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四中子—中子探测器脉冲中子测井仪

阅读：1040发布：2020-10-31

IPRDB可以提供四中子—中子探测器脉冲中子测井仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种应用于矿场地球物理领域中的四中子—中子探测器脉冲中子测井仪。主要解决现有的中子探测器脉冲中子测井仪一次下井只能获得两组测井数据、信息量较少的不足。其特征在于：所述脉冲中子发生器(8)为小直径井下脉冲中子发生器，所述热中子探测器单元由四个热中子探测器构成，其分别为上端近源距热中子探测器(2)、上端远源距热中子探测器(3)、下端近源距热中子探测器(13)、下端远源距热中子探测器(14)。具有一次下井可获得四组地层物质测井数据、信息量大且可减少放射性统计起伏误差、增强了测井曲线的可靠性、提高了仪器的测量精度的特点。，下面是四中子—中子探测器脉冲中子测井仪专利的具体信息内容。

权利要求

1、一种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪，包括脉冲中子发生器(8)、热中子探测器单元、脉冲信号控制单元以及热中子探测器信号检测及传输单元，其特征在于：所述脉冲中子发生器(8)为小直径井下脉冲中子发生器，所述热中子探测器单元由四个热中子探测器构成，其分别为上端近源距热中子探测器(2)、上端远源距热中子探测器(3)、下端近源距热中子探测器(13)、下端远源距热中子探测器(14)，其中上端近源距热中子探测器(2)、上端远源距热中子探测器(3)顺次固定于脉冲中子发生器(8)的上端，下端近源距热中子探测器(13)、下端远源距热中子探测器(14)顺次固定于脉冲中子发生器(8)的下端。

2、根据权利要求1所述的一种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪，其特征在于：上端近源距热中子探测器(2)与脉冲中子发生器(8)中的中子管钛氚靶的源距范围为27厘米到57厘米，上端远源距热中子探测器(3)与脉冲中子发生器(8)中的中子管钛氚靶的源距范围为47厘米到77厘米，下端近源距热中子探测器(13)与脉冲中子发生器(8)中的中子管钛氚靶的源距范围为27厘米到57厘米，下端远源距热中子探测器(14)与脉冲中子发生器(8)中的中子管钛氚靶的源距范围为47厘米到77厘米。

说明书全文

技术领域：

本实用新型涉及一种应用于矿场地球物理领域中的测井仪器，具体地说，是涉及一种利用中子与地层物质相互作用的原理进行测井的 四中子—中子探测器脉冲中子测井仪。

背景技术：

脉冲中子探测器测井仪主要应用于地层参数中子测井中。脉冲中子测井主要反映地层的各种元素含量，在孔隙性地层，它可以间接地确定地层的含油饱和度、含水饱和度、孔隙度，当与其它测井方法一起综合分析使用时，脉冲中子测井数据还可以帮助确定岩性、粘土含量等地层参数。目前，国外已经有了二中子—中子探测器脉冲中子测井仪，在测井技术领域中，该种二中子—中子探测器脉冲中子测井仪被简称为PNN测井仪，其主要用于在裸眼井与套管井内测量地层的热中子寿命与宏观俘获截面，而后求得地层含水饱和度进而获得地层含油饱和度。这种PNN测井仪的主要结构特点是在具有中子管的常规脉冲子发生器的下端放置两个热中子探测器，一个为近源距探测器，一个为远源距探测器。使用这种测井仪器进行测井存在的问题是：该种测井仪器一次下井只能获得两组地层物质测井数据、信息量较少；此外，其一般不重复整个测量井段，因此放射性统计起伏误差大，测量精度相对较低。

实用新型内容：

为了克服现有的两中子—中子探测器脉冲中子测井仪一次下井只能获得两组地层物质测井数据、信息量较少的不足，本实用新型提供一种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪，该种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪具有一次下井可获得四组地层物质测井数据、信息量大且可减少放射性统计起伏误差、增强了测井曲线的重复性、提高了仪器的测量精度的特点。

本实用新型的技术方案是：该种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪，包括脉冲中子发生器、热中子探测器单元、脉冲信号控制单元以及热中子探测器信号检测及传输单元，其中所述脉冲中子发生器为小直径井下脉冲中子发生器，所述热中子探测器单元由四个热中子探测器构成，其分别为上端近源距热中子探测器、上端远源距热中子探测器、下端近源距热中子探测器、下端远源距热中子探测器，其中上端近源距热中子探测器、上端远源距热中子探测器顺次固定于脉冲中子发生器的上端，下端近源距热中子探测器、下端远源距热中子探测器顺次固定于脉冲中子发生器的下端。

脉冲信号控制单元以及热中子探测器信号检测及传输单元均为常规脉冲中子测井仪器中所使用的通用设计方案。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案的四中子—中子探测器脉冲中子测井仪以小直径井下脉冲中子发生器代替了现有技术中的常规大直径脉冲中子发生器使得测井仪中的有效工作空间被释放，进而使得可以在脉冲中子发生器的两端各放置两个热中子探测器；由于本技术方案中在脉冲中子发生器的两端各有两个热中子探测器，这样一次下井可以获得四组地层物质的测井信息，使之较原有的两中子—中子探测器脉冲中子测井仪所获取的信息量增加了一倍，减小了放射性统计起伏误差；此外，四组测井数据曲线可以相互印证，增强了测井曲线的重复性与可靠性，最终使得中子探测器测井仪的测量精度被大大提高。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构剖视图。

图中1-热中子探测器固定架，2-上端近源距热中子探测器，3- 上端远源距热中子探测器，4-聚酰氩氨密封堵头，5-承压块，6-氟橡胶密封圈，7-引线密封塞，8-脉冲中子发生器，9-高压绝缘管，10- 承压薄壁管，11-带充气嘴的聚酰氩氨密封堵头，12-汽车轮胎充气嘴， 13-下端近源距热中子探测器，14-下端远源距热中子探测器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，该种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪，主要包括脉冲中子发生器8、热中子探测器单元、脉冲信号控制单元以及热中子探测器信号检测及传输单元，其中脉冲信号控制单元以及热中子探测器信号检测及传输单元采用PNN测井仪所使用的具有相同工作原理的类似的电路板，只是多增加了一套电路板以供增加的两个热中子探测器使用。

本种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪的特殊之处在于所述脉冲中子发生器8为小直径井下脉冲中子发生器，即由01277392.1 号专利所提供的小直径井下脉冲中子发生器，较之PNN测井仪，本种测井仪以小直径井下脉冲中子发生器代替了现有技术中的常规大直径脉冲中子发生器使得测井仪中的有效工作空间被释放，进而使得可以在脉冲中子发生器的两端各放置两个热中子探测器。

上文所述的热中子探测器单元由四个热中子探测器构成，其分别为上端近源距热中子探测器2、上端远源距热中子探测器3、下端近源距热中子探测器13、下端远源距热中子探测器14，其中上端近源距热中子探测器2、上端远源距热中子探测器3依次固定于脉冲中子发生器8的上端，下端近源距热中子探测器13、下端远源距热中子探测器14依次固定于脉冲中子发生器8的下端，在这里所谓脉冲中子发生器8的上、下端即是将靠近中子管钛氚靶端称为下端而将离中子管钛氚靶端较远的一端称为上端。

由于热中子探测器必须在距离中子源一定的范围内方能正常工作，经过多次实验证明，可以得出本技术方案中较佳的源距范围值，即上端近源距热中子探测器2与脉冲中子发生器8中的中子管钛氚靶的源距范围为27厘米到57厘米，上端远源距热中子探测器3与脉冲中子发生器8中的中子管钛氚靶的源距范围为47厘米到77厘米，下端近源距热中子探测器13与脉冲中子发生器8中的中子管钛氚靶的源距范围为27厘米到57厘米，下端远源距热中子探测器14与脉冲中子发生器8中的中子管钛氚靶的源距为源距范围为47厘米到77厘米。

在本技术方案中，热中子探测器可以选用He3计数管也可以选用锂玻璃闪烁探测器，但后者对伽玛射线的反应极小，因此应当为首选。小直径脉冲中子发生器的内部要充满六氟化硫绝缘气体，其两端分别安装有聚酰氩氨密封堵头4、带充气嘴的聚酰氩氨密封堵头11，这两个密封堵头采用聚酰氩氨的目的在于以聚酰氩氨作为中子减速剂，以防止由中子管钛氚靶所发射出的中子直接照射到热中子探测器上。

实际安装时，热中子探测器被固定于如图中所示的热中子探测器固定架1上，承压块5通过M3螺丝分别将聚酰氩氨密封堵头4、带充气嘴的聚酰氩氨密封堵头11固定于承压薄壁管10上，承压薄壁管 10要选择可以承受10至20个大气压的管材。在聚酰氩氨密封堵头4、带充气嘴的聚酰氩氨密封堵头11以及引线密封塞7、汽车轮胎充气嘴12上均安装有氟橡胶密封圈6，该种氟橡胶密封圈可以耐受150 摄氏度的高温。小直径脉冲中子发生器中的中子管离子源阳极、阴极、灯丝上的四根供电导线由引线密封塞7引出，在中子管离子源阳极上加2400伏脉冲电压，阴极接地，灯丝加适量电压后，放出适量氘气，阳极2400伏电压把氘气电离成正负离子，其靶极上加120千伏高压，使产生氘氚反应，放射出14.1Mev的快中子，高压绝缘管9的作用在于保证整个测井仪器的高压绝缘性。120千伏高压倍加器变压器引线及倍加器地线由带充气嘴的聚酰氩氨密封堵头11上的密封引线塞引出，该聚酰氩氨密封堵头11上的汽车轮胎充气嘴12的作用在于对中子发生器内部的六氟化硫绝缘气体进行充放。

利用本种四中子—中子探测器脉冲中子测井仪进行测井时，通过测井电缆把该仪器下放到井底，测井绞车以120米/小时的均匀速度上提该仪器，地面仪器车上的显示屏幕上则显示出四组探测器—中子时间谱，井下仪器每0.8秒向上传输一次数据，由四组探测器的中子—时间谱，根据预设的计算程序即可进行处理，如此操作，仪器一次下井可以通过四个热中子探测器获得四组地层物质的测井信息，使之较原有的两中子—中子探测器脉冲中子测井仪所获取的信息量增加了一倍，减小了放射性统计起伏误差；此外，这四组测井数据曲线可以相互印证，增强了测井曲线的重复性与可靠性，最终使得中子探测器测井仪的测量精度被大大提高。

标题	发布/更新时间	阅读量
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快中子治疗的硼中子捕获增强作用-专利编号CN1154073A	2020-05-13	142
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一种中子准直器-专利编号CN105845190A	2020-05-11	389
一种中子准直器-专利编号CN105845190B	2020-05-12	973
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中子探测器-专利编号CN204945390U	2020-05-13	277

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