[發明專利]穩定用于輻射檢測器的光電倍增器的增益的方法和系統

有效

• 申請號: 200710138443.7
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101191839A
• 公開（公告）日: 2008-06-04
• 發明（設計）人: R·加多
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: G01V5/04
• 分類號: G01V5/04;G01T1/20;G01T1/202;G01T1/208;C30B15/00;C30B29/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;陳景峻

有關申請的交叉引用

不適用。

關于聯邦發起的研究或開發的聲明

不適用。

技術領域

本發明一般涉及用于測井工具的輻射檢測器的領域。更具體地說，本發明涉及穩定用于這些檢測器的光電倍增器的增益使得可精確確定檢測到的輻射的能量的系統和方法。

背景技術

輻射檢測器用在許多不同類型的測井工具中。測井工具一般是封裝在各種外殼外殼中的傳感器，使得外殼和所附傳感器可沿著穿透地表下地球形成物的井筒移動。相對于時間和/或深度的記錄由各種傳感器產生的測量結果組成，這些結果用于產生圖象或地表下形成物的某些物理參數的空間分布的其他表現形式。

技術上已知的用于測井工具的輻射檢測器包括閃爍檢測器。閃爍檢測器包含閃爍晶體，閃爍晶體由對一種或多種類型的輻射靈敏的光透明材料制成。一種對伽馬輻射靈敏的晶體由鉈-摻雜碘化鈉制成。其他閃爍晶體由諸如鍺酸鉍、硅酸釓或硅酸镥(lutetiumoxyorthosilicate)等材料制成。參照例如頒發給Menente等人并轉讓給本發明受讓人的5,660,627號美國專利。前述晶體材料當暴露給伽馬輻射時產生光閃爍。光閃爍的振幅對應于進入晶體的伽馬射線光子的能量。光電倍增器通常與晶體連接。光電倍增器包含當光照射陰極時釋放電子的光電陰極。一連串稱為倍增器電極的介入電極沿著陰極和陽極之間的電子路徑來部署。每個相繼的倍增器電極被保持在比前面倍增器電極更高的電壓上，而陽極被保持在最高電壓上。陰極釋放的電子被相繼的倍增器電極吸引，每次使相繼的倍增器電極針對每個輸入電子發出多個電子。等到電子“級聯”到達陽極時，響應輸入的光閃爍，可能會產生比最初由光電陰極釋放的電子多若干數量級的電子。結果是電脈沖在整個陽極上產生，其數量對應于輸入光脈沖的振幅，從而對應于進入晶體的伽馬光子的能量。

光電倍增器通常連接到測量由光電倍增器產生的每個脈沖振幅的電路。脈沖振幅和具有每個確定振幅的脈沖數量用于基于脈沖振幅對應于已知伽馬光子能量的假設來進行關于由測井工具估計的形成物特征的推論。通常，脈沖振幅測量電路分配“通道”給檢測到的落入預定范圍內的脈沖振幅。對于落入特定通道內的每個脈沖，對應于該通道的計數器遞增。因此，檢測到的輻射的頻譜可通過確定每個通道計數器所記的數量來確定。估計這些檢測到的輻射事件的實際能量需要相對于檢測到的輻射能級來校準通道。

技術上已知的是通過將能量參照引入晶體中來校準光電倍增器。例如，可使用少量銫-137作為校準源，因為它產生具有662千電子伏特(keV)能量的單頻伽馬射線。在輻射檢測器運行期間，技術上已知的是調整施加到光電倍增器的陽極和倍增器電極的電壓，使得將可歸因于從校準源產生的的伽馬光子的電壓脈沖維持在所選的測量脈沖振幅上。這種選擇值通常涉及由脈沖振幅測量電路分配給檢測到的電壓脈沖的“通道”。測井工具中的電路確定校準源能量峰值的通道，并調整施加到光電倍增器的電壓以將所確定的峰值維持在連續的通道的所選通道或“窗口”中。

發明內容

本發明的一個方面是控制施加到用在閃爍計數器輻射檢測器中的光電倍增器的電壓的方法。根據本發明該方面的方法包括：確定光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產生的具有多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數量。將在每個預定振幅上的電壓脈沖的數量傳到經訓練的人工神經網絡。人工神經網絡產生對應于施加到光電倍增器的電壓的調整量的信號。

根據本發明的另一方面，用于測量由井筒穿透的形成物的性質的方法包括沿著井筒移動測井工具。該工具包含至少一個具有閃爍檢測器的輻射檢測器和在功能上與其連接的光電倍增器。該方法包括：確定光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產生的具有多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數量。將在每個預定振幅上的電壓脈沖的數量傳到經訓練的人工神經網絡。人工神經網絡產生對應于施加到光電倍增器的電壓的調整量的信號。

根據本發明另一方面的輻射檢測器包括閃爍檢測器。閃爍檢測器中包含校準源。光電倍增器光連接到閃爍檢測器。可控高電壓源連接到光電倍增器。脈沖振幅分析器在功能上連接到光電倍增器的輸出端。分析器被配置成確定由光電倍增器產生的每個電壓脈沖的振幅。經訓練的人工神經網絡在功能上連接到脈沖振幅分析器的輸出端。網絡經訓練以將在多個振幅的每一個上檢測到的電壓脈沖的數量轉換成信號來調整高電壓源，使得對應于從校準源檢測到的輻射事件的電壓脈沖的最大數量出現在分析器的所選電壓振幅窗口中。