[发明专利]一种基于岩心钻探的随钻自然伽马测铀仪

说明书

技术领域

本发明属于一种用于铀矿资源勘探的随钻测量仪器，具体涉及一种在取心钻进过程中能够实时检测铀的设备。

背景技术

铀是稀有的放射性金属元素，天然铀是生产核武器的原料，也是核潜艇和核电站动力所需的基本原料。铀资源既是一种重要的战略资源，也是一种重要的能源。铀矿的勘探需要物理勘探、化学勘探等多种手段。而岩心钻探是确定铀矿品位与产量的最终方法。在某些矿区，地层松散、破碎且容易发生坍塌、掉块、或钻孔缩径。钻探岩心采取率很低甚至根本取不上岩心，因而无法准确判断所钻遇地层是否为铀矿层。在某些地区进行深部铀矿钻探，下部地层破碎取不上岩心，提出钻具后下部塌孔或缩径而无法继续向下进尺，常发生千米深孔形同报废的问题。再加上地表由于环境保护的限制，难以重开新孔，这给钻探工作带来极大的困难。

国内虽然有对地层伽马强度随钻测量的实例，其目的是划分岩性和地层对比、计算地层泥质含量和计算粒度中值，但不能用于铀矿的岩心钻探工作中。另外，进行铀矿钻孔测量时，也有利用自然伽马强度判断钻遇地层是否为铀矿的方法，但是，这种测量是在钻孔完成后把测量仪器下入井孔进行测量的，其前提是钻孔必须稳定，使测量仪器能够顺利下入井孔，在松散、破碎、易坍塌的地层中根本无法使用。现有的取芯钻进技术在某些松散、破碎地层铀矿勘探中，应用效果不好，取芯率低甚至取不出岩心；这便无法通过岩心进行相关分析，来确定所钻地层是否为铀矿。本发明能很好地解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于岩心钻探的随钻伽马测铀仪，该仪器可用于难以获取岩心的地层，通过测量地层的自然伽马强度来进行铀矿勘探，在取心钻进的同时随钻测量自然伽马强度来判断所钻遇地层是否为铀矿。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种基于岩心钻探的随钻伽马测铀仪，其特征在于它包括外管1、内管、电池组件7、紧固压簧15、传感器18；外管1为无磁钻杆，外管的上端接口33与钻杆39的下端相连接，外管的下端接口35与岩芯管35相连接；内管位于外管1内，外管与内管的环状空间为钻井液的流通通道；内管与外管1之间设有紧固压簧15；

内管包括电源开关固定件4、电池仓抗压筒6、第一抗压筒连接头10、电路板仓抗压筒14、第二抗压筒连接头32、传感器仓抗压筒16、堵头螺塞20，电源开关固定件4、电池仓抗压筒6、第一抗压筒连接头10、电路板仓抗压筒14、第二抗压筒连接头32、传感器仓抗压筒16、堵头螺塞20均为绝缘体；

电池仓抗压筒6的上端与电源开关固定件4相连，电池仓抗压筒6的下端由第一抗压筒连接头10与电路板仓抗压筒14的上端相连；电路板仓抗压筒14的下端由第二抗压筒连接头32与传感器仓抗压筒16的上端相连，传感器仓抗压筒16的上端与堵头螺塞20相连；电源开关固定件4、第一抗压筒连接头10、第二抗压筒连接头32上均设有通孔，电源开关固定件4上的通孔的上端由电源开关5封堵；第一抗压筒连接头10、第二抗压筒连接头32的外侧面上设有紧固压簧孔，紧固压簧15的一部分位于紧固压簧孔内；

电池组件7位于电池仓抗压筒6内，信号处理电路（电路板13）位于电路板仓抗压筒14内，电池组件7给信号处理电路、传感器提供电源，传感器18位于传感器仓抗压筒16内，传感器18与信号处理电路的传感器信号输入端相连，信号处理电路包括单片机，单片机通过接口电路与存储器相连。

所述的信号处理电路还包括信号发射模块，单片机的信号输出端与信号发射模块相连，随钻伽马测铀仪还包括接收信号发射模块发射的信号的地面信号接收器41；堵头螺塞20上设有通孔，堵头螺塞20上的通孔的下端由水密插座21封堵，水密插座21上插有水密插头22，信号处理电路的发射模块的输出由水密插头22上2根信号线分别与第一发射天线36、第二发射天线38相连；第一发射天线36、第二发射天线38均为金属圆筒，外管1的下端通过第一发射天线36与岩芯管35相连接，外管1的上端通过第二发射天线38与钻杆39的下端相连接。

本发明即使在某些地层取不出岩心，也能够有效的进行铀矿勘探。其原理是在取心钻进的同时随钻测定地层的伽马强度，存储起来（保存），或并通过电磁波实时的把信号传输到地面，在地面即可及时判定是否钻遇铀矿。地层中含有铀、钍、钾及其放射性同位素，在衰变时会产生自然伽马射线，不同的地层自然伽马强度不同；自然伽马传感器计数率与地层的自然伽马强度成正比，地层的自然伽马强度值越大地层中铀的含量越高。因此，可以通过测量地层自然伽马强度值来判断地层是否含有铀矿。