打造地下空间透明化的“地球CT” | 身边的电波传播
习近平总书记指出
向地球深部进军
是我们必须解决的战略科技问题
21世纪是人类开发利用地下空间的世纪
向地下要空间、要资源
已成为现代城市和社会发展必然趋势
地下空间的开发利用主要经历“规划”“建设”“运维”三个阶段,在每个阶段都需要大量的电磁信息和其它物理信息采集、解译和三维成果展示,最终实现地下空间目标透明化。
中国电科22所地下空间探测团队,多年来致力于中、深部地球物理勘探领域,自主研发了较完备的能源勘探技术与装备,以及工程勘探、勘察技术与装备。精湛的技术、过硬的产品,持续服务于地下能源开发、地下空间开发、市政基础设施勘查、灾害救援等领域。
位于新疆塔里木盆地的“深地工程”,是我国重点油气项目,井深近万米、设计水平位移跨度大,存在井壁垮塌风险大、位移延伸难、井眼清洁难、套管下管难、水平段钻遇多个断裂带卡钻、井漏、溢流风险大等难题。
关关难过关关过,步步难行步步行。
项目团队勇挑重担、敢啃硬骨头,不断突破技术壁垒,将几乎不可能完成的技术难关一一攻克,与中石化经纬有限公司地质测控技术胜利研究院联合研发了超高温高压直推存储式测井系统。
2023年11月25日,团队研制的SHMLS-900直推存储式仪器顺利完成“深地一号”亚洲最深水平井YJ3-3XC井(井深9472.27米)测井任务。这标志着我国首套耐温200度、耐压206兆帕、连续工作不少于20小时的“超级巨星”正式问世,顺利首秀。刷新了垂深大于7100米井水平位移最长测井施工纪录、亚洲陆上水平井测井最深纪录,为我国进军万米深地探测提供了核心技术和装备储备。
面对险情,团队勇于担当,不辱使命。
2021年,在山东省栖霞市笏山金矿爆炸事故应急救援和山西晋城寺河煤矿通风井矿巷救援中,团队发挥电磁勘探技术优势,为钻杆“点亮”精准打开生命通道的“探查之眼”。这项技术在进行矿井应急救援的探测过程中,不仅可以大大缩短现场的救援时间,而且不需要大面积钻井泥浆,避免对被困人员造成二次伤害。
改革创新是技术发展的源泉活水。
近年来,地下空间探测团队大力提升自主创新能力,技术体系不断迭代升级,自主研发的系列深地探测装备“各显神通”遍地开花,全方位塑造市场竞争新优势。
半航空瞬变电磁装备,采用地面发射、空中接收的方式,不受地形、地貌限制,可实现对大地电性结构的快速非接触勘察。在能源、地质、采空区、地下空间等领域尽展探测风采。装备采用独有的大功率发射和高灵敏度磁接收技术,将传统的探测深度从500米提高到1000米。相比其他半航空和全航空探测等方式,其探测深度更大、分辨率更高、设备可靠性和稳定性都取得了长足进步。尤其在地形复杂、勘探人员不易进入的地方,可以无人机遥控的方式,对地下矿产、地质空洞等进行智能探测。
大跨距电磁波CT技术,采用低频宽频带高灵敏度磁天线,打破了电天线CT孔间探测距离仅有20米的技术壁垒,达到了50米以上的探测距离,实现了探测范围的大幅扩展,是国内首套实现大跨距多孔探测的设备。利用幅度相位高精度同步采集和联合反演技术,在满足工程分辨率的基础上,克服电天线CT近场强非线性的缺点,实现了高分辨率识别。该装备可满足城市复杂环境勘察需求,不受地面建筑物影响,精准探测识别地下不良地质。该技术可广泛应用于铁路沿线勘探,帷幕墙检测,垃圾、化工防渗墙检测,暗河、断裂破碎带和溶洞探测等领域,在基础设施建设、环境保护、能源勘探等方面大显身手。
多传感器渗漏检测技术,主要依据惠更斯-菲涅尔原理,渗漏点可看作点波源,即渗漏处在检测结果图上会显示高电位异常。该渗漏检测技术操作简单便捷,使用成本低,无需用钻孔等手段损害被检测地区,分辨率可达厘米级,可以广泛应用于垃圾填埋场、污水处理厂、地下地铁站、地下室和地下停车场、加油站地下油库、游泳池、液体密封地板、箔池、酒窖、隧道、桥梁、堤坝等方面的渗漏检测。
低频多分量大探深装备,采用中低频正交场工作方式,结合高灵敏度感应线圈,实现了地下0-100米目标的精细化探测,是国内首套能够实现100米大深度高精度的探测装备。该装备轻便灵活,便于运输,不受地域限制,在山区、陡坡、沼泽、水面等特殊环境下均可进行勘测,可用于水库坝体、河堤渗漏检测,沙漠输油管道走向探测,考古勘探等多种对深地探测有需求的场景。
中国电科22所地下空间探测团队
不断刷新探测深度
为未来我国走向更深更远的地下空间
提供雄厚的技术储备
走好创新发展的时代之路
以电波技术实现地下空间透明化
锻造科技引擎
向地球深部奋勇迈进