odern GPR-Systeme sind sehr einfach zu bedienen und ein Großteil der Komplexität des zugrunde liegenden elektromagnetischen (EM) Signalcharakters ist dem Benutzer verborgen. Tatsächlich sind GPR-Signale elektromagnetische Felder, die für den Menschen unsichtbar sind, einen Vektor in der Natur haben und sich über Raum und Zeit ausbreiten. Die Möglichkeit, GPR-Signale in drei Dimensionen um eine GPR-Sendeantenne herum zu erfassen, bietet enorme Vorteile und schafft einen Weg zu einer Vielzahl von Erfassungsanwendungen, die bisher von der GPR-Technologie nicht berücksichtigt wurden.
Das seismische Explorationsfeld, das nach Öl- und Erdgasvorkommen sucht, befasst sich seit mehreren Jahrzehnten mit dem vollen Charakter elastischer Wellenfelder. In dieser Zeit hat die Industrie fortschrittliche Techniken entwickelt, um unterirdische Strukturen abzubilden und wichtige physikalische Eigenschaften zu extrahieren, um den Untergrund besser zu verstehen.
Seismische Wellen sind sehr analog zu GPR-Wellen, so dass ähnliche Verarbeitungs- und Bildgebungstechniken mit GPR-Daten angewendet werden können. Bisher haben Hardwarebeschränkungen und -kosten GPR-Anwender daran gehindert, diese Innovationen zu nutzen.
Sensors & Software stellt die nächste Generation von SPIDAR®-Hardware vor, mit der pulsEKKO®- und Noggin®-Sensoren in verteilte Mehrfrequenz-, Mehrfachorientierungs- und Mehrfeldkomponenten-Bereitstellungen integriert werden können, die miteinander vernetzt sind.
Die neueste, flexibelste und fortschrittlichste Komponente ist die NIC 500X, die den gleichzeitigen Betrieb des Empfängers ermöglicht und der GPR-Bereitstellung eine neue Dimension verleiht. In der Vergangenheit war GPR auf die Verwendung eines einzelnen Sender- und Empfängerpaars beschränkt. Durch Multiplexen von Sender- und Empfängerpaaren wurden mehrere Datenkanäle erhalten. Bei komplexeren Vermessungen musste der Sender befestigt und der Empfänger bewegt werden (oder umgekehrt), um das Wellenfeld über einen räumlichen Bereich zu messen. Dies ist sowohl langsam als auch ineffizient.
Durch den gleichzeitigen Betrieb des Empfängers können mehrere Empfänger das von einem einzelnen Sender erzeugte Signal erfassen. Diese Fähigkeit ermöglicht eine schnelle Erfassung der Felder um den Sender in Raum und Zeit; Nachahmung eines Großteils der Fähigkeiten, die das seismische Erdölfeld seit vielen Jahren nutzen kann.
Die Details können komplex sein, daher beschränken wir uns hier auf ein einziges Beispiel der "WARR-Maschine", wie sie auf der IWAGPR 2017-Konferenz vorgestellt wurde (Papier auf Anfrage erhältlich). Ein WARR-Signal (Weitwinkelreflexion und -brechung) misst die GPR-Felder bei unterschiedlichen Sender- und Empfängerabständen, wie in Abbildung 2 dargestellt. Solche Untersuchungen ermöglichen die Analyse von Bodengeschwindigkeitsschwankungen und Schwankungen des Reflexionsvermögens mit dem Einfallswinkel, die wertvolle diagnostische Informationen liefern. Während WARR-Vermessungen seit Jahrzehnten im GPR-Bereich eingesetzt werden, ist die Datenerfassung langsam, da die Empfangsantenne (normalerweise manuell) zwischen den einzelnen Messpunkten bewegt werden musste.
Abbildung 3 zeigt eine 500-MHz-WARR-Maschinenbereitstellung, die einen einzelnen 500-MHz-pulsEKKO®-Sender und sieben 500-MHz-Empfänger steuert, die an festen Offsets in Reihe montiert sind. Durch die Bereitstellung des Systems auf einem Wagen (Abbildung 3) oder einem Schlitten mit Kilometerzählerauslösung können vollständige WARR-Datensätze mit der gleichen Geschwindigkeit erfasst werden wie bei herkömmlichen GPR-Vermessungen mit einem Kanal (ein Sender-Empfänger-Paar).
Die Datenverarbeitung und -analyse ist bei diesen Arten von gleichzeitigen Empfängerbereitstellungen komplexer, und dies wird in zukünftigen Veröffentlichungen behandelt.
Um diesen Vorteil in einen Zusammenhang zu bringen, konnte vor 25 Jahren eine qualifizierte Besatzung WARR-Sondierungen mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 20 pro Stunde erfassen. Noch vor wenigen Jahren hatten sich die Akquisitionsraten auf 30 / Stunde verdoppelt. Das WARR-Gerät kann 10,000 WARR-Messungen pro Stunde erfassen (Abbildung 4). Diese massive Erhöhung der Erfassungsgeschwindigkeit öffnet die Tür zu vielen interessanten und fortschrittlichen Anwendungen von GPR, einschließlich der routinemäßigen Erzeugung von Geschwindigkeits- und Wassergehaltsabschnitten.
GPR wird niemals gleich sein.
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