專利名稱：帶α粒子探測器的測井中子管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該實用新型屬中子發(fā)生裝置。
目前，一般類型的測井中子管僅有發(fā)射中子的功能，不能給出它所發(fā)射的中子的產(chǎn)生時刻和飛出方向的指示信號。中子管利用T(d，n)4He反應產(chǎn)生14MeV快中子，測井時打到地層中的中子與被測元素發(fā)生核反應使被測元素激活，而后γ射線探測器探測被測元素退激放出的特征γ射線，從而確定被測石油或礦物的含量。T(d，n)4He反應中放出的中子是各向同性的，很顯然打到井筒中的中子不能產(chǎn)生有用的信號，但它與井筒中的物質(zhì)作用放出的γ射線也會被γ探測器記錄，這就是本底(干擾信號)，此外即使打向地層中的中子也要經(jīng)過井壁后才能與被測元素發(fā)生核反應，以石油測井為例，油井的井壁由鋼套管和水泥層構(gòu)成。中子在穿過井壁時與井壁物質(zhì)作用也會產(chǎn)生干擾γ射線。普通測井中子管無法甄別掉這些本底γ信號，所以用普通中子管測井本底高、油水分辨力也差，大大限制了它的用途。
為克服普通測井中子管的缺陷特發(fā)明帶筒形α粒子探測器的測井中子管。本發(fā)明的目的是研制能夠區(qū)分打向地層的中子和打向井筒的中子并能給出打向地層的中子產(chǎn)生時刻指示信號的新型測井中子管。
附圖
為帶筒形α粒子探測器的測井中子管的結(jié)構(gòu)示意圖。
這種新型中子管由靶〔1〕、α粒子探測器〔2〕、加速聚焦電極〔3〕離子源〔4〕、儲存器〔5〕和陶瓷絕緣外殼〔6〕組成。
這種測井中子管最主要的特點是它帶有α粒子探測器〔2〕(或稱為伴隨α粒子探測器)。這種α粒子探測器〔2〕是園筒形的，環(huán)繞在靶〔1〕周圍。
在中子管上加裝α粒子探測器是極困難的一方面由于中子管極高的真空密封要求，另一方面是由于中子管制做過程中的高溫(400℃)烘烤過程。一般的α粒子探測器均不能滿足要求。
α粒子探測器〔2〕為園筒形，中間是8＃玻璃兩端為可伐，玻璃與可伐封接好漏氣率小于10－SPa·1／s。在玻璃筒的內(nèi)表面涂螢光粉(如ZnS(Ag))用以探測α粒子。這種筒形α粒子探測器不僅直徑小，滿足下井要求；而且氣密性好，并耐400℃烘烤。
帶筒形α粒子探測器〔2〕的測井中子管工作原理如下儲存器〔5〕儲存氘氚混合氣，工作時儲存器〔5〕被通電加熱，放出氘氚混合氣，放出的氘氚混合氣被離子源〔4〕電離，電離后的氘氚離子被加速聚焦電極〔3〕引出并加速到約120KV后打在靶〔1〕上，產(chǎn)生14MeV快中子，同時放出與中子伴生的α粒子(能量約3MeV)。如果出射的中子是向地層中打的，則α粒子向側(cè)面飛出，筒形α粒子探測器〔2〕能探測到這個α粒子，該信號被用于打開γ探測器的門，于是中子與地層中的被測元素反應產(chǎn)生的特征γ射線被測到，如果中子是向井筒打去的，則α粒子向中子管的軸向飛出，不能打到筒形α粒子探測器〔2〕上，不能給出α粒子信號，于是γ探測器不開門，這樣本底γ信號不能被記錄。
這種中子管具有如下優(yōu)點一、由于α粒子探測器〔2〕是園筒形的，它的直徑隨中子管的要求可大可小，故這種中子管可做的很細適用于油井或礦井探測。
二、筒形α粒子探測器〔2〕環(huán)繞在靶的周圍，它所探測到的α粒子所對應的中子都是橫向飛出的，這部分中子打到地層中，而對向井筒打去的中子α粒子探測器探測不到它的伴隨α粒子信號，于是這種中子管區(qū)分開了打向地層的中子和打向井筒的中子。
三、飛向地層中的中子需穿過井壁才能進入地層，中子在井壁中與井壁物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的γ射線是無用的。我們可利用筒形α粒子探測器所給出的中子產(chǎn)生時刻的信號延遲一段時間(這段時間里中子已飛出井壁)后再打開γ射線探測器的門。這樣就能避免中子與井壁作用產(chǎn)生的γ射線的干擾。
帶α粒子探測器〔2〕的測井中子管專為石油測井和礦井勘探設計。
權(quán)利要求一種由絕緣外殼，儲存器、離子源、加速聚焦電極和靶構(gòu)成的測井中子管，其特征在于帶有α粒子探測器[2]，α粒子探測器[2]是園筒形的，環(huán)繞在靶[1]的周圍，中間是玻璃，兩邊可伐，園筒形的玻璃內(nèi)表面涂螢光粉。
專利摘要該實用新型屬中子發(fā)生裝置。該實用新型帶有α粒子探測器，α粒子探測器環(huán)繞在靶周圍。α粒子探測器探測T(d，n)
文檔編號E21B47/00GK2204332SQ9422010
公開日1995年8月2日 申請日期1994年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月30日
發(fā)明者董艾平, 李文杰 申請人:東北師范大學