XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀

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*章 XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀簡介

一、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀原理

波速測井是利用放置到鉆孔中的傳感器接收到震源傳來的S波信號到達時間（初至），來確定鉆孔所在處地層波速的一種方法。

XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀是一套三通道高分辨率、數(shù)字化的測井儀器，具有分時采樣，迭加、濾波、信號增強、抑制噪聲以及現(xiàn)場實時計算，顯示實測波形和測試結果等功能。

該儀器電路原理框圖如圖1所示，其基本組成有以下6個部分（其中微機為配套設備）：濾波放大部分；多路電子轉換開關；A／D轉換器；邏輯控制器；微機控制系統(tǒng)及其屏幕顯示部分；內部檢測電路（未列入框圖）。

圖1 XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀電路原理框圖

儀器的工作過程如下：由電源供給脈沖電流，使電磁震源激發(fā)產(chǎn)生沿井壁地層傳播的P、S波，檢波器接收波的振動信號并轉換成電信號，然后傳輸?shù)絻x器的前置放大和濾波部分，*行可變增益的放大以達到足夠的信噪比，再進行各種濾波（高低通、諧波抑制等），并由多路電子轉換開關將兩道并行的已放大的模擬信號進行采樣保持，變?yōu)橐宦反械碾x散脈沖信號，此脈沖信號被放大到模／數(shù)轉換器要求的幅度范圍內，經(jīng)高速逐次逼近式A／D轉換器進行量化（數(shù)字化），轉換為相應的數(shù)字信號，這些信號由微機統(tǒng)一控制，經(jīng)邏輯控制電路實現(xiàn)各種功能的選擇與控制，將數(shù)字化后的數(shù)據(jù)按規(guī)定格式存入微機硬盤內，同時原始波形曲線以及分析和處理后的結果在微機顯示屏上進行顯示，結果還可由打印機打印出來。

XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀主要由主機、井中懸掛式探頭及連接電纜等組成。井中懸掛式探頭（圖2），主要由全密封（防水）電磁式激振源、兩個獨立的全

XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀用于工程地質勘查主要解密封檢波器及高強度連接軟管等組成。當震源向井壁作用一沖擊力后，沿井壁地層就有P波和S波傳播，在井孔震源下方懸掛有兩個檢波器， S波傳播到檢波器位置時，通過井液耦合檢波器就可以把S波的初至時間和振動波形轉換成電信號，由記錄儀器記錄下來。由兩道S波的初至時間差可計算出兩道間地層的波速值。

二、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀的應用決以下地質問題：

1. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀地層的劃分

一般情況下，不同的地層具有可分辨的波速差異，利用波速的變化，可以得到各地層的厚度及彈性波的傳播速度，傳播速度的大小直接反映了地層的“軟”“硬”程度。因此，可以對地層進行劃分，并確定地基的持力層。

2. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀研究土的工程性質

除直接用V_S描述土的工程性質外，還可利用V_S與某些物理力學參數(shù)的關系計算工程上常用的工程性質指標。

3. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀為抗震設計提供參數(shù)

劃分場地土類別，判別地基土液化，研究地基振動特性等。

4.XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀 劃分巖石風化層

當巖石風化后，因其組織結構被破壞，礦物成分發(fā)生變化，裂隙發(fā)育，巖體破碎，造成其波速降低。根據(jù)其波速的不同，即可劃分巖石的風化程度。

三、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀的特點

1. 將振源和檢波器同時放入井孔中，擺脫了笨重的地面敲擊震源，實現(xiàn)了波速測井設備的輕便化；

2. 由相距1.0m的兩個檢波器接收S波的傳播信號，為一發(fā)兩收裝置，避免了震源——儀器系統(tǒng)的延時引起的波速計算誤差，提高了波速測試的精度；

3. 采用互相關法計算橫波速度，實現(xiàn)了波速測井自動化；

4. 不受場地條件限制，受周圍環(huán)境影響較??；

5. 鉆孔較深時，不再需要多次迭加就能得到滿意的結果；

6. 現(xiàn)場可直接計算并顯示波速值，提高了的工作效率；

7. 操作界面漢字顯示，儀器操作、資料處理和報告編寫對專業(yè)技術要求不高，一般技術人員均可掌握。

第二章 XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀系統(tǒng)配置及功能

一、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀系統(tǒng)配置

XG－Ⅰ型波速測井儀是自動化程度較高的剪切波波速測試設備，主要配置如下：

主機、井中懸掛式探頭及連接電纜等組成（見圖3）。

圖3   XG－Ⅰ型波速測井儀系統(tǒng)

二、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀主要技術指標

1. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀主機主要技術指標

通道數(shù)：1至3道可選；

采樣間隔：0.003ms－10ms可選；

采樣點數(shù)：512－16384可選；

各道時間一致性：≤1個采樣間隔；

各道振幅一致性：<3%；

頻率范圍：1－1000Hz；

前放增益：18－60dB可選；

A/D轉換精度：14位；

輸入阻抗：≤10kΩ；

觸發(fā)方式：脈沖、通斷；

延時：0－8000ms可選。

2. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀主機整體指標

適用環(huán)境：-10℃—40℃；功耗：約3.6W；

電源：內置12V+48 V蓄電池，充電器輸入電壓220V±10%；

尺寸：46cm（L）×25cm（W）×29cm（H）。

3. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀探頭主要技術指標

懸掛式井中檢波器：

圓柱狀金屬全密封結構，內置2個檢波器和1個電磁式激振源。檢波器：固有頻率60Hz，靈敏度：30V/m/s；

重量：約55kg（含110m電纜）。

電磁式激振源指標：直流48V，電流≤6A；尺寸：φ70mm；

地脈動檢波器（選配）：

頻帶0.5—100Hz；靈敏度：1000mv/mm/s；

三、XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀儀器功能說明

1. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀主機外形如圖4所示。

激發(fā)按扭：主機開機狀態(tài)下，按激發(fā)按鈕，激振源激發(fā)。

2. XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀探頭組成示意見圖5。

激振源激發(fā)，向井壁作用一沖擊力后，沿井壁地層就有P波、S波分別向前和向下傳播，在震源下方懸掛有兩個檢波器，S波傳播到檢波器位置時，通過井液耦合，檢波器就可以把S波信號記錄下來。根據(jù)相距1m的兩道檢波器接收到的S波的信號，通過互相關法，可計算出兩道間地層的波速值。

XG-I懸掛式波速測井儀/波速測試儀：

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