Способ измерения спектра при гамма-каротаже

 

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при радиоактивном каротаже. Целью изобретения является упрощение способа . Для этого электрические импульсы с блока детектирования формируют в прямоугольные импульсы с равной амплитудой и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого излучения . Сформированные прямоугольные импульсы подают в каротажный .кабель для передачи на поверхность и одновременного преобразования их в импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии регистрируемого излучения . 5 ил. с (Л со 4 СО сл 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (П) (51) 5 С О1 У 5/04

6 " ЯЮ3

1Н1 i!!-" Е ь НД, Иг -" ) : - .-, с, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.03.90. Бюл. В 11 (21) 3897925/22-25 (22) 17.05.85 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (72) Ф.А.Куриленко, В.В.Ильченко и П.Н.Щедринов (53) 550.835(088.8) (56) Брагин А.А. Состояние и перспективы развития спектрометрической аппаратуры для геофизических исследований. Сб. Отбор и передача информации.

Киев, Наукова Думка, 1970, Ф 26.

Ларионов В.В. Радиометрия сквавян, M. Недра, 1969, с. 294-299. (54) -СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРА ПРИ

ГАММА-КАРОТАЖЕ . (57) Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при радиоактивном каротаае. Целью изобретения является упроа(ение способа. Для этого электрические импульсы с блока детектирования формируют в прямоугольные импульсы с равной амплитудой и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого излучения. Сформированные прямоугольные импульсы подают в каротааный кабель для передачи на поверхность и одновременного преобразования их в импульсы с амплитудой, пропорциональ- а ной энергии регистрируемого излучения. 5 ил.

538

1349

Изобретение относится к области ,геофизических исследований скважин и может быть использовано при радиоактивном каротаже в том числе сверхс В

5 глубоких скважин.

Цель изобретения — упрощение способа иэмерення спектра путем исключения амплитудно-временного преобразования. 10

На фиг. 1 приведена зависимость длительности Т импульсов, f, поступающих с блока детектирова ния от энергии Е регистрируемого гамма-излучения; »а фиг. 2 — форма напряжения »а выходе интегрирующей цепи; на фиг. 3 - зависимость амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля от длительности импульсов, поступающих в кабель; на фиг. 4 представлен спектр гамма-излучения, полученньж со сцинтилляционного блока детектирования; на фиг. 5 — спектр, переданный по кабелю.

Способ осуществляется следующим об-25 разом.

На нагрузке ФЭУ в результате регистрации гамма-излучения получаются электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии регист- З0 рируемого гамма-излучения. Форма импульсов может быть описана выражением

A(g) =$1. (1- ""о ),- /" ч где A(t) — амплитуда напряжения на аноде ФЭУ в зависимости от времени, Š— энергия гамма-излучения, зарегистрированного в сцинтилляторе; 40

t - -текущее время от момента поглощения гамма-кванта в сцинтилляторе; — постоянная времени высвечивания сцинтиллятора; 45 .„ — постоянная времени анодной нагрузки ФЭУ.

При этом длительность импульсов Т; при рассмотрении на каком-либо уровне U; пропорциональна энергии регист- 50 рируемого гамма-излучения Е;.

На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость в диапазоне энергий гамма-излучений 0,6-2,8 МэВ. Определение длительности информационных им- 55 пульсов на фиксированном энергетическом уровне U, установленном вьппе уровня помех, позволяет формировать нормализованные по амплитуде прямоугольные импульсы, имеющие длительность, пропорциональную энергии регистрируемого излучения, исключая процесс амплитудно-временного преобразования исходных импульсов. Нормализованные прямоугольные импульсы подают в каротажный кабель, который можно рассматривать как распределенную интегрирующую цепь. Прямоугольные импульсы прн прохождении через интегрирующую цепь преобразуются.

На фиг. 2 показана форма напряжения на выходе интегрирующей цепи при подаче на ее вход прямоугольного импульса с амплитудой, равной условной единице, для различных отношений постоянной времени цепи к длительности импульсов Т;. При и /Т; >0,2 наблюдается пропорциональная зависимость проинтегрированных импульсов А от длиI тельности исходных T (фиг.3).

На фиг. 3 приведена зависимость

А, =f(T,) для реального каротажного кабеля с =30 мкс, которая в области значений Т =1-10 мкс практически линейна.

Импульсы, поступающие со сцинтилляционного блока детектирования (СБД), с помощью амплитудного дискриминатора (АД), выполненного по схеме триггера Шмидта, отделяются от помех г преобразуются в импульсы равной амплитуды и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого излучения.

Выходной каскад (ВК), работающий в ключевом режиме, обеспечивает передачу импульсной информации по каротажному кабелю на поверхность к анализирующему блоку (АИ) и регистратору ЦПУ.

Питание схемы скважинного прибора осуществляется с поверхности блоком питания (bII), высокое напряжение на

СБД поступает с блока высокого напрякения (БВН). СБД изготовлен на осно-. ве сцинтиллятора NaJ(Te) (40 х 80) и фотоэлектронного умножителя ФЭУ74А, в качестве АИ использован амплитудный анализатор импульсов АИ256, а в качестве линии связи » одножильный каротажный кабель.

С помощью такого устройства проведены исследования по передаче спектра натрий-24, цезий-137, кобальт-60 по каротажному кабелю.

На фиг. 4 изображен спектр гаммаизлучения, полученный с СБД, наблю1349538 з даются: пик 0,661 ИэВ (цезий), пики

1,37 и 2,75 ИэВ (натрий-24} и два пика образования пар 1,73 и 2,24 ИэВ.

Спектр гамма-излучения (фиг.5), переданный по кабелю описанным выше спс-собом, содержит те же характерные пики. Полученный спектр (фиг,5) не содержит мягкой составляющей, которая "вырезается" иэ спектра АД и, 1п следовательно, не передается по кабелю и не загружает линию связи. Влияние реперного сигнала (используется для стабилизации энергетической шкалы) на исследуемый спектр оценивалось 15 при загрузках измерительной линии превышающих ожидаемые: интенсивность загрузки от реперного источника цезий-137 900 имп/с.

Способ измерения спектра позволяет исключить энергетически невыгодные линейные режимы преобразования сигнала, а также амплитудно-временное преобразование. Становится возможным построение простой схемы скважинного 25 прибора, реализующей описанный способ, на элементах, работающих в экономичном ключевом режиме, что очень важно при исполнении схемы скважинного прибора на полупроводниковых элементах 30 с последующим размещением в термостатирующем сосуде.

Формирование импульсов различной амплитуды пропорциональной энергии регистрируемого излучения, происходящее на кабеле, дает воэможность использовать в качестве наземного анализирующего устройства обычные амплитудные анализаторы импульсов. формула и э о б р е т е н и я

Способ измерения спектра при гамма-каротаже, включающий преобразование блоком детектирования энергии гамма-излучения в электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии регистрируемого гаммаизлучения, последующее их формирование и передачу по каротажному кабелю к наземным блокам, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения способа, определяют длительность электрических импульсов, поступающих с блока детектирования на фиксирован ном энергетическом уровне, установленном выше уровня помех, формируют прямоугольные импульсы с этой длительностью и равной амплитудой, дают сформированные таким образом прямоугольные импульсы в каротажный ка> бель, регистрируют амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля °

1349538 иг». т,о

7i åñ

4000

N00

М00

4D0

1000

Составитель А.Торопова

Редактор Т.Рыбалова Техред Jl.Ñåðäþêoâà Корректор M.Ìàêñèìèmèíåö

Тираж 407 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 997

Производственно-полиграфическое лредприятие, r.увгород, ул.Проектная, 4

0 yD 80 1И 1И 100 НвнЕР

КОНОМ

Фиг. 4

Юлиан. Ы

ЯЯУ

Ж 80 аЭ 1И 00 ИОНВФ

ЯОИМО

Фнв. 3