专利名称：一种勘探用地质环境模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟装置，尤其涉及一种勘探用地质环境模拟装置。
背景技术：
物理模型技术是进行固体地球物理和勘探地球物理的理论研究和方法技术探索的重要途径和手段，在地球物理勘探技术发展过程中占据重要地位，是提升行业技术的基础。电法勘探水槽实验是其物理模型研究的一种主要装置，水槽实验装置利用相似性原理，将异常体按比例缩小成物理模型，进行物理模拟试验研究。在做水槽物理模拟时，模型尺寸要比野外实物小的多，所用的材料的电阻率值也可以与野外实际的岩体的电阻率值不相同，但只要保持二者的地电模型按一定的比例缩小，各地电体模型之间的比例和实际地电体之间的比例保持不变，便可以用模拟实验得到与野外相似的视电阻率剖面。水槽实验不仅可以模拟研究电场的基本理论，还可以进行电法勘探技术方法的实验研究，它是取得地电场正演结果及对实测资料做对比解释的一种重要手段，由于它的数据是通过相似模拟得到的，所以可以用来模拟现实地质条件。但是，现有的水槽实验装置灵活性较差，不便于操作人员选择水槽中的测量位置，因此不能获得足够丰富的模拟信号，影响了模拟的准确性。

实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种勘探用地质环境模拟装置，该装置可以调节电极在水平方向和垂直方向的位移，便于测定液体槽不同位置的电位差。本实用新型的上述目的通过下述方案实现—种勘探用地质环境模拟装置包括液体槽、电极转换器和信号采集仪器，所述液体槽的顶部设有槽口，所述槽内承装液体，所述液体槽口处的槽壁设置有第一横梁和第二横梁，其中，所述第一横梁和所述第二横梁在水平向上相互垂直，所述第一横梁的两端分别与槽口处的第一槽壁滑动连接，所述第二横梁的两端分别与槽口处的第二槽壁滑动连接；所述第一横梁上悬挂有异常区物理模型体，所述异常区物理模型体处于液面下，所述异常区物理模型体通过连接装置连接在所述第一横梁上；所述第二横梁上悬挂有电极板，所述电极板上设置有电极，所述电极板及其上的电极处于液面下，所述电极通过导线与所述电极转换器相连；所述电极转换器与所述信号采集仪器连接。进一步地，所述异常区物理模型体由密度大于槽内液体的材料制成。进一步地，所述液体为静态水。进一步地,所述槽壁由防水材料制成。[0015]进一步地，所述第一横梁的两端设置有第一组支架，所述第一横梁通过所述第一组支架架设在所述液体槽的槽口的槽壁上；所述第二横梁的两端设置有第二组支架，所述第二横梁通过所述第二组支架架设在所述液体槽的槽口的槽壁上。进一步地，所述槽口的槽壁上开设有滑道轨，所述滑道轨与所述第一组支架的底部和第二组支架的底部相适配。进一步地，所述第一组支架和第二组支架为三角形支架，所述三角形支架的顶部设置有固定第一横梁或第二横梁的孔。进一步地，所述电极板上开设有一排间距为2cm的孔，所述电极插设在所述孔中。进一步地,所述电极为不极化铜电极。·[0021]进一步地，所述电极板通过绝缘部件悬挂于第二横梁上。本实用新型提供的勘探用地质环境模拟装置可以调节电极在水平方向和垂直方向的位移，便于测定液体槽不同位置的电位差，提高了测定的精准性和全面性；其次，电极连接在电极转换器上，避免手动更换电极位置，简化了操作；最后电极和电极板的可拆卸方便，便于更换和增减电极，便于检修和清洁，节省了维护成本。

图I是本实用新型一种优选的勘探用地质环境模拟装置结构示意图；图2是图I所示勘探用地质环境模拟装置的垂直向剖视图；图3是图I所示勘探用地质环境模拟装置的水平向剖视图；图4电阻率发测量电位差原理图；图5a为采用图I所示勘探用地质环境模拟装置测定低阻模型在温纳α电位下的测量结果图；图5b为采用图I所示勘探用地质环境模拟装置测定低阻模型在温纳β电位下的测量结果图；图5c为采用图I所示勘探用地质环境模拟装置测定低阻模型在温纳Y电位下的测量结果图；图6是图I所示勘探用地质环境模拟装置中第一组支架或第二组支架的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的一个优选实施例做详细描述。如图I 3所示，本实用新型提供了一种勘探用地质环境模拟装置，该装置包括液体槽2、电极转换器(未示出)和信号采集仪器(未示出)，所述液体槽2的顶部设有槽口，所述液体槽2内承装液体7，槽内承装液体7可以采用适合用于模拟的任何静态液体，作为本实用新型的一种优选方案，液体槽2内优选地承装静态水，因此考虑到液体槽2的防水性，液体槽2优选地由防水材料制成，所述槽壁优选地由混凝土加聚氨酯防水材料制成。所述槽口处的槽壁上设置有第一横梁11和第二横梁12，所述第一横梁11和所述第二横梁12在水平向上相互垂直，所述第一横梁11的两端分别与槽口处的第一槽壁滑动连接，所述第二横梁12的两端分别与槽口处的第二槽壁滑动连接，优选地，所述第一横梁11的两端设置有第一组支架81，所述第一横梁11通过所述第一组支架81架设在所述液体槽的槽口的槽壁上；所述第二横梁12的两端设置有第二组支架82，所述第二横梁12通过所述第二组支架82架设在所述液体槽的槽口的槽壁上。相应地，如图3所示，为了增加第一横梁11和所述第二横梁12在槽壁的滑动性，防止第一横梁11和所述第二横梁12滑离槽顶，所述液体槽2的槽口开设有与第一组支架81的底部和第二组支架82的底部相适配的滑道轨9。作为本实用新型的一种优选方案，如图6所示，本实施例的第一组支架81和第二组支架82为三角形支架，所述三角形支架的顶部设置有固定第一横梁11或第二横梁12的孔，当然，本实用新型还可以采用适于固定横梁并带动横梁滑动其它结构，此处不再赘述。如图2所示，本实施例的第一横梁11上悬挂有异常区物理模型体6，该异常区物理模型体根据实际存在的异常体建立的，且所述异常区物理模型体6处于槽内液体的液面下，所述异常区物理模型体6优选地由密度大于槽内液体的材料制成，当然上述方式只是本实施例的一种优选方案，本实用新型可以采用可将异常区物理模型体浸入液面下的任何方式，例如将异常区物理无模型制作成空腔体并在该腔体内填充密度较大的填料。异常区物理模型体可以为圆柱状或板状。所述异常区物理模型体6通过连接装置连接在所述第一·横梁11上，例如所述异常区物理模型体6可以通过绳索悬挂在第一横梁11上，并且可以通过调节绳索的长度来控制异常区物理模型体6的在液面下的深度，本实用新型的连接装置并不局限于绳索，本实用新型还可以采用本领域技术人员能够想到的具有连接效果的任何装置，例如连接杆、锁链等。电阻率法测定电位差的物理前提是地下介质间的导电性差异，如图4所示，通过A, B电极向地下供电流I，然后在M，N极间测量电位差Λ U，从而求得该记录点的视电阻率P s = K Λ U/I，其中K为装置系数。本实施例以固定点距X沿测线布置一系列电极，电极数量可以视多芯电缆芯数而定，取装置电极间距a=nx(n=l，2，3，-n+1),将相距为a的一组电极经转换开关接到仪器上，通过转换开关不同电极间的电位差Λ U，不通过手动操作即可完成该测点上不同电极间的电阻率测定。本实施例的第二横梁12上悬挂有电极板3，所述电极板通过绝缘材料悬挂于第二横梁上，可以通过控制绝缘材料的长度来控制电极板的深度，所述电极板3上还设置有电极4，所述电极为不极化铜电极，所述电极板3及其上的电极4处于液面下。作为本实用新型的一种优选方案，所述电极板上开设有一排间距为2cm的孔，所述电极插设在所述孔中，当然，本发明还可以采用本领域技术人员所熟悉的在电极板上设置电极的任何方法，此处不再赘述。试验时，本实施例中用带夹子的导线5将所有电极夹住，另一端通过导线5与电极转换器相连，所述电极转换器还连接有信号采集仪器连接，用于采集数据，藉此本装置便可以自动更换电极位置，并进行数据采集。本实施例采用的转换器为北京地质仪器厂生产的型号为DUM - 2的电极转换器，信号采集仪器为北京地质仪器厂生产的型号为的DWJ — 3A微机激电仪和型号为DWJ- II F激电发送机。如图5a_5c所示，本实施例采用温纳三电位(α、β和Y)电极系测得的数据剖面，该剖面可反映适于探测所要模拟异常的最佳测量装置形式，从这三幅剖面测量的对比可以看出，温纳β电位对异常体反应最明显，因此可以采用最适合探测的温纳β电位形式进行实际勘探。上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同技术方案也应属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由各权利 要求限定。
权利要求1.一种勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，该装置包括液体槽、电极转换器和信号采集仪器，所述液体槽的顶部设有槽口，所述液体槽内承装液体，所述槽口处的槽壁设置有第一横梁和第二横梁，其中， 所述第一横梁和所述第二横梁在水平向上相互垂直，所述第一横梁的两端分别与槽口处的第一槽壁滑动连接，所述第二横梁的两端分别与槽口处的第二槽壁滑动连接； 所述第一横梁上悬挂有异常区物理模型体，所述异常区物理模型体处于液面下，所述异常区物理模型体通过连接装置连接在所述第一横梁上； 所述第二横梁上悬挂有电极板，所述电极板上设置有电极，所述电极板及其上的电极处于液面下，所述电极通过导线与所述电极转换器相连； 所述电极转换器与所述信号采集仪器连接。
2.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述异常区物理模型体由密度大于槽内液体的材料制成。
3.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述液体为静态水。
4.根据权利要求3所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述槽壁由防水材料制成。
5.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述第一横梁的两端设置有第一组支架，所述第一横梁通过所述第一组支架架设在所述液体槽的槽口的槽壁上； 所述第二横梁的两端设置有第二组支架，所述第二横梁通过所述第二组支架架设在所述液体槽的槽口的槽壁上。
6.根据权利要求5所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述槽口的槽壁上开设有滑道轨，所述滑道轨与所述第一组支架的底部和第二组支架的底部相适配。
7.根据权利要求5所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述第一组支架和第二组支架为三角形支架，所述三角形支架的顶部设置有固定第一横梁或第二横梁的孔。
8.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述电极板上开设有一排间距为2cm的孔，所述电极插设在所述孔中。
9.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述电极为不极化铜电极。
10.根据权利要求I所述的勘探用地质环境模拟装置，其特征在于，所述电极板通过绝缘部件悬挂于第二横梁上。
专利摘要本实用新型公开了一种勘探用地质环境模拟装置，其包括液体槽、电极转换器和信号采集仪器，液体槽的顶部设有槽口，液体槽内承装液体，槽口处的槽壁设置有在水平向上相互垂直第一横梁和第二横梁，第一横梁和第二横梁的两端分别与槽口处的槽壁滑动连接；第一横梁上悬挂有异常区物理模型体，异常区物理模型体处于液面下，异常区物理模型体通过连接装置连接在第一横梁上；第二横梁上悬挂有电极板，电极板上设置有电极，电极板及其上的电极处于液面下，电极通过导线与电极转换器相连；电极转换器与信号采集仪器连接。本实用新型可以调节电极在水平方向和垂直方向的位移，便于测定水槽不同位置的电位差，进而提高了测定的精准性和全面性。
文档编号G01V13/00GK202710760SQ20122035958
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者彭苏萍, 贺安民, 崔凡, 刘现锋 申请人:中国神华能源股份有限公司, 中国矿业大学(北京)