水下地电调查的新方法

本文提出了一种用于水下多层介质视电阻率测量的新技术。这种方法基于直流地电回声测深原理。用一个多层地质模型来模拟地质目标。以测量排列为电极－电极型，电极位于水下，垂直取向。这种特殊的电极设置在不能使用常规电法时尤为有用，尤其是水深时更为重要计算得出的视电阻率表明由水下目标所引起的被测信号在质量上有很大的提高，而应用传统的地面电极方法所测得的信号很小或者没有反应。实际上，水的分层、水下潜流或气象条件等     

现场直接测定pH、Eh的仪器装置

一、仪器线路的工作原理 1.输入阻抗对测量的影响 测量水溶液的pH、Eh值实际是测量指示电极与参比电极组成的化学电池电势,指示电极为玻璃电极时其内阻20℃时约1.5×10~8Ω,锑及铂金电极为金属电极,其内阻可忽略,但有在参比电极的内阻,一般为10~4Ω。所以电极构成的化学     

深井电场测量不极化电极特性研究

深井自然电场观测是监测地球深部地质活动的有效手段,对预防地震灾害、深部资源探测有着重要意义。地电场信号一般为mV级甚至μV级的微弱电信号,作为电场传感器的不极化电极,其性能会对测量结果产生重要影响。现有不极化电极主要依靠电化学原理进行工作,按照电化学相关理论,深井中的高温、酸性腐蚀等因素会对不极化电极性能产生严重影响。为检验深井高温及酸性环境对不极化电极的影响情况和电化学原理的不极化电极是否适用于深井测量,进行了相关实验,选取3种电极——Cu-CuSO_4固体不极化电极、铅电极、石墨电极,在模拟深井环境下进行了实验测试。结果表明:常规不极化电极并不适合于深井环境下的电场测量,而石墨电极表现稳定,石墨材料适合作为深井电极制作材料。     

高温高压下水流体pH值测量

高温高压下水流体的pH值是影响矿物-水流体相互作用平衡和动力学过程的一个重要参数。确定高温高压流体pH的方法主要包括电位势测量、化学分析与热力学计算及电导率方法。电位势测量在化学领域应用广泛,也被用来测量了洋中脊的热液流体的pH值。人们尝试了各种形式的电极,如氢电极、钯氢化物电极、金属-金属氧化物电极和钇稳定的氧化锆(YSZ)电极。玻璃电极只取得了有限的成果,通常用来测量常温及低温下的流体的pH值。对金属-金属氧化物电极在较宽的温度范围内进行了研究,但它需要利用合适的参比溶液来校正,与玻璃电极一样都表现出较大的偏移和误差以及不可回测性。陶瓷薄膜电极,如钇稳定的氧化锆(YSZ)电极,为测量相对较高温度下的pH值提供了一个可靠的方法。利用高温淬火水的化学分析和常温下的pH的测量,通过求解络合反应质量平衡与所有组分质量平衡的联立方程,来计算指定温度压力下pH值和水溶液种类的分布,是获得高温pH值的另一个重要而常用的方法,但热力学数据中的数值误差和不确定性以及分析误差能够影响计算出的高温溶液的pH值的精度。对高温高压超临界水流体的电导测量已经取得很大的成就,它被用来作为确定溶液内部离子反应平衡常数的一种最常用的方法,通过获得的这些反应的平衡常数,就可以得到在高温高压下流体的就位物质组成,这个方法可以测量更高温度压力下流体的pH值。     

电测井在结晶岩断裂带填图中的应用

充电法已用于圈定结晶岩中的断裂带。在瑞典的Finnsj(?)和Stripa地区已进行了该项测量工作。在Finnsj(?)地区的测量表明:充电法可用于确定断裂带的方位及空间状态。从供电电极到可被探测到的有意义的大断裂带的最远距离是150米。 Stripa在矿区的工作中,尽管测量电极只限于在几个钻孔的矿上进行测量,充电法测量也提供了有关垂直钻孔底部的大断裂带形状的有用资料,在Stripa的测量中。供电电极与测量电极之间的距离几乎达到500米。视电阻率被定义,并用于数据的定性解释。这种定性解释在Finnsj(?)地区的测量中获得成功,那里电位数据可在大面积上获得。还利用半定量模型作了解释,在模型中使一个导电薄板的导电率、宽度和方位拟合实测数据。在Stripa地区应用这种模型测得一个大断裂带的方位。     

多电极组合电提取离子法在某金矿的应用研究

从电解质溶液的“离子氛”理论及配阴离子理论出发，以降低目标离子运移过程的阻力为目的，提出多电极组合电提取离子法。电提取离子法和直接激电相结合，可同时测量目标离子提取量（△C，指示电极上目标离子含量），极化率（ηs)，视电阻（ρs)，自然电位（△V）。测量这些参数，能提高对异常属性的判断力，缩短电提取离子法的工作时间，提高工作效率。     

“SDJ—KT型孔中激电可调测量电极距装置”获发明专利

近日,由中国有色金属工业昆明勘察设计研究院研发的“SDJ—KT型孔中激电可调测量电极距装置”获得发明专利。“SDJ—KT型孔中激电可调测量电极距装置”适用于磁性和非磁性环境中的孔中地井方式激电测量及寻找硫化物金属矿和铜矿等。通过调节MN电极的间隔,在深孔中也可取得较强的有用信号,保证采集数据真实,易于发现井旁及井底盲矿,提高钻孔见矿率。     

同点激电法

本文介绍作者近年来试验研究同点激电法中的两个分支方法(同极激电法和共极激电法)所取得的某些结果. 同极激电法的供电电极A(或B)与测量电极M(或N)分别共用不极化电极中的同一根铜棒;供电电线(A B)与测量电线(MN)也供用同一条导线;共极激电法不共用一条电线和一根电极,但供电电极A(或B),与测量电极M(或N)仍装在同一个不极化电极(或极罐)中,这两种装置均较目前常用的一般激电法简便.用现有激电仪即可观测.     

偶极映射(Dipole Mapping)和感磁测定

电法勘探,大致可分为垂直和水平勘探两类。这里所叙述的偶极映射(Dipole Mapping)属于水平勘探。水平勘探是为了了解某一深度内平均视电阻率的水平分布情况,为此可应用梯度法及所谓水平勘探法。所谓梯度法是指在施卢姆贝格尔(Schlumberger)电极系中,固定供电电极 A、B,在 AB 联线上用比 AB 极距小得多的测量电极距 MN 测量电位梯度的方法。另一方面,所谓水平勘探法是指在温纳(Wenner)的等间距四极法、三极法、或二极法的电极系中,保持整个电极系统不变,并沿测线逐点测量视电阻率。由这些方法便得到所     

海底电场传感器原理及研制技术

因海底电场信号微弱，海下自然环境复杂以及海水导电介质以氯离子为主等原因，用于海下电场测量的电场传感器在材料和结构上有其特殊性。研制海底电场传感器成为开展海洋大地电磁探测的重要技术内容之一。研制过程遇到的主要技术问题有；海底电极材料的选择；电极的制作工艺；承压与密封技术；海水运动对测量产生不利影响的克服办法；水下弱信号传输的抗干扰问题，等等，阐述了对上述问题的解决办法。提出了海底电场传感器的全套研制方案。并列举了相关的室内模拟实验和海洋试验的结果。     

土壤电阻率测量影响因素的试验研究

实验室测量的土壤电阻率准确性受到电极布置以及测试信号类型等影响。选取5种不同质地土壤,比较了四极法与二极法测量以及四极法测量中电压极探针渗入深度的影响,分析了直流信号与交流信号的测试差别以及电流强度及交流频率的影响。结果表明,二极法测量结果包含了土壤与电极的接触电阻,且随土壤含水率降低接触电阻不断增大;四极法可在电压极渗入深度较浅,即土壤扰动较小的情况下测量;土壤在直流电压下存在极化效应,土壤电阻率测量宜采用交流;土壤热容量有限,对电阻率在200 Ω•m以内的土壤测量的电流密度不宜超过1 mA/cm2;土壤电阻率随测量频率增加而逐渐下降。     

稠油汽驱电位法动态监测技术

通过电极电位模型储层电阻率变化量与地表电位变化量之间的关系,采用电位测量方法进行地下储层中稠油运移规律的动态监测。在新疆某油田"稠油油藏汽驱试验"项目中进行该方法的试验,利用汽驱过程中监测到的电位场增量变化特征推断汽驱推进方向及波及范围,根据电位相对变化量值对汽驱作用效果进行区块划分,电位变化量相对大的区块汽驱作用明显,反映该区块的采油产量较高。     

土的电阻率室内测试技术研究

土的电阻率可反映土的组成和结构特征。室内测试是研究土电阻率的主要方法之一。本文在分析影响电阻率因素的基础上,总结了国内外现有土电阻率测试的原理与方法,介绍了作者研制的一种实用土电阻率测试仪,并通过典型试验,论证了该测试仪器的可行性,可以在室内土电阻率测试试验中应用。     

浅层探查时直流电阻率测深的深度灵敏度

通过实测及几百孔钻孔的资料对比,研究直流电测深在浅层探查时曲线的AB/2与h的关系。由于电测深实测时,电极距按一定间隔布置,电测深曲线呈折线形。在混凝土厚度测定和最大深度10m的浅层探查时,反映下层电介质的曲线转折点的AB/2=h。     

Controlled electrochemical dissolution of hydrothermal and sedimentary pyrite

Electrochemically controlled pyrite dissolution was performed with three pyrite materials from different geological origins under mixed potential and high overpotential conditions. Both solid electrodes and C paste electrodes of powdered pyrite were used. The rate of pyrite dissolution increased with applied positive potential and was strongly affected by temperature. Current density measurements over the applied potential range successfully described the rate of pyrite dissolution of each pyrite electrode. Controlled dissolution performed under mixed potential conditions on the solid electrodes successfully reflected the same pyrite reactivity and dissolution rate order as in batch reactor dissolution studies with the same pyrite materials. Therefore, the relative reactivity of different pyrite materials can be determined through current density measurements on their solid electrodes under mixed potential conditions. This technique could be a useful tool to compare rapidly the relative reactivity for different pyrite materials. In contrast, electrochemically controlled dissolution studies with C paste electrodes constructed with fine-grained pyrite and paraffin/graphite mixture did not result in accurate ranking of pyrite samples by dissolution rate.     

A new laboratory set-up for measurements of electrical, hydraulic, and osmotic fluxes in clays

If clays are subjected to flows of fluid, electrical charge, chemicals, or heat, in most cases, flows of different types occur simultaneously, even if only one driving force is acting. These are so-called coupled flows. Examples of coupling phenomena are streaming potential and electroosmosis, induced by the flows of fluid and electrical charge, respectively.

Since the 1960s, laboratory devices have been constructed to measure streaming potentials and/or electroosmosis in clays or clayey soils. Due to their mechanical and hydraulic properties, clays are not easy to work with. Consequently, laboratory devices have to deal with various complications. A new design for an experimental set-up is proposed. Contrary to earlier devices, the clay sample is mounted in a flexible wall permeameter, which avoids sidewall leakage caused by the possible swell or shrink of the clay. Gold-coated gauze electrodes completely cover the surfaces of the sample, which are in contact with the solution reservoirs that ensure one-dimensional flow. In addition, the thickness of the sample is monitored during the experiment. The chemical composition of the reservoir fluids is controlled during the experiment. The device is flexible with respect to changing the solutions of both reservoirs independently, applying different hydraulic gradients, and measuring or applying electrical potentials. Finally, it is possible to mount undisturbed clay samples in the set-up, keeping them in situ during the whole experiment.

With this set-up, an extensive program of measurements of coupling phenomena like streaming potentials, electroosmosis, and membrane potentials in a sodium montmorillonite is started. Preliminary results of streaming potential measurements are presented and demonstrate that the build-up of a streaming potential due to a hydraulic gradient is a reproducible process that influences the water flow through the clay, and that the extent of the streaming potential depends on the salt concentration of the permeating solution.     

免维护超低噪声固体不极化电极的研制与性能测试

针对传统不极化电极极差稳定性差、低频噪声大、寿命短、需要定期维护等缺点,研制出免维护超低噪声固体Pb-PbCl2不极化电极。室内测试结果表明:所研制的电极极差在一个月内漂移小于0.06 mV,只有法国进口PMS9000电极的5%;温度系数小于20 μV/℃,不到PMS9000电极的1/5;在100 m电极距条件下,相对于天然感应电场的信噪比为40 dB@103 s、20 dB@104 s和10 dB@105 s。野外对比测试表明:利用新研制的固体不极化电极可以明显提高对地电场信号的采集精度,显著提升大地电磁死频带和低频段数据质量。     

Geophysical manifestation of interaction of the processes through the active properties of time

The experiment on verification of existence of new type of physical interaction suggested by N.A.Kozyrev was performed. The experimental setup included two types of detectors measuring the self-potentials of the electrodes in marine water and the dark current of the photomultiplier. Both detectors were protected from known sources of classical effects. Natural time variations of the potentials and the dark currents were recorded in period range 1 minute — 1 year. Number of new effects was discovered: correlation of the potentials with the dark current and the potential on another distant setup; advanced reaction of the potentials on the Earth magnetic field; nonlocal reaction of the potentials on the environmental temperature with retarded, instantaneous and advanced lag; relation of the potentials with the sudden ionospheric disturbances. Interpretation of this effects on the base of developed Kozyrev's idea on the active properties of time is rather successful.     

电阻率剖面法探测深度的研究

在考虑了异常体的形态、异常体和围岩的电性差异、供电极和接收极测量误差、供电电流误差、仪器测量精度,以及外界干扰等因素的基础上,提出了用电位异常来描述电阻率剖面法中探测深度的定义。通过编程,计算得到各向同性均匀半空间中球体异常,在电阻率剖面法中的电位异常,得出在特定条件下的探测深度。定量分析了联合剖面法中探测深度与电极距AO、供电电流和外界干扰的关系。制作并完成了软件的各种正演计算,可以为电阻率剖面法野外施工前的电极距大小、供电电流的设计等提供参考。     

长极距定源建场法超前预报掘进工程隐患

巷道或隧道掌子面超前预测预报,受空间限制和现场电干扰等诸多因素的影响,难以获得信噪比高的电位数据。将长极距定源建场法用于地下掘进工程超前预报,在AB电极中间段,掘进掌子面前方的电阻率或极化率异常地质体都会使近似均匀电流场发生扰动,形成电场或激发极化率异常,从而使这种预报方法对掌子面前方或附近异常体具有一定的分辨能力。这一超前预报方法克服了电法仪器需要在巷道内供电所带来的诸多不便,适用于煤矿等生产矿山以及交通、水利水电等掘进工程领域超前预报。