一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像方法与流程

本发明涉及地球物理技术领域，具体涉及一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像方法。

背景技术：

地球结构较为复杂，为了方便人类执行任务，通常会将执行任务所在的物理结构绘制成像，以供参考使用。

大陆表层的物理结构是可见的，但是，地球还具有海洋、冰山、地心熔浆层等多种结构，并不是所有的物理结构均是可见的。但是，人类需要到各种环境下执行任务，在执行任务之前，如果能够更多的了解该地球环境，将会对执行任务的成功率造成较为优异的影响。目前需要一种在地球物理勘探之前，能够准确的判断出应用哪一种勘探方法，或哪一种勘探装置，最为高效的完成地球物理勘探；同时，对既有的地球物理模型构建装置，在每次构建完成地球物理模型后，如果能够对该地球物理模型进行成像的话，则可以较为快速的判断出该地球物理模型构建的准确性。

技术实现要素：

本发明提供一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像方法，用于对构成地球物理模型进行成像。

本发明的技术方案具体如下：一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像方法，所述方法包括如下步骤：

A)对地球物理模型进行定位，获得定位结果后，在地球物理模型底侧设置相互正交的两个底侧测线；

B)在地球物理模型的任意边侧位置处，在竖直方向上设定相互平行的两个竖直测线；所述竖直测线构成的平面与任意一个所述底侧测线平行或垂直；

C)将竖直测线及底侧测线连接一总控制电路上，随后选用底侧测线或竖直测线上的金属电极中的任意两个作为供电电极，其它电极任选两个电极进行测量，经过多次测量及采集，对采集的数据应用三维全空间电阻率反演方法进行建模解译处理，完成成像。

进一步地，所述底侧测线上设置有多个底侧金属电极；所述底侧金属电极之间通过测线相互连接；

并所述正交的底侧测线的交叉点在所述地球物理模型底侧面的几何中心处。

进一步地，所述竖直测线设置在一筒状支柱内，在所述筒状支柱面向地球物理模型侧面上，开设贯穿孔，所述贯穿孔内设置有竖直金属电极。

进一步地，所述步骤A)和B)的底侧金属电极及竖直金属电极均为可伸缩式电极。

一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像系统，所述该系统被用于实现上述的方法，所述成像系统设置在地球物理模型上，所述成像系统包括设置在地球物理模型底侧的底侧测量组件、设置在地球物理模型边侧的竖直测量组件、连接底侧测量组件及竖直测量组件的总控制电路、及设置在底侧测量组件，并给底侧测量组件提供旋转动力的旋转平台。

进一步地，所述底侧测量组件包括两个相互正交的底侧测线，所述底侧测线包括多个底侧金属电极；

所述竖直测量组件包括两个相互平行的竖直测线，所述竖直测线包括多个竖直金属电极；

所述竖直测线构成的平面与任意一个所述底侧测线平行或垂直。

进一步地，所述旋转平台包括底座平台、及固定在底座平台上的多个成像检测支架单元，所有所述的成像检测支架单元均连接在底部的底座平台上，并所有所述的成像检测支架单元的上侧面之间相互连接上，

所述成像检测支架单元的载物侧面上设置所述底侧金属电极，所述底侧金属电极周侧与所述载物侧面延伸连接。

进一步地，所述成像检测支架单元包括第一旋转电机、旋转外框、第二旋转电机、旋转中框、第三旋转电机、旋转内框，所述旋转外框整体为“U”形状，所述“U”形状底边侧连接第一旋转电机，所述第一旋转电机给“U”形结构的旋转外框提供水平方向的旋转动力，所述旋转外框的“U”形结构的上部两端设置有一个或两个第二旋转电机，具体设置位置为上部两端相互对应的侧面上，所述第二旋转电机连接所述旋转中框，所述旋转中框整体为镂空矩形，其中旋转中框的任意相对两侧连接在所述第二旋转电机上，所述第二旋转电机提供旋转中框绕第二旋转电机设置方向的旋转动力；

所述旋转中框的另外两侧设置有一个或两个所述第三旋转电机，所述第三旋转电机连接设置在旋转中框镂空结构内的旋转内框，所述第三旋转电机提供旋转内框绕第三旋转电机设置方向的旋转动力，所述底侧金属电极设置在所述旋转内框面向所述地球物理模型的侧面上。

本发明的有益效果为：在固有的地球物理模型试验设备上，设定成像系统，在每次构建完成地球物理模型后，即能够对该地球物理模型进行成像，可以较为快速的判断出该地球物理模型构建的准确性，同时通过三轴旋转，实现能够将底侧金属电极与岩土充分结合，提高成像的准确性。

附图说明

图1为本发明提出的方法的系统图；

图2为本发明的成像检测支架单元选择结构示意图；

图3为本发明的成像检测支架单元的另一实施例结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

如图1、图2及图3所示，其中图1示出本发明提供的一种基于地震勘探试验装置的地球物理成像方法的系统示意图，该方法包括如下步骤：

A)对地球物理模型3进行定位，获得定位结果后，在承载地球物理模型3的平台上插设多个底侧金属电极61，其中所述底侧金属电极61之间通过测线相互连接；

具体为包括两个正交测线6，所述的底侧金属电极61均设置在该两条测线上，并正交测线6的交叉点在所述地球物理模型底侧面的几何中心处；

B)在地球物理模型的任意边侧位置处，在竖直方向上设定两个筒状支柱7，在所述筒状支柱7面向地球物理模型3侧面上，并与所述地球物理模型相接触，开设贯穿孔，所述贯穿孔内设置多个竖直金属电极；

所述竖直金属电极之间通过电缆连接；

所述两个筒状支柱7需互相平行，并两个所述筒状支柱构成的平面需要与所述地球物理模型底侧的任意测线6平行或垂直。

上述步骤A)和B)的底侧金属电极61及竖直金属电极均为可伸缩式电极，通过可伸缩式电极，可实现与地球物理模型更好的接触及结合。

C)将测线中的电缆及竖直金属电极之间的电缆连接一总控制电路上，并所述总控制电路内设置有一控制台，所述控制台实现三维全空间电场的施加、电极转换和数据采集等作用；随后选用底侧金属电极61及竖直金属电极中的任意两个作为供电电极，其它电极任选两个电极进行测量，经过多次测量及采集，对采集的数据应用现有技术中的三维全空间电阻率反演方法进行建模解译处理，最终形成三维电阻率高分辨率的影像图。

本发明还提供一种地震勘探试验装置，可对上述的底侧金属电极61提供多种旋转动力的装置，所述该装置包括底座平台1、及固定在底座平台1上的多个成像检测支架单元2，所有所述的成像检测支架单元2均连接在底部的底座平台1上，并所有所述的成像检测支架单元2的上侧面之间相互连接上，集合构成一个载物平台，载物平台上放置用于进行试验而构建的地球物理模型，本发明将创造的地球物理模型放置在载物平台上，通过载物平台具有的多个成像检测支架单元2，并所述成像检测支架单元2的载物侧面上设置需要的底侧金属电极61，并所述底侧金属电极61周侧与所述载物侧面延伸连接，所述测线及电缆通过设置在成像检测支架单元2，或经由成像检测支架单元2内部或底部构成连接；

如图2所示，为本发明提供的成像检测支架单元2中能够提供底侧金属电极61实现三维旋转的结构，具体为所述成像检测支架单元2包括第一旋转电机26、旋转外框24、第二旋转电机25、旋转中框22、第三旋转电机23、旋转内框21，所述旋转外框24整体为“U”形状，所述“U”形状底边侧连接第一旋转电机26，所述第一旋转电机26给“U”形结构的旋转外框24提供水平方向的旋转动力，所述旋转外框24的“U”形结构的上部两端设置有一个或两个第二旋转电机25，具体设置位置为上部两端相互对应的侧面上，所述第二旋转电机25连接所述旋转中框22，所述旋转中框22整体为镂空矩形，其中旋转中框22的任意相对两侧连接在所述第二旋转电机25上，所述第二旋转电机25提供旋转中框22绕第二旋转电机25设置方向的旋转动力；

所述旋转中框22的另外两侧设置有一个或两个所述第三旋转电机23，所述第三旋转电机23连接设置在旋转中框22镂空结构内的旋转内框21，所述第三旋转电机23提供旋转内框21绕第三旋转电机23设置方向的旋转动力，在另一实施例中，所述旋转内框21可替换为平台结构。本发明提供能够实现三维旋转的成像检测支架单元2给底侧金属电极61提供了在其轴心不变的情况下，能够多方向及角度的旋转，使其满足或更加充分的与地球物理模型的岩土结合。

如图3所示，为本发明提供的成像检测支架单元2的一实施例结构示意图，在本发明所提供的能够实现三维旋转的结构上设置电极固定平面27，所述电极固定平面27上侧面设置底侧金属电极61，所述电极固定平面27的下侧面通过支撑结构28固定设置在旋转内框21的一侧面上，所述支撑结构28包括交叉设置的支撑轴，通过相互交叉设置的支撑轴，实现对电极固定平面27的支撑，同时实现能够满足旋转内框21更大的旋转范围，因为在旋转内框21旋转时，旋转内框21上的结构将会限制旋转内框21的旋转范围。

所述电极固定平面27的边侧设置收缩卷轴29，所述收缩卷轴29上设置有格挡布210，任意相邻的两个电极固定平面27上的相临近的收缩卷轴29通过格挡布210相互连接，在调整地球物理模型时，需要将整个成像检测支架单元2上升、下降或旋转，在上升操作、下降操作或旋转操作时，通过格挡布210避免模型中的岩土流失。

所述第一旋转电机26的底部设置有固定台4，所述固定台4相反于第一旋转电机26的一侧具有一凹腔，所述凹腔内连接一可实现伸缩的伸缩机构5，所述伸缩机构5的底部固定在底座平台1上，所述伸缩机构5可以提供成像检测支架单元2竖直方向上位置调整的动力。

所述电极固定平面27相反于载物侧面上还设置有振动伺服电机、伺服电机作动器；所述振动伺服电机的输出轴与用以将转动变换为直线运动的伺服电机作动器的输入轴连接，所述伺服电机作动器的输出轴连接以活塞杆，所述活塞杆的运动方向与成像检测支架单元2的轴向反向平行一致，所述活塞杆的前端安装载物单元驱动连接座和预应力无间隙连接机构，所述载物单元驱动连接座的上端与载物单元固定连接，所述预应力无间隙连接机构包括连接螺母、预紧垫片和预紧螺母，所述载物单元驱动连接座的下端套装在所述活塞杆的螺纹段上，所述载物单元驱动连接座的另一侧的活塞杆上依次套装预紧垫片和预紧螺母，所述预紧垫片和预紧螺母之间设有间隙，所述预紧螺母的一圈开有至少三个预紧螺纹孔，预紧螺钉穿过所述预紧螺纹孔顶触在所述预紧垫片上；通过电极固定平面27下侧面的振动机构，本贩卖那个还可实现低频，模拟地震波，结构简化，降低成本，同时能够有效的与具有三轴旋转功能的电极固定平面27完美结合，实现在更多方向的震动波，能够模拟更多的地震情况。

本发明提供的上述结构，将多个成像检测支架单元2拼接到一起，并多个电极固定平面27构成一个载物平台，在该载物平台上进行构建理想化的地球物理建模，本发明提供的成像检测支架单元2可分别对每一个单元格上的底侧金属电极61进行调整，达到最优选的岩土结合，并提高检测准确性。

本发明的用于地球物理地震勘探试验的自动化装置，该自动化装置还包括所述中心控制装置，所述中心控制装置通过有线或无线连接方式连接第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、伸缩机构的动力电机、振动伺服电机及伺服电机作动器。