[發明專利]具有雙極電壓梯的能量輻射發生器

在審

• 申請號: 201280055695.2
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN103930649A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: M·西蒙;A·杜爾科斯基;C·斯托勒
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B47/11
• 分類號: E21B47/11
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

背景技術

在測井工具中使用輻射發生器(例如中子和X射線發生器)來對可能有油氣資源(例如，油和/或天然氣)存在的鄰近井眼處的地質地層進行測量。中子發生器可以使用氘-氘(d-d)、氘-氚(d-t)或氚-氚(t-t)反應制造中子，而無需使用放射性材料。

輻射發生器可以包括管(例如，中子或X射線管)和相關的電氣元件，例如一個或更多個具有柯克羅夫特-沃爾頓梯(Cockcroft-Walton?ladder)的高壓變壓器來產生高工作電壓。中子管是由金屬和絕緣體制成的密封的外殼，其包括儲氣罐、離子源、加速器柱和靶標。靶標可以由氫化物材料制成。一旦從儲氣罐中釋放，氣體就在離子源中被離子化，然后在加速柱中朝向靶標加速。核聚變反應在進入的離子和存在于靶標中的氫同位素原子之間出現，從而導致中子被引導到地質地層中。輻射探測器可以從由中子轟擊引起的地質地層探測輻射，輻射反過來提供關于地質地層成分的信息。

X射線管具有電子源(通常被稱作電子槍)、加速柱和靶標。靶標可以由重材料、例如鎢或金制成。

發明內容

該發明內容介紹了一些概念，這些概念在下面的具體描述中有進一步的描述。該發明內容不希望識別請求保護的主題的關鍵或本質特征，也不希望作為限制請求保護的主題的范圍的輔助使用。

一種測井工具可包括：探頭外殼和由所述探頭外殼承載的輻射發生器。輻射發生器可包括：發生器外殼；由所述發生器外殼承載的靶標；由所述發生器外殼承載的帶電粒子源，以將帶電粒子導向所述靶標；以及連接到所述帶電粒子源的至少一個電壓源。所述至少一個電壓源可包括：包括以雙極配置連接的多個電壓倍增級的電壓梯以及連接到沿所述電壓梯的至少一個中間位置處的至少一個加感線圈。該測井工具還包括由所述探頭外殼承載的至少一個輻射探測器。

一種輻射發生器可包括：發生器外殼；由所述發生器外殼承載的靶標；由所述發生器外殼承載的帶電粒子源，以將帶電粒子導向所述靶標；以及連接到所述帶電粒子源的至少一個電壓源。所述至少一個電壓源可包括：包括以雙極配置連接的多個電壓倍增級的電壓梯，其中，每個倍增級包括至少一個半導體二極管。至少一個加感線圈可連接到沿所述電壓梯的至少一個中間位置處。

一種用于制造輻射發生器的方法可包括：將靶標和帶電粒子源放置在發生器外殼中，以使帶電粒子源將帶電粒子導向靶標；以及將至少一個電壓源連接到帶電粒子源。所述至少一個電壓源可包括：包括以雙極配置連接的多個電壓倍增級的電壓梯，其中，每個倍增級可包括至少一個半導體二極管；以及連接到沿所述電壓梯的至少一個中間位置處的至少一個加感線圈。

附圖說明

圖1是根據一個示例性實施例的輻射發生器的側面剖視圖。

圖2是X射線管的側視圖，其可以在一個示例性實施例中用于圖1的輻射發生器中。

圖3是測井工具的示意性簡圖，其可以包括如圖1所示的輻射發生器。

圖4是單極電壓梯配置的示意圖，其可以用于圖1的輻射發生器。

圖5是比較有加感線圈和沒有加感線圈的沿多個單極電壓梯配置的電壓分布的曲線。

圖6是圖1的單極電壓梯配置的輸出電壓相對于輸入電壓的曲線，以及沒有附加的加感線圈的單極電壓梯的輸出電壓相對于輸入電壓的曲線。

圖7是雙極電壓梯配置的示意圖，其可以用于圖1的輻射發生器。

圖8是輻射發生器和相關的控制電路的一個實施例的電路原理圖。

圖9是示出與制造輻射發生器(例如如圖1所示的)相關的方法方面的流程圖。

圖10是示出基于采用示例測試配置的輻射發生器的頻率變化的電壓分布的圖。

圖11是比較沿有加感線圈的雙極電壓梯分支和沿沒有加感線圈的雙極電壓梯分支的電壓分布的圖。

具體實施方式

本描述是參考附圖做出的，其中，附圖中示出了示例性實施例。然而，也可以使用很多不同的實施例，因此本描述不應被理解為局限于在此提出的實施例。相反，提供這些實施例將會使得該公開全面和完整。在全文中相同的附圖標記表示相同的元件，撇和多個撇號用于指示不同的實施例中的相應元件。