一种水上电法勘探测深装置的制作方法

本实用新型实施例涉及矿井物探技术领域，更具体地，涉及一种水上电法勘探测深装置。

背景技术：

现今，水上电法勘探测深装置种类很多，主要包括对称四极装置、三极装置、偶极装置和微分装置等。在水域工作时，一般常采用水上电法勘探测深装置加工水上电缆，进行电探测工作。

目前，在我国电探测的实际工作中，普遍采用的是对称四极装置或三极装置。若采用对称四极装置，图2为传统的电探测对称四极装置的结构示意图，如图2所示，A1、B1为供电电极，M1、N1为测量电极，在水域开展电探测工作时，由于人工无法布极而需要事先加工成电缆，对称四极装置的电缆长度至少需要2倍的A1B1/2的长度，因此电缆长度很大，加工电缆不仅费时、费力，还影响水上通航，受水上航运的限制较大；若采用三极装置，图3为传统的电探测三极装置的结构示意图，如图3所示，A2、B2为供电电极且B2为无穷远极，M2、N2为测量电极，三极装置的电缆长度比对称四极装置的电缆长度可缩减约一半，但需要布置无穷远极，同样存在工作费时、费力，且影响水上通航，受水上航运的限制较大，且在工作中移动不便。

因此，目前在水域开展电探测工作时，常采用的对称四极装置或三极装置均存在工作费时费力，且影响水上通航，受水上航运的限制较大的问题，其中，三极装置由于存在无穷远极，还存在移动不便的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种水上电法勘探测深装置，该装置包括依次处于同一直线上的第一电极、第二电极，第三电极和第四电极；第一电极和第二电极相连；第三电极和第四电极相连；第二电极处于第三电极和第四电极之间的中点；第一电极和第二电极为供电电极，并且第三电极和第四电极为测量电极；或者，第一电极和第二电极为测量电极，并且第三电极和第四电极为供电电极。

优选地，第一电极与电源的一端相连，第二电极与电源的另一端相连。

优选地，水上电法勘探测深装置的视电阻率为：

其中，ρs为水上电法勘探测深装置的视电阻率，ΔU为第三电极与第四电极的电位差，L1为第一电极与第三电极之间的距离，L2为第一电极与第四电极之间的距离，L3为第三电极与第四电极之间的距离，I为第一电极与第二电极之间的供电电流。

本实用新型实施例提供了一种水上电法勘探测深装置，包括依次设于同一直线上的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极共四根电极，将第二电极设于第三电极和第四电极的中点，第一电极和第二电极为供电电极，并且第三电极和第四电极为测量电极；或者，第一电极和第二电极为测量电极，并且第三电极和第四电极为供电电极。该“四三组合”水上电法勘探测深装置的视电阻率与传统的三极装置的视电阻率相同，因此等效于传统的三极装置，但减少了传统的三极装置中“无穷远”极的布置；同时与传统的对称四极装置相比，水上电缆的长度减小了约一半。因此，本实用新型实施例在实际工作中能减小一定的劳动强度，且受水上航运的限制相对较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种水上电法勘探测深装置的结构示意图；

图2为传统的电探测对称四极装置的结构示意图；

图3为传统的电探测三极装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种水上电法勘探测深方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前，在水域开展电探测工作时，常采用的对称四极装置或三极装置均存在工作费时费力，且影响水上通航，受水上航运的限制较大的问题，其中，三极装置由于存在无穷远极，还存在移动不便的问题。

图2为传统的电探测对称四极装置的结构示意图，如图2所示，A1和B1为供电电极，M1和N1为测量电极；其中，M1与N1介于A1与B1之间，A1与B1之间的中点O1与M1与M2之间的中点O1重合。即其中，为B1与N1之间的距离，等于A1与M1之间的距离，为N1与O1之间的距离，为M1与O1之间的距离。

具体地，电探测对称四极装置的装置系数为：

其中，K1为电探测对称四极装置的装置系数。

因此，电探测对称四极装置的视电阻率为：

其中，ρs1为电探测对称四极装置的视电阻率，为A1与M1之间的距离，为A1与N1之间的距离，为M1与N1之间的距离，为M1与N1之间的电位差，I1为A1与B1之间的供电电流。

图3为传统的电探测三极装置的结构示意图，如图3所示，A2和B2为供电电极，M2和N2为测量电极；其中，供电电极B2为无穷远极。

具体地，电探测三极装置的装置系数为：

其中，K2为电探测三极装置的装置系数。

因此，电探测三极装置的视电阻率为：

其中，ρs2为电探测三极装置的视电阻率，为A2与M2之间的距离，为A2与N2之间的距离，为M2与N2之间的距离，为M2与 N2之间的电位差，I2为A2与B2之间的供电电流。

图1为本实用新型实施例的一种水上电法勘探测深装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种水上电法勘探测深装置，该装置包括：处于同一直线上的第一电极、第二电极，第三电极和第四电极；其中，第一电极和第二电极相连；第三电极和第四电极相连；第二电极处于第三电极和第四电极的中点；将第二电极设于第三电极和第四电极的中点，第一电极和第二电极为供电电极，并且第三电极和第四电极为测量电极；或者，第一电极和第二电极为测量电极，并且第三电极和第四电极为供电电极。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一电极和第二电极为一对电极，第三电极和第四电极为另一对电极。将第一电极和第二电极同作为供电电极构成供电回路，将第三电极和第四电极同作为测量电极构成测量回路，或者，将第一电极和第二电极同作为测量电极构成测量回路，将第三电极和第四电极同作为供电电极构成供电回路。此处，将第一电极A和第二电极B作为供电电极，第三电极M和第四电极N作为测量电极。

具体地，根据视电阻率的公式为：

其中，ρs为视电阻率，K为装置系数，ΔUMN第三电极M和第四电极N 之间的电位差，I为第一电极A和第二电极B之间的供电电流。

由点源场理论可得该水上电法勘探测深装置中：

其中，ρs为视电阻率，UM为第三电极M的电位，UN为第四电极N的电位，为第一电极A与第三电极M之间的距离，为第二电极B与第三电极M之间的距离，为第一电极A与第四电极N之间的距离，为第二电极B与第四电极N之间的距离，I为第一电极A与第二电极B之间的供电电流。

根据第二电极B处于第三电极M和第四电极N的中点可知：

由此可知：

由此可知:

其中，ΔUMN＝UM-UN，ρs为视电阻率，UM为第三电极M的电位，UN为第四电极N的电位，为第一电极A与第三电极M之间的距离，为第三电极M与第四电极N之间的距离，为第一电极A与第四电极N之间的距离，I为第一电极A与第二电极B之间的供电电流。

进一步地，可知该水上电法勘探测深装置的视电阻率为：

其中，ΔUMN＝UM-UN，ρs为视电阻率，UM为第三电极M的电位，UN为第四电极N的电位，为第一电极A与第三电极M之间的距离，为第三电极M与第四电极N之间的距离，为第一电极A与第四电极N之间的距离，I为第一电极A与第二电极B之间的供电电流。

然后将该水上电法勘探测深装置与传统的电探测三极装置相比，二者的视电阻率完全一致，即从理论上该水上电法勘探测深装置等效于传统的电探测三极装置，而该水上电法勘探测深装置有四根电极，因此可将该装置称为“四三组合”装置。

本实用新型实施例与传统的电探测对称四极装置相比，水上电缆长度减小了约一半，与传统的电探测三极装置相比则减少了“无穷远”极的布置，因此该水上电法勘探测深装置一方面减小了一定的劳动强度，另一方面受水上航运的限制相对较小。

需要说明的是，若将第一电极A和第二电极B作为供电电极，则该水上电法勘探测深装置的第一电极A与电源的一端相连，第二电极B与电源的另一端相连，电源通过第一电极A和第二电极B为该水上电法勘探测深装置供电。

基于上述实施例，相应地，该水上电法勘探测深装置的视电阻率可简化为：

其中，ρs为水上电法勘探测深装置的视电阻率，ΔU为第三电极与第四电极的电位差，L1为第一电极与第三电极之间的距离，L2为第一电极与第四电极之间的距离，L3为第三电极与第四电极之间的距离，I为第一电极与第二电极之间的供电电流。

基于上述实施例，图4为本实用新型实施例的一种水上电法勘探测深方法的流程示意图，如图4所示，本实用新型实施例还提供了一种水上电法勘探测深方法，该方法包括：S1、将第一电极、第二电极、第三电极和第四电极依次设于同一直线上；S2、将第二电极设于第三电极和第四电极的中点，第一电极和第二电极为供电电极，并且第三电极和第四电极为测量电极；或者，第一电极和第二电极为测量电极，并且第三电极和第四电极为供电电极。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一电极和第二电极为一对电极，第三电极和第四电极为另一对电极。将第一电极和第二电极同作为供电电极构成供电回路，将第三电极和第四电极同作为测量电极构成测量回路，或者，将第一电极和第二电极同作为测量电极构成测量回路，将第三电极和第四电极同作为供电电极构成供电回路。此处，将第一电极A和第二电极B作为供电电极，第三电极M和第四电极N作为测量电极。

具体地，将第一电极A、第二电极B、第三电极M和第四电极N四根电极设于同一直线上，且将第二电极B设于第三电极M与第四电极N之间。同时，使第一电极A和第四电极N之间的距离大于第一电极A和第三电极M 之间的距离，第一电极A和第二电极B之间的距离大于第二电极B和第四电极N之间的距离,即其中，为第一电极A和第四电极N之间的距离，为第一电极A和第三电极M之间的距离，为第一电极A和第二电极B之间的距离，为第二电极B和第四电极N之间的距离。由此可得到的水上电法勘探测深装置的视电阻率与传统的电探测三极装置相同，即等效于传统的电探测三极装置的有四根电极的“四三组合”装置。

本实用新型实施例得到的水上电法勘探测深装置与传统的电探测对称四极装置相比，水上电缆长度减小了约一半，与传统的电探测三极装置相比则减少了“无穷远”极的布置，因此该水上电法勘探测深装置一方面减小了一定的劳动强度，另一方面受水上航运的限制相对较小。

本实用新型实施例提供了一种水上电法勘探测深装置，包括第一电极、第二电极、第三电极和第四电极共四根电极，但该装置的视电阻率与传统的三极装置的视电阻率相同，因此该“四三组合”水上电法勘探测深装置等效于传统的三极装置，但减少了传统的三极装置中“无穷远”极的布置；同时与传统的对称四极装置相比，水上电缆的长度减小了约一半。因此，本实用新型实施例在实际工作中能减小一定的劳动强度，且受水上航运的限制相对较小。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。