井中三分量磁测处理软件设计探讨
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摘 要:井中三分量磁测是以研究岩、矿体的磁性为基础,通过在井中测定具有不同磁性的岩、矿体所产生的磁异常,并对这些磁场的特征进行分析研究,从而作出地质上的推断解释,以达到地质勘探和找矿的目的。首先详细地介绍了井中三分量磁测处理方法原理,然后研究了三分量磁测资料处理方法,在此基础上进行井中三分量磁测处理软件的设计。
关键词:井中三分量磁测;磁异常;软件设计;数据处理
中图分类号:TD672文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0304-02
1 井中三分量磁测原理和处理方法
井中磁测是磁法勘探和测井勘探相结合一种勘探方法,它是以研究岩、矿体的磁性为物理基础的。不同磁性的岩、矿体将产生不同形态和强度的磁异常,井中三分量磁测就是测定磁性岩、矿体在它周围所产生的磁场强度的异常,它测量的是相互垂直的三个分量,即两个水平分量和一个垂直分量,然后对测得的数据进行相应的计算处理,并按照解释需要绘制成相应的图形,最后以此进行推断解释。
行井中磁测资料处理前应收集如下资料:(1)剖面方位角A,由三分量磁力仪测得;(2)工区地磁场正常场垂直分量Z0和水平分量H0,由正常地磁场测得;(3)三分量磁力仪所测得的五个参数:井的顶角δ、倾斜方位角β、磁场的水平分量X、Y和垂直分量Z,由三分量磁力仪在井中测得。这些资料都作为三分量磁测的原始资料,然后对它们进行相应的处理。
进行井中磁测资料处理时,分直井和斜井两种情况。当井的倾斜度达到某一顶角(一般为5°)以上时,才能保证磁测元件的定向精度,可以作为斜井处理,否则作为直井处理。斜井比直井复杂,下面介绍斜井的磁测资料处理方法。
(1)磁异常垂直分量:由于Z和Z0方向相同,因此将每点所测的Z值减去Z0就得到了磁异常的垂直分量:
ΔZ=Z-Z0(1)
(2)磁异常水平分量:磁异常水平分量ΔH是一个水平面内的向量,可由H减去H0求得,这是向量运算。其中H可由实测的X、Y分量合成,H0方向为磁北,求ΔH步骤如下:
①求H0在x轴和y轴上的投影H0x和H0y:
H0x=-H0sinβ,Hoy=H0cosβ(2)
②求H与H0在x轴和y轴上的模差值:
ΔX=X-X0=X-H0x,ΔY=Y-Y0=Y-Hoy(3)
③求H的模值:
ΔH=ΔX2+ΔY2(4)
④求ΔH的方向角φ,φ角从N极算起,是沿顺时针方向与ΔH的夹角:
⑤由ΔH模值和φ角即可作出ΔH的矢量图。
2 磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常水平分量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔH1和ΔH0表示,计算公式如下:
ΔH=ΔH•cos(φ-A),ΔH=ΔH•sin(φ-A)(5)
3 磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影
磁异常总矢量在横剖面和纵剖面中的投影分别以ΔT和ΔT表示。因为井一般是弯曲的,绘制沿井轴分布的ΔT和ΔT矢量图时,应取相应点在剖面中的投影点位,所以需要先将井轴投影到剖面上,再取该投影点的点位。
以井口为坐标原点,取各井段的累计数之和∑h1、∑Li和∑Li表示出测点在相应剖面中的坐标,则在横剖面中中的投影点为(∑Li,∑hi),在纵剖面中的投影点为(∑Li,∑hi)。相应剖面中的投影点连线,即为斜井井轴在剖面中的投影,投影点即为磁异常矢量ΔT和ΔT的起始点。
画矢量线时,ΔT为ΔZ与ΔH的合成矢量,其中ΔZ为纵坐标,向下为正,向上为负,ΔH正值为剖面A的方向,负值为A的反向;ΔT为ΔZ与ΔH的合成矢量,其中ΔZ为纵坐标,向下为正,向上为负,ΔH正值为剖面A+90°的方向,负值为A的反向。
4 软件设计
4.1 设计思想
首先,将原始磁测资料按照一定的格式存放在文本文件之中,运行软件时,直接读取该文件,进行相应的计算处理,并将结果也按照一定的格式保存在新的文本文件之中;然后,按照解释需要,将处理后的数据绘制成相应的曲线图或者矢量图;最后,根据绘制的图形进行相应的推断解释。
4.2 设计功能
软件的主要功能分为以下几个部分:(1)数据处理:根据测区正常地磁场和井的原始磁测资料,计算出各磁异常分量值,并保存为可用于直接绘图的数据;(2)绘制图形:包括绘制道和绘制道中图形两个部分,道分为深度道和图形道两种,图形分为曲线图和矢量图两种,本软件先绘制道,后绘制图形;(3)道和图形编辑:对道和图形的各个属性进行全面和具体的编辑;(4)文件操作:新建、打开、保存、打印等。
4.3 设计流程
软件的总流程是:处理数据添加道加载曲线数据并绘图编辑道和图形推断解释文件操作或获取图片。
4.4 编程语言
VB.2005在原有 2003基础上的进一步改进,它是一种成熟的面向对象的设计语言。它的语言简单易学,界面操作方便,而且它的GDI+绘图功能非常强大,还兼容API函数绘图,很适合快速开发小型软件。
4.5 类和窗体
本软件用VB.2005编写。
(1)类:CBase:其属性包括顶深、底深和深度比例;CCurve和CCurveData:包括原始磁测数据和处理后曲线数据的属性,用于读取和处理数据;CLayout:包括边距和边界线等具体属性,用于编辑页面的边距和边界线;CTrackBase:最基本和最重要的类,类的属性和方法函数众多,道和图形(曲线和矢量线)的全部属性都包含其中,绘制道和图形的函数也在其中。
(2)窗体:frmMain:主窗体,就是软件的主界面,其对应的程序代码也是整个软件的主体;
frmAddSourceData和frmAddCurveData:加载原始磁测数据对话框和加载曲线数据对话框;
frmEditAllTrack,frmEditDepthTrack等:编辑具体的界面、道和图形等的对话框。
由以上应用实例可见,本软件界面美观,操作简单,数据处理迅速,绘制图形漂亮且标准,具备井中三分量磁测资料处理的功能。
5 结论
本文研究的是井中三分量磁测处理软件的设计及实现,所做工作和取得的成果如下:(1)总结出了井中三分量磁测资料处理的方法。本文在前人的基础上进行了归纳和整理,然后总结出了井中三分量磁测资料处理的方法原理,并在软件中实现了其相关算法。(2)开发出了一套井中三分量磁测处理软件。本文研究了井中三分量磁测处理的原理和方法,然后结合实际工作的需要,利用语言设计出一套井中三分量磁测处理软件。它能够加载原始磁测数据,经过快速的计算处理,得到各磁异常分量值,并将计算结果按照解释需要绘制成相关的曲线图和矢量图,从而为地质勘探和找矿等提供参考性建议。
参考文献
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