CN103033853B - 一种探矿系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种探矿系统，包括：中央处理器、采集控制电路、多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路，其中，多相位地层电阻率测量电路用于计算地层的电阻率值，伽马射线测量电路用于检测地层中自然伽马射线放射数据；采集控制电路用于将多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所采集的数据转发给中央处理器；中央处理器用于采集到的电阻率值、自然伽马射线放射数据与标准地质数据库进行比对，根据比对结果确定多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所位于的待勘测区域的地下地质状况。该方法根据确定的地下地质状况，操作人员可以对待勘测区域是否贮存有矿藏以及矿藏的种类做出精确的判断。

Description

一种探矿系统

技术领域

本申请涉及地质勘探技术领域，特别是涉及一种探矿系统。

背景技术

在众多的技术领域中，地质勘探领域是最复杂和最不可预见性的，正所谓“上天易，入地难”说的就是这个道理。由于大地对所有电子信号的吸收能力是很强大的，尤其是在空气稀薄地带的深地层中，各种暴露在地下中的信号都会被大地吸收，所以想要利用单纯的电子信号测量地质信息是非常困难的。

目前现有技术通常采用在地层中施加电信号的方式来进行测量地质信息，这是由于不同的地层中的岩石和矿藏在地下所存在的地层环境是不同的，而且不同的地层和矿藏都有其固有的电阻率值，所以当施加的外来信号经过它们所处的环境时，对这种外来信号的衰减也是不同的，通过对衰减后的信号进行分析可得出地层中的详细信息。

但是由于地下的情况是多变和复杂的，在许多磁场强度较高的地层中，信号会被磁场环境所干扰，得出的数据就会有所偏差，导致数据计算错误，无法精确得到地下地质信息。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种探矿系统，以解决/以实现。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种探矿系统，包括：中央处理器、采集控制电路、多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路，其中，

所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路均设置在地层中，所述多相位地层电阻率测量电路用于计算地层的电阻率值，所述伽马射线测量电路用于检测地层中自然伽马射线放射数据；

所述采集控制电路的输入端分别与所述多相位地层电阻率测量电路、伽马射线测量电路相连接，所述采集控制电路的输出端与所述中央处理器相连接；

所述采集控制电路用于将所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所采集的数据转发给所述中央处理器；

所述中央处理器用于采集到的所述电阻率值、自然伽马射线放射数据与标准地质数据库进行比对，根据比对结果确定所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所位于的待勘测区域的地下地质状况。

优选地，所述多相位地层电阻率测量电路包括：

第一微处理器、电磁波信号发射电路、发射天线、电磁波信号接收电路和接收天线，其中，

所述发射天线和接收天线设置在待勘测区域内，并且所述发射天线与所述接收天线之间设置有预设距离；

所述第一微处理器的输出端与所述电磁波信号发射电路相连接，用于控制所述电磁波信号发射电路产生电磁波信号的相位和幅度；

所述电磁波信号发射电路产生电磁波信号并输出到发射天线上；

所述电磁波信号接收电路收集所述接收天线接收到的地层中电磁波信号；

所述第一微处理器根据发射电磁波信号与接收到地层中电磁波信号的相位差和幅度差，计算地层的电阻率值。

优选地，所述多相位地层电阻率测量电路还包括：信号处理电路，

所述信号处理电路设置在所述电磁波信号接收电路的输出端与所述第一微处理器输入端之间，用于对所述电磁波信号接收电路收集到的数据进行放大、滤波以及模数转换后输入到所述第一微处理器中。

优选地，所述多相位地层电阻率测量电路还包括：电源整流输出电路，

电源整流输出电路用于对所述第一微处理器、信号处理电路、电磁波信号发射电路和电磁波信号接收电路进行供电。

优选地，所述伽马射线测量电路包括：

第二微处理器和盖革米勒管传感器，其中，

所述盖革米勒管传感器设置在地层中，用于采集地层中自然伽马射线，并转化为电脉冲信号；

所述第二微处理器的输入端与所述盖革米勒管传感器相连接，用于接收所述电脉冲信号。

优选地，所述伽马射线测量电路还包括：高压驱动电路，

所述高压驱动电路分别与所述第二微处理器、盖革米勒管传感器相连接，所述高压驱动电路受所述第二微处理器控制，用于产生驱动所述盖革米勒管传感器工作的高压信号。

优选地，所述第一微处理器、第二微处理器均为16位微处理器，所述采集控制电路为32位微处理器。

优选地，该系统还包括：通讯编码器，

所述通讯编码器连接在所述采集控制电路与中央处理器之间，用于对所述采集控制电路接收到的数据进行编码，并将编码后的数据以设定数据通讯协议发送给所述中央处理器。

优选地，所述中央处理器为计算机。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该探矿系统，利用多相位地层电阻率测量电路可以计算得到地层的电阻率值，利用伽马射线测量电路可以检测地层中自然伽马射线放射数据，所述中央处理器将采集到的电阻率值、自然伽马射线放射数据与标准地质数据库进行比对，根据比对结果确定所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所位于的待勘测区域的地下地质状况，进而根据确定的地下地质状况，操作人员可以对待勘测区域是否贮存有矿藏以及矿藏的种类（金、银、铜、铁、煤、石油等）做出精确的判断。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种探矿系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种多相位地层电阻率测量电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种多相位地层电阻率测量电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种多相位地层电阻率测量电路的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种伽马射线测量电路的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种伽马射线测量电路的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种探矿系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种探矿系统的结构示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的该探矿系统包括：多相位地层电阻率测量电路100、伽马射线测量电路200、采集控制电路300和中央处理器400，其中，多相位地层电阻率测量电路100和伽马射线测量电路200均设置在地层中，多相位地层电阻率测量电路100用于计算地层的电阻率值，伽马射线测量电路200用于检测地层中自然伽马射线放射数据；采集控制电路300用于将多相位地层电阻率测量电路100和伽马射线测量电路200所采集的数据转发给中央处理器400；中央处理器400用于采集到的电阻率值、自然伽马射线放射数据与标准地质数据库进行比对，根据比对结果确定多相位地层电阻率测量电路100和伽马射线测量电路200所位于的待勘测区域的地下地质状况。

如图2所示，本申请实施例中，多相位地层电阻率测量电路100包括：第一微处理器101、电磁波信号发射电路102、发射天线103、电磁波信号接收电路105和接收天线104，其中，

发射天线103和接收天线104设置在待勘测区域内，由于主要利用电磁波的衰减情况来对地层的情况进行了解，所以要求发射天线103与接收天线104之间设置有预设距离。在具体实施例时，可以将发射天线103和接收天线104分别设置在待勘测区域位置相对的两侧，并且为了提高勘测的准确性，可以多次更换发射天线103和接收天线104在待勘测区域的位置，以便获取到较多的检测数据。

第一微处理器101的输出端与电磁波信号发射电路102相连接，用于控制电磁波信号发射电路102产生电磁波信号的相位和幅度。电磁波信号发射电路102与发射天线103相连接，用于将产生的电磁波信号通过发射天线发送到地层中。

电磁波信号在地层内传播后，经过地层的吸收后，剩余电磁波信号可以被接收天线104捕获到，天线104捕获到地层中的电磁波信号持续传输到电磁波信号接收电路105内。电磁波信号接收电路105将收集到的电磁波信号发送给第一微处理器101。

另外，考虑到接收天线104接收到的电磁波信号为模拟信号，所以在输入给第一微处理器101之前，还可以对接收到的电磁波信号进行预处理。

如图3所示，该多相位地层电阻率测量电路100还可以包括：

信号处理电路106，信号处理电路206连接在电磁波信号接收电路105的输出端与第一微处理器101输入端之间，其作用主要是对电磁波信号接收电路105收集到的数据进行预处理后输入到第一微处理器101中。这里预处理可以根据需要进行设置，本领域普通技术人员应该知道，预处理包括但不局限于：放大、滤波以及模数转换等。

第一微处理器101根据发射电磁波信号与接收到地层中电磁波信号，计算两者的相位差和幅度差，然后由相位差和幅度差最终计算得到地层的电阻率值。

此外，为了保障多相位地层电阻率测量电路100正常工作，如图4所示，该多相位地层电阻率测量电路100还可以包括：电源整流输出电路107。

电源整流输出电路107分别与第一微处理器101、信号处理电路、电磁波信号发射电路102和电磁波信号接收电路105，用于对上述多个部分进行供电。

本申请实施例中，如图5所示，伽马射线测量电路200包括：第二微处理器201和盖革米勒管传感器202，其中，

由于地层中由于含有放射性元素而具有天然的放射性，不同的地层中放射性元素含量不同，导致放射性强度各不相同，通过测量伽马射线值即可判定当前地层的各种信息。地层中的放射性元素主要是钾，铀，钍及其同位素。放射性元素的特点是不稳定，不断地衰变，衰变同时发出a，b和g射线。其中g射线具有极强的穿透能力，能够穿透地层最终被传感器测量到。

盖革米勒管传感器202设置在地层中，用于采集地层中自然伽马射线，并采集到的自然伽马射线转化为电脉冲信号。

第二微处理器201的输入端与盖革米勒管传感器202相连接，用于接收电脉冲信号。

为了保证盖革米勒管传感器202正常工作，如图6所示，还需要为其提供一个高压驱动电路203。

高压驱动电路203分别与第二微处理器201、盖革米勒管传感器202相连接。当需要伽马射线测量电路工作时，第二微处理器201产生控制信号，控制高压驱动电路201产生高压信号，并且将产生的高压信号输出给盖革米勒管传感器202，以实现有控制地给盖革米勒管传感器202进行供电。

此外，在本申请实施例中，为了方便数据汇集，第一微处理器101、第二微处理器201均可以采用16位微处理器，而采集控制电路300则为32位微处理器。采用16位微处理器是考虑到，该微处理器具有速度快，精确度高，通用性好，开发性强等特点。中央处理器400可以为计算机

这样当第一微处理器101、第二微处理器201采集得到数据后，可以直接发送给采集控制电路300，由采集控制电路300可以控制多相位地层电阻率测量电路100和伽马射线测量电路200的采集工作，并且可以控制数据接收、存储以及转发等。

并且为了方便采集控制电路300与中央处理器400之间的数据传输，如图7所示，该系统还可以设置有：通讯编码器500。

通讯编码器500连接在采集控制电路300与中央处理器400之间，用于对采集控制电路300接收到的数据进行编码，并将编码后的数据以设定数据通讯协议发送给中央处理器400。

本申请提供的该探矿系统在工作过程中，只要供电系统和各电路测量功能正常，各电路测量电路就能实时将测量到的地层伽马射线数据和地层电阻率数据传输给采集控制电路，将得到的数据源源不断的发送到地面的中央处理器中，操作者只需要看中央处理器机中的数据，并将得到的地层电阻率数据与伽马数据与标准地质数据库进行比对，就可以准确的知道该探矿系统所处的地下地质状况和环境，对所处的地层是否贮存矿藏以及矿藏的种类（金、银、铜、铁、煤、石油等）做出精确的判断。

实验证明，在整个大自然中，所有的物体都有其固定的放射性物质，大地中也是一样。因此在不同的地层中的岩石和矿藏它们自身携带的自然伽马射线是不同，该探矿系统就是利用了大地地层中的这种特性，利用同时测量地层电阻率和自然伽马射线的方法确定地质矿藏信息，补偿了单独测量地层电阻率时的局限性，使得探测更加准确。因此该补偿型探矿系统可以很好的解决这种在各种复杂的井下地质勘探领域中，无法准确判断地质矿藏信息的问题。该补偿型探矿系统可以说在地质勘探领域里是一次很好的技术革新。

以上对本申请所提供的一种探矿系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本文中，诸如“大于”或“超过”或“高于”或“小于”或“低于”等之类的关系描述，均可以理解为“大于且不等于”或“小于且不等于”，也可以理解为“大于等于”或“小于等于”，而不一定要求或者暗示必须为限定的或固有的一种情况。

另外，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种探矿系统，其特征在于，包括：中央处理器、采集控制电路、多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路，其中，

所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路均设置在地层中，所述多相位地层电阻率测量电路用于计算地层的电阻率值，所述伽马射线测量电路用于检测地层中自然伽马射线放射数据；

所述采集控制电路的输入端分别与所述多相位地层电阻率测量电路、伽马射线测量电路相连接，所述采集控制电路的输出端与所述中央处理器相连接；

所述采集控制电路用于将所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所采集的数据转发给所述中央处理器；

所述中央处理器用于将采集到的所述电阻率值、自然伽马射线放射数据与标准地质数据库进行比对，根据比对结果确定所述多相位地层电阻率测量电路和伽马射线测量电路所位于的待勘测区域的地下地质状况；

其中，所述多相位地层电阻率测量电路包括：

第一微处理器、电磁波信号发射电路、发射天线、电磁波信号接收电路和接收天线，其中，

所述发射天线和接收天线设置在待勘测区域内，并且所述发射天线与所述接收天线之间设置有预设距离；

所述第一微处理器的输出端与所述电磁波信号发射电路相连接，用于控制所述电磁波信号发射电路产生电磁波信号的相位和幅度；

所述电磁波信号发射电路产生电磁波信号并输出到发射天线上；

所述电磁波信号接收电路收集所述接收天线接收到的地层中电磁波信号；

所述第一微处理器根据发射电磁波信号与接收到地层中电磁波信号的相位差和幅度差，计算地层的电阻率值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多相位地层电阻率测量电路还包括：信号处理电路，

所述信号处理电路设置在所述电磁波信号接收电路的输出端与所述第一微处理器输入端之间，用于对所述电磁波信号接收电路收集到的数据进行放大、滤波以及模数转换后输入到所述第一微处理器中。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多相位地层电阻率测量电路还包括：电源整流输出电路，

电源整流输出电路用于对所述第一微处理器、信号处理电路、电磁波信号发射电路和电磁波信号接收电路进行供电。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述伽马射线测量电路包括：

第二微处理器和盖革米勒管传感器，其中，

所述盖革米勒管传感器设置在地层中，用于采集地层中自然伽马射线，并转化为电脉冲信号；

所述第二微处理器的输入端与所述盖革米勒管传感器相连接，用于接收所述电脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述伽马射线测量电路还包括：高压驱动电路，

所述高压驱动电路分别与所述第二微处理器、盖革米勒管传感器相连接，所述高压驱动电路受所述第二微处理器控制，用于产生驱动所述盖革米勒管传感器工作的高压信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一微处理器、第二微处理器均为16位微处理器，所述采集控制电路为32位微处理器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，该系统还包括：通讯编码器，

所述通讯编码器连接在所述采集控制电路与中央处理器之间，用于对所述采集控制电路接收到的数据进行编码，并将编码后的数据以设定数据通讯协议发送给所述中央处理器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述中央处理器为计算机。