[發(fā)明專利]脈沖中子流量計(jì)測(cè)量非牛頓流體流量的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00123196.0
• 申請(qǐng)日: 2000-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1305094A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王建民;肖培琛;姜亦忠;馬慶成;李劍浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大慶石油管理局測(cè)井公司
• 主分類號(hào): G01F1/704
• 分類號(hào): G01F1/704;G01F1/708
• 代理公司: 黑龍江省專利服務(wù)中心
• 代理人: 李云霞

1、脈沖中子流量計(jì)測(cè)量非牛頓流體流量的方法，其特征在于該方法是用脈沖中子流量計(jì)測(cè)量非牛頓流體，通過(guò)測(cè)量非牛頓流體中水分子中的氧元素，測(cè)量水流的速度，間接測(cè)量出非牛頓流體的流速，測(cè)量過(guò)程是中子發(fā)生器發(fā)射中子，使井筒內(nèi)的水或水溶液中的氧元素活化，氧活化具有放射性，放出6.13Mev的γ射線，如果水流動(dòng)，γ射線探測(cè)器就可以測(cè)出水的流動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而測(cè)出水的流速；

當(dāng)快中子與水溶液中的氧元素發(fā)生作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生(n,p)反應(yīng)，¹⁶O(n,p)¹⁶N反應(yīng)屬于發(fā)射質(zhì)子的反應(yīng)，生成的放射性¹⁶₇N核經(jīng)β^-衰變后變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的¹⁶₈O核，然后¹⁶O的激發(fā)態(tài)核又通過(guò)發(fā)射6.13Mev的伽瑪射線回到基態(tài)；活化閾能10.2Mev，特征γ射線能量6.13Mev，半衰期7.13s；

測(cè)量方法是，采用一個(gè)較短的活化期(1-10s)，選擇一個(gè)較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)采集期(一般為60s)進(jìn)行活化測(cè)量，中子源至探測(cè)器的距離L是已知的，通過(guò)測(cè)量活化水從中子源被活化，流到探測(cè)器被探測(cè)的時(shí)間t，根據(jù)公式：V=l/t t = ∫ f ( t ) tdt ∫ f ( t ) dt ]]>

計(jì)算出流體的速度V。

2、權(quán)利要求1所述脈沖中子流量計(jì)，其特征是該流量計(jì)由中子發(fā)射部分、γ射線接收部分、電源供給部分組成，中子發(fā)射部分由中子管(7)、高壓倍加器(4)組成，裝在絕緣筒(5)內(nèi)；接收部分由探測(cè)器(8)、前置放大器(9)、探測(cè)器高壓變換器(11)、數(shù)據(jù)采集板(10)組成，通過(guò)四芯滑環(huán)(6)與中子發(fā)射部分連接；電源供給部分由三芯滑環(huán)(1)、直流變換器(2)組成，三芯滑環(huán)上部與測(cè)井電纜連接，下部與直流變換器連接，直流變換器提供中子發(fā)射部分和γ射線接收部分所需電源，整個(gè)儀器裝在外殼體(3)內(nèi)。

3、根據(jù)權(quán)利要求2所述脈沖中子流量計(jì)，其特征在于，探測(cè)器(8)的數(shù)量大于等于1均可，探測(cè)器(8)與中子管(7)的距離大于50cm。

4、根據(jù)權(quán)利要求2所述脈沖中子流量計(jì)，其特征在于流量計(jì)分為上水流儀器和下水流儀器，下水流儀器的三芯滑環(huán)(1)上部分與測(cè)井電纜連接，下部分與直流變換器(2)相連接，高壓倍加器(4)和中子管(7)連在一起，裝在絕緣筒(5)內(nèi)，通過(guò)四芯滑環(huán)(6)與探測(cè)器(8)相連，探測(cè)器(8)分別為(8-1)、(8-2)、(8-3)、(8-4)，分布在距中子管(7)中點(diǎn)的距離61cm、102cm、142cm、183cm，在探測(cè)器(8-1)和(8-2)、(8-3)、(8-4)的中間放置了前置放大器(9)，在探測(cè)器(8-2)和(8-3)之間放置了數(shù)據(jù)采集板(10)，在儀器的后部有探測(cè)器高壓變換器(11)和接箍器(12)，所有部件安裝在殼體(3)內(nèi)；

上水流儀器的排列順序?yàn)椋净h(huán)(1)、直流變換器(2)、接箍器(12)、探測(cè)器高壓變換器(11)、探測(cè)器(8)分布的順序?yàn)?8-4)、(8-3)、(8-2)、(8-1)，在探測(cè)器之間放置前置放大器(9)和數(shù)據(jù)采集板(10)，然后通過(guò)四芯滑環(huán)(6)和中子管(7)相連，最后是高壓倍加器(4)，中子管(7)和高壓倍加器(4)裝在絕緣筒(5)內(nèi)，所有部件裝在儀器外殼體(3)內(nèi)。

5、根據(jù)權(quán)利要求2所述脈沖中子流量計(jì)，其特征在于電路結(jié)構(gòu)為，三芯滑環(huán)(1)與三芯電纜連接，分別用做2個(gè)100V直流供電和1個(gè)數(shù)據(jù)傳輸，纜芯(1)供100V直流電源通過(guò)直流變換器(2)輸入高壓倍加器(4)，高壓倍加器(4)輸出與中子管(7)連接，高壓倍加器(4)把100V直流電變換成120KV高壓供給中子管纜芯(2)供100V直流送入直流變換器(2)，變換出+5V、+15V電源，分別供給數(shù)據(jù)采集板(10)、探測(cè)器高壓變換器(11)和前置放大器(9)，同時(shí)變換出+3V電源提供給中子管7；100V電源給陽(yáng)極脈沖產(chǎn)生器，在數(shù)據(jù)采集板的控制下，變換出2500V陽(yáng)極脈沖，控制中子管的定時(shí)發(fā)射，中子管在陽(yáng)極脈沖的控制下發(fā)射中子，發(fā)射時(shí)間為1-10s；探測(cè)器高壓變換器(11)為探測(cè)器(8)提供900V高壓，探測(cè)器(8)通過(guò)接收伽瑪信號(hào)，將探測(cè)器伽瑪信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)過(guò)前置放大器(9)放大，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集板(10)進(jìn)行計(jì)算，數(shù)據(jù)采集板定時(shí)采集4個(gè)探測(cè)器的計(jì)數(shù)，同時(shí)采集接箍器(12)的接箍信號(hào)，經(jīng)過(guò)予處理，通過(guò)纜芯(3)傳輸?shù)降孛嫦到y(tǒng)，同時(shí)數(shù)據(jù)采集板(10)接收地面系統(tǒng)傳送的命令，產(chǎn)生陽(yáng)極脈沖控制信號(hào)，控制中子管的發(fā)射時(shí)間和發(fā)射頻率。