瞬变电磁法全区视电阻率的二分搜索算法

为了快速且精确地计算瞬变电磁法的全区视电阻率,研究了中心回线观测方式感应电动势的特性。发现均匀半空间中心回线观测方式瞬变电磁测深法的感应电动势随电阻率的增大而单调下降的特性。据此设计出了计算全区视电阻率的一种快速且精确的算法：二分搜索算法。该算法对电阻率的可能范围不断进行二等分空间,直到找到一个电阻率,其对应感应电动势与实际观测的电动势相符。理论数据的计算表明,采用二分搜索算法计算一个测点的全区视电阻率只需要1min左右,相对误差小于0．1％,证明了该算法快速且精确。     

长偏移距瞬变电磁法全区视电阻率的二分搜索数值算法

 本文分析研究了长偏移距瞬变电磁法感应电动势曲线随电阻率变化的规律, 认识到感应电动势在任意时刻随电阻率的增大而具有分区单调的特性。据此，设计出了计算全区视电阻率的二分搜索数值算法。该算法可以利用感应电动势数据直接计算不同时刻的视电阻率值。理论数据的计算表明，该算法非常精确，相对误差在0.1%内，文中还给出了二分搜索算法的基本思想和详细步骤、以及流程图。     

磁性源瞬变电磁法零偏移距全期视电阻率计算及其校正方法研究

计算视电阻率是瞬变电磁数据处理与解释工作的主要内容之一。通常由均匀或层状模型计算得到的视电阻率不足以详细表征地下介质分布，具有较强的体积效应和多解性且计算量大。基于此，针对全期视电阻率的优化问题，研究了半球壳层校正方法，实现了快速计算弱多解性的视电阻率，校正结果显示电性分界面更加明显。为实现数据快速处理并得到视电阻率唯一解，首先分析了感应电动势和电阻率之间的单调关系，对比地质情况从而选取感应电动势的单调区间，然后重新构造核函数以适用于二分法，最后计算连续且完整采样时间的视电阻率。为减弱视电阻率的体积效应，建立由均匀半球壳层组成的视电阻率校正模型且介质层数与时道数量一致，然后基于扩散深度表达式推导出视电阻率校正公式，用以校正全期视电阻率最优化算法计算的视电阻率。理论模型和实测数据的处理结果均表明，全期视电阻率最优化算法相对于晚期视电阻率计算方法，能够将有效时道拓展至全时间段，从而可以更加有效地识别浅层介质的垂向分布规律，而且半球壳层校正方法能够有效约束低阻介质体积效应对深度的影响，提高视电阻率的垂向分辨率。     

瞬变电磁法大定源回线斜阶跃波响应计算

为了更准确地计算全区视电阻率,本文推导出瞬变电磁法中发射电流为斜阶跃波条件下,大定源回线装置的感应电动势解析表达式。该方法可在计算大定源回线全区视电阻率时,消除关断时间的影响,减小理论响应值与实测响应值之间的误差,同时避开了数值积分的近似运算,提高了计算精度和计算效率。理论和实际应用实例表明,此法所具有的优点是瞬变电磁其他计算方法不能相比的。     

CSAMT法E_x分量视电阻率定义的应用研究

由于CSAMT法电阻率的计算方式一直沿用的是MT法的卡尼亚公式,要求在远区进行测量,但是在不满足远区条件时,卡尼亚视电阻率会产生严重的畸变。文章定义了Ex分量视电阻率,对比分析了两种视电阻率定义方式在应用范围上的差异。通过二层、三层地电模型的对比,分析了两种视电阻率定义方式在同等条件下对地电构造的反映能力,发现CSAMT法Ex分量视电阻率定义方式不仅可以应用到远区,在过渡区甚至是部分近区都能对地电构造进行真实的反映。实测结果表明Ex分量视电阻率定义能较好的反映地下电阻率信息。在进行CSAMT法野外观测时,可以只观测Ex分量,装备轻便,观测效率高。     

AB—s方式瞬变电磁测深资料处理方法研究

根据半无限均匀介质空间中场的表达式,介绍了一维层状介质情况下AB-s方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质,并讨论了求解方法。特别地,本文引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念,从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题。“虚拟全区视电阻率”能较连续和直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征 ,对瞬变电磁测深资料的定性解释具有重要意义,同时也为一维反演（构制初始模型和确立目标函数）奠定了基础。     

水下地电研究的新方法

本文提出一种新的地电法来估计水下多层介质的视电阻率。该方法基于直流电地电测深原理。层状地质模型被用于目的层的模拟。测量组合是单极—单极排列,被安置在水下,采用垂直定向。当常规地电法不奏效时,尤其是当水影响很大时,这种特殊的电极组合方式是很有效的。计算得到的视电阻率     

中心回线方式瞬变电磁测深虚拟全区视电阻率和一维反演方法

根据半无限均匀介质空间中场的表达式，分析了一维层状介质情况下的中心回线方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质，并讨论了求解方法。特别地，引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念，从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题。“虚拟全区视电阻率”能连续和直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征，对瞬变电则深资料的定性解释具有重要的意义，同时也为一维反演（构制初始模型和确立目标函数）奠定了基础。模型试验表明，根据“虚拟全区视电阻率”曲线，采用一维“正演修正”进行反演是一种可行的方法。     

瞬变电磁法对薄层的探测能力

 为了正确认识瞬变电磁法对薄层的分辨能力，文中设计了不同的地电模型，进行了瞬变电磁法响应正演计算，对有无薄层存在时相应视电阻率曲线进行了对比，并计算两者之间的相对误差，根据误差大小分析瞬变电磁法对薄层结构体的分辨能力，得出有实际指导意义的结论。对于同样的薄层地电模型，进行了瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法探测能力的比较，认为瞬变电磁法对薄层的分辨能力强于可控源音频大地电磁法。     

三维地下埋藏点电流源有限差分正演计算

研究了地下埋藏点电流源三维地电介质的有限差分数值方法。首先讨论了三维埋藏直流点电源场方程及边界条件；然后讨论了微分方程的离散化，对于数值求解时电导率应具有一定连续性的要求，采用斯托克斯定理将体积分化为面积分的方法来消除，求解方程利用有限差分技术构成。为了提高计算精度和计算速度以及避免由源奇异性引起的差分计算复杂性，计算时将电位分成二次异常电位和背景电位2部分。在背景场计算中，对地下均匀半空间和水平均匀层状模型的背景场对二次异常场的影响进行讨论。结果发现，将地电模型中各层的电导率和异常体电导率取加权平均，以此作为均匀半空间模型的电导率进行背景场计算时，二次异常场计算结果较差；利用水平层状模型计算背景场，以此为基础计算三维地电场，二次异常场的计算结果有明显的改善。研究表明，利用有限差分数值方法进行复杂地电模型的正演计算，计算速度快，计算结果精度较高。     

基于Gaver-Stehfest算法的矩形发射回线激发的瞬变电磁场

文中将矩形发射回线看作由无数磁偶源组成,并利用由垂直磁偶源激发的电场对磁矩按回线面积积分,推导出了矩形回线激发的频率域电场表达式,采用G-S(Gaver-Stehfest)算法求得时间域电场表达式,根据法拉第电磁感应定律,利用电场强度阶跃响应最终求得磁感应强度脉冲响应。将不同系数的G-S算法计算的感应电动势与张成范等计算的感应电动势相比较可知:采用14个系数时的G-S算法计算的感应电动势精度最高,最大相对误差为-3.8%,且表现出计算感应电动势的精度早期较高、晚期较低的特点。     

论瞬变电磁测深法的探测深度

文中分析了瞬变电磁发送线圈等效回路的暂态过程，得出线圈自感信号振幅的理论表达式，认为线圈自感信号的衰减不仅与时间有关，而且与等效回路的材料有关；计算了不同大小线圈的自感信号的幅值和衰减时间范围，得出了瞬变电磁测深法对地探测时存在一个最小深度的结论。由于电磁信号在地下传播时不断衰减，瞬变电磁测深法有一个最大探测深度。对大小不同的线框和不同介质电阻率等常用装置及典型地电情况，给出了估算瞬变电磁能探测的最小和最大探测深度的方法及估算结果。得出的结论对野外生产具有指导意义。     

井中同轴交流电环的模型正演及其在阵列感应测井中的应用

从定解问题出发，建立了多层径向阶跃媒质模型中的同轴交流环的严格求解公式，该公式可用于计算感应测井和电磁波传播测井等线圈系测井仪在径向分层媒质的模型井中的理论响应和用于分析任何芯棒线圈系的禹应特性。     

二维电性各向异性极化体的频率域响应

地球介质的大地电磁响应是电磁感应和激电效应的综合反应,传统的大地电磁正反演理论是基于电性各向同性和无极化效应的假设,而地球内部介质的电性各向异性现象和激发极化(IP)效应普遍存在,因此有必要研究含IP效应的各向异性地层条件下电磁场的响应特征。从Maxwell方程出发,推导出了二维倾斜各向异性地层条件下大地电磁场的响应,得到了一组TE和TM解耦的偏微分方程,利用Galerkin加权余量法形成大型稀疏有限元方程,采用不完全LU分解预条件因子的稳定双共轭梯度法对有限元方程进行求解。通过与1D各向异性结果的对比,验证了本文算法的可靠性。对设计的含IP效应的二维各向异性地电模型的计算发现,无论是视电阻率还是相位曲线均对地电体的电性各向异性特征表现敏感;IP效应对大地电磁场同样存在着不可忽视的影响,因此在激发极化或者各向异性特征突出的地区,应该考虑使用含IP效应或各向异性的地电模型进行大地电磁资料的处理与解释。研究结果对于指导频率域电磁方法的野外勘探,提高大地电磁资料的解释水平与应用效果都具有重要意义。     

阵列感应测井仪刻度系数特性研究

刻度系数是阵列感应测井仪器的关键参数.在阵列感应测井刻度理论基础上,导出刻度系数计算公式,计算分析了短、中和长3个子阵列的刻度系数随刻度环半径及其在仪器轴向上所处位置的变化特性.结果表明,不同子阵列的特性差异较大,尤其是长子阵列,并用各子阵列的二维几何因子解释了其产生的原因.讨论了刻度环大小选择、最佳刻度点和刻度电阻确定问题.这些研究结果可用于阵列感应测井仪器刻度中.     

游梁式抽油机电动机综合节能的理论及途径

在考虑感应电动机等效电路参数非线性的基础上 ,研究了游梁式抽油机电动机有功及无功综合节能的机理和途径。首先根据感应电动机的相量图 ,求出了在不同工况下感应电势与端电压之间的关系。进而通过磁路分析 ,研究了等效电路参数与感应电势之间的非线性关系 ,以及铁耗、定转子铜耗与转差率的非线性关系。最后提出游梁式抽油机电动机可采用调压节能、电容器动态补偿节能、星形 三角形变换调压节能等方法实现综合节能 ,并以可控硅自动投切电容器为实例 ,说明了节能效果     

电磁感应法测量井筒持水率方法研究

根据电磁波的传播特性和油、气、水的电性差异提出了利用电磁感应法测量井简持水率的方法。研究计算了双线圈传感器的感应电动势、信噪比和趋肤深度，为今后仪器的设计提供了理论依据。分析了油田进入高含水阶段井简内混合流体的流型，并参照固态非均匀介质电阻率分布模型，导出了井简内不同流动状态下的持水率和混合流体电导率的关系式。     

自循环复合环流反应器脱除H_2S反应动力学

开发了由两个环流反应器串联构成的复合环流反应器,物流以气液混相和纯液相的压差为推动力在两个环流反应器间实现自循环。研究了在复合环流反应器中,用络合铁催化剂液相催化氧化脱除H2S的吸收反应动力学、催化剂再生反应动力学及吸收-再生反应联合动力学。研究结果表明,H2S吸收速率受本征反应速率和气液传质速率的共同影响,总体积吸收系数随空塔气速的增加先增大后维持不变,随Fe3+浓度的增加先增大后减小,随入口H2S含量的增加而减小;催化剂再生宏观反应速率受氧的溶解速率和本征反应速率的共同影响,随空塔气速和Fe2+浓度的增加而提高;复合环流反应器的脱硫率可稳定在99%以上。     

HFW中频热处理线圈结构对加热效果的影响

对高频感应焊管(HFW)中频热处理温度场和电磁场耦合模拟计算结果进行了分析,研究了主线圈凹槽存在与否对钢管焊缝加热温度和升温速度的影响,揭示了主线圈和侧翼线圈之间角度、距离对感应功率和加热效率的影响规律.