电法勘探中万用表测接地电阻的探讨

在电法勘探中,常需要测量接地电极的接地电阻。测量接地电阻用万用表进行测量时,极化电位会影响到测量的准确性。从极化电位机理和万用表电阻测量原理出发,分析了极化电位给接地电阻测量带来的影响,同时讨论了改善结果的方案。     

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。     

自制不极化电极

目前在我国自然电场法和激发极化法野外工作中所用的不极化电极,还是按三十多年前从美国引进的两对不极化电极仿制的,未作任何改进.这种电极比较笨重.要制成一对渗透性好、电阻小、极差低、性能完全一样的不极化电极,颇不容易.通常将烧好的十几个(甚至几十个)瓷罐作成不极化电极,从中挑选一对电阻小于500～800欧姆,极差低于2毫伏,渗透性和稳定性都很接近的一对,拿到野外使用.所以造价较高. 其实这种电极的制造,并不神秘.经多次试验已制成一种不极化电极,完全满足上述技术要求.其制造     

双室电化学体系中产电微生物与黄铁矿单晶协同电子转移反应

通过构建产电微生物—黄铁矿双室体系, 应用电化学方法对以黄铁矿单晶电极作为产电微生物电子受体时, 两者间的电子转移过程进行表征和分析.结果显示, 与惰性石墨电极相比, 以黄铁矿单晶作为产电微生物电子受体时, 体系最大功率密度提升132.9%;电化学阻抗谱显示, 黄铁矿单晶电极极化电阻降低98.8%, 表现出优良的电化学反应特性, 表明产电微生物与黄铁矿单晶间具有良好的电子转移活性.籍由产电微生物对底物的氧化作用, 与黄铁矿单晶接受产电微生物电子在0.34 V(相对于饱和甘汞电极)处发生的还原反应, 构成了两者间完整的协同电子转移过程.      

地电化学离子晕的形成过程中外加电场的作用

在地电提取实验研究过程中,通过对外加电压、提取液实验研究对比,泡塑电极在有无外加电压的条件下进行的实验对比,对土壤样品中不同赋存形式的金属元素进行通电对比实验研究,结果表明在地电提取成晕过程中,外加电场一方面激活了土壤溶液中离子的赋存状态,使之成为电活动态,将不可溶相态转化为可溶相态;另一方面,外加电场可加速离子的迁移速度和阴阳离子的两极分化,使阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移。外加电压不可能在通电时将深部矿体或来自深部的离子直接提取到提取电极上。     

相位激发极化法偶极装置模型实验测试研究

相位激发极化法是测量相位参数,即测量电场信号与发送信号之间的相位滞后,其物理意义相当于时间域方法中的极化率,从不同角度反映了岩(矿)石的电化学特性.实验表明该方法在实验室测量有很好的勘测效果,为野外勘测工作推广提供了依据.     

广西高龙金矿地电化学深部找矿研究

地电化学提取法是在动态平衡的原理之上，利用人工电场提取深部或成矿离子进行成矿预测，确定成矿靶区。为节省投入和资源，延长矿山寿命，对广西高龙金矿投入以地电化学提取为主的深部找矿方法来找寻延深或下伏矿体。通过对地电化学提取异常和其他物化探异常的综合分析，确定高龙金矿鸡公岩矿段具有一定的找矿潜力，并再次证明了地电化学提取法找寻深部隐伏矿的有效性及其探测深度。     

基于绿色生物模板电极的微囊藻毒素-LR快速检测

为实现水环境中微囊藻毒素的高性能检测,利用农业废弃物合成了具导电性能的生物炭颗粒,并将其作为导电材料构建了对微囊藻毒素-LR具电化学免疫检测性能的生物模板电极。实验结果表明：该电极具有很好的电催化性能,在电解液中,能够在短时间（5 min）内有效识别微囊藻毒素-LR的存在;利用差分脉冲伏安法检测发现在0.0~5.0 nmol/L的检测范围内毒素浓度与响应电流值呈线性递减关系,且最低检测浓度为0.2 nmol/L。该电极对各类不相关分子及离子具有抗干扰能力,表明了该方法可应用于对微囊藻毒素-LR污染的快速、特异性检测。     

RP-1型岩矿石电性测量系统研制

利用四极法原理设计了良导、不极化电极架,采用高精度数据采集系统保障了弱信号的提取,研制出新型岩矿石电性测量系统.经测量验证,该系统观测精度高,重复性好,可用于测量各类岩矿石样品的电阻率和极化率.     

投弃式海流电场剖面仪中模拟电路的研制

投弃式海流电场剖面仪(XCP)是利用海流切割地磁场产生感生电场的原理进行快速测量海流的观测仪器,在地磁场稳定的情况下,感生电场的大小主要取决于海流的速度。因此,通过测量海流产生的感生电场便可以研究海流的运动特征。本文研制了用于XCP中的模拟电路,实现了对XCP中电极信号、罗盘线圈信号及温度信号的采集预处理。所设计模拟电路主要实现以下功能：(1)通过INA128放大电路实现对电极信号与罗盘线圈信号的多级放大处理;(2)考虑到电极信号与罗盘线圈信号均为频率16 Hz左右的信号,在电路中加入中心频率点为16 Hz的二阶带通滤波电路以提取有效信号;(3)进行硬件电路补偿,在一定程度上克服XCP探头下沉引起感生电场的强干扰。实验测试结果表明,所设计模拟电路稳定可靠,可以实现滤除噪声,提取前端微弱信号并进行多级放大,满足实际应用需求。     

内蒙古额尔古纳市虎拉林金矿区地电化学提取法寻找隐伏金矿研究

地电化学提取法是在动态平衡原理的基础上,利用人工电场提取深部的矿化或成矿离子,进行成矿预测,确定成矿靶区.为探明资源、节省投入,在虎拉林金矿区投入了以地电化学提取为主的找矿方法,来找寻矿区隐伏的矿体.通过对地电化学提取异常和其他方法异常的综合分析,确定在金矿区具有一定的找矿潜力,并证明了地电化学提取和其他方法在森林覆盖区寻找深部隐伏金矿床是可行的.     

自制不极化电极

我队自然电场法和激发极化法野外生产早以抛弃了那种既笨重又昂贵,十几对也选不出几对电阻小于800Ω,极差低于2mV,渗透性良好的陶瓷罐或不极化电极了,而是使用我们自己制做的不极化电极。     

金刚石钻头钴基胎体材料冲蚀磨损的量化研究

金刚石钻头的工作寿命和性能很大程度上取决于胎体材料的性能,国内外对胎体材料的研究主要集中在机械冲刷和井底流场的研究,没有考虑携带岩屑的钻井液对钻头胎体材料的电化学腐蚀以及机械冲刷和电化学腐蚀的相互作用。介绍了胎体材料冲蚀磨损的工作原理,根据试验条件与要求,采用摩擦学和电化学腐蚀原理,设计了模拟现场的冲蚀磨损试验台,对钴基胎体材料进行冲蚀磨损试验并进行了量化。结果表明,胎体材料冲蚀腐损是由纯机械冲刷、电化学腐蚀以及它们共同作用引起。因此,在腐蚀性环境中设计胎体材料,要考虑其抗腐蚀性。     

地电化学法在红旗岭铜、镍矿预测中的应用

铜、镍矿电化学溶解试验结果充分说明,自然电场或人工电场的作用能使铜、镍矿产生电化学溶解,所电离的Cu2+、Ni2+、Co2+及其他一些阳离子在外加电场的作用下能被迁移至近地表而富集,从而形成离子晕。利用地电化学法在吉林红旗岭铜镍矿和金川铜镍矿矿区及其外围进行了可行性找矿试验,结果在上述两个矿山已知矿体上方的剖面上均测出了清晰的地电化学异常,表明利用地电化学法来寻找隐伏铜、镍矿是有效的。在此基础上,利用该方法在矿区深部及其外围进行了找矿预测,分别发现3处具有找矿前景的地电化学异常靶区,表明该方法具有良好的找矿效果。     

微生物电化学体系中金红石可见光还原降解偶氮染料的实验研究

利用双室微生物电化学装置对微生物和半导体矿物协同作用下偶氮类染料废水的还原脱色降解进行了系统的实验研究.不同光照条件及不同阴极电极材料的对比实验结果显示,偶氮染料甲基橙(MO)可作为终端电子受体直接从固体电极上获得电子被还原脱色;各对比实验中,在微生物催化与半导体矿物光催化协同作用条件下,MO还原脱色效率最高.电化学交流阻抗谱(EIS)的拟合结果显示金红石涂布阴极电极光照下极化内阻(Rp)为443.4 Ω,较无光条件下的1378 Ω显著降低,证明光照下金红石阴极的电子转移过程受其光催化作用的驱动.不同初始浓度下MO的生物-半导体催化还原反应符合准一级动力学模型,其反应速率随MO初始浓度降低而增加.通过对脱色产物的进一步分析,推测该实验中MO的还原脱色反应机制为: 阳极初始电子供体在微生物的催化作用下将电子通过阳极电极和外电路传递给阴极半导体矿物电极,进而在半导体矿物的光催化作用下通过光生电子还原终端电子受体MO,使MO中的偶氮键断裂,生成无色的联氨类衍生物.     

硫化物固—液界面电化学效应实验探讨

硫化物作为一类重要的常见矿物，目前国内外对其表面矿物学特征研究有限。具体到硫化物固－液界面处的行为机理，前人的研究程度就更低了。笔者自行设计了一个Fe1-xS-Cr^6 原电池，通过实测电动势（E），t-E关系曲线，溶液可见光吸收谱及其λ－A关系曲线，阐明硫化物与Cr^6＋溶液间的界面行为机理。认为其界面行为过程为；硫化物溶解→离子反应（氧化还原）→吸附Cr^3 。该原电池与一般原电池结构不同，其主要差别在于将反应电极和测量电极分开，从而解决电极反应过程中的浓度极化问题，提高了电化学实验的精度。该研究成果有助于揭示矿物－液体相互作用机理，完善和丰富表面矿物学研究内容，深化化界面成矿理论，并对环境治理，矿物材料应用等开发领域具有重要的参考价值。     

金属颗粒极化中场激发双电层的电荷和电场特征研究

金属颗粒与溶液界面处的场激发双电层是地下含金属介质表现出低频极化现象产生的基础之一,极化过程涉及到外电场、极化电场和扩散场在溶液和颗粒双相介质内的复杂耦合,探究这些物理场在极化中的作用具有重要意义。这里基于Wong极化模型对场激发双电层的极化电荷和不同物理场特征进行详细地分析,首先推导双电层中极化电荷产生的指数衰减电场和偶极子电场,通过计算颗粒和溶液极化电荷密度随频率的变化,明确了极化过程中电荷和不同物理场的变化规律以及对电导率频散的影响,最后利用数值模拟研究颗粒形状对极化电场和电导率频散曲线的影响。结果显示,偶极子电场是引起电导率产生频散现象的主要因素,而指数衰减电场和扩散场是影响溶液极化电荷密度的主要因素,且金属颗粒的形状与极化电场和极化率密切相关。本研究为从微观角度认识金属的激发极化过程和解释电导率频散数据提供了一定的借鉴。     

狭义氧化还原电场——含炭地质体自然极化机理的研究

前言众所周知,在石墨矿床、无烟煤田及石墨化地层上,往往可观测到较强的自电异常.对含炭地质体自然极化机理的研究,并未取得明确的结论.A·C谢苗诺夫指出:石墨矿床和煤系产生自然电场的主要原因可能是赋存有硫化矿物;??斯维什尼科夫认为:石墨等矿床在本质上具有另外一种电化学性质,其自然电场形成机理不同于金属硫化矿床;邓涛声对石墨矿体自然极化的机理也作了初步研究. 本文根据含炭地质体中通常含有黄铁矿物的特点,结合石墨、无烟煤、烟煤、褐煤、炭质页岩的导电性及电极电位的观测资料,探讨了含炭地质体的自然极化机理.在风化环境中,黄铁矿     

深部地层岩石力学性质测试与分析研究

采集川东北地区白垩系～二叠系地层岩石露头,利用国内现有设备开展常温与模拟地层环境条件下岩石力学性质测试与分析研究是解决我国南方海相复杂勘探区超深井钻井关键技术,即提高钻头破岩效率、钻井速度问题的急需。扼要介绍了试验研究目的意义与采集的岩样,简述了试验方案、试验装置、试样、试验获取的结果及试验数据的统计方法;详述依据统计结果进行深部地层岩石力学特征分析研究的方法和获取的相关定性定量结论,进行了基于超深井破岩的机制简要定性分析。通过测试与分析研究可知,岩石的力学性能直接与钻头的高效破岩密切相关。在温度、压力双重因素的作用下深部岩石力学性质产生的变化,致使以刮切破岩方式的钻头在深部地层破碎岩石更加困难,是超深井钻井速度不能大幅度提高的关键因素所在。通过试验与分析研究,获取了一整套在不同环境条件下岩石力学性能发生变化的定性、定量结论,将对深井、超深井钻井过程中钻头的高效破岩机制研究、新型钻头研制与选型提供技术支撑     

存储式光纤陀螺测斜探管研制

本文介绍的“存储式光纤陀螺测斜探管”主要解决超高温大井深环境下钻孔轨迹测量“测斜探管”问题,它包括钻孔各孔深井段倾角、方位角、工具面向角及温度的测量。目标是攻克光纤陀螺传感器温度漂移、光纤陀螺惯测组合井下环境适应性、仪器外场标定技术和误差分析校正等关键技术,研制的超高温钻孔轨迹测量仪,使用环境温度可达270 ℃,环境压力120 MPa,通过在高温地热能钻探工程、干热岩钻探工程、科学钻探工程、深部矿产资源勘探和深部油气资源勘探等工程中的应用,拓展应用领域,为超高温大深度钻井轨迹测量提供技术支撑。