多探測器中子測井儀探測器陣列的製作方法

2023-12-11 17:38:17 2

專利名稱：多探測器中子測井儀探測器陣列的製作方法
技術領域：
本實用新型是用於提供測量信息多探測器中子測井儀的多探測器中子測井儀探測器陣列。
背景技術：
現有中子孔隙度測井均使用同位素源，補償中子測井巖性影響大，並且受到地層水礦化度和熱中子吸收劑德顯著影響，井璧中子測井井眼影響大，精度低。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種可得到豐富的中子測井信息，一次測井可以同時提供三組孔隙度、兩組俘獲截面、間隙大小的多探測器中子測井儀探測器陣列。
本實用新型是這樣實現的包括近超熱中子探測器1、中超熱中子探測器2、近熱中子探測器3、遠超熱中子探測器4、遠熱中子探測器5、中子屏蔽體6、前放模塊7、高壓模塊8、主放大和整形電路板9、芯插頭10，前放模塊7之間設有中超熱中子探測器2、近熱中子探測器3、遠超熱中子探測器4，遠熱中子探測器5、高壓模塊8、主放大和整形電路板9、芯插頭10依次設置。
本實用新型還採用如下技術方案前放模塊7至少一塊以上。
高壓模塊8至少一塊以上。
中子屏蔽體6在面向地層方向開有測量窗口。
本實用新型具有以下優點和應用效果
1提供豐富的中子測井信息，一次測井可以同時提供三組孔隙度、兩組俘獲截面、間隙大小；2可以對孔隙度測量進行實時間隙校正；獲得的孔隙度精度高、縱向解析度高、巖性影響小、不受熱中子吸收劑的影響；3獲得的俘獲截面精度高，可以提高非伽馬分層指示；4可以快速直觀指示氣層。
本實用新型探測器和電路系統具有以下優點穩定性高；抗幹擾能力強；(3)高溫性能好，本實用新型溫度指標為150℃，如有需要可提高到175℃；(4)模塊化電路，便於維修。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為中子屏蔽體6的示意圖；圖3為前放電路圖；圖4為放板電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型由近超熱中子探測器1、中超熱中子探測器2、近熱中子探測器3、遠超熱中子探測器4、遠熱中子探測器5、中子屏蔽體6、前放模塊7、高壓模塊8、主放大和整形電路板9、芯插頭10組成，所有部件均置於一特製儀器骨架上，骨架兩面均有不鏽鋼蓋板，形成一單獨的儀器短節。下部用機械接頭與中子發生器連接，上部用機械接頭和31芯插頭10與儀器線路部分實現機械和電器連接。本實用新型採用「聚焦型」結構，即除近超探測器外，探測器均向地層方向偏心放置，探測器四周有屏蔽體，只在面向地層方向開有一定角度的測量窗口，以保證測量信息主要來自地層，消除井眼影響。本實用新型的中子屏蔽體為多層尼龍和鎘片組成，或者用碳化硼成型製造，它能夠慢化中子並吸收熱中子，達到屏蔽效果。
本實用新型共有五組探測器，即近超熱中子探測器1、中超熱中子探測器2、近熱中子探測器3、遠超熱中子探測器4、遠熱中子探測器5，按源距不同，由近至遠依次排列，其中，三組測量超熱中子，兩組測量熱中子。本實用新型用He-3探測器測量熱中子，用外圍包裹0.5～1mm鎘片的He-3探測器超熱中子。本實用新型五組探測器的技術參數是通過方法試驗確定下來的，具體參數為(1)近超熱中子探測器1，源距113mm，He-3探測器大小Φ16×90mm，He-3探測器氣壓2Mpa，四周屏蔽；(2)中超熱中子探測器2，源距288mm，兩支相同的He-3探測器並列，He-3探測器大小Φ16×90mm，He-3探測器氣壓2Mpa，屏蔽體面向地層120°張角範圍開口；(3)近熱中子探測器3，源距405mm，He-3探測器大小Φ25.4×130mm，He-3探測器氣壓2Mpa，屏蔽體面向地層150°張角範圍開口；(4)遠超熱中子探測器4，源距595mm，He-3探測器大小Φ38.1×185.4mm，He-3探測器氣壓2Mpa，屏蔽體面向地層120°張角範圍開口；(5)遠熱中子探測器5，源距926mm，He-3探測器大小Φ63.5×355mm，He-3探測器氣壓0.5Mpa，四周無屏蔽體。
本實用新型近超熱中子探測器計數率主要反映中子發生器的產額變化，同時也可以部分補償井眼影響；由中超熱中子探測器2計數率與近超熱中子探測器1計數率比值可以得到一孔隙度測量值，此孔隙度測量值具有精度高、巖性影響小、縱向解析度高等特點，是多探測器中子測井的主要測量參數，中超熱中子計數同時進行時間分析，得到的超熱中子壽命是儀器與井壁間間隙的量度，可以用來對比值孔隙度進行實時間隙校正，間隙大小也是測井質量指示曲線；近熱中子和遠熱中子探測器都同時記錄總計數率和時間譜，由兩者的計數率比值可以得到熱中子比值孔隙度，由於源距很大，此孔隙度具有很深的探測深度，井眼影響小，由這兩個探測器的時間譜可以得到兩個熱中子俘獲截面測量結果，兩者具有不同的探測深度和測量精度；由遠超熱中子探測器與近超熱中子探測器計數率比值可以得到超熱中子近遠比孔隙度，與近中比孔隙度相比，此孔隙度在探測深度和巖性影響等方面具有不同的特性。
此實用新型測井信息量多，充分利用其提供的測量參數進行綜合解釋，會對油氣勘探起到很好的作用。本實用新型可以提供精確度較高的地層孔隙度信息，它獲得的俘獲截面可以用來指示油氣，還是很好的地層分層指示曲線，綜合應用超熱中子近中比孔隙度和近遠比孔隙度的差異及俘獲截面信息可以快速直觀指示氣層。
本實用新型還包括He-3探測器高壓供應電路和脈衝信號放大處理電路。本實用新型採用高壓模塊8產生He-3探測器需要的高壓，高壓模塊8具有耐高溫、工作穩定等特點。本實用新型採用8前放模塊7對He-3探測器輸出的弱信號進行前置放大處理，每一個探測器配備一個前放模塊，模塊工作參數根據He-3探測器的特性分別調節，前放模塊置於探測器很近的地方，減小了長線幹擾和線間幹擾，此前放模塊7具有抗幹擾能力強、響應速度快、高溫性能好等特點。本實用新型的主放大和整形電路為兩個電路板，置於骨架兩側，將前置放大後的He-3探測器信號再放大，並整形成規則的方波，提供給儀器採集和處理電路單元。
多探測器中子測井儀脈衝中子源發射14MeV快中子，在地層中快中子經過散射，能量逐漸降低，成為超熱中子和熱中子，本實用新型包括五組超熱中子或熱中子探測器，其目的是測量地層中的超熱中子和熱中子，通過分析其時間特性和總計數率，了解地層孔隙度、熱中子俘獲截面等信息，這些信息在油氣勘探中可得到廣泛應用。
多探測器中子測井儀探測器陣列包括五組探測器，由、6隻前放模塊、5組高壓模塊、兩塊主放板、一塊連線板組成。
前放模塊7前放電路為了很好的屏蔽，都封裝在金屬外殼裡，組成前放模塊7，前放輸入線採用屏蔽線。每個前放模塊7與He-3管近距離放置，以減少電磁幹擾。
前放電路如圖3所示，He-3管毫伏級電壓經過電C4從高壓裡取出，經過電荷放大和正向放大後輸出，輸出信號OUT約0.6V左右，提供給主放板。
2.主放電路板主放電路板將前放輸出的信號放大、成形後輸出脈衝信號。如圖2所示。
主放電路板完成放大、成形、基線恢復三部分功能。IC1實現放大功能，電阻R1」和電容C1」用於調整信號的放大倍數和脈衝寬度。IC2實現成形功能，將前級放大後的信號微分，再經過積分放大，用於信號成形。電阻R6用於極零補償，R6允許輸入脈衝經衰減後保持原樣地通道輸出端，一般CR微分器出來地微小下衝可以被這個少量地輸入脈衝抵消。由Q1，Q2對管組成的電路提供一個基準的零電平，以保證輸出信號基線不會漂移，電阻R11用於調整Q1的電流，以保證輸出信號基線維持在零電平上。
權利要求1.多探測器中子測井儀探測器陣列，包括近超熱中子探測器(1)、中超熱中子探測器(2)、近熱中子探測器(3)、遠超熱中子探測器(4)、遠熱中子探測器(5)、中子屏蔽體(6)、前放模塊(7)、高壓模塊(8)、主放大和整形電路板(9)、芯插頭(10)，其特徵在於前放模塊(7)之間設有中超熱中子探測器(2)、近熱中子探測器(3)、遠超熱中子探測器(4)，遠熱中子探測器(5)、高壓模塊(8)、主放大和整形電路板(9)、芯插頭(10)依次設置。
2.根據權利要求1所述的多探測器中子測井儀探測器陣列，其特徵在於前放模塊(7)至少一塊以上。
3.根據權利要求1所述的多探測器中子測井儀探測器陣列，其特徵在於高壓模塊(8)至少一塊以上。
4.根據權利要求1所述的多探測器中子測井儀探測器陣列，其特徵在於中子屏蔽體(6)在面向地層方向開有測量窗口。
專利摘要一種用於提供測量信息多探測器中子測井儀的多探測器中子測井儀探測器陣列，包括近五組探測器、中子屏蔽體6、前放模塊7、高壓模塊8、主放大和整形電路板9等，前放模塊7之間設有中超熱中子探測器2、近熱中子探測器3、遠超熱中子探測器4，遠熱中子探測器5、高壓模塊8、主放大和整形電路板9、芯插頭10依次設置，提供豐富的中子測井信息，一次測井可以同時提供三組孔隙度、兩組俘獲截面、間隙大小；可以對孔隙度測量進行實時間隙校正；獲得的孔隙度精度高、縱向解析度高、巖性影響小、不受熱中子吸收劑的影響；獲得的俘獲截面精度高，可以提高非伽馬分層指示。
文檔編號G01V5/10GK2793752SQ20052001612
公開日2006年7月5日 申請日期2005年4月14日 優先權日2005年4月14日
發明者魯保平, 嶽愛忠, 何緒新, 苗小華, 秦力, 張秋健 申請人:中國石油集團測井有限公司