恒流源三侧向电阻率测井模块研制及应用

为进一步提高砂岩型铀矿地层电阻率参数在测井解释中的应用效果,尤其是对泥砂泥交互薄层的精细测量与识别,研究了基于OPA547放大器的恒流源三侧向电阻率测井模块,通过设计以OPA547为恒流激励源的数字激励控制电路,实现了正弦激励信号的恒流输出;设计了正弦检测信号的恒流反馈电路,实现恒流源的负反馈稳定输出;设计了交流电压检测电路,实现了交流信号的低通滤波与信号半波整流;最后,在实验室利用标准刻度器进行了研制模块的系数刻度,且在砂岩型铀矿钻孔进行了实际测井应用对比。经对比分析,研制的恒流源三侧向电阻率测井模块能够与砂岩铀矿综合测井中的其他参数组合使用,输出激励电流可调,对岩性及岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、钙质夹层等地层岩性变化的响应显示明显。

砂岩型铀矿多参数组合测井探管研制

针对我国砂岩型铀矿测井作业需多次下井测量,随着钻孔深度增加,占钻耗时增加,成本增大,且存在塌孔、卡管等风险,提出研制满足砂岩型铀矿勘查阶段测井需求的多参数组合探管。通过优选参数,解决了三侧向电阻率、自然电位等参数间相互干扰影响,研制了数字化、模块化的独立控制、独立响应各参数模块,结合连接结构设计和多参数独立响应并行工作机制的开发,最终实现了井温、井斜、井径、自然伽马、自然电位、三侧向电阻率、声波、井径和定量伽马等多参数组合探管研制,其中伽马测井模块通过了计量检定,取得了检定证书。经测井应用,研制的多参数组合探管能够实现1次下井作业获取多种测井数据的目的,提高了砂岩型铀矿测井作业效率,降低成本,符合高效、低成本发展需求,并且多参数组合探管测井数对岩性界面具有较高的识别能力,对于交互薄层、夹层等地层岩性变化的指示效果明显。

铀资源勘查技术国际科技前沿动态

铀资源勘查技术兼具核科技与地质勘查技术的双重属性,是支撑铀矿勘查不断取得突破的根本动力。全面了解、掌握国外铀资源勘查技术的前沿动态,不仅对发展具中国特色的先进铀资源勘查技术体系具有重要意义,而且对国内铀资源勘查生产亦具有重要借鉴意义。基于大量资料文献的调研、研判及综合分析,概略介绍了铀资源无人机探测、铀资源高精度多维探测、基于大数据的铀资源勘查与预测评价、高效低成本探测等4个技术方向当前国际上的主要研究内容、前沿或热点、重要进展或标志性成果,并结合新时期我国天然铀高质量发展的需求,提出了相关技术国际前沿动态对我国铀资源勘查技术发展的启示。

伽马能谱测井在罗辛铀矿勘查中的应用研究

纳米比亚罗辛铀矿床属于白岗岩铀-钍混合型矿床。在一定量矿心分析数据对比基础上,一直沿用γ测井解释结果作为铀资源储量估算的基础数据。针对该伽马测井结果,要经过各种校正,尤其是钍作为一种“干扰”的不可忽视的因素。大量(岩)矿心分析历史数据表明,罗辛铀矿床Th/U比随着矿体走向、倾向以及深度、蚀变、岩性的变化而变化;通过数理统计分析矿心Th/U比采用常数法或者函数拟合方法用于γ测井的钍修正。但利用伽马能谱测井方法可直接获取矿(化)段的铀、钍元素含量。从仪器、数据采集、误差分析、伽马能谱测井解释铀含量与钍修正后γ测井解释铀含量,以及与矿心分析元素含量对比等几方面进行论述,验证该方法的可靠性和可信度。结果表明,伽马能谱测井是一种快速、有效的测井方法,尤其适用于热液型铀矿勘查。

小口径高温伽马能谱测井仪关键技术及应用

针对我国铀矿科学深钻深部放射性参数的探测需求,研究了高温伽马能谱探测、小口径一体化承压耐温以及新型探测器核脉冲信号获取等技术,解决了小口径钻孔条件下伽马能谱定量探测耐高温高压技术难题。实现的小口径高温伽马能谱测井仪铀含量测量范围为100×10^(-6)~5000×10^(-6),耐温技术指标为130℃条件下可连续工作10 h,并已在相山铀矿田3000 m深度铀矿科学深钻和诸广长江1号科学钻孔实际应用。该技术能够为铀资源攻深找盲、深部成矿环境研究等提供技术装备支撑。

伽马-伽马密度测井的密度校正方法及应用

针对天然放射性引起的伽马-伽马密度测井解析地层密度值偏低的问题,文章提出一种利用天然伽马探测器计数率与长、短源探测器计数率比值(RGGFR/NGR,RGGNR/NGR)系数,对长、短源探测器计数率进行修正的方法,进而利用常规刻度系数进行密度值解算。分别利用现场核查模型和钻孔实测数据进行密度解算与修正,结果表明该方法是一种有效的密度校正方法,满足密度测井对精度的要求。

基于UC3845反激式开关电源设计及其在测井仪的应用

文章介绍了基于电流型PWM控制器UC3845的反激式开关电源,论述了设计原理、参数计算及实例应用。基于该类开关电源具有输入电压范围较宽、结构简单、外围电路元器件少、输出电压稳定等优势,将设计实例应用于测井仪井下探管直流电源系统。实测表明设计的基于UC3845反激式开关电源输出稳定,±5 V电源输出纹波系数小于0.8%,±15 V电源输出纹波系数小于0.5%,能够满足测井仪井下探管对于直流电源的应用需求。

基于新型CeBr_(3)探测器井下γ能谱测量^(238)U关键技术研究

为实现铀资源勘查中无需铀镭平衡修正、镭氡平衡修正,通过现场测井技术便可直接获取地层铀含量,研究了基于新型溴化铈(CeBr_(3))探测器的井下γ能谱测铀技术。针对井下地层铀矿体高强度γ射线的采集需求,设计了基于FPGA的快速数字化信号采集处理系统,实测获取了标准饱和模型井的γ射线谱,并分析了来自镭系214 Bi的934 keV及1120 keV对于1001 keV能峰的剥谱影响,构建了1001 keV能峰处铀镭比例系数,最后利用1001 keV能峰剥谱后的净面积计算了^(238) U含量,并在国家标准饱和模型井实测验证。结果表明,利用1001 keV能峰在各标准饱和模型井的^(238) U测量值与标称值相对偏差均在±10%以内。

利用新型CeBr_(3)探测器测量^(238)U活度研究

将新型高分辨率CeBr_(3)闪烁体探测器应用于天然样品中^(238)U活度测量,利用实测谱数据分析了该新型探测器通过1 001 keV(^(234m)Pa)能量峰测量^(238)U活度的可行性,并与高分辨率HPGe半导体探测器进行了样品的测量对比。结果表明:该新型探测器可将1 001 keV与969 keV(^(238)UAc)区分开来,利用1 001 keV分析样品中^(238)U结果与HPGe一致,可用于室温条件下天然样品中^(238)U活度测量。

CS404小口径超声成像测井探管研制

介绍了由核工业北京地质研究院自主研制的一型可用于铀矿勘查和开采领域的CS404小口径超声成像测井探管,其直径Φ40 mm、换能器工作频率为1.2 MHz、方位精度±1°、单圈成像扫描点数为180点、测井速度2 m/min时纵向分辨率为6.67 mm。在探管研制实现的基础上,进行了该型探管与QL40探管在室内模型和相山铀矿田CUSD1科学钻孔的对比测量试验,结果表明:CS404小口径超声成像测井探管声幅成像与时差成像对比明显、成像效果清晰,系统实现性能指标及成像结果均达到国外先进进口设备水平,能够为铀矿勘查和开采中的裂隙、破碎带识别以及产状提取提供一种全新的技术手段。

基于复合闪烁体实现α、β射线的高效探测

基于ZnS(Ag)和塑料闪烁体组成的复合闪烁体,利用α、β射线在仪器中产生的脉冲波形特征,设计了α、β脉冲甄别电路。实验结果表明,α射线对β道串道比在5%以内时,β射线的探测效率约为50%;β射线对α道串道比为1%时,α射线的探测效率约为35%,实现了在较低串道比条件下对α、β射线的高效探测。

闪烁法土壤氡气测量在东胜砂岩型铀矿勘查中的应用

通过在东胜地区开展闪烁法土壤氡气测量,分析了该方法野外测量应用优势、及其在东胜地区氡异常特征、并与活性炭累积测氡的异常特征进行了对比分析,为进一步发挥闪烁法土壤氡气测量在砂岩型铀矿找矿中的作用提供支持。

超声换能器声场特性的可视化定量研究

利用可视化定量研究技术，在已建立的高精度扫描系统的基础上，利用高频水听器法对平面活塞换能器声场进行了三维可视化，并对某平面活塞换能器所产生声场的波束直径、探头有效直径等参数进行了定量测量。实验结果表明，实现的声场可视化系统能够直观、真实地反映换能器的声场分布，测量所得到的声场与理论计算的声场分布吻合很好，能够为超声换能器及设备的评价提供可靠的手段。

小口径γ能谱深测井探管耐高温技术研究

为支撑我国热液型铀矿深部探测需求,结合我国自然γ能谱测井技术发展现状,研究了直径Φ59 mm的小口径γ能谱深测井探管耐高温技术。重点介绍探管材料、一体化机械结构、真空隔热技术及相变吸热技术,实测了γ能谱测井探管内部电路的热功耗,通过理论计算设计了耐高温探管连续工作15 h的相变材料体积。并在我国相山铀矿科学深钻CUSD1实际应用,结果表明在井下近110℃坏境下探管内部监测温度为64.19℃,满足γ能谱探管工作温度要求。

半导体制冷技术应用于NaI(Tl)伽马能谱仪恒温稳谱方法初探

针对NaI(Tl)伽马能谱仪使用中受环境温度变化而产生谱漂移的问题,初步探讨了一种基于半导体制冷技术,可应用于NaI(Tl)伽马能谱仪的恒温稳谱方法,并建立了试验系统,使仪器的校准、测量可在同一温度下完成。相对目前依靠室内空调系统恒温的方法,文中探讨的基于半导体制冷技术的恒温稳谱方法具有小型便捷、快速高效、灵活实用的优势。

井下直接铀定量γ能谱仪中铅屏蔽层的应用效果评价

研制井下直接铀定量γ能谱仪过程中,为降低信号采集的死时间及康普顿散射对于低能段γ能谱数据应用的影响,研究了新型CeBr3探测器组合铅屏蔽层技术,并针对0~3000 keV能量范围,从死时间、谱峰特征以及1001 keV能量特征峰在不同地层铀含量的响应等几方面对其应用效果进行了评价。研究结果表明在标准模型井中组合厚度为3 mm的铅屏蔽层时,在铀含量1.0%模型系统实测死时间由7.94%降低为3.73%;0~500 keV能量段的屏蔽计数占96%以上,高能段影响较小;1001 keV能量特征峰在不同铀含量时响应呈线性分布,达到预期目标。

一种用于ZnS(Ag)闪烁法总α、β测量的同向反符合方式

提出一种用于ZnS(Ag)闪烁法总α、β测量的同向反符合方式,搭建试验系统并对本底、效率比、效率稳定性、串道比及样品总α、β测量进行了实测,结果表明该同向反符合系统能够用于低本底α、β测量,并且相对于传统反符合方式,该方式结构更加严密、降低了仪器成本、安装方便、便于运输,并且对于基于闪烁法低本底β-γ符合方法的应用能够提供全新的思路。

新型CeBr_(3)闪烁体探测器配以电压跟随电路适用性研究

开展了怀特射极电压跟随电路在新型CeBr_(3)闪烁体探测器的应用研究,利用探测器输出的γ射线脉冲信号,从脉冲幅度分辨率、能量线性度及自身本底方面,研究了电压跟随电路对于该新型探测器的适用性。本课题完善了新型CeBr_(3)探测器相关硬件技术,为其在各领域核辐射探测的推广应用提供参考。

伽马能谱测井技术在铀资源量估算中的应用研究

为满足铀矿勘查应用需求,准确测定铀含量,达到符合资源量提交标准的目标要求,对于伽马能谱测井,不仅要求仪器在测量准确性、稳定性以及一致性等方面满足指标要求,而且还需要完善相应的解释方法;特别地,要有不同矿床类型、不同品级钻孔获取的大量测井与岩心分析数据,作为促使铀矿勘查伽马能谱测井技术方法走向成熟的样本支撑,这是一项长期、复杂、系统性的工作。文章从仪器刻度、三性保证,及测井应用等方面,总结了近几年的探索性工作,说明其潜在应用领域及优势。

两换能器互易法校准高频水听器若干影响因素的研究

两换能器互易法由于将校准归结到若干电学量的测量，目前是校准高频水听器的主要方法之一。校准水听器过程中，在保证电学量测量精度的情况下，开展了诸多影响因素的研究，主要包括辅助换能器有效直径、声场中心对称性，水听器浸泡时间，水含氧量及衰减修正等引起的影响研究等。研究表明，在准确计算出衍射修正参数G1、平均效应修正参数G2的前提下，辅助换能器有效直径、衰减修正等引入的影响较大，而声场的非中心对称性、水听器浸泡时间及水含氧量带来的影响较小。结果表明，所建立的高频水听器校准装置，在0．5—15MHz的频率范围内，校准结果与英国国家物理实验室的校准结果非常接近，结果准确可靠。