是测量电极，AM=MN=NB为一个电极间距，随着间隔系数即层数 n 由 nMIN逐渐增大到 nMAX ，四个电极之间的间距也均匀拉开。 该装置适用于固定断面扫描测量，其特点是测量断面为倒梯形，电极排列如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 18 页15 A M N B 设电极总数 60，nMIN =1，nMAX =16，每步电极转换的规律如下所述：首先， n=nMIN =1，测量数据为 57 个：第一步： A=1# ，M=2# ，N=3# ，B=4#；第二步： A=2#，M=3# ，N=4# ，B=5# ；第五十七步： A=57#，M=58# ，N=59# ，B=60# ；接着， n=n+1=2 ，测量数据为 54 个：第一步： A=1# ，M=3# ，N=5# ，B=7# ；第二步： A=2#，M=4# ，N=6# ，B=8# ；第五十四步 : A=54# ，M=56# ，N=58# ，B=60# ；最后， n=nMAX =16，测量数据为 12 个：第一步： A=1# ，M=17# ，N=33# ，B=49# ；第二步： A=2#，M=18# ，N=34# ，B=50# ；第十二步： A=12#，M=28# ，N=44# ，B=60# ；显然，对应每一层位n的测量数据个数 =60-n3 ，如果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 18 页16 n=116，16 个层位全部测量得到的完整的一个剖面，数据总数应该是 552 个。当实接电极数给定时， 每层剖面上的测点数和断面上的总测点数由下式确定：DnPsumPa1 n 其中 n 剖面层数； Psum实接电极数测线上电极总数 ； Pa装置电极数温纳、装置、装置Pa=4 ； Dn剖面 n 上的测点数。例如，对温纳，电极数Pa=4，设测线上电极总数Psum=60，剖面层数为 16，每层剖面上测点数： Dn=6041 n 第一层： D1=6031=57；第十六层： D16=60316=12 断面上总的测点数 =16*D1+ D162 552 如果设定的层数为15，则断面上的总测点数 15*( D1D15) 540 此公式也适用于装置，装置。2. 施伦伯格方式测量过程类似于温纳装置， 但在整个测量过程中MN 固定为一个点距，AM和 NB的距离随间隔系数逐次由小到大变化。电极转换规律如下第一层精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 18 页17 第一步： A=1# ，M=2# ，N=3# ，B=4#；第二步： A=2#，M=3# ，N=4# ，B=5# ；第二层第一步： A=1# ，M=3# ，N= #，B=#；第二步： A=2#，M=4# ，N= #，B=#；MN 的点距始终为， AM 、NB的点距由数据按间隔系数由小到大的顺序分层存储，结果为倒梯形区域。七、使用仪器的注意事项：1、我们不能一开始就把供电电压加的过大，因为我们不了解电极的接地情况，所以我们要现从小电压开始测量。2、电极线盘起放置的时候，一定不要供电，这样可能造成电极的短路现象。3、RIS-2D 分布式高密度电法仪， 的电池是 14ah的铅酸电池，要一定注意在仪器没有使用的情况下，也要一个月冲一次电。4、注意一次电位不能超过40V ，这样也会，造成仪器的损坏。5、请不要在高压电线附近工作， 这样会造成数据的不误差大，还由于我们是长距离控制，所以还有可能造成仪器的误控制，造成仪器损坏。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 18 页18 6、注意在没开低压的情况下，请不要开高压开关，这样也有可能造成仪器损坏。7、在测量过程中， 请尽可能的不要在电极线旁边打，打对讲机等有可能影响仪器稳定性的动作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 18 页