孔间地震剖面法观测方式的物理模拟研究

孔间地震剖面法之观测方式及其波场分布规律,以及入射角对地震信号反射特征的影响是指导孔间地震勘探生产的几个重要因素。本文研究了孔间地震剖面法中的三种观测方式,导出了三种观测方式的时间场方程,并通过物理地震模拟实验展示了波场的分布规律,研究了三种观测方式对不同的深度界面的扫描范围及其与入射角的关系。为孔间地震勘探的生产设计提供了可靠的依据。     

钻孔雷达测量的定向天线

据瑞典地质公司的O.OLSSON等的文章介绍,利用RAMAC(Short Puise borchole radar sys-tem)钻孔雷达在岩石中作雷达测量已有几年的历史了。使用频率大约为20MH_z的短脉冲,在花岗岩中可获得大于150m范围内的雷达资料。分辨率大于1m,易于发现断裂带、隧道和孔洞。考虑钻孔中的情况,天线的形状是柱对称的,这使得不可能通过直接测量确定诸如断裂带的方向等问题得到解决。这一问题以前是通过不同钻孔的测量结果或发射和接收装置放在不同钻孔中进行测量而解决的。     

钻孔电磁波透视井斜的影响及校正的方法

在电磁波透视中,测量和资料的处理通常均按直孔或在纵向同一剖面的斜孔来考虑,而实际上钻孔一般是纵向二维变化的斜孔,孔间距离R存在着不确定性,这一因素对测量结果、正常场的求取及相关参数的计算都产生较大的影响。本文就其影响进行了分析和讨论,并给出了校正R的计算公式、孔间距离的计算模式乃至正常场相关参数的计算求取方法等。     

孔间电磁波CT技术在北京普安店岩溶勘查中的应用

孔间电磁波CT技术是工程勘探中的一种常用方法,利用孔间层析成像进行探测,其成果清晰、直观,较好地展现了孔间介质电磁波吸收情况,清楚地显示出地下不同地质体的空间分布。北京普安店地区存在岩溶塌陷,前期进行了大量的钻孔勘探,利用钻孔进行孔间电磁波CT扫描,探测钻孔之间溶洞的分布情况,填补了钻孔之间溶洞展布情况的空白,并对溶洞的充填情况进行解释。该技术提供的数据准确可靠,信息丰富,为后期岩溶地区的稳定性评价及工程处理提供了科学依据和基础数据。     

深圳抽水蓄能电站水压致裂法三维地应力测量和分析

由于水压致裂法地应力测量的突出优点已在国内外得到广泛应用,但以往只能测量钻孔横截面上的二维应力状态。近期兴起的水压致裂法三维地应力测量,已在多个工程中得到应用。深圳抽水蓄能电站采用了3个不同方向钻孔测量法和单钻孔测量法进行了三维地应力测量,得到了很好的测量成果。其中单钻孔三维地应力测量,在近水平向和铅垂向两个钻孔中应用。三维地应力测量成果不仅得到了相应钻孔横截面上和原生裂隙面上二维应力实测值的检验,而且得到了同一位置两种不同三维地应力测量方法的相互印证,和同一个钻孔（铅垂向）中套芯应力解除法三维地应力实测值的印证。两种水压致裂法三维地应力测量成果（单钻孔测量法包含了非铅垂向和铅垂向钻孔的两种测量法）非常一致,能够代表该测量区的地应力状态。     

基于线激光扫描的岩石激光钻孔的三维重建和可视化

激光钻进岩石形成的钻孔的孔形较为复杂,具有较小的孔直径和较高的孔壁粗糙度,使得利用传统方法进行钻孔尺寸的测量较为困难。为了精确钻孔测量和方便孔形研究,提出了一种基于线激光扫描及逆向建模的钻孔建模方法。首先,搭建了线激光扫描平台,建立了空间坐标系,以获取钻孔的三维坐标,构建了钻孔的初始点云数据。其次,在MATLAB中对获取的点云数据进行无效点移除及多视角点云配准,其中,无效点移除利用顺序查找法实现,多视角点云配准则基于迭代最近点(ICP)算法,包括初始配准和精确配准两个阶段。最后,基于Delaunay三角网格划分及曲面重建算法,实现了钻孔模型的重建和可视化。此外,还采用滴液法和切割法进行实际钻孔容积值测量及钻孔轮廓线获取,并与由点云重建的钻孔模型上获取的测算结果进行对比分析,以验证所述方法建立的钻孔模型的精度。结果表明:重建的钻孔模型与实际钻孔之间的误差小于4%,重建的模型能够满足激光岩石钻进钻孔的测量要求,证实了所述方法的可行性。与传统测量方法相比,所述方法属于非接触、非破坏性方法,可重复性测量。     

基于WebGIS的青藏公路钻孔数据管理系统设计

设计在青藏公路钻孔数据管理方面应用WebGIS的模型。系统提出了钻孔数据的标准形式，提供给用户钻孔信息查询、青藏公路在线信息、统计分析和信息管理功能。系统采用WebGIS和数据库技术实现了钻孔数据的有效管理。系统的开放性较好，能与现有GIS进一步的应用建立联系。     

动力调谐陀螺钻孔测斜仪的开发与应用

动力调谐陀螺钻孔测斜仪是一种新型精密测斜系统,它利用惯性导航技术来进行钻孔测量,该系统可以自动寻北,各测点之间数据没有关联,消除了以往陀螺测斜仪的累计误差,提高了钻孔测斜精度,适用于在有磁干扰的钻孔、钻杆和套管内进行轨迹测量.介绍了动力调谐陀螺钻孔测斜仪的构成、测量原理、特点及应用情况等.     

采用槽波地震仪探测井下工作防水煤柱

本文介绍了峰峰矿务局三矿应用匈牙利产槽波地震仪，在８００ｍ巷道中，应用反射测量方法对不煤柱进行了测量逐年增加地数据进行处理后，认为在测量的第三段防水煤柱宽度应采取措施，该结果最后由钻孔所验证。     

孔间地震剖面法中薄层的广角反射地球物理特征

本文以物理模拟试验为手段,对孔间地震剖面法中薄层的广角反射特征(振幅、相位、频率等)进行了研究,在超广角区,发现了反射波时间的负向超前效应,为孔间地震勘探的生产设计及成果解释提供了可靠的依据。     

煤矿井下定向钻孔中电阻率探测技术与应用

受高瓦斯/承压奥灰水威胁的工作面开采前,一般采取定向钻进技术在工作面底板开展压裂或注浆工程保障开采安全。利用底板定向钻孔开展孔中探测工作,可更加精细揭露工作面内隐伏构造,还可实现“一孔多用”。为解决定向钻孔内的探测问题,提出一种在水平定向钻孔中进行直流电阻率法探查的方法。定向钻孔施工完毕后,退出定向钻孔施工的通缆钻杆,送入内平钻杆,将孔中高密度电缆通过钻杆尾端特制水便送入钻孔,使孔中电缆平铺于钻孔中,在定向钻孔水平段,进行孔内直流电阻率法径向探测。在理论上通过数值模拟研究层状介质下单孔测量工作模式的接收信号衰减规律、视电阻率曲线变化特征、顶底板岩性对测量结果的影响等,并采用单孔测量数据对孔旁异常范围进行反演定位。数值模拟研究表明,孔中电阻率探测方法对隐伏的异常体有良好的探测效果。通过在陕西韩城某矿井下实际煤层底板探测试验,对研究区2个定向抽采钻孔孔中探测数据进行处理,反演结果异常区与工作面内隐伏小断层位置吻合,验证了定向钻孔中电缆布置的可行性和定向钻孔内通过孔内径向和孔间透视探测隐伏构造的可靠性。      

钻孔雷达探测地下裂缝

钻孔雷达是地质雷达的一种特殊模式,与通常的地质雷达比起来,有几个显著的特点。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,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 m,地下裂缝的分布可以形成清晰的图像。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。     

电磁波层析成象在岩溶探测中的应用和发展

在射线光学近似下,孔间电磁波传播方程满足Radon变换。因此,基于Radon逆变换的CT可用于处理钻孔电磁波法资料。选用了ART、SIRT和BPT三个重建算法并针对岩溶地区的地电条件作了若干改进。岩溶地区野外资料处理的几个实例说明,成象的地质效果是良好的。      

电测井在结晶岩断裂带填图中的应用

充电法已用于圈定结晶岩中的断裂带。在瑞典的Finnsj(?)和Stripa地区已进行了该项测量工作。在Finnsj(?)地区的测量表明:充电法可用于确定断裂带的方位及空间状态。从供电电极到可被探测到的有意义的大断裂带的最远距离是150米。 Stripa在矿区的工作中,尽管测量电极只限于在几个钻孔的矿上进行测量,充电法测量也提供了有关垂直钻孔底部的大断裂带形状的有用资料,在Stripa的测量中。供电电极与测量电极之间的距离几乎达到500米。视电阻率被定义,并用于数据的定性解释。这种定性解释在Finnsj(?)地区的测量中获得成功,那里电位数据可在大面积上获得。还利用半定量模型作了解释,在模型中使一个导电薄板的导电率、宽度和方位拟合实测数据。在Stripa地区应用这种模型测得一个大断裂带的方位。     

孔间电磁波CT法在左江电站火成岩坝基风化结构评价中的应用

孔间电磁波CT法不仅在岩溶探测以及岩浆岩地层岩石风化界面的探测,有广阔的应用前景。针对左江电站坝基岩浆岩地层的霏细岩,岩石中含石英、长石、蒙脱石等矿物,加上应力作用易隐存风化界面及软弱夹层,直接影响坝基安全。提出运用不断改进的孔间电磁波法及CT处理软件,对所获数据进行反演成像,结果显示,实际观测的吸收系数值与岩样测试结果基本吻合。在所探查的3对钻孔剖面,数字图像清晰给出了岩石结构和风化层界面深度,结果已得到钻探验证,为左江电站坝基帷幕灌浆深度提供了可靠依据。     

钻孔雷达在高放废物处置库场址评价中的应用--以北山1号孔为例

在甘肃北山1号孔中使用钻孔雷达系统进行“单孔反射法”测量,首次获得深达500 m的钻孔雷达数据。采用频率100 MHz的天线在该孔中探测到22个岩石裂隙面,侧向探测半径达20m。北山1号孔钻孔雷达测试的实践表明:钻孔雷达测量是了解岩体内部裂隙延伸和岩体完整性的有效手段,对高放废物处置库场址评价有重要意义。     

水平定向钻孔剖面测量系统的研制

水平定向钻在穿越复杂地质情况下,施工中容易出现钻孔坍塌、钻杆断裂等技术难题。通过对超声波在定向钻泥浆中传输规律的研究,建立了定向钻剖面测量的超声工艺模型,在嵌入式控制平台上开发出用于水平定向钻孔剖面测量的超声测量系统,可以对钻孔形状进行测量,对穿越轨迹上的地质情况进行核查,并通过检测软件对穿越轨迹进行三维剖面图显示,指导复杂地质条件下的水平定向钻施工过程,降低穿越风险。     

探地雷达在城市地下管线探测中的应用

应用RAMAC系列探地雷达进行了城市天桥地下管线探测的应用研究。基于对城市地下管线周围介质环境的分析,设计了探地雷达的工作参数,对即将开挖的桩位进行地下管线探测,得出了很好的结论,为后续工程钻孔定位具有指导意义。     

原位跨孔试验方法

跨孔测试技术是研究岩土动力特性的一种重要的原位试验方法。本文根据多年来的现场实践,详细阐述了在进行原位跨孔试验时,必须认真考虑震源和三分量检波器的选择、钻孔的数量与孔距,钻孔排列方式、钻孔垂直度测量、三分量检波器与钻孔之间的耦合等因素,文章还介绍了压缩波和剪切的识别和速度误差分析方法。     

基于PNI磁感式传感器的钻孔测斜仪的研制

研制了一款基于PNI磁感式传感器和SCAl00T加速度传感器的矿用全空间钻孔测斜仪。详细论述了系统的总体结构、测量原理及传感器的电路设计;同时分析了系统的误差及其来源,给出了误差补偿模型及其补偿、标定的方法。实验结果表明:该钻孔测斜仪具有体积小、精度高、可靠性高等特点,满足工程的需要。