一種c/o比測井用中子管的製造方法
2023-12-11 17:37:57
專利名稱：一種c/o比測井用中子管的製造方法
技術領域：
本發明屬於一種中子源，涉及一種C/O(碳/氧)比測井用中子管的製造方法，適用於C/O比測井儀中中子發生器的核心部件一中子管的製造。
石油測井的方法和儀器很多，其中C/O比測井儀自七十年代開始投入生產測井以來，目前已成為淡水地層生產井中一種重要的測井手段，它常為油層動態觀察和二次採油提供重要的測井資料。美國、加拿大、俄羅斯、日本已前後開展這項研製工作，例如美國的2727(或2721)C/O比測井儀等。
C/O比測井儀中中子發生器的中子管，一般由四個大部件組成離子源部件、靶部件、氘貯存器2和管殼4。離子源部件主要由陽極5、陰極6、磁鋼11和高壓絕緣子12等組成;陽極5由鎢絲作成並位於離子源部件的中心，工作時加+110KV的直流高壓，圍繞陽極的是一個鼠籠式的陰極6，在其上安放有4根均勻分布的柱形磁鋼11，在陰極6與陽極5之間加有一重複頻率為20KHZ，幅值為800～1000V的脈衝電壓。靶部件主要由氚鈦靶10和抑制極8組成;氚鈦靶10設置在管殼4的內壁上，位置正對陰極6，處於低電位;在靶附近安置抑制極8，工作時加-2.2KV的直流電壓。
工作時，由氘貯存器2放出氘氣，在離子源部件中，被螺旋式運動的電子電離成氘離子，然後經吸出、加速，以約110KV的能量打到氚靶上，產生T(D、n)4He反應，釋放出中子。其中氘離子轟擊氚靶所產生的二次電子，由抑制極抑制。
現有技術中，(1)氘貯存器2與管殼4底的連接由於採用平面或刀口形結構的動密封連接工藝，即管殼底部的螺紋孔底為平面或刀口形，通過壓緊螺釘將氘貯存器緊密連接在螺紋孔中，這對於封接平面在螺紋孔底部、且尺寸小於φ10的動密封結構來說，要使封接面達到
級的光潔度，製造中存在著機械加工的困難;(2)氚鈦靶需在高溫和振動條件下工作，易產生掉粉、放氣和負載擊穿等情況。
本發明的目的旨在克服上述現有技術中的不足，提供一種具有改進的動密封結構連接工藝、靶參數設計和/或中子管排氣工藝的碳/氧比測井用中子管的製造方法。
本發明的內容是一種C/O比測井用中子管的製造方法，包括中子管外殼底與氘貯存器的動密封結構連接工藝，該動密封結構包括中子管外殼底的螺紋孔，氘貯存器的一端位於螺紋孔內，套接在氘貯存器上的壓緊螺釘與螺紋孔連接並將氘貯存器一端緊密連接在中子管外殼底部，氘貯存器的端頭與螺紋孔底之間置有密封墊片，其特徵之處是採用曲面動密封結構連接，即所述螺紋孔(13)底部採用冷機壓加工的方法加工成曲面(14)且光潔度為
，該曲面(14)對應的球面錐體角α為68°～78°。
本發明的內容還包括靶及靶參數設計;採用氚鈦靶，靶參數設計為鈦膜厚度1.5～1.9mg/cm2，吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.5。
本發明的內容，還包括中子管排氣工藝;在組裝成中子管前，根據材料和部件的不同物理特性，將中子管零部件分為兩類分別進行高、低溫預除氣，其中低溫預除氣的零部件在400℃～500℃下保溫0.5～1小時，高溫預除氣的零部件在900～950℃下保溫0.5～1小時，組裝成中子管後，將中子管置於無油排氣臺上進行低溫排氣，控制升溫速度3～4℃/分，保溫溫度160℃～180℃，保溫時間20～30小時。
與現有技術相比，本發明具有下列特點(1)採用曲面動密封連接工藝，使密封結構易於機加工，密封效果好，漏氣率低於1×10-9Pa.L/S，使整個中子管的靜態密封合格率達95%以上;
(2)由於鈦膜厚度適度，採用低吸氚原子比，使氚鈦靶不僅能滿足石油測井中在溫度高達125℃的井下連續脈衝工作、最高中子產額達1.5×108n/s以上這一指標要求，而且不掉粉、不放氣、不產生負載擊穿;
(3)採用本發明排氣工藝，可使產品質量穩定、可靠性高，能很好地滿足管內真空度要求。
圖1是本發明中中子管結構示意圖;
圖2是圖1中曲面動密封結構示意圖;
圖3是圖2中曲面結構示意圖。
圖中1-動密封結構，2-氘貯存器，3-排氣管，4-管殼，5-陽極，6-陰極，7-陰極接線柱，8-抑制極，9-抑制極引線，10-氚鈦靶，11-磁鋼，12-高壓絕緣子，13-螺紋孔，14-曲面，15-墊片，16-密封頭，17-壓緊螺釘。
下面是本發明的一個實施例
以014293＃管為例。一種C/O比測井用中子管的製造方法，包括中子管殼4底與氘貯存器2的曲面動密封結構連接工藝，靶及靶參數設計，排氣工藝。曲面動密封結構連接工藝包括位於管殼4底的螺紋孔13，在該M12、深12mm的螺紋孔13底部採用冷機壓加工的方法加工成曲面14形封接平面且光潔度為
、曲面14對應的球面錐體角α為68～78°，氘貯存器2的一端位於螺紋孔13內，套接在氘貯存器2上的壓緊螺釘17與螺紋孔13連接並將氘貯存器2一端緊密連接管殼4底;採用4塊氘鈦靶，靶參數為鈦膜厚度1.6～1.7mg/cm2，低吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.1;排氣工藝為零部件分兩類預除氣後，裝成的完整中子管在排氣臺上，於170℃烘烤20小時。中子產額≥2×108n/s，中子時間譜寬度12us，中子產額穩定度(在125℃)下，半小時優於10%。此中子管送入勝利油田測井，井深達到4330米，是我國用C/O比測井所達到的最深井段，在井溫137.5℃連續工作3.5小時，完全正常。
本發明不限於該實施例，本發明內容均可實施。
權利要求
1.一種C/O比測井用中子管的製造方法，包括中子管外殼底與氘貯存器的動密封結構連接工藝，該動密封結構包括中子管外殼底的螺紋孔，氘貯存器的一端位於螺紋孔內，套接在氘貯存器上的壓緊螺釘與螺紋孔連接並將氘貯存器一端緊密連接在中子管外殼底部，氘貯存器的端頭與螺紋孔底之間置有密封墊片，其特徵是採用曲面動密封結構連接，即所述螺紋孔(13)底部採用冷機壓加工的方法加工成曲面(14)且光潔度為
，該曲面(14)對應的球面錐體角α為68°-78°。
2.按權利要求1所述的C/O比測井用中子管的製造方法，其特徵徵是還包括靶及靶參數設計;採用氚鈦靶，靶參數設計為鈦膜厚度1.5～1.9mg/cm2，吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.5。
3.按權利要求1或2所述的c/o比測井用中子管的製造方法，其特徵是還包括中子管排氣工藝;在組裝成中子管前，根據材料和部件的不同物理特性，將中子管零部件分為兩類分別進行高、低溫預除氣，其中低溫預除氣的零部件在400℃～500℃下保溫0.5～1小時，高溫預除氣的零部件在900～950℃下保溫0.5～1小時，組裝成中子管後，將中子管置於無油排氣臺上進行低溫排氣，控制升溫速度3～4℃/分，保溫溫度160℃～180℃，保溫時間20～30小時。
全文摘要
一種C/O比測井用中子管的製造方法，其特徵是管殼底部與氘貯存器的連接採用曲面動密封結構，靶參數設計為鈦膜厚度1.5～1.9mg/cm
文檔編號G01V5/10GK1087725SQ9311199
公開日1994年6月8日 申請日期1993年10月22日 優先權日1993年10月22日
發明者周明貴, 王高典, 羅四維, 楊光淑, 孫玉娥, 錢有餘, 孫振興, 王彥, 劉漢文, 方仁昌, 譚治安, 鄧友華, 夏世維, 鄒保山, 黎克江 申請人:中國工程物理研究院應用電子學研究所