[發明專利]用于閃爍型輻射探測器的氣密封包裝和中子屏蔽物

無效

• 申請號: 200810178802.6
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101451433A
• 公開（公告）日: 2009-06-10
• 發明（設計）人: 克里斯琴·斯托勒;布拉德利·A·羅斯科;奧利維爾·G·菲利普
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01V5/10
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明一般性地涉及用于測井儀的閃爍型輻射探測器領域。更具體地，本發明涉及不同形式的用于此類探測器的輻射屏蔽物，以減少除了意圖探測的特定輻射事件以外的輻射探測。

背景技術

在本領域中，測量發源于井眼周圍地下地層的輻射現象的各種測井儀是眾所周知的。這類測井儀可以在鎧裝電纜的端部、在管柱或撓性油管或其它輸送裝置上插入井眼。一些形式的這類測井儀包括高能中子源。配置該中子源，以向井眼周圍的地層中發射中子。該中子源可以是包括放射性同位素(如混合有鈹粉的镅-241)的“化學”源。其它中子源為電控的加速器，例如發射連續的中子流或者持續時間受控的中子“脈沖串”進入地層的氘-氚或氘-氘加速器。

這類測井儀包括一個或多個輻射探測器，通常為閃爍計數器。閃爍計數器包括晶體，該晶體由對進入其中的輻射敏感的材料制得。該材料在與輻射相互作用時發出少量可見光、紅外光或紫外光的閃光。通常閃光的振幅與沉積輻射(deposited?radiation)的能量有關。轉換放大器(converter?and?amplifier)，例如光電倍增器，與晶體光學耦合，并且經布置以產生對應于各輻射探測事件的可探測的電脈沖。授權給Srivastava等人的美國專利7084403描述了用于閃爍探測器晶體的各種不同材料，包括它們各自的優缺點。

已知特別有用的一類測井儀，其商標為RST，是本發明受讓人的商標。該測井儀及其最近改進的裝置包括加速器型中子源，該中子源向井眼周圍的地層中發射持續時間受控的高能中子脈沖串。在該測井儀中布置一個或多個閃爍型輻射探測器，以探測中子和周圍地層相互作用所產生的γ射線。為了使該測井儀提供接近代表周圍地層性質的測量結果，希望使一個或多個輻射探測器屏蔽掉來自中子源的中子以及來自與地層和井眼內物質相互作用的中子的直接照射。這些中子在輻射探測器中可能引起與希望評價的地層性質無關的情形。

用于閃爍探測器的某些材料，如上面引用的‘403專利中所述的材料，具有這樣的物理特征，例如其是吸濕的并且容易因機械沖擊和振動而損壞，使得需要如此安裝閃爍晶體，以減小潮濕、沖擊和振動對其造成的影響。還需要賦予這種安裝以適當的輻射屏蔽性質，使輻射探測器主要對關注的輻射事件敏感，而對其它的輻射事件相對不敏感。

發明內容

根據本發明的一個方面，測井儀包括經布置以轟擊測井儀周圍地層的高能中子源。在該測井儀中布置有對高能中子與地層相互作用所產生的γ射線敏感的閃爍體(scintillator)。中子屏蔽材料包圍該閃爍體。中子減速器包圍中子屏蔽材料。放大器和閃爍體光學耦合。

根據本發明的另一方面，中子活化γ射線測井的方法包括用高能中子轟擊地下地層。地下地層發出的中子在靠近閃爍體處減速。減速的中子在減速位置和閃爍體之間被吸收。在閃爍體處探測因地下地層與中子相互作用而從地下地層發出的γ射線。

通過隨后的說明和所附權利要求書，可以清楚本發明的其它方面和優點。

附圖說明

圖1顯示了在井眼中的核輻射測井儀的實例。

圖2更詳細地顯示了(例如來自圖1測井儀的)輻射探測器的實例。

圖3顯示了輻射探測器的另一實例。

圖4顯示了中子和γ射線探測器組合的實例。

圖5顯示了輻射探測器中包圍光電倍增器的另一中子屏蔽物的實例。

圖6和圖7顯示了具有中子屏蔽物的密封、防震安裝布置的實例。

具體實施方式

圖1顯示了用于井眼中時的示例性測井儀12。測井儀12包括通常為細長狀的外殼14，配置該外殼14以便沿鉆入地下地層24的井眼22移動。外殼14可由不銹鋼、鈦或類似材料制成，其具有選定的壁厚以防止在井眼22中的流體(未示出)凈壓力下壓壞。測井儀12通過鎧裝電纜15可沿井眼22移動。電纜15可通過本領域已知的絞盤26或類似的卷軸裝置(spooling?device)延伸和縮回。可以通過布置在地面30的記錄單元(recording?unit)28提供使測井儀12工作的電力。記錄單元28可包括在測井儀12沿井眼22移動時用于探測、記錄和翻譯從測井儀12傳送出的信號的設備(未單獨示出)。僅僅顯示了沿井眼輸送測井儀12的示例性裝置(電纜15和絞盤26)，以例舉可以和本發明的測井儀一起使用的輸送裝置。也可以使用現有技術已知的其它裝置，其非限制性實例包括也可用于沿井眼22輸送測井儀12的撓性油管、鉆桿(包括隨鉆測井)、生產油管和鋼絲。因此，圖1顯示的輸送裝置不意圖限制本發明的范圍。