[發明專利]一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備與方法

在審

• 申請號: 202010179181.4
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111337990A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 劉軍濤;劉志毅;錢湘萍;蔡山清;田恒
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01V5/10
• 分類號: G01V5/10;G01V5/12
• 代理公司: 濟南知來知識產權代理事務所(普通合伙) 37276
• 代理人: 曹麗

1.一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，包括外殼，其特征在于，外殼內部自下至上設置有接口、脈沖中子源、中子源屏蔽體、探測器屏蔽體、X射線探測器、伽馬探測器和電子控制單元，探測器屏蔽體用于將X射線探測器、伽馬探測器與脈沖中子源部分屏蔽開，使中子通過地層作用后產生的射線進入伽馬探測器或X射線探測器；X射線探測器對應外殼處設有窗口，有利于探測特征X射線，窗口處由高強度低密度物質填充，電子控制單元包括能譜采集部、多道分析部和供電控制部。

2.如權利要求1所述的一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，其特征在于，外殼呈圓筒狀，采用不銹鋼材料制成，厚度為5mm～11mm。

3.如權利要求1所述的一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，其特征在于，X射線探測器為半導體探測器，記錄的射線能量為0.01～0.145MeV，伽馬探測器為晶體探測器，記錄射線能量為1～10MeV，伽馬探測器和脈沖中子源之間的距離為45～65cm。

4.如權利要求1所述的一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，其特征在于，中子源屏蔽體由鋼制成。

5.如權利要求1所述的一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，其特征在于，探測器屏蔽體是由碳化硼、鉛、鉬、聚乙烯組成的復合材料。

6.如權利要求1所述的一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井設備，其特征在于，脈沖中子源為D-T中子源。

7.一種基于脈沖中子源的金屬礦產測井方法，采用如權利要求1-6任一所述的設備，其特征在于，測量過程為：

利用中子與地層作用產生次生伽馬射線，次生伽馬射線與礦產元素作用激發出特征X射線，將設備貼近井壁測量，根據設備記錄的不同深度處的特征X射線能譜得到井下礦產元素的種類和含量信息；

次生伽馬射線是高能中子與地層發生非彈性散射和中子俘獲反應并釋放的次生伽馬射線；

礦產元素是天然礦物或巖石資源所包含的有用元素；

貼近井壁測量是指采用推靠臂使設備與井壁之間的距離小于5mm，測量是通過井上動力裝置上提儀器進行測量，為點測或勻速測量；

井下礦產元素的種類和含量信息是通過能譜處理和能譜解析方法獲取，X射線探測器通過記錄的能譜中特征X射線的峰位置確定礦產元素的種類，特征峰的強度確定礦產元素的含量，能譜處理是指利用對原始測量進行尋峰、穩譜、譜平滑；能譜解析方法為利用最小二乘法得到所測地層中目標礦物元素含量與特征X射線計數之關系。