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单孔VS跨孔,哪种钻孔波速测试更实用?
发布时间:2020-03-12

波速测试是一种快速、准确的必威官网bet技术,它可以获得bet体的纵波、横波速度,并根据波速计算动弹性模量、泊松比等动力学参数,为工程设计提供依据。

钻孔波速测试常用的方法为:单孔检层法跨孔平穿法

不同测试方法,波在bet体传播途径不一样,为了更加有利于合理选取场地bet体特征波速值,通常采用单孔法和跨孔法对比的测试方法

 

单孔波速测试

一般采用单孔地表激发孔中接收法,即地面激发弹性波,孔内由三分量必威接收。当地面震源采用叩板时可正反向激发,并产生剪切波,利用剪切波震相差180°的特性来识别剪切波的初至时间。

单孔波速测试示意图

记录仪器由井中三分量必威bet仪构成。

叩板震源一般距所测孔口2m~5m,平放1块木板,测试孔应位于木板长轴的中垂线上。木板长2m~3m,宽约0.5m,厚0.2m~0.3m,上压约500kg~1000kg的重物使木板与地面紧密接触。当分别水平敲击木板两端时,产生剪切波,垂直敲击木板时产生压缩波。三分量检波器置于井中某一深度,接收由震源产生的弹性波信号,并通过连接电缆传输到工程动必威中记录并存储以备后期数据处理之用。

单孔波速测试系统构成与地上S波激发源

现场测量一般按照以下流程进行

 

STEP1

将井中三分量检波器放下至预定的深度,气囊充气或打开支架使探头贴紧井壁,从而准确记录记录P波和S波;

 

STEP2

将叩板置于靠近井口位置并使用重物压紧,用于激发S波和P波;

 

STEP3

重锤垂直敲击叩板产生P波,记录P波走时;

 

STEP4

锤击叩板一侧,产生S波,探头在相同深度接收信号并记录走时,然后改变震源方向的极性,即锤击另一侧并记录;

 

STEP5

检查数据质量是否合格,无问题则松开检波器并移至下一个深度。在需要的深度间隔重复此流程,直到获得一套完整的测量数据。

 

波速计算

单孔波速测试数据要素

由于震源板离孔口有一定距离,所以计算测段内地层波速时需将弹性波的非纵测线旅行时,计算公式如下:

t'为压缩波或剪切波从震源到接收点经斜距校正后的时间(s)(相当于波从孔口到接收点的时间);

t为压缩波或剪切波从震源到接收点的时间(s);

x为接收点距离孔口的垂直距离(m);

h为震源板中心与测试孔中心的距离(m)。

每一波速层的压缩波速度或剪切波速度按照下式计算:

V为压缩波或剪切波速度(m/s);

△H 为波速层厚度(m);

△t为压缩波或剪切波到达波速层顶面和底面的时间差(s)

 

推荐设备配置

单孔波速测试系统(100m以内)

  • 针对深度小于100m的勘测工作;

  • 井中接收设备可根据需求选择一种或多种;

  • 可运行在常规bet仪上,兼容SSC、OYO、ABEM、DMT、Geometric及国产bet仪;

  • 推荐波速测试应用软件为:ReflexW 2D,Seismik Cross以及骄佳PS Log。

01

地面震源

大锤

大锤用于在地面激发生成bet波(P 波或S波)。锤柄上绑定有一个压电触发单元,可输出压电信号,进而被一个小盒子转换为TTL脉冲,向bet仪提供精确的触发信号。对于深度在100米以内的浅层VSP勘探,大锤是合适的震源。

长度: 1000 mm   

重量: 5 kg。

02

井中接收设备

BGK5井中检波器

必威自然频率: 10 Hz (其它频率可定制)

必威排列: 4个水平(45°)/1个垂直

可操作深度: 最大100 m

探头长度: 600 mm

探头直径: 51 mm

探头重量: 2.8 kg

电缆重量: 145 g每米

电缆可承受拉力: 2150 N

适用孔径: 75 mm (若使用垫圈则可更大)

耦合装置: 可膨胀气囊

深度标记: 电缆上每2米

接头: 适配bet仪

存放: 绞于绞盘

BGK3/7井中检波器

必威自然频率: 10 Hz (其它频率可定制)

必威排列: 三轴 (BGK3) 或 6 水平 (30°)/1 垂直 (BGK7)  

可操作深度: 最大100 m

探头长度: 705 mm

探头直径: 50 mm

探头重量: 3 kg

电缆可承受拉力: 2150 N

电缆重量: 145 g每米

适用孔径: 75 mm (若使用垫圈则可更大)

耦合机制: 充气气囊

定向: 磁性罗盘 (+/-2.5°)

深度标记: 电缆上每2米

接头: 适配bet仪

存放: 绞于绞盘

DDS 双探头接收系统

必威自然频率: 28 Hz(其它频率可定制)

必威排列: 三轴

可操作深度: 100 m

检波器数量: 2

检波器间隔: 2 m

检波器长度: 620 mm

检波器直径: 65 mm

检波器重量: 2.5 kg

电缆重量: 145 g每米

电缆可承受拉力: 2150 N

适用孔径: 75 mm

耦合机制: 充气气囊

定向: 磁性罗盘 (+/-2.5°)

深度标记: 电缆上每2米

接头: 适配bet仪

存放: 绞于绞盘

 

单孔波速测试系统(2000m)

01

井中接收设备

BGK3/7井中检波器

必威自然频率: 15 Hz

(其它频率可定制)

必威排列: 三轴

电源供应: 12 V 输入 72 V 输出

可操作深度: 最大 2000 m

最大可承受压强: 200 bar

温度范围: 0-70 °C

探头长度: 800 mm

探头直径: 60 mm

探头重量: 8 kg

适用孔径: 75-200 mm

耦合机制: 电动机械臂

定向: 磁性罗盘 (+/- 2.5°)

通讯: 2 wire RS-485

井下电子单元: DSP = Blackfin 548,64 MB SDRAM

电缆终端: GO-4

A/D 转换: 24 bit

采样频率: 250-48000 Hz

道长度: Max. 21 s

触发方式: TTL, 检波器, 触点

软件: SmartRec (Geotomographie)

02

bet仪、软件及扩展

BGK1000是用于在干井或充水井中接收P波和S波的数字式井中检波器;按照设计,该井下检波器应配合装备有4芯电缆和Gearhart Owen电缆终端的绞车方可有效工作。检波器与井壁为机械耦合(电动机械臂)。必威在井中的定向可由磁性罗盘获得。采集软件将bet数据存储为SEG2格式;该系统不需要bet仪;

推荐波速测试应用软件为:ReflexW 2D,Seismik Cross以及骄佳PS Log;

建议搭配DevProbe1井孔测斜探头,对震源和检波器进行精确定位,进一步提高观测精度;

 

跨孔波速测试