Зондовое устройство для рентгено-радиометрического каротажа горизонтальных скважин

 

о и и :е .

ИЗОБРЕТЕНИЯ,rlri 695296

Союс Советскик

Социалистических

Республик

4 к (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.02.78 (21) 2579229/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.07.82, Бюллетень ¹ 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) М. Кл.з

G 01Ч 5/12

Государствеииый комитет (53) УДК 550.835 (088.8) по делам иэобретеиий и открытий (72) Автор изобретения

В. А, Литвиненко (71) Заявитель (54) ЗОНДOBOE УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ

СКВАЖИН

Изобретение относится к ядерно-геофизическим методам поисков и разведки полезных ископаемых, конкретно-рентгенорадиометрического каротажа (РРК).

Известны зондовые устройства скважинных приборов для РРК скважин (1).

Наиболее близким по технической сущности является зондовое устройство, содержащее источник гамма-квантов, детектор, экран из псевдосплава вольфрама, мишень (21.

Это зондовое устройство жестко соединено с корпусом скважинного прибора и позволяет исследовать всю поверхность скважины, при этом не исключаются влияния некоторых отрицательных факторов на результаты РРК. На результаты

РРК большое влияние оказывает зашламованность скважин, одним из способов уменьшения которой является качественная промывка. Однако сравнение результатов РРК с данными кернового опробования показали, что просле промывки в сква>кинах с рудными интервалами, обогащенными касситеритом, по результатам РРК с ранее применяемыми зондовыми устройствами, как правило, наблюдается завышение содержаний олова.

По-видимому, при бурении происходит избирательное выкрашивание касситерита, который при промывке рассредотачивается по стволу скважины и задерживается всевозможными неровностями. Кроме того, после промывки в кавернах нижней полусферы скважины скапливается вода, вно. сящая свои погрешности в результаты РРК.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет влияния мешающего фактора рассредотачивания касситерита по стволу скважины в процессе промывки, а также влияния каверн, заполненных водой, и зашламованности скважины на результаты РРК.

Указанная цель достигается снабжением известного зондового устройства дополнительным свинцовым экраном, выполненным в виде полого полуцилиндра, который соединен одним своим торцом с первым экраном, а вторым с наружным кольцом подшипника, закрепленного на держателе источника, что позволяет исследовать верхнюю полусферу скважины, независимо от ориентации корпуса скважпнного прибора.

На черте>ке изображено предлагаемое зондовое устройство.

Экран псевдосплава вольфрама 1, на который нанесена мишень 2 из окиси самария и дополнительный свинцовый экран 3 жестко насажены на шарикоподшипник 4, закрепленный на держателе источника 5, На держателе источника закреплена пуля

6 из псевдосплава вольфрама, которая обеспечивает направленное облучение самариевой мишени излучением источника 7 америций-241 (Am). В пуле предусмотрены два отверстия 8, через которые облучается исследуемая среда прямым излучением от источника Am. Держатель источника с помощью резьбы закреплен на общем держателе зондового устройства 9. Последний io соединен с корпусом скважинного прибора

10. Свинцовый экран 11 обеспечивает направленную регистрацию детектором 12 гамма-KBaHtoB с определенного участка исследуемой среды. Детектор состоит из д фотоэлектронного умножителя ФЭУ-85 сочлененного с тонким кристаллом NaJ (Tl).

Для свободного прохождения мягких гамма-квантов в зондовом устройстве предусмотрено бериллиевое окно 13. 20

Под действием силы тяжести дополнительного свинцового экрана 3, экран 1 с самариевой мишенью 2, вращаясь на шарикоподшипниках 4, постоянно смотрит па верхнюю полусферу скважины, независимо от ориентации корпуса скважинного прибора.

Таким образом, с помощью предлагаемого зондового устройства исследуется верхняя полусфера скважины, что исключает влияния мешающих факторов рассредотачивания касситерита по стволу скважины в процессе промывки и каверн заполненных водой, а также уменьшает влияние ее зашламованности на результаты РРК.

В предлагаемом зондовом устройстве скважинного прибора реализована геометрия измерений, близкая к геометрии обратного рассеяния (угол рассеяния 140 ).

Исследуемая верхняя полусфера скважины облучается двумя потоками излучения с разной энергией фотонов. Поток излучения с меньшей энергией фотонов обеспечивает эффективное возбуждение характеристического излучения олова, а поток фотонов с большей энергией служит для создания рассеянного излучения, используемого в качестве стандарта — фона, Применение двух потоков первичного излучения позволяет свести до минимума влияния абсорбционных свойств исследуемой среды, а измерение в геометрии обратного рассеяния обеспечивает слабую зависимость величины измеряемого спектрального отношения от зазора между зондом и верхней полусферой скважины до 50 — 60 мм.

Для облучения исследуемой среды двумя потоками фотонов применен источник 4 Am, излучение которого используется одновременно для формирования потока с большей энергией фотонов и для облучения мишени, излучение которой обеспечивает эффективное возбуждение флуоресценции

К-серии олова.

Применение зондового устройства для

РРК горизонтальных скважин позволяет значительно повысить качество и надежность получаемых результатов; исключить влияние последствий промывки скважины (рассредотачивания касситерита по стволу скважины) на результаты РРК; уменьшить непроизводительные потери времени на повторный каротаж, направленный на выяснение результатов по зашламованности и обводненным участкам скважины.

Изобретение может быть применено и для каротажа скважин на другие (в особенности тяжелые) элементы.

Формула изобретения

Зондовое устройство для рентгено-радиометрического кар от аж а горизонтальных скважин, содержащее закрепленный на держателе источник гамма-квантов, детектор и расположенный между источником гамма-квантов и детектором экран с мишенью, нанесенной на поверхности экрана, обращенной к источнику, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен дополнительный свинцовый экран, выполненный в виде полого полуцилиндра, который соединен одним своим торцом с первым экраном, а вторым — с наружным кольцом подшипника, закрепленного на держателе источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Арцыбашев В. А. Ядерно-геофизическая разведка. М., Атомиздат, 1972, с. 120 — 122.

2. Филиппов E. М, Ядерная геофизика, т. 1, «Наука», Новосибирск, 1973, с. 318—

319 (прототип).

695296

Составитель А. Чепруновй

Техред А. Камышникова Корректор Т. Трушкйна

Редактор Л, Письман

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1018/5 Изд. № 183 Тираж 719 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5