專利名稱：一種高溫補償中子測井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于探測地層孔隙度的測井裝置，主要是一種利用 中子源和兩種源距的探測器測量經(jīng)過地層衰減的熱中子計數(shù)率的補償中子測井儀。
背景技術(shù)：
在勘探開發(fā)石油和天然氣的過程中，人類研究、開發(fā)、使用了多種測井 方法和技術(shù)，主要有聲、電、核、磁等。補償中子測井是核測井的一種方法， 主要是通過儀器底部的中子源不停地發(fā)射出快中子，快中子與地層中的粒子 不斷發(fā)生碰撞損失能量，被減速成超熱中子，進而變成熱中子，而地層中的 氫元素對快中子的減速能力最強，因此儀器通過測量經(jīng)過地層到達儀器長短 源距探測器周圍的熱中子的計數(shù)并計算比值來確定地層中氫元素的多少，從 而確定地層的孔隙度。但現(xiàn)有的補償中子測井儀能夠使用的溫度環(huán)境一般不超過200度。然 而，根據(jù)工況有時需要能夠在200度以上甚至230度高溫的環(huán)境下進行探測。 目前還沒有能夠達到這樣要求的高溫補償中子測井儀。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高溫補償中子測井儀，該 測井儀能夠在230度的環(huán)境溫度下長時間進行工作。本實用新型的一種高溫補償中子測井儀包括儀器骨架、輸入電源、第 一、二吸熱單元、集成電源、控制處理單元、長源距探測器、短源距探測器和保溫外殼；所述第一吸熱單元、集成電源、第二吸熱單元、控制處理單元、 長源距探測器和短源距探測器依次設(shè)置在保溫外殼內(nèi)，輸入電源和保溫外殼 設(shè)置在儀器骨架內(nèi)；其中，所述輸入電源用于將外接交流電源降壓并向集成電源供電；所述集成電源用于向控制處理單元、長源距4杲測器、短源距4冢測器供電；所述控制處理單元用于對長源距探測器和短源距探測器采集的信號進 行處理并發(fā)送。進一步地，所述保溫外殼為鴒鉍合金金屬保溫瓶；所述吸熱單元為磷酸 類化合物結(jié)晶化學(xué)吸熱材料。進一步地，所述集成電源為輸入25Vac交流電源，輸出24Vdc和5Vdc 直流電源和1000Vdc高壓電源的集成電源。進一步地，所述控制處理單元包括信號采集放大部分和通信控制處理部分；所述信號采集放大部分用于對所述長源距探測器和短源距探測器采集的信號進行放大、分頻和整形處理；所述通信控制處理部分包括通訊接口電路、編碼解碼電路、單片機計 數(shù)處理控制電路和溫度電壓監(jiān)測電路，其中，所述通訊接口電路用于與地面測井系統(tǒng)的通訊，進行接收命令和發(fā)送測 井數(shù)據(jù)；所述編碼解碼電路用于將地面測井系統(tǒng)發(fā)送過來的命令解碼成串行數(shù) 據(jù)并發(fā)送到單片機計數(shù)處理控制電路中，把采集到的測井數(shù)據(jù)編碼，發(fā)送給 通訊接口電路，再發(fā)送到地面測井系統(tǒng)；所述單片機計數(shù)處理控制電路用于接受并執(zhí)行命令，根據(jù)所述通信控制 處理部分采集的信號統(tǒng)計長短源距熱中子計數(shù)，通過所述溫度電壓監(jiān)測電路 采集儀器溫度電壓，進行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送；所述溫度電壓監(jiān)測電路用于監(jiān)測儀器的溫度和電壓，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并 將信號傳送給所述單片機計數(shù)處理控制電路。進一步地，所述信號采集放大部分為24針雙列直插大規(guī)?；旌想娐?。 進一步地，所述長源距探測器和短源距探測器分別包括鋰玻璃探測器、 光電倍增管和分壓電路，其中所述光電倍增管用于將上述發(fā)出的熒光轉(zhuǎn)換成電信號并記錄下來；所述分壓電路用于將高壓供給所述光電倍增管的不同管腳。本實用新型通過一只合金金屬保溫瓶，將長短源距探測器、測量電路及 高低壓電源總成等放置在內(nèi)，并在集成電源兩邊設(shè)置兩個吸熱單元，采用混 合電路降低儀器的功耗，故該儀器金屬保溫瓶內(nèi)的溫升很小，可以達到在環(huán) 境溫度為230。C時工作四小時，瓶內(nèi)溫升小于60。C,即一般情況下，可以使 瓶內(nèi)溫度保持在90。C左右，從而能夠保證本實用新型儀器在230。C的高溫下 能夠正常工作。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中控制處理單元的結(jié)構(gòu)示意框圖;圖3為長短源距探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括儀器骨架l、第一吸熱單元3、第二吸 熱單元5、輸入電源2、集成電源4、控制處理單元6、長源距4笨測器7、短 源距探測器8和保溫外殼9;其中，第一吸熱單元3、集成電源4、第二吸 熱單元5、控制處理單元6、長源距探測器7和短源距探測器8依次設(shè)置在 保溫外殼9內(nèi)，輸入電源2和保溫外殼9設(shè)置在儀器骨架1內(nèi)；保溫外殼1 為鎢鉍合金金屬保溫瓶，重量輕，溫升低，第一、二吸熱單元3、 5為磷酸 類化合物結(jié)晶化學(xué)吸熱材料，熔點高，吸熱量大。其中，輸入電源2用于將外接交流電源180Vac降壓轉(zhuǎn)換為25Vac后向集成電 源4供電；集成電源4用于產(chǎn)生24Vdc和5Vdc直流電源及1000Vdc高壓電源后， 向控制處理單元6、長源距探測器7、短源距探測器8供電；
控制處理單元6用于對長源距探測器7和短源距探測器8采集的信號進 行處理并發(fā)送；長源距探測器7和短源距探測器8分別用于將由儀器中子源發(fā)射的快中 子經(jīng)地層衰減并到達儀器長短源距探測器7、 8周圍的熱中子轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?如圖3所示，長源距探測器7和短源距探測器8分別包括鋰玻璃探測器11 、 光電倍增管12及分壓電路13等，鋰玻璃探測器11用于探測地?zé)嶂凶优c鋰 玻璃作用所發(fā)出的熒光；光電倍增管12用于將發(fā)出的焚光轉(zhuǎn)換成電信號并 記錄下來；分壓電路13用于將高壓供給光電倍增管12的不同管腳。測量時， 熱中子與鋰玻璃作用可發(fā)出熒光，通過鋰玻璃探測器11探測后，發(fā)出的焚 光被光電倍增管12探測到轉(zhuǎn)換成電信號，并被記錄下來。分壓電路13用于 高壓供給光電倍增管12的不同管腳。高孔隙地層含氬量高，對應(yīng)于低計數(shù) 率，低孔隙度地層含氫量低，對應(yīng)于高計數(shù)率。被長短源距探測器7、 8探 測到的信號，分別經(jīng)過信號采集放大部分(下述)成為一定幅度和一定寬度 的脈沖信號，經(jīng)過通訊控制部分(下述)發(fā)送到地面進行計算和處理，從而 得到孔隙度曲線和計數(shù)率曲線。如圖2所示，控制處理單元6包括信號采集放大部分61和通信控制處 理部分62;信號采集放大部分61為24針雙列直插大規(guī)?；旌想娐?，內(nèi)部 集成了跟隨器、甄別器、分頻器和整形等電路，該大規(guī)?；旌想娐酚糜趯﹂L 源距探測器7和短源距探測器8采集的信號進行放大、分頻和整形等處理； 通信控制處理部分62包括通訊接口電路621、編碼解碼電路622、單片機 計數(shù)處理控制電路623、溫度電壓監(jiān)測電路624,其中，通訊接口電路621 用于與地面測井系統(tǒng)的通訊，接收命令，發(fā)送測井數(shù)據(jù)，編碼解碼電路622 用于把地面發(fā)來的命令解碼成串行數(shù)據(jù)送到單片機計數(shù)處理控制電路623 中，把采集到的測井數(shù)據(jù)編碼，送給通訊接口電路621，發(fā)送到地面測井系 統(tǒng)，單片機計數(shù)處理控制電路623用于接受并執(zhí)行命令，統(tǒng)計長短源距熱中 子計數(shù)，采集儀器溫度電壓，進行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送等，溫度電壓監(jiān)測電路 624用于監(jiān)測儀器的溫度和電壓，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換等。信號采集放大部分61采用大規(guī)?；旌想娐?， 一方面可以縮小電路板面 積，另一方面還降低功耗，減少了電路部分熱量的產(chǎn)生，從而保證保溫外殼 9內(nèi)的溫升較小。通過上述的集合方式， 一方面降低了整支儀器的功耗，另一方面采用兩 個第一、二吸熱單元3、 5可以加大吸熱容量，將外部傳導(dǎo)進來的熱及內(nèi)部 產(chǎn)生的熱量吸收，降低保溫外殼1內(nèi)的溫升速度，從而保證本實用新型能夠 在230度的環(huán)境溫度下進行工作。
權(quán)利要求1、 一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，包括儀器骨架(l)、輸 入電源(2)、第一、二吸熱單元(3、 5)、集成電源(4)、控制處理單元(6)、長源距探測器(7)、短源距探測器(8)和保溫外殼(9);所述第 一吸熱單元(3)、集成電源(4)、第二吸熱單元(5)、控制處理單元(6)、 長源距探測器(7)和短源距探測器(8)依次設(shè)置在保溫外殼(9)內(nèi)，輸 入電源(2)和保溫外殼(9)設(shè)置在儀器骨架(1)內(nèi)；其中，所述輸入電源(2)用于將外接交流電源降壓并向集成電源(4)供電；所述集成電源(4)用于向控制處理單元(6)、長源距探測器(7)、 短源距探測器(8)供電；所述控制處理單元(6)用于對長源距探測器(7)和短源距探測器(8) 采集的信號進行處理并發(fā)送。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，所 述保溫外殼(9)為鴒鉍合金金屬保溫瓶；所述吸熱單元(3、 5)為磷酸類 化合物結(jié)晶化學(xué)吸熱材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，所 述集成電源(4)為輸入25Vac交流電源，輸出24Vdc和5Vdc直流電源和 1000Vdc高壓電源的集成電源。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高溫補償中子測井儀，其特征在于， 所述控制處理單元(6)包括信號采集放大部分(61)和通信控制處理部分(62);所述信號采集放大部分(61)用于對所述長源距探測器(7)和短源距 探測器(8)采集的信號進行放大、分頻和整形處理；所述通信控制處理部分(62)包括通訊接口電路(621)、編碼解碼 電路(622)、單片機計數(shù)處理控制電路(623 )和溫度電壓監(jiān)測電路(624), 其中，所述通訊接口電路(621)用于與地面測井系統(tǒng)(10)的通訊，進行接 收命令和發(fā)送測井數(shù)據(jù)； 所述編碼解碼電路(622)用于將地面測井系統(tǒng)(10)發(fā)送過來的命令 解碼成串行數(shù)據(jù)并發(fā)送到單片機計數(shù)處理控制電路(623 )中，把采集到的 測井數(shù)據(jù)編碼，發(fā)送給通訊接口電路(621)，再發(fā)送到地面測井系統(tǒng)(10);所述單片機計數(shù)處理控制電路(623 )用于接受并執(zhí)行命令，根據(jù)所述 通信控制處理部分(62)采集的信號統(tǒng)計長短源距熱中子計數(shù)，通過所述溫 度電壓監(jiān)測電路(624)采集儀器溫度電壓，進行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送；所述溫度電壓監(jiān)測電路(624)用于監(jiān)測儀器的溫度和電壓，進行模數(shù) 轉(zhuǎn)換，并將信號傳送給所述單片機計數(shù)處理控制電路(623 )。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，所 述信號采集放大部分(61 )為24針雙列直插大規(guī)模混合電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，所 述長源距探測器(7)和短源距探測器(8)分別包括鋰玻璃探測器(11)、 光電倍增管(12)和分壓電路(13),其中，所述鋰玻璃探測器(11 )用于探測地?zé)嶂凶优c鋰玻璃作用所發(fā)出的焚光;所述光電倍增管(12 )用于將上述發(fā)出的熒光轉(zhuǎn)換成電信號并記錄下來;所述分壓電路(13)用于高壓供給所述光電倍增管的不同管腳。
專利摘要本實用新型公開了一種高溫補償中子測井儀，其特征在于，包括儀器骨架、輸入電源、第一、二吸熱單元、集成電源、控制處理單元、長源距探測器、短源距探測器和保溫外殼；所述第一吸熱單元、集成電源、第二吸熱單元、控制處理單元、長源距探測器和短源距探測器依次設(shè)置在保溫外殼內(nèi)，輸入電源和保溫外殼設(shè)置在儀器骨架內(nèi)。本實用新型通過一只合金金屬保溫瓶，將長短源距探測器、測量電路及高低壓電源總成等放置在內(nèi)，并在集成電源兩邊設(shè)置兩個吸熱單元，采用混合電路降低儀器的功耗，故該儀器金屬保溫瓶內(nèi)的溫升很小，可以達到在環(huán)境溫度為230℃時工作四小時，瓶內(nèi)溫升小于60℃。
文檔編號E21B49/00GK201037420SQ200720149169
公開日2008年3月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者尚修盛, 龐曉君, 健 李, 茍昌華, 陳恩友 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司