一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于地球物理勘探或探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流電法是指通過研宄與地質(zhì)體有關(guān)的直流電場(chǎng)分布特點(diǎn)和規(guī)律，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)資源勘探和解決某些工程地質(zhì)問題的一類地球物理勘探方法。其包括高密度電阻率法、普通電阻率法和激發(fā)極化法等。直流電法勘探的工作方式主要是利用電極與地面接觸來進(jìn)行直流電場(chǎng)的激發(fā)和觀測(cè)。
[0003]最簡(jiǎn)單的電極可以是一根銅棒或鐵棒，這種簡(jiǎn)單的電極可以比較輕松地插入到松軟的表土里進(jìn)行固定和耦合，但對(duì)于堅(jiān)硬的地面，特別是混凝土路面或者堅(jiān)硬的巖石表面，如果不借助一些輔助措施，是不可能固定在其上面的。針對(duì)堅(jiān)硬的地面，以往通常采用打鉆孔和堆土的方式進(jìn)行固定，然后利用澆水的方式進(jìn)行耦合。但這些輔助辦法比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，降低了勘探工作效率，尤其是對(duì)于高密度電阻率法而言，因其一次探測(cè)同時(shí)需要幾十甚至幾百根電極，如果每根電極都需要輔助鉆孔或堆土以及澆水耦合，其勘探工作效率將大為降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置及其操作方法，該裝置為圓盤型底座加電極中心固定結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有固定和耦合功能，既適用于堅(jiān)硬地面，也適用于松軟地面。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，包括:錐形螺旋伸縮電極和圓盤型底座；所述圓盤型底座包括保護(hù)外殼，在保護(hù)外殼內(nèi)部設(shè)有儲(chǔ)水空腔，所述儲(chǔ)水空腔的底端通過滲水板與高壓縮海綿連通；所述保護(hù)外殼上設(shè)有注水孔，所述注水孔與儲(chǔ)水空腔連通；所述錐形螺旋伸縮電極穿過圓盤型底座的儲(chǔ)水空腔與高壓縮海綿一直伸入到圓盤型底座的底部。
[0007]所述圓盤型底座上表面沿錐形螺旋伸縮電極對(duì)稱的位置分別固定有調(diào)節(jié)連桿，所述調(diào)節(jié)連桿底部與滲水板接觸，用于控制高壓縮海綿的壓縮程度。
[0008]所述錐形螺旋伸縮電極與儲(chǔ)水空腔接觸的部分通過密封管將儲(chǔ)水空腔與錐形螺旋伸縮電極隔離開，防止水(主要是鹽水)與電極直接接觸造成電極腐蝕，延長(zhǎng)電極的使用壽命O
[0009]所述錐形螺旋伸縮電極頂部插槽設(shè)置兩個(gè)弧形彈性固定接觸片，兩弧形彈性固定接觸片中間形成插槽，進(jìn)行高密度電阻率法勘探時(shí)，利用專用電纜線突起部分直接嵌入到插槽中，并與接觸片接觸，通過此方式，多個(gè)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置就可以串聯(lián)起來進(jìn)行勘探工作。進(jìn)行非高密度電阻率法勘探時(shí)，一般所用電極少于等于4個(gè)，所用的連接電纜為普通電線，這時(shí)，只需把電線接在彈性固定接觸片上即可。
[0010]所述錐形螺旋伸縮電極頂部設(shè)有把手，可用于推壓電極進(jìn)入松軟表土中，也可于旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)電極的長(zhǎng)度。
[0011]一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置的操作方法，包括以下步驟:
[0012](I)通過注水孔對(duì)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置進(jìn)行注水并放在相應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置上。
[0013](2)如果是堅(jiān)硬地面，通過把手推壓確保錐形電極充分接觸地面，然后利用調(diào)節(jié)連桿調(diào)節(jié)保證高壓縮海綿與地面充分接觸；如果是松軟地表，通過把手適當(dāng)調(diào)節(jié)電極長(zhǎng)度，并利用把手將電極推壓進(jìn)松軟表土層一定的深度進(jìn)行固定和耦合，此時(shí)，也需要利用調(diào)節(jié)連桿調(diào)節(jié)保證高壓縮海綿與地面充分接觸；
[0014](3)如果進(jìn)行高密度電阻率法勘探，需要通過專用電纜，利用插槽及彈性固定接觸片將每一個(gè)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置串聯(lián)起來，其他直流電法勘探則可簡(jiǎn)單地用電線接在彈性固定接觸片上即可。
[0015](4)將連好的直流電法勘探復(fù)合式電極裝置接到主機(jī)后，便可開始相應(yīng)的勘探或探測(cè)工作。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
[0017]本發(fā)明裝置為圓盤型底座加電極中心固定結(jié)構(gòu)，對(duì)于堅(jiān)硬的地面，整個(gè)裝置可以自然固立于地面上，利用飽水高壓縮海綿為中間的錐形螺旋伸縮電極提供充分的導(dǎo)電環(huán)境，裝置上半部的儲(chǔ)水補(bǔ)充海綿損失的水分，確保中心電極與地面充分耦合。對(duì)于松軟的地面，利用插槽兩側(cè)的把手，可將中心電極推壓進(jìn)松軟土層一定深度進(jìn)行固定和更加充分的耦合，如果此時(shí)電極變短了，還可以通過把手旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)電極的長(zhǎng)度，以便于主機(jī)連接電纜的操作。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明直流電法勘探復(fù)合式電極裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明直流電法勘探復(fù)合式電極裝置剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3(a)是本發(fā)明裝置進(jìn)行高密度電阻率法勘探時(shí)的探測(cè)示意圖；
[0021]圖3(b)是本發(fā)明裝置進(jìn)行非高密度電阻率法勘探時(shí)的探測(cè)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1和圖2所示，本發(fā)明一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，主要包括錐形螺旋伸縮電極、把手、插槽、彈性固定接觸片、密封管、注水孔、保護(hù)外殼、儲(chǔ)水空腔、滲水板、高壓縮海綿、調(diào)節(jié)連桿以及固定螺釘?shù)?。該裝置整體為圓盤型底座加電極中心固定結(jié)構(gòu)，內(nèi)部密封(除底部滲水板外)、輕便牢固，實(shí)際適用性強(qiáng)。
[0024]裝置中部的錐形螺旋伸縮電極主要是為了專用電纜線與大地相互耦合連接，其可伸縮的特性使其無(wú)論是在混凝土表面，還是基巖面，或是松軟地表，均能保證在與地面充分耦合前提下也能方便于電纜電線與電極的連接操作。
[0025]注水孔與裝置上半部分的儲(chǔ)水空腔相連通，通過儲(chǔ)水空腔底部的滲水板，直接為下部的高壓縮海綿補(bǔ)充損失的水分，可以是一定濃度的鹽水。
[0026]裝置下半部的高壓縮海綿與上部的滲水板，在保證充分滲水的條件下，用防水黏合劑連接。當(dāng)處于工作狀態(tài)時(shí)，它主要由裝置自重壓緊，通過盤面上兩個(gè)調(diào)節(jié)連桿來控制高壓縮海綿的壓縮程度，并由固定螺釘鎖死調(diào)節(jié)連桿。當(dāng)處于閑置狀態(tài)時(shí)，裝置倒置，使高壓縮海綿完全嵌入裝置內(nèi)部，再通過調(diào)節(jié)連桿固定其位置。
[0027]調(diào)節(jié)連桿和固定螺釘，位于裝置上表面對(duì)稱的兩側(cè)，主要是為了調(diào)節(jié)與高壓縮海綿相連接的滲水板的位置。固定螺釘由對(duì)稱的兩個(gè)螺釘組成，通過旋緊來鎖定連桿的上下運(yùn)動(dòng)。
[0028]如圖3(a)和圖3(b)所示，進(jìn)行高密度電阻率法勘探時(shí)，多個(gè)裝置通過頂部的插槽串聯(lián)起來，專用電纜為高密度電阻率法電纜常規(guī)裝置，其凸出部分嵌入兩個(gè)弧形彈性固定接觸片，保證兩者的導(dǎo)電連通。進(jìn)行其他非高密度電阻率法勘探，通過普通電線連接彈性固定接觸片和主機(jī)即可開始探測(cè)工作。
[0029]在進(jìn)行實(shí)際探測(cè)時(shí)，首先，將若干事先注好水的裝置放在相應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置上，下壓把手使錐形鉆頭充分接觸像混凝土表面、基巖面的硬質(zhì)地表，(對(duì)于疏松地表，還需要旋出電極，并將錐形鉆頭推壓入表土層一定深度)，適度下壓調(diào)節(jié)連桿，并用固定螺釘鎖死；然后用專用電纜或普通電線固定于每個(gè)裝置插槽處；最后，通過專用電纜或普通電線把連接好的電極裝置接到主機(jī)上，便可確保電極在各種硬質(zhì)或疏松地表上的充分導(dǎo)電耦合，實(shí)現(xiàn)良好的直流電法勘探。
[0030]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，包括:錐形螺旋伸縮電極以及圓盤型底座；所述圓盤型底座包括保護(hù)外殼，在保護(hù)外殼內(nèi)部設(shè)有儲(chǔ)水空腔，所述儲(chǔ)水空腔的底端通過滲水板與高壓縮海綿連通；所述保護(hù)外殼上設(shè)有注水孔，所述注水孔與儲(chǔ)水空腔連通；所述錐形螺旋伸縮電極穿過圓盤型底座的儲(chǔ)水空腔與高壓縮海綿一直伸入到圓盤型底座的底部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，所述圓盤型底座上表面沿錐形螺旋伸縮電極對(duì)稱的位置分別固定有調(diào)節(jié)連桿，所述調(diào)節(jié)連桿底部與滲水板接觸，用于控制高壓縮海綿的壓縮程度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，所述錐形螺旋伸縮電極與儲(chǔ)水空腔接觸的部分通過密封管將儲(chǔ)水空腔與錐形螺旋伸縮電極隔離開。
4.如權(quán)利要求1所述的一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，所述錐形螺旋伸縮電極頂部相對(duì)設(shè)置兩個(gè)突出的弧形彈性固定接觸片，兩弧形彈性固定接觸片中間形成插槽。
5.如權(quán)利要求4所述的一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，進(jìn)行高密度電阻率法勘探時(shí)，將其專用電纜凸出部分嵌入到所述插槽中，并與兩個(gè)弧形彈性固定接觸片接觸，能夠?qū)⒍鄠€(gè)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置串聯(lián)起來；在進(jìn)行其他非高密度電法勘探時(shí)，利用普通電線接在彈性固定接觸片上與主機(jī)連接即可進(jìn)行探測(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置，其特征是，所述錐形螺旋伸縮電極頂部設(shè)有把手。
7.一種如權(quán)利要求1所述的直流電法勘探復(fù)合式電極裝置的操作方法，其特征是，包括以下步驟: (1)通過注水孔對(duì)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置進(jìn)行注水并放在相應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置上。 (2)如果是堅(jiān)硬地面，通過把手推壓確保錐形電極充分接觸地面，然后利用調(diào)節(jié)連桿調(diào)節(jié)保證高壓縮海綿與地面充分接觸；如果是松軟地表，通過把手旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)電極長(zhǎng)度，并利用把手將電極推壓進(jìn)松軟表土層一定的深度進(jìn)行固定和耦合，此時(shí)，也需要利用調(diào)節(jié)連桿調(diào)節(jié)保證高壓縮海綿與地面充分接觸； (3)如果進(jìn)行高密度電阻率法勘探，需要通過專用電纜，利用彈性固定接觸片將每一個(gè)直流電法勘探復(fù)合式電極裝置串聯(lián)起來，其他直流電法勘探則可簡(jiǎn)單地用電線接在彈性固定接觸片上即可。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流電法勘探復(fù)合式電極裝置及其操作方法，包括：錐形螺旋伸縮電極以及圓盤型底座；圓盤型底座包括保護(hù)外殼，在保護(hù)外殼內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)水空腔，儲(chǔ)水空腔的底端通過滲水板與高壓縮海綿連通；保護(hù)外殼上設(shè)有注水孔，注水孔與儲(chǔ)水空腔連通；電極穿過圓盤型底座的儲(chǔ)水空腔與高壓縮海綿一直伸入到圓盤型底座的底部。本發(fā)明有益效果：該裝置為圓盤型底座加電極中心固定結(jié)構(gòu)，具有堅(jiān)硬地面和松軟地面兩用性。整個(gè)裝置可自然固立于地面，內(nèi)置空腔儲(chǔ)水與高壓縮海綿設(shè)計(jì)可確保中心電極與地面充分耦合。插槽和彈性固定接觸片的設(shè)計(jì)便于直流電法勘探電極與主機(jī)的連接。
【IPC分類】G01V3-04
【公開號(hào)】CN104656147
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510086304
【發(fā)明人】蘇茂鑫, 李術(shù)才, 薛翊國(guó), 高瑜, 邱道宏
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日