轻便型自动岩芯伽玛扫描仪的研制

【摘要】：在油气田勘探开发领域，岩芯资料是获取地下地质信息的第一手资料，岩芯资料准确与否直接影响到科研工作。岩芯伽玛扫描仪能在野外现场对钻井取出的岩芯进行快速测量，并实时将结果打印出来，大大缩短岩芯编录和异常查证的周期，提高岩性区分的效率，降低探测成本。本文论述了轻便型自动岩芯伽玛扫描仪的研制。该系统样机总重量小于20kg，在野外可持续工作8小时以上。能在钻井现场完成岩芯定深定向测量，并能打印出对应井深深度的岩芯自然伽玛曲线。为油气田勘探提供了一种新型的地球物理仪器，促进中国地质科技的进步。 本课题来源于国家自然科学基金项目“核地球物理学天然伽玛场得研究”课题f项目编号：40774063)，主要研究岩芯伽玛测量方法及仪器设计。放射性探测器的探测效率和抗环境本底的能力是野外连续测量及精确分辨岩性的关键。本文将岩芯伽玛辐射探测器和机械传动装置装在一个仪器盒内，实现一体化，并设计、研制了与探测器相配套的电子电路单元及系统软件。通过最佳“探测器．屏蔽．岩芯”的几何参数论证，设计了低本底放射性探测器装置，有效降低了环境本底的影响，进一步提高了探测灵敏度；设计并制作了“高稳定性、低纹波系数高压电源”，提高了探测器的信噪比；研制了稳定性高、功耗低、信噪比高的高速咏冲成形放大器和高分辨能力的咏冲甄别器；设计了一款稳定性高的微型打印机大功率供电电源电路，输出电流可达3 5A；采用8位单片机作为系统的做控制核心，对核信号的采集和处理，并控制周围电路单元正常工作；系统采用cH375芯片驱动外部u盘作为系统的数据存储单元；编写了友好的人机交互界面。 样机设计完成后，先后做了稳定性、一致性和精确度等性能参数的测试，精确度可达3％以上，短期稳定性和长期稳定性部小于3％，测量精度较高，稳定性好，能很好的区分岩性。并在四川x101钻井现场进行野外实践应用。应用表明，该仪器可快速准确地测量出对应井深的岩芯伽玛曲线，并且与测井现场的仪器测量曲线匹配良好。仪器的准确度、精确度、长期稳定性等关键指标，均能达到规定要求。