CN102168550B - 一种井中地电位测量电极 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地电位测量电极。包括一绝缘棒、若干其内置有硫酸铜溶液的电极瓶及若干根导线，所述导线的一端置于对应的电极瓶内，并与电极瓶内的硫酸铜溶液接触，一端伸出电极瓶外，所述电极瓶上设有一硫酸铜溶液的渗出点，该电极瓶按长度方向与绝缘棒长度方向一致等间距地固定于绝缘棒上。本发明的采用硫酸铜溶液替代金属棒与井中介质接触，避免金属棒产生电极极化的问题，并通过设置多个等间距内含硫酸铜溶液的密封瓶作电极；通过使极距可调，以便根据测量地点工业游散电流的干扰程度，选择不同的电极极距，抑制干扰，增加信噪比，提高测量精确度和测量数据的质量。

Description

一种井中地电位测量电极

技术领域

本发明涉及钻井中电位梯度的测量技术，尤其涉及一种井中地电位测量电极。

背景技术

在地质找矿、石油勘探等所需的地下钻井中，通常要通过井中电位测量来获取一些相关数据。近年来，该种电位测量技术用于工程勘察和建筑工程质量的检测。例如，混凝土灌柱桩施工中钢筋笼沉入井中深度的测量。在混凝土灌柱桩施工时，往往会出现以下一些问题：1）钢筋笼放置位置不正，出现歪斜卡在井壁某个部位，导致钢筋笼不能下到指定深度；2）在岩土条件比较复杂的嵌岩桩地区，每一地点的灌柱桩井深不一，所对应桩的长度不一样，施工时应将对应的灌柱桩下到对应的井内，但往往由于施工中管理混乱，钢筋笼的放置常常张冠李戴，会产生短的钢筋笼放在深井中的结果；3）少数建筑商为非法牟利，在制造钢筋笼时短斤少两，钢筋笼长度达不到设计要求，致使下桩深度未达要求。上述这些情形都会给建筑工程留下严重隐患，所以对灌柱桩钢筋笼沉入井中长度的测量十分重要。

通过电极测量井中钢筋笼上的电位来获取钢筋笼沉入长度的方法简单易行，目前被不断地推广使用。但由于现有建筑工程大部分在城市中，不同于地质找矿、石油勘探等施工地点是在远离城市的荒野地带。在对城市中周边地区进行深井的地电位测量时，会有工业游散电流的干扰，使测量电位的信噪比大大降低。这就要求在测量过程中要有一定的抗干扰能力精

而现有的电极一般为一金属电棒，由于电化学的过程，在其表面产生电极极化电场，对本来就较微弱的电位梯度测量带来不可忽视的影响，甚至严重妨碍了地电位的准确测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无电极极化电场的地电位测量电极，本发明的目的还在于提供一种抗工业游散电流的干扰的地电位测量电极，上述目的通过下述技术方案来实现：

所述地电位测量电极，包括一绝缘棒、若干其内置有硫酸铜溶液的电极瓶及若干根导线，所述导线的一端置于对应的电极瓶内，并与电极瓶内的硫酸铜溶液接触，一端伸出电极瓶外，所述电极瓶上设有一硫酸铜溶液的渗出点，该电极瓶按长度方向与绝缘棒长度方向一致等间距地固定于绝缘棒上。 

所述地电位测量电极进一步设计在于，所述电极瓶是用陶瓷材料制成的大致圆柱形容器，容器上设有注入口，注入口上置有塞，注入口与塞之间的间隙用蜡密封，容器内表面设有釉层，在所述釉层的某点磨去釉层，形成所述渗出点。

所述地电位测量电极进一步设计在于，所述注入口与渗出点分别设置在所述圆柱形容器的两端部。

所述地电位测量电极进一步设计在于，所述绝缘棒上设有槽道，所述电极瓶插于该槽道内，并由固定箍和紧固件将所述电极瓶固定在槽道中。

所述地电位测量电极进一步设计在于，数根所述槽道沿绝缘棒的宽度方向平行设置，每一电极瓶置于一对应的槽道中，在绝缘棒呈阶梯排列。

所述地电位测量电极进一步设计在于，所述绝缘棒用胶木或塑料材料制成。

本发明的采用一个内置硫酸铜溶液的瓶来替代金属棒电极，该瓶由陶瓷材料制成，瓶内设有釉层，釉层上设有一个无釉的渗出点。这样，利用釉层防腐蚀和不渗出的特性盛装腐蚀性较强的硫酸铜溶液，同时利用釉层上无釉点处的陶瓷材料对硫酸铜溶液的渗出，使硫酸铜溶液能与井中介质接触，在起到电极作用的同时避免如金属棒电极所产生电极极化的问题。此外，通过设置多个等间距内含硫酸铜溶液的电极瓶作电极使极距可调，以便根据测量地点工业游散电流的干扰程度，选择不同的电极极距，抑制干扰，增加信噪比，提高测量精确度和测量数据的质量。

附图说明

图1是本发明测量电极的一实施例的结构示意图。

图2是图1所示测量电极的B-B部位的剖视放大图。

图3是电极瓶的轴向剖视图。

图4是本发明测量电极的另一实施例的结构示意图。

图5是图1、2所示测量电极中的A部位的局部放大图。

图6是图5所示测量电极的C向视图。

图中，1绝缘棒，2槽道，3电极瓶，3a注入口，3b渗出点，3c塞，3d釉层，3e蜡，4固定箍，5，51，52，53，54导线，6螺钉。

具体实施方式

对照图1，本发明的地电位测量电极主要由绝缘棒1、其内置有硫酸铜溶液的电极瓶3和导线5组成。本实施例的绝缘棒1用胶木制成（也可用绝缘的塑料制作），绝缘棒1沿宽度方向的横截面为矩形，参见图2，其前端部为一便于下沉的尖端。在绝缘棒1一侧面上设有四条半圆形槽道2，该四条半圆形槽道2沿绝缘棒的宽度方向平行并立设置。半圆形槽道的半径与电极瓶3的半径相当，每一槽道内一电极瓶3按放长度方向与槽道方向一致置于槽道中。四条半圆形槽道2内放置的电极瓶3瓶沿绝缘棒长度方向等间距呈阶梯形排列。

对照图3，电极瓶3内置有硫酸铜溶液3f，电极瓶3是用陶瓷材料制成的大致圆柱形容器，容器的一端设有所述溶液的注入口3a，导线5的一端也从该端伸入电极瓶内与瓶内的硫酸铜溶液接触，导线5的另一端露在瓶外将与对应的电缆线连接。注入口3a上置有塞3c，注入口3a与塞3c之间的间隙用蜡3e密封。容器内表面设有釉层3d，在所述容器的另一端的釉层上磨去一点处的釉层形成一个无釉点，硫酸铜溶液可从该点渗出，成为一渗出点3b，该渗出点3b将是检测井中钢筋笼电位信号的输入点。绝缘棒1上用于检测电位的两个电极瓶，其上的渗出点之间形成极距，其极距分别为L1=20、 L2=40 、L3=60、L4=80厘米。可以根据检测需要进行选择。上述四个电极瓶3可置于一个槽道2中，如图4。电极瓶3通过固定箍4及6螺钉固定在槽道2中，参见图5、图6。

进行地电位测量时，根据测量地区的工业游散电流干扰程度决定极距。例如，该地区有少量工业游散电流干扰，选择较小的极距，如 20厘米(如果电场干扰较大，则应选择较大的极距，如60厘米)。即对应电极瓶上的导线51、52分别通过电缆与电位仪连接（未画出），电位仪置于地面上，并在电缆上做好长度标记。将上述的测量电极放入井中，并不断向下放电缆线，使测量电极向井下移动。在移动的过程中电极不断测出混凝土灌柱桩中钢筋笼不同深度处的电位和电位梯度。由于钢筋笼是个导体，所以其不同位置处的电位基本一致，即为一等电位体。当该电极下移出钢筋笼长度时，所测的电位数值会骤然变化，此时再根据电缆上的长度标记就可测出钢筋笼所沉入井中的深度（或自身长度）。 

本发明的两电极的极距可根据测量地区的工业游散电流干扰程度进行调整，如果干扰程度较大，选择极距较大的两电极瓶，反侧反之。本发明用硫酸铜溶液替代金属棒与井中介质接触，避免金属棒在其表面周围会产生电极极化电场，提高地电位测量的精度。

Claims (6)

1.一种井中地电位测量电极，其特征在于包括一绝缘棒、若干其内置有硫酸铜溶液的电极瓶及若干根导线，所述导线的一端置于对应的电极瓶内，并与电极瓶内的硫酸铜溶液接触，一端伸出电极瓶外，所述电极瓶上设有一硫酸铜溶液的渗出点，该电极瓶按长度方向与绝缘棒长度方向一致等间距地固定于绝缘棒上。

2.根据权利要求1所述的一种井中地电位测量电极，其特征在于所述电极瓶是用陶瓷材料制成的大致圆柱形容器，容器上设有注入口，注入口上置有塞，注入口与塞之间的间隙用蜡密封，容器内表面设有釉层，该釉层上设有一个无釉的点，形成所述渗出点。

3.根据权利要求2所述的一种井中地电位测量电极，其特征在于所述注入口与渗出点分别设置在所述圆柱形容器的两端部。

4.根据权利要求2所述的一种井中地电位测量电极，其特征在于所述绝缘棒上设有槽道，所述电极瓶插于该槽道内，并由固定箍和紧固件将所述电极瓶固定在槽道中。

5.根据权利要求4所述的一种井中地电位测量电极，其特征在于数根所述槽道沿绝缘棒的宽度方向平行设置，每一电极瓶置于一对应的槽道中，在绝缘棒呈阶梯排列。

6.根据权利要求1所述的一种井中地电位测量电极，其特征在于所述绝缘棒用胶木或塑料材料制成。

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