Скважинный радиометр
Скважинный радиометр, состоящий из скважинного прибора с детектором ионизирующего излучения, соединенным кабелем с наземной панелью, содержащий схему обработки информации, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, в наземную панель введен лазер, а в скважинном приборе детектор ионизирующего излучения выполнен в виде катушки из волоконного световода, кабель содержит два световода, причем лазер через один из световодов подключен к входу катушки, выход которой через другой световод подключен к схеме обработки.
Изобретение относится к области геофизического приборостроения и может быть использовано при исследованиях скважин ядерно-геофизическими методами. Известна радиометрическая аппаратура для исследований скважин, регистрирующая ионизирующее излучение горных пород, например СГС-1. Аппаратура состоит из спускаемого скважинного прибора и наземного блока. В скважинном приборе расположены детекторы, система усиления и преобразования импульсов детектора, а также система высоковольтного питания детектора. Наземный блок представляет собой амплитудный анализатор с устройством автоматизированной обработки и выводными устройствами [1] Размещение в скважинном приборе активных элементов и электронных схем снижает его надежность и ограничивает температурный диапазон применения в случае использования полупроводниковой техники до 80-120o С. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинный радиометр, например ПРКС-2 [2] Он состоит из скважинного прибора, связанного кабелем с наземной панелью, содержащую блок обработки информации. В скважинном приборе расположены детектор излучения и ФЭУ, блок питания ФЭУ, эмиттерный повторитель и усилитель, а также выходной каскад усиления мощности, подключенный к геофизическому кабелю. В наземном пульте импульсы после усиления поступают на интегратор. Ток с выхода последнего регистрируется самописцем и одновременно подается на стрелочный индикатор. Однако создание высокостабильных и точных электрометрических усилителей, работающих в скважинных условиях, является сложной задачей. Скважинный прибор, включающий такие усилители, без дополнительных его усложнений нельзя использовать при исследованиях глубоких скважин (3-5 км), где температура превышает 100o С. Целью изобретения является увеличение надежности, упрощение скважинного прибора и повышение его термоустойчивости. Поставленная цель достигается тем, что в скважинном радиометре, состоящем из скважинного прибора с детектором ионизирующего излучения, соединенным кабелем с наземной панелью, содержащим схему обработки информации, в скважинном приборе детектор ионизирующего излучения выполнен в виде катушки из волоконного световода, кабель содержит два световода, причем лазер через один из световодов подключен к входу катушки, выход которой через другой световод подключен к схеме обработки. На чертеже представлена блок-схема, поясняющая работу радиометра. Радиометр содержит лазер 1, излучающий оптический сигнал во входной канал световода кабеля 2. В скважинном приборе 3 световод кабеля подсоединен ко входу катушки из волоконного световода 4, чувствительного к облучению. Ослабленный сигнал возвращается в наземную панель по второму световоду кабеля 2, где регистрируется фотодетектором 5. Усиленный сигнал фотодетектора подается на самописец 6. Пример. Волоконно-оптический детектор ионизирующего излучения скважинного радиометра представляет собой волоконный световод, намотанный в виде катушки, оба конца которого посредством оптических разъемов подсоединены к волоконным световодам оптического геофизического кабеля. Световод детектора имеет диаметр по внешней оболочке 250 мкс; потери на пропускание сигнала около 20 дБ/км на 
= 0,63 мкм выполнен из свинцового силикатного стекла с обеспечением его чувствительности к воздействию ионизирующего излучения около 10 дБ/км-рад (Si). Регистрация ионизирующего излучения осуществляется по изменению интенсивности проходящего по световоду оптического сигнала, возникающему вследствие появления центров окраски в материале световода под воздействием ионизирующего излучения. Катушка, намотанная из отрезка такого световода, длиной около 100 м, представляет собой цилиндр с радиусом основания 30 мм и длиной 100 мм и может находиться в зависимости от задач эксперимента либо внутри охранного кожуха скважинного прибора, либо при соответствующей изоляции световодов от воздействия бурового раствора, например заливкой эпоксидной смолой, снаружи его. В оптическом геофизическом кабеле используются световоды на основе кварцевого стекла (SiO2 + GeO2/SiO2) с полиамидным покрытием и потерями на пропускание сигнала 10 дБ/км на 0,63 мкм. Их чувствительность к воздействию ионизирующего излучения на два порядка ниже, чем у световода детектора. В предлагаемом скважинном радиометре в качестве источника оптического излучения используется гелий-неоновый лазер, работающий на длине волны 0,63 мкм с выходной оптической мощностью 5 мВт. В качестве источника может быть применен любой другой лазер, обеспечивающий ввод в световод около 1 мВт оптической мощности, например полупроводниковый лазер, излучающий на длине волны 0,82 мкм, в районе которой расположена одна из областей минимальных потерь на пропускание в используемых волоконных световодах. Такая вводимая мощность оптического сигнала обеспечивает его уверенный прием в наземной панели при использовании существующих фотодиодов и имеющихся потерь в световодах кабеля. Наличие в скважинном приборе радиометра катушки из волоконного световода, имеющего более высокие термостабильность (до 1000o С) и виброустойчивость, чем у существующих сцинтилляционных детекторов, обеспечивающее к тому же возможность исключения из скважинного прибора радиоэлектронных элементов, позволяет повысить надежность его работы. При этом повышение чувствительности предлагаемого радиометра к регистрируемой дозе излучения определяется лишь увеличением длины отрезка волоконного световода, намотанного на катушку.
Формула изобретения
Скважинный радиометр, состоящий из скважинного прибора с детектором ионизирующего излучения, соединенным кабелем с наземной панелью, содержащий схему обработки информации, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, в наземную панель введен лазер, а в скважинном приборе детектор ионизирующего излучения выполнен в виде катушки из волоконного световода, кабель содержит два световода, причем лазер через один из световодов подключен к входу катушки, выход которой через другой световод подключен к схеме обработки.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
