[實用新型]基于LaBr3(Ce)晶體的多道γ能譜測井儀

有效

• 申請號: 201120076187.5
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN202360082U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 湯彬;王仁波;吳永鵬
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;G01V5/12
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

技術領域

本實用新型涉及一種基于LaBr₃(Ce)晶體的多道γ能譜測井儀，具體地說是指一種基于LaBr₃(Ce)晶體探測器的1024?道γ能譜測井儀，應用于鈾礦γ測井當中，可直接獲取地層精細γ能譜數據并解釋出對應的鈾礦層含量。?

背景技術

核測井技術是隨著當代科技的發展，以及它在鈾釷、油氣、煤炭等礦產勘探中的應用而迅速發展起來的尖端技術之一。它是利用地層巖石中天然產生(或人工激發與人工活化)的γ射線，研究其射線沿井軸的分布規律，進而確定地層巖石是否含有某些核素(元素)、并確定其含量的一種無損探測方法。早期基于一般性能的NaI(Tl)、CsI、BGO?等晶體探測器的自然γ總量測井儀，只能獲取總的γ射線信息，是一種粗略的γ射線測井儀器。后續采用上述幾種探測器的γ能譜測井儀雖然在石油測井應用中得到廣泛應用，但是在鈾礦γ能譜測井中，因實際測井條件及探測器性能的限制，也無法滿足實際測井需要，因而沒有得到應用。

為了獲取豐富而精細的地層γ信息，需要探測器具有優良的綜合性能，例如良好的能量分辨率、穩定性，具有較高的探測效率等。在核資源測井的自然γ測井應用中，地層巖石中的鈾系、錒系及釷系分別形成了各系的衰變鏈，含有眾多的放射性核素并放出數百種具有不同能量特征的γ射線。在鉆孔測量的復雜環境中，康普頓散射效應非常顯著，同時鉆孔中有限的環境給探測器尺寸帶來了很大限制。實際的測井工作還需要保證一定的鉆孔測量精度和測井效率。這一系列因素給獲取鉆孔精細γ能譜帶來了很大困難。通常采用NaI(Tl)?、CsI、BGO?等晶體探測器的能譜測井儀由于受到探測器能量分辨率、探測效率等因素的限制無法有效克服上述困難而獲取地層精細γ能譜信息，從而無法準確解釋地層中鈾、釷、鉀等核素含量。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有γ能譜測井儀器在鈾礦測井應用中的不足，采用基于新型LaBr₃(Ce)晶體探測器的γ能譜測井儀，可以獲取地層精細γ能譜，并可解釋計算出地層中鈾礦含量的測井儀器。?

本實用新型通過如下技術方案實現：它包括探管部分、操作臺、電纜和絞車，絞車是探管部分和電纜的測井移動載體，探管部分包括LaBr₃(Ce)晶體、光電倍增管、譜儀放大器、峰值保持電路、脈沖幅度分析器、探管485?通訊接口和高低壓電源；操作臺包括計算機485通訊接口、電源變換器和計算機；LaBr₃(Ce)晶體與光電倍增管組合構成LaBr₃(Ce)晶體γ射線探測器，LaBr₃(Ce)晶體γ射線探測器與譜儀放大器連接，譜儀放大器通過峰值保持電路與脈沖幅度分析器連接，脈沖幅度分析器通過探管485?通訊接口和電纜、與計算機485?通訊接口連接。譜儀放大器接收來自LaBr₃(Ce)晶體γ射線探測器的脈沖信號，經過譜儀放大器后的脈沖信號通過峰值保持電路輸入脈沖幅度分析器，脈沖幅度分析器輸出的數字信息通過探管485?通訊接口和電纜、與計算機485?通訊接口連接。?

（1）選用綜合性能優良的基于LaBr₃(Ce)晶體的γ射線探測器，其能量分辨率不低于3.5％（662keV），3.5％（662keV）是指位于662keV?處的分辨率為3.5%，是普通NaI(Tl)晶體探測器的1/2；?

（2）探管中采用井下高速數據處理單片機和放大成形電路構成1024?道脈沖幅度分析器（MCA）、具有很高的脈沖采樣速率，縮短死時間，可實現鉆孔測量中的脈沖處理與數據上傳的同時進行，消除測井過程中可能存在的沿井軸方向的空白測量段。

（3）采用有源485?總線數據傳輸方案，數據傳輸率最高可達57.6kbps，可實現最大3?千米長度電纜的能譜數據高速傳輸；即探管485?通訊接口與操作臺計算機485?通訊接口采用有源485?總線數據傳輸方案，數據傳輸率最高達57.6kbps，傳輸距離最大3?千米。?

（4）探管機械結構在通常的不銹鋼材質耐壓防水結構設計的基礎上，探測器外圍部分采用質量較輕的鋁合金結構，保證探管在井下泥漿環境可靠工作的前提下，針對自然γ全譜低能段的屏蔽效應盡量小；

（5）地面計算機系統配置可進行能譜解釋的軟件，可實時存儲和顯示獲取的γ射線能譜信息，并根據能譜數據解釋計算出對應地層中的鈾礦層含量。?