中子能譜測井系統的製作方法

2023-12-11 17:38:32 1

專利名稱：中子能譜測井系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於應用核輻射進行勘探和探測技術領域，具體涉及中子能譜測井系統。
背景技術：
中子測井是利用中子與鑽井周圍巖石和井內物質的相互作用，探測地層巖石及其空隙流體的化學元素和含量，為尋找石油、煤、金屬和非金屬礦產提供依據。中子穿透力大，中子測井可在鑽井條件下勘探鑽孔周圍原始地層，不取樣就能快速分析地層的巖性、構造形態、成分、礦產資源分布。為了縮短測量時間和提高測量精度，中子源要有足夠強度，241Am/Be和252Cf中子源是測井常用的同位素中子源。如希望勘探半徑大一點，即要求中子穿透深度大或測量井下C、O等輕元素，則可採用平均能量為5.0MeV的241Am/Be中子源。但241Am原料在世界範圍內得不到供應，嚴重製約241Am/Be中子源的生產，從而束縛了測井作業。
所以，尋找可以替代241Am/Be的新型中子源便成為中子測井行業面臨的一項緊迫任務。

發明內容
本發明的目的在於公開一種使用新型中子源的中子能譜測井系統。
本發明的中子能譜測井系統，包括探管和數據獲取及處理單元，在探管內從前到後依次設置有137Cs源、中子源、屏蔽體、Li玻璃中子探測器和NaI(T1)γ探測器，探測器通過數據線與數據獲取及處理單元相連，而且，所說的中子源為238Pu/Be。
該中子源，由重量比為1∶3～10的238PuO2和Be粉經溶解、沉澱、烘乾等冶金方法處理後壓模而成，其活度為4～28Ci。
238Pu/Be中子源是(α，n)型同位素中子源的一種，本發明利用238Pu發射的5.46Mev、5.50Mev的α粒子轟擊9Be靶，產生平均能量為4.5Mev的快中子的原理
Be+49C612+n01+5.71Mev]]>由於238Pu/Be中子源產生的快中子的平均能量為4.5MeV，與241Am/Be中子源產生的快中子平均能量4.5MeV一樣，中子能譜也接近，作為中子源二者可以互換。所以，使用時，只需將上述238Pu/Be中子源代替現有的242Am/Be中子源，置入測井裝置的中子源區即可，不需更換現有的測井設備，既解決了241Am/Be中子源緊缺的問題，又不增加投資。
同時，本發明所提供的238Pu/Be型中子能譜測井系統還具備如下特點1.由於238Pu的活度大約是241Am的4.6倍，可以大大的縮小同樣中子產額的中子源的源芯物理體積。中子源物理體積的減小，可以增加中子源的耐外力能力，使測井中子源可以使用到更深地層的石油勘探中。另外，中子源幾何特性的改良，減小了數據分析中的幾何因子，使數據準確可靠。
2.和241Am/Be中源相比，238Pu/Be中子源的γ本底很底，238Pu的γ射線能量為20Kev，遠小於241Am的60Kev的γ射線。238Pu/Be中子源不僅在生產和使用過程中更安全可靠，而且在使用中無效γ幹擾少。
3.238Pu半衰期89年，遠小於241Am的433年。238Pu的這種優勢不僅體現在238Pu/Be中子源的原材料成本降低，還為將來廢源處理降低了費用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。


圖1為本發明結構及其測井方法原理示意圖。
圖中，1-數據獲取及處理單元，2-γ探測器，3-中子探測器，4-探管，5-137Cs源，6-中子源，7-屏蔽體，8-巖層。
具體實施例方式
實施例1一種中子能譜測井系統，包括探管4、數據獲取及處理單元1。在探管4內，從前到後依次至設置有137Cs源5、238Pu-Be中子源6、屏蔽體7、NaI(T1)γ探測器2、Li玻璃中子探測器3；NaI(T1)γ探測器2和Li玻璃中子探測器3與地面的數據獲取及處理單元1相連；其中，中子源6為活度為4Ci的238Pu/Be。利用該系統可進行鑽井定點和連續掃描測量。
本實施例所用的238Pu/Be中子源採用如下工藝製作將粉末狀的238PuO2溶解後，與金屬Be粉按重量為1∶3的配比相混合，然後按照溶解、沉澱、烘乾等常規冶金方法處理後壓模成型即可。
實施例2一種中子能譜測井系統，結構與實施例1中描述的相同，其不同之處在於所用的中子源6是活度為16Ci的238Pu/Be中子源，且由重量比為1∶7的238PuO2和Be粉經過與實施例1相同的操作製備而得。
實施例3一種中子能譜測井系統，結構與實施例1中描述的相同，其不同之處在於所用的中子源6是活度為28Ci的238Pu/Be中子源，且由重量比為1∶10的238PuO2和Be粉經過與實施例1相同的操作製備而得。
權利要求
1.一種中子能譜測井系統，包括探管(4)和數據獲取及處理單元(1)，在探管(4)內，從前到後依次設置有137Cs源(5)、中子源(6)、有屏蔽體(7)、探測器(3)、(2)，探測器(2)、(3)通過數據線與數據獲取及處理單元(1)相連，其特徵在於所使用的中子源(6)是238Pu/Be中子源。
2.一種權利要求1所述的中子能譜測井系統，其特徵在於所說的中子源由重量比為1∶3～10的238PuO2和Be粉溶解、沉澱、烘乾而成，其活度為4～28Ci。
全文摘要
一種中子能譜測井系統，屬於應用核輻射進行勘探和探測技術領域。該系統包括探管(4)和數據獲取及處理單元(1)，其探管中所使用的中子源是
文檔編號G01V5/06GK1837860SQ20061007677
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年4月20日
發明者簡利民, 溫忠明, 孫玉華, 張棟, 慄福增, 劉志國, 楊新 申請人:原子高科股份有限公司