Способ проведения импульсного нейтронного каротажа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских республик

gati (61) Дополнительное к авт. свид-.ву (22) Заявлено09.08.7 3 (21) 1950641/26-2

00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано25.04.76. Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 12 08 (72) Авторы изобретения

Q. ф. Беспалов, А. А. Дылюк и В. Н. Дыдычкин (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохймии (54) СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО НЕЙТРОННОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к ядерной геофизике„ предложенный способ может быть ис йользован для проведения имйульсного нейг3 ,ронного каротажа.

Известные способы проведения импульсного g нейтронного каротажа состоят в облучении

1 орны х пород в скважине импульсами быстрых нейтронов с последуюшей регистрацией спадаюшей интенсивности тепловых и над ,тепловых нейтронов и гамма-квантов. l При 10 ,:ýòîì измерения начинают спустя некоторый

» промежуток времени (время задержки) пос

»»ле импульса нейтронов.

При этом информативность импульсного

»нейтронного каротажа сушественно повышае11б

»; ся с расширением диапазона исследуемых

»»потоков измерений и соответствуюших вре1»

»мен задержки .

Известные способы расширения диапазо-. на измерения аппаратуры нейтронного карол 20

:тажа состоят в увеличении интенсивности источников быстрых нейтронов, в соответст-. вуюшем подборе величины и закона изменения

I эффективности регистрации детекторов вторичных излучений и в повышении и1х избиратель 5

2 ности путем экранирования от мешаюших и:-Емерений. В аппаратуре импульсного нейтронного каротажа (ИНК) эти пути нашли свое вь ражение в сушествейном увеличении нейтронного выхода скважинных генераторов нейтронов (СГН) типа ИГН-1-1 ° 10-7, ИГН-4-1 ° 107

-7

»ИГН65.10 н/сек и эфрективности реги- страции применяемых» детекторов, (СНМ1 7, CHM 18 - 807), Однако дальнейшее расши. рение диапазона измерения указанными способами) ограничилось из-эа малой пропускной способнобти сушествуюших типов каротажных . кабелей, мертвое время! которых трудно сделать менее 5 10 мксек. Для преодоления трудностей, связанных с низким времен йым разрешением кабеля, был, в частности, предложен способ измерения и передачи по каротажному кабелю временйъ х спект ров, исследуемых при импульсном нейтрон4нейтронном каротаже. По этому способу с

» целью разгрузки каротажного кабеля как ка

I ! нала связи; эффективность счега тепловых

»

» нейтронов в регистрируюшем блоке» скважи

1ного снаряда регулируют таким образом, что

486709

3. бы минимальная эффективность соответствовала по времени максимальным потокам тепловых иейтронов через детектор, в максимальная эффективность минимальным пото кам. При этом закон изменения эффективно сти задают заранее соответствующим управ пением порогом дискриминации амплитудно- . но дискриминатора при постоянных напряг

:нии нв детекторе и коэффициенте усиления усилителя ймпульсов счета либо путем изб менения коэффициента усиления усилителя или коэффициента газового усилителя пропорционального счетчика нейтронов модуля цией по закону напряжения питания детек-: тора.

Однако эти способы управления эффектив, ностью регистрации отличаются трудностью их, .реализации в скважинном приборе аппара» туры ИНК, С одной стороны, это ..обу.ловлено противоречием между малым временным,.

/ интервалом измерения спада потоков излучений (несколько. миллисекунд) н инерционностью объектов ущавления (источника высоковольтного питаниядетектора, усилителя и дискриминатора), а с другой - непостоян;стаом скважинных условий измерений и, в,,частности, значительными колебаниями тем= первтуры окружающей среды (от 20 до

120 С и выше) и величичы напряжения питающей сети, которые могут заметно превы шать заданные пределы изменения (+10 и .

15% от номинала).

В результате действий указанных факторов возникают трудноучитываемые (и даже не поддающиеся контролю) отклонения фактического закона изменения эффективности регистрации от заданного, вносящие существенную погрешность в результаты измерений.

Белью изобретения является расширение диапазона измерения при проведении импуль юного .каротажа, Сущность предложенного способа заключается в увеличении жфективности регистрации при спаде потока излучений путем последовательного подключения параллельно фруг к другу все большего числа детекто-! ров, начиная с детектора с минимальной эф фективностью и максимальным временным ! разрешением и кончая детекторами с наи«большей эффективностью.

Предлагаемый способ позволяет расшя-Я рить диапазон измерения до 10-1 — 10 ,н/сек, т, е. до 9 порядков, уже при испо,ь

:зоввнии многодетекторного устройства (муль тидетектора), состоящего из трех счетчиков с эффективностью регистр ции 0,01;

1 и 80 90%, разрешающим временем " 1

:мксек, собственным фоном 1 имп/сек и

« максимальной скоростью счета 1 0 имп сек.

При этом нижний предел измерения (0,1н/сек) принимается равным 5 — кратному фону {1 нмп/мин) детектора с максимальной эффективностью { " 100%), а верхний пре б дел (108 н/сек) определяется как частное от деления максимальной (из соображений допустимого процента просчетов) скорости . счета (104 имп/сек) на минимальную эффективность регистрации (0,01%). ОдноJQ временно воаюикает возможность повыше - .„ ния достоверности и точности результатов измерений, в частности, статической точности при малых величинах потоков из»лучений. Снижается влияние скважинных

1б условий измерений.

Предлагаемый способ позволяет исполь- зовать детекторы с различными принципа» ми действия, чувствительные к различным видам излучений, в частности детекторы тепловых нейтронов и гамма квантов. Последнее дает возможность применять пред-ложенный спссоб для проведения комплекса импульсного нейтрон-нейтронного и. импульсного нейтронного гамма-каротажа в идентичных условиях; одновременно IIpH одинаковой длине зондов; что еше больше повысит информативность и надежность результатов. Наконец использование выс окоэффективных детекторов нейтронов для экранировки детекторов гамма-"квантов позволит обеспечить работоспособность мультидетектора ! в мощных полях тепловых нейтронов, способствуя тем самым расширению его рабочего диапазоне, Нв фиг.1 показана схема устройства для . осуществления предлагаемого способе; на фиг, 2 — схема, поясняющая данный способ.

Устройство содержит детектор нейтронов

I, «) l

1 детектор гмма-квантов ", поглотитель нейтронов 3 и блок управления эффективностью регистрация 4.

Предлагаемый сйособ осуществляют следующим образом, Подбором значений питаюших напряжений, сопротивлений нагрузки, переходных емKGGTcA и пр. для каждого де» тектора подбирают оптимальный рабочий ре» жим, который в течение всего времени измерений поддерживают посточнным. Сигналы с выхода детекторов 1 и 2 подают на входы усилителей, а с выходов последнихна соответствующие входы блока 4 управления эффективностью регистрации. С помощью блока 4, представляющего собой, управляемый электронный коммутатор, по мере спа-да потока излучений последовательно подключают к общему выходу параллельно друг другу все большее число выходов детекто- ров, начиная со счетчиков с минимальной эффективностью и кончая счетчиками с мак

486709

5 симальной эффективностью (см фиг. 2), Подбором эффективности отдельных счетчиков, их числа и момента подключения по лучают любой закон изменения эффективно-.

- Ф/уC сти, например, Я() = y-e,гдето - 5 пЬстоянная времени спада плотности потока ,излучений.

Истинная форма спада во времени плоч ности и потока излучений (временной спектр) находится иэ соотношения: 10

rn (b)

e(t) = ) () где rn (t ) - измеренный временной спек+

g (g ) - закон изменения эффективно- - l5 сти регистрации во времени;, Расширение диапазона измерения дости, гают применением при больших значениях потоков излучений детекторов с эффектив ностью регистрации (0,01%) примерно на четыре порядка ниже эффективности регистиации (907) детекторов, работающих ,при малых значениях потоков, которые к

:тому же включают по нескольку штук в па-! раппепь. Последнее дает воэможность испол эовать высокоэффективные детекторы нейт ронов дпя экранировки детекторов гамма. квантов от мошных потоков тепловых нейтро нов. Для этого детекторы нейтронов раэме шают вокруг : детекторов гамма-квантов вплотную друг другу, образуя иэ них надежный экран от полей тепловых нейтронов (фиг. 1).

Применением высокоэффективных длинных гелиевых счетчиков типа СНМ-17, СНМ-18 ,".и других обеспечивают высокую степень экраL . нировки.

Экранируюшие детекторы нейтронов мо гут подключать с помощью блока 4 как все щ ,сразу, так и поспедоватепьно по одному. В, последнем случае вследствие. асимметрич-!.. ного расположения счетчиков относйтельно стенок скважины (например, в случае, ког да прибор лежит на станке) может наблю- 45 даться зависимость показаний прибора от ! гпа его поворота вокруг своей оси. Йпя ;Мскпючения этого явления в каждом такте

6 1

"измерений опрос высокоэффективности детек » ,торов начинают с детектора, соседнего по

:!отношению с опрошенному в предыдущем ;.такте. Другими словами, точка начапа опро

j ña непрерывно вращается по кругу. Детек (тор, с которого начинают считывание пока

"заний, могут также выбирать по случайно

",,му закону.

Работу блока угфавпения эффективности .регистра осуществляют либо по заранее за

;данной программе, которую, включают спуо (гя определенное время после импульса быстг рых нейтронов, либо путем управления с поверхности специальными импульсами.

Для получения идентичных усповий иэ мерений при проведении комплекса ИННК и ИНГК детекторы нейтронов и гамма-сваи тов располагают параллельно друг другу так, чтобы их середины были совмешены.

Ф ормупа иэ обретения

1. Способ проведения импульсного нейт

t ронного каротажа, состоящий в облучении .

I горных пород в скажине импульсами бйсъ- рых нейтронов с последующей регистрацией (спада потоков излучений тепловых и над-" ! тепповых нейтронов и гамма-квантов, о ч п и ч а ю ш и и с я тем, что, с цепью расширения диапазона измерения при про» ведении нейтронного каротажа, спадаюший поток излучений регистрируют путем регу . пирования эффективности детектируюшей системы последовательным подключением параллельно друг другу все большего чиопа диаметров, начиная с детектора с мини мапьной эффективностью и кончая детекта ром с максимапьной эффективностью регистр рации.

2. Способ по . 1, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения информативности, способа, нейтронного каротажа, им пульсный нейтрал raMMa и нейтрон

;-нейтронный каротаж проводят одновреиен но и при одинаковой длине зондов, дпя чего детекторы нейтронов и гамма-квантов pao- полагают параллельно друг другу так, что бы их середины были совмещены.

486709 — g6Y71WIMp ИМИИ-М и о(Фиг 1 ие I/ 3 Ц )й@ и в

Фи8. Я

Составитель Я,Двци в

Редактор Н.БелавскаЯ Гехред 1.КУРилко КОРРектоР Т.ГРевцова

Изд. PL(($ Q ГнРа к 690

Подписное

Ф

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, 113035, Раушская наб,, 4

Заказ 55 $4

nnra nn юг r... д1

-Атман иаараеФ © — анне mess нирррищ