JSC-G-10型高精度井中三分量磁测系统的研制.pdf

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1、第l卷第4期矿产勘查V0I．1No．42010年7月MINERALEXPLORAT10NJuly，2010JSC—G一10型高精度井中三分量磁测系统的研制邱钢，徐立忠(中色地科矿产勘查股份有限公司，北京100012)摘要金属资源短缺已成为限制我国经济高速发展的重要因素，发展井中物探工作已成为深部找矿的重要方法之一。井中三分量磁测系统在过去取得了很好的找矿效果，但因为受其精度(200～400nT)的限制，只能应用于寻找磁性较强的矿床。为了扩大井中三分量磁测系统的应用范围，我们研制出新的高精度三分量磁测系统，其精度可达到25nT，可以

2、用来寻找中、弱磁性的有色金属矿床，为社会经济的发展贡献有限力量。关键词井中三分量磁测系统高精度偏差校正中图分类号：P631．2文献标识码：A文章编号：1674—7801(20l0)04—0385—04我公司在理论研究基础上，通过实践方法解决1概述了井中三分量磁测系统无法实现高精度的难题，研随着我国经济快速的发展，金属资源短缺已成制的高精度井中三分量磁测系统(型号为JSC—G一为进一步发展的瓶颈。据有关部门统计，全国金属10，如图1)，其精度可达25nT，达到国内外先进水矿山1200多座，约有1／3的金属矿山处于资源危机状况，面临关

3、闭的困境。为此国家设立了“全国危机矿山接替资源勘查专项”，提出在500～1000m以下深度进行找矿的目标，因此每年进行100多万米的钻探工程，并取得了一定的成果。但对于某一钻孔而言，其见矿效果毕竟是一孑L之见，只能确定钻孔路径上是否有金属矿体，无法知道钻孔周围空问是否分布有金属矿体(化)，而井中物探方法可有效地解决这一问题。对高成本的钻探工程配以低成本的井中物探工作，达到事半功倍、小投入高效益的目的，其意义不言而喻。井中三分量磁测系统是以钻井(未见矿)做为找矿通道，用以发现井旁和井底50～300nl范围内磁性金属矿床(体)，是一种

4、深部找矿的有效手段。井中三分量磁测系统的精度决定了该系统找矿的能力。目前国内外井中三分量磁测系统的精度均为200～400nT。这样的精度只能应用于寻找磁性较强的矿床，主要用于寻找铁矿床和低精度的钻井测斜(测定钻井方位与倾角)。图1JSC—G一10型高精度井中三分量磁测系统[收稿日期]2010—04—21【第一作者简介]邱钢，男，1970年生，1993年毕业于北京联合大学建材轻工学院，现主要从事仪器设计研发工作。385矿产勘查rAC220V或I9C12(广—’芽J碡L．‘l’ll1指蒜笔记本电脑l『_i．--1I地面控制器●—一¨，

5、嚣¨～{--N．{■I篓褥菩_—／●一羹一．{}—_习譬，一言簿孽母器l，I港{曼耆_——+■一醣谣譬j菇母啦．蓦搏游箍1-一电缆接头一A-％：井下探管；一图2系统设计总图平，并且具有完全自主知识产权。该系统不仅能发井下探头部分主要由信号通道电路、激励电路现远程铁矿床，还能发现大多数具有中、弱磁性的有和数据采集电路等组成。信号通道电路是对磁通门色金属矿床。信号进行模拟信号处理，包括选频放大、积分、滤波等工作(图3)；激励通电路通过单片机分频，提供磁2系统构成场激励信号(图4)；数据采集电路用8通道选择器整个系统由地面装备和井下探头

6、组成，整机电进行信号切换，单片机对8个通道的数据顺序采集、路设计如图2所示。存储并进行24位A／D转换，然后通过串口传输到计算机(图5)。各种器件都采用军工级芯片，电阻2．1井下探头部分采用精密电阻，尽量在达到设计安装尺寸的要求外该电路是以3个重力加速度计、3个磁通门及保证仪器性能。因安装位置不允许井下机单独安装温度传感器为主体，利用磁通门激励信号，再配以单电源，由井上机通过电缆传输给井下机，经过电源转片机控制系统，负责采集6个通道的重、磁信号，转换后送到各个单元，满足使用要求。井下机安装一换成数据量后传输到井上单位。设计中针对井

7、中物个温度传感器，测量机内温度，必要时对磁传感器和探仪器的受工作环境狭小的特点进行了优化设计，加速度计所得数据进行温度改正。不但要考虑到体积的约束和安装尺寸的要求，还要考虑仪器布线与功耗问题，例如在206mill×21mm的空间上布设和优化整个数字采集部分，其中包括控制、采集与滤波等单元，对走线进行特殊安排，尽量减少走线带来的干扰与能耗问题。图3单个信号通道电路框图386第1卷第4期邱钢等：JSC—G一10型高精度井中三分量磁测系统的研制系的高精度要求，经过李学圣教授的方法研究和实l巨H验验证，最终采用高精度校正补偿软件来解决安装

8、偏差问题，使仪器精度达到设计要求，但应当指出，6个重磁传感器的安装必须牢固，调节精度尽可能提高。这样，软件校正补偿精度才能相应的提高。图4激励电路框图‘表1为井中三分量磁测系统1号仪器转向差校正前后对比表，图6为1号仪器转向差校正前后误差曲线图。x