一种提高井中磁化率探管测量仪器准确度的稳定结构
技术领域
本实用新型属于井中磁化率测量技术领域，具体涉及一种提高井中磁化率探管测量仪器准确度的稳定结构。
背景技术
在对矿石、岩石进行测量时，磁化率是其非常重要的参数。测定磁化率值，特别在井下直接测量磁化率值，对于划分岩层介面，确定某些岩性，确定磁铁矿品位，更有直接的意义。
目前，能进行井中直接测量岩矿石磁化率的仪器有英国Bartington公司的BBS-02B磁化率探管、上海地质仪器厂的JCH-2磁化率探管和重庆地质仪器厂的H411磁化率探管。
根据电磁感应的基本理论，可以得到感应线圈的自感L为：
式中：N为感应线圈的线圈匝数，Rm为感应线圈与外磁介质所串联组成的磁阻，μx、sx、lx分别为感应线圈铁芯的磁导率、铁芯磁路的截面和长度，μy、sy、ly分别为外磁路介质的磁导率、截面和长度。
因选取的铁芯磁导率μx很大，故磁阻很小，公式(1)式可简化为：
式中：Ry＝ly/μy·sy代表为外磁路磁阻。
当仪器传感器从无磁介质进入磁性介质时，感应线圈随外磁路介质变化而引起自感的变化(或增量)ΔL为：
ΔL＝L-L0＝4πN2(μ-μ0)·s/l＝(4πN)2·k·s/l(3)
式中：μ0＝1为井孔泥浆及无磁介质的磁导率；
μ＝1+4πk、μ、k分别为介质磁导率和磁化率。
介质内磁阻的变化主要取决于介质的磁导率μ，μ变化时若s和l的变化较小，则可认为s和l为常量，所以由公式(3)可得出，线圈自感的增量ΔL与介质的磁化率k成正比。
将缠绕有线圈的铁芯作为灵敏元件接入交流电桥中，作为交流电桥其中的一臂，在借助于相敏检波器分别测量出相位不同的导磁率和电导率变化所产生的输出电压，测量导磁率所产生的电压即磁化率测井，测量电导率所产生的电压则为感应测井；二者可分别测量。
因为电导率所产生的影响对磁化率测量也是一种干扰，所以在做磁化率测量时，须降低交流电的频率，改进灵敏元件设计，以减少这种干扰。进行测量时，阻抗变化ΔZ＝ΔR+jΔL，则输出电位差ΔV＝ΔVR+ΔVL两部分，其相位相差90°，利用相敏检波器测量出ΔVL，通过实验标定，可得到磁化率值k与测量输出电压(单位伏)值V之间的关系为：
k＝(a0+a1V1+a2V2+a3V3+a4V4+a5V5)×10-4SI(4)
式中：a0、a1、a2、a3、a4、a5均表示为多项式的系数，该系数须通过实验方法测得具体值。
通过对磁化率探管进行comsol仿真分析以及现场实验得到的数据分析时，发现随着井径增大，磁化率探管的电压值会越来越小，直到最后趋于不变。但随着磁化率探管越靠近井壁，甚至最后贴近井壁，磁化率探管的电压值基本接近真实值。磁化率探管的缺点在于只适用于井径稍大于仪器本身直径的磁化率测量，如果井径相对于仪器本身直径大很多的话，那么把仪器依然放在井中心进行测量的话，会导致误差很大。但是，在较大井径中测量时，通过把仪器紧贴井壁，会在很大程度上减少这种误差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种提高井中磁化率探管测量仪器准确度的稳定结构，用以改进现有磁化率探管在井中测量岩石磁化率时，如果井径比磁化率探管本身直径大很多的话，那么所测量到的磁化率误差较大的问题。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种提高井中磁化率探管测量仪器准确度的稳定结构，其特征在于：由1个圆柱体型外部支撑装置和1个磁化率探管测量仪器2构成，所述圆柱体型外部支撑装置固定于磁化率探管测量仪器2外壳中部；
所述圆柱体型外部支撑装置由圆柱体型壳体6、弹簧7、圆形按钮8和弧形扣接板9组成；所述弹簧7位于圆柱体型壳体6内部，弹簧7一端与圆柱体型壳体6固定，一端自由伸缩；所述圆形按钮7通过扣接板与圆柱体型壳体6挤压固定，且圆形按钮8后端穿过圆柱体型壳体6与弹簧7自由端相接触；所述扣接板9与圆柱体型壳体6侧面固定；
所述圆柱体型壳体6的内圆直径与磁化率探管测量仪器2的外直径相匹配；所述弹簧7的外径与圆柱体型壳体6侧面的内圆直径相匹配；所述圆形按钮7的直径与扣接板9的内圆直径相匹配。
进一步地，所述磁化率探管测量仪器2上设有2个第一钻孔，圆柱体型壳体6上设有2个与第一钻孔匹配的第二钻孔，第一钻孔和第二钻孔通过螺丝连接。
进一步地，所述圆柱体型壳体6上设有2个第三钻孔，弧形扣接板9上设有2个与第三钻孔匹配的第四钻孔，第三钻孔和第四钻孔通过螺丝连接。
进一步地，所述圆柱体型壳体6、扣接板9均为高性能树脂材料。
进一步地，所述弹簧7为无磁不锈钢材料。
进一步地，所述圆形按钮8为纯铜材料。
进一步地，所述圆柱体型壳体6的内圆直径为50mm。
进一步地，所述圆柱体型壳体6的高度为100mm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用圆柱体型外部支撑装置，很好的解决现有磁化率探管在测量井中岩矿石时，由于井径过大，导致磁化率探管测量到的磁化率值比真实值小很多的问题；圆柱体型外部支撑装置能使仪器紧贴井壁，提高了磁化率探管在面对大井径时进行测量的精度；通过圆形按钮和弹簧，有效的避免了因井中存在小部分凹凸不平而致使仪器卡住的问题，增强了仪器在井中全程的可测量性。
附图说明
图1为现有技术中磁化率探管的结构特征图；
图2为现有技术中磁化率探管测量原理示意图；
图3为现有技术中磁化率探管的示意图；
图4为本实用新型的圆柱体型外部支撑装置结构示意图；
图5为本实用新型的圆柱体型外部支撑装置与磁化率探管内部结构示意图；
图6为本实用新型的正视结构示意图；
图7为本实用新型的圆柱体型外部支撑装置与磁化率探管位置关系示意图。
图中：1.电源与信号接口 2.磁化率探管测量仪器 3.测量电路 4.磁芯 5.传感线圈6.圆柱体型壳体 7.弹簧 8.圆形按钮 9.扣接板 10.第一钻孔 11.第三钻孔 12.第二钻孔 13.第四钻孔。
具体实施方式
结合附图详细说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图7所示，本实用新型提高井中磁化率探管测量仪器准确度的稳定结构，由1个圆柱体型外部支撑装置组成，所述圆柱体型外部支撑装置由圆柱体型壳体6、弹簧7、圆形按钮8和弧形扣接板9组成；所述圆柱体型壳体6固定于磁化率探管测量装置2外壳中部，具体地：所述圆柱体型壳体6与磁化率探管2通过第一钻孔10，并加以螺丝固定。
所述圆形按钮8与圆柱体型壳体6通过弧形扣接板9挤压固定；所述扣接板9与圆柱体型壳体6通过第三钻孔11，并加以螺丝固定。
本实用新型的一个实施例，如图6所示，所述圆柱体型壳体6上设有2个第二钻孔10，磁化率探管测量装置2上设有2个与第二钻孔10匹配的第一钻孔13，第一钻孔13和第二钻孔10通过螺丝连接；所述圆柱体型壳体6上设有2个第三钻孔11，弧形扣接板9上设有2个与第三钻孔11匹配的第四钻孔13，第三钻孔11和第四钻孔13通过螺丝连接。
如图4所示，所述圆柱体型外部支撑装置，由圆柱体型壳体6、圆形按钮8、扣接板9和弹簧7组成；所述弹簧7安装在圆柱体型壳体6侧面的圆孔内部；所述圆形按钮8通过扣接板9与圆柱体型壳体6挤压固定，且圆形按钮8后端穿过圆柱体型壳体6与弹簧7自由端相接触；所述扣接板9与圆形按钮8相接触，通过钻孔与圆柱体型壳体6侧面相连接，解决了因井中局部凹凸不平而致使仪器卡住的问题。
本实用新型的一个实施例，所述圆形按钮8为纯铜材料按钮；所述弹簧7为无磁不锈钢材料；所述圆柱体型壳体6、扣接板9均为高性能树脂材料。
本实用新型的一个实施例，所述圆柱体型壳体6内圆直径为50mm。
本实用新型的一个实施例，所述圆柱体型壳体6高度为100mm。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
