專利名稱：穩(wěn)定用于輻射檢測器的光電倍增器的增益的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般涉及用于測井工具的輻射檢測器的領(lǐng)域。更具體地 說，本發(fā)明涉及穩(wěn)定用于這些檢測器的光電倍增器的增益使得可精 確確定檢測到的輻射的能量的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
輻射檢測器用在許多不同類型的測井工具中。測井工具一般是 封裝在各種外殼外殼中的傳感器，使得外殼和所附傳感器可沿著穿 透地表下地球形成物的井筒移動。相對于時間和/或深度的記錄由各 種傳感器產(chǎn)生的測量結(jié)果組成，這些結(jié)果用于產(chǎn)生圖象或地表下形 成物的某些物理參數(shù)的空間分布的其他表現(xiàn)形式。
技術(shù)上已知的用于測井工具的輻射檢測器包括閃爍檢測器。閃 爍檢測器包含閃爍晶體，閃爍晶體由對一種或多種類型的輻射靈敏 的光透明材料制成。
一種對伽馬輻射靈敏的晶體由鉈-摻雜》制匕鈉制
成。其他閃爍晶體由諸如鍺酸鉍、硅酸釓或硅酸镥(lutetium oxyorthosilicate)等材料制成。參照例如頒發(fā)給Menente等人并轉(zhuǎn)讓給 本發(fā)明受讓人的5, 660, 627號美國專利。前述晶體材料當暴露給 伽馬輻射時產(chǎn)生光閃爍。光閃爍的振幅對應于進入晶體的伽馬射線
光子的能量。光電倍增器通常與晶體連接。光電倍增器包含當光照 射陰極時釋放電子的光電陰極。 一連串稱為倍增器電極的介入電極 沿著陰極和陽極之間的電子路徑來部署。每個相繼的倍增器電極被 保持在比前面倍增器電極更高的電壓上，而陽極被保持在最高電壓 上。陰極釋放的電子被相繼的倍增器電極吸引，每次使相繼的倍增 器電極針對每個輸入電子發(fā)出多個電子。等到電子"級聯(lián)"到達陽極 時，響應輸入的光閃爍，可能會產(chǎn)生比最初由光電陰極釋放的電子 多若干數(shù)量級的電子。結(jié)果是電脈沖在整個陽極上產(chǎn)生，其數(shù)量對 應于輸入光脈沖的振幅，從而對應于進入晶體的伽馬光子的能量。
光電倍增器通常連接到測量由光電倍增器產(chǎn)生的每個脈沖振幅 的電路。脈沖振幅和具有每個確定振幅的脈沖數(shù)量用于基于脈沖振 幅對應于已知伽馬光子能量的假設(shè)來進行關(guān)于由測井工具估計的形
成物特征的推論。通常，脈沖振幅測量電路分S己"通道"給^r測到的落
入預定范圍內(nèi)的脈沖振幅。對于落入特定通道內(nèi)的每個脈沖，對應 于該通道的計數(shù)器遞增。因此，檢測到的輻射的頻語可通過確定每 個通道計數(shù)器所記的數(shù)量來確定。估計這些檢測到的輻射事件的實 際能量需要相對于檢測到的輻射能級來校準通道。
技術(shù)上已知的是通過將能量參照引入晶體中來校準光電倍增器。
例如，可使用少量銫-137作為校準源，因為它產(chǎn)生具有662千電子 伏特(keV)能量的單頻伽馬射線。在輻射檢測器運行期間，技術(shù)上 已知的是調(diào)整施加到光電倍增器的陽極和倍增器電極的電壓，使得 將可歸因于從校準源產(chǎn)生的的伽馬光子的電壓脈沖維持在所選的測 量脈沖振幅上。這種選擇值通常涉及由脈沖振幅測量電路分配給枱r 測到的電壓脈沖的"通道"。測井工具中的電路確定校準源能量峰值的 通道，并調(diào)整施加到光電倍增器的電壓以將所確定的峰值維持在連 續(xù)的通道的所選通道或"窗口"中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一 個方面是控制施加到用在閃爍計數(shù)器輻射檢測器中
的光電倍增器的電壓的方法。根據(jù)本發(fā)明該方面的方法包括確定 光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產(chǎn)生的具有多個預定 振幅的每一個的電壓脈沖的數(shù)量。將在每個預定振幅上的電壓脈沖 的數(shù)量傳到經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生對應于施加 到光電倍增器的電壓的調(diào)整量的信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于測量由井筒穿透的形成物的性質(zhì) 的方法包括沿著井筒移動測井工具。該工具包含至少一個具有閃爍 檢測器的輻射檢測器和在功能上與其連接的光電倍增器。該方法包 括確定光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產(chǎn)生的具有 多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數(shù)量。將在每個預定振幅上的 電壓脈沖的數(shù)量傳到經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生對 應于施加到光電倍增器的電壓的調(diào)整量的信號。
根據(jù)本發(fā)明另 一方面的輻射檢測器包括閃爍檢測器。閃爍檢測 器中包含校準源。光電倍增器光連接到閃爍檢測器?？煽馗唠妷涸?連接到光電倍增器。脈沖振幅分析器在功能上連接到光電倍增器的 輸出端。分析器被配置成確定由光電倍增器產(chǎn)生的每個電壓脈沖的 振幅。經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在功能上連接到脈沖振幅分析器的輸 出端。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)訓練以將在多個振幅的每一個上檢測到的電壓脈沖的 數(shù)量轉(zhuǎn)換成信號來調(diào)整高電壓源，使得對應于從校準源檢測到的輻 射事件的電壓脈沖的最大數(shù)量出現(xiàn)在分析器的所選電壓振幅窗口 中。
根據(jù)本發(fā)明另 一方面的測井工具包括被配置成沿著穿過地球形 成物的井筒內(nèi)部移動的外殼。閃爍檢測器部署在外殼中并暴露給源 于該形成物的輻射。閃爍檢測器中包含校準源。光電倍增器部署在 外殼中并光連接到閃爍檢測器?？煽馗唠妷涸床渴鹪谕鈿ぶ胁⑦B接 到光電倍增器。脈沖振幅分析器在功能上連接到光電倍增器的輸出
端。分析器被配置成確定由光電倍增器產(chǎn)生的每個電壓脈沖的振幅。 經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在功能上連接到脈沖振幅分析器的輸出端。 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)訓練以將在多個振幅的每一個上的檢測到的電壓脈沖的數(shù)量 轉(zhuǎn)換成信號來調(diào)整高電壓源，使得對應于從校準源檢測到的輻射事 件的電壓脈沖的最大數(shù)量出現(xiàn)在分析器的所選電壓振幅窗口中。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將從如下描述和附加的權(quán)利要求中變得 顯而易見。


圖1示出通常用在穿過地表下地^t形成物的井筒中的輻射測量 測井工具。
圖2示出圖1的測井工具的有源組件的更詳細視圖。 圖3示出如圖2所示的輻射檢測測井工具中的檢測器計數(shù)的示 例頻譜。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的高電壓控制系統(tǒng)的一個實施例。
具體實施例方式
包含閃爍檢測器型輻射計數(shù)器的測井工具在圖1中的標記10處 示出，它通常用于測量由井筒(wellbore)穿透的地表下地球形成物的 性質(zhì)的過程中。井筒12穿過通常由15表示的該形成物。在鉆探和 測井過程中，井筒12可充滿稱為"鉆探泥漿"14的液體。測井過程包 括將測井工具10放低到井筒12中。工具10可附在屏蔽電纜16的 一端。電纜16通過絞盤18或類似的繞線設(shè)備延伸到井筒12中以放 低工具10進入井筒12中。絞盤18又可用于當工具10中的各種傳 感器(下文將進一步說明)測量由井筒12穿過的形成物15的各種 性質(zhì)時，從井筒中收回電纜16。電力可沿著電纜16從表面?zhèn)鬏斠圆?作工具10。對應于工具10中的各種傳感器所進^f亍的測量的信號可 沿著電纜16傳輸以在地表上的記錄部件20中進行記錄和/或解釋。
測井工具的本示例是進行對應于地球形成物15的密度的測量的
所謂的"密度"工具。這樣的工具包括外殼IOA，其中部署了某種電路， 如E所一般性示出的并將在下文進一步解釋。外殼10A可包括支持 墊或臂IOB，它偏向工具10的一邊以促使工具10的另一邊與井筒12 的壁接觸。工具10的另一邊可包含鴒或類似的高密度貨盤或墊IOC， 其中部署伽馬輻射RS源。輻射源RS可以是部署在耐壓密封外殼中 的化學同位素源(如銫-137)。輻射源還可以是電動設(shè)備(如X-射 線管)，或者除了密度工具外的工具可為化學中子源(如銷-鈹)或 發(fā)出高能中子的受控持續(xù)"爆發(fā)"的脈沖中子發(fā)生器。
一個或多個包含以光學方式連接到光電倍增器PMT的閃爍檢測 器晶體XTAL的輻射檢測器可部署在墊10C中。可控高電壓電源HV 連接到光電倍增器PMT以使應用于它的光子能夠轉(zhuǎn)換成電壓脈沖， 這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是熟知的。高電壓電源HV的電壓輸出可由 構(gòu)成電路E的一部分的控制器(圖1中未單獨顯示)來控制，以使 高電壓電源HV維持光電倍增器PMT上合適的電壓。
要清楚理解，圖1所示的示例測井工具只是為了說明根據(jù)本發(fā) 明的要處理的光電倍增器產(chǎn)生的電壓脈沖的源，以及根據(jù)本發(fā)明的 維持光電倍增器上合適的電壓的裝置。其他輻射檢測測井工具可包 含多于一個閃爍型輻射檢測器，或響應不同輻射能級來分析形成物 的不同性質(zhì)的輻射檢測器，并且這樣的工具在本發(fā)明的范圍內(nèi)。還 要清楚理解，圖1所示的測井工具10的運輸方式只是一種運輸方式 的圖解。進行本文所述的輻射測量的測井工具的任何運輸方式也在 本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的運輸方法包括(但不限于此)將工具連 接到鉆桿、盤繞管道、產(chǎn)品管道或其他管設(shè)備的端部，或?qū)⒐ぞ哐b 在適于在鉆柱中連接的鉆孔機中，使得該工具在井筒12鉆探穿過形 成物15的過程中進行測量，這種運輸在技術(shù)中公知為"隨鉆測井，， (LWD)。還要清楚理解，圖1所示的井筒配置(其中該井筒直接 暴露于形成物(稱為"開放孔"))不是對根據(jù)本發(fā)明各方面的輻射檢
測器的使用的限制。本發(fā)明同樣可用于具有插入和/或結(jié)合于其中的 管或管道的井筒(稱為"封閉孔")。
圖2示出測井工具的有源組件的更詳細的視圖。輻射源RS被顯 示部署在墊10C的一端，以便使直接來自源RS的輻射的檢測減到最 小。閃爍晶體26部署在墊10C中，使得它暴露于源于周圍地球形成 物(圖1中的15)的輻射。晶體26可以是某種材料，例如鉈-摻雜 碘化鈉、鍺酸鉍、原硅酸釓、硅酸镥、鋰-6摻雜石英玻璃或任何其 他用于檢測當合適的輻射粒子或光子進入晶體時產(chǎn)生光閃爍的輻射 的材料。晶體26中包含校準源28，校準源28包括少量有效的已知 能量頻譜輻射源。例如，在密度測量設(shè)備中，校準源28可以是銫-137， 因為這樣的源材料基本上發(fā)出能量是662keV的單色伽馬光子，這在 本文的背景技術(shù)中作了介紹。晶體26以光學方式連接到光電倍增器 24，這也在本文的背景技術(shù)部分作了介紹。光電倍增器24由可控高 電壓電源22來給電。根據(jù)所用的光電倍增器類型，施加到光電倍增 器24的典型電壓在800到2200伏特的范圍內(nèi)。高電壓電源22的電 壓輸出可調(diào)整到1-5伏特的精度，但這樣的解決方案和實際電壓范 圍不是要限制本發(fā)明的范圍。由高電壓源22施加的電壓受控制器32 控制，下文將對其進行進一步解釋?？刂破?2可以是能執(zhí)行嵌入式 計算機程序的基于處理器的控制器。
如在本文的背景技術(shù)部分所介紹的，在輻射進入檢測器26時， 對輻射靈敏的閃爍檢測器26將使閃爍檢測器26發(fā)出光閃爍，該光 閃爍的振幅對應于進入的輻射事件的能量。光閃爍使光電倍增器24 產(chǎn)生電壓脈沖，其振幅對應于檢測器26產(chǎn)生的光閃爍的振幅。光電 倍增器24的電壓脈沖輸出端可連接到多通道脈沖振幅分析器 ("MCA") 30。 MCA30可包含拒絕峰值振幅低于所選閾值的任何脈 沖事件(以避免，例如，計算可能從光電倍增器輸出的所謂的"暗電 流，，)的閾值鑒別器以及檢測測量所有檢測到的閾值以上的電壓脈沖 的峰值振幅的峰值振幅檢測器。檢測每個檢測到的電壓脈沖將使對
應于檢測到的電壓脈沖的峰值振幅的計數(shù)器遞增。具有特定檢測到
的振幅的檢測到的脈沖數(shù)量用于對由閃爍檢測器26檢測到的輻射的
能含量進行光譜分析。為了精確表征檢測到的輻射事件的能量，需
要表征MCA30相對于檢測到的輻射能量的輸出。本發(fā)明的一目的是 控制施加到光電倍增器24的電壓，使得對MCA輸出的表征保持以 已知的方式涉及片企測到的輻射的能量。
圖3示出一示例檢測的電壓計數(shù)"頻譜"來解釋根據(jù)本發(fā)明的增益 穩(wěn)定裝置和方法。在測井工具運行期間，檢測到的電壓脈沖可分配 給四個連續(xù)的"窗口，，中的一個，每個窗口涵蓋MCA (圖2中的30) 的范圍中的多個(例如，5-IO個)通道。這些通道由圖3中的LL、 LU、 UL、 UU來表示。由P表示的通道可以是為之確定頻譜中的校 準源能量峰值的通道。施加到光電倍增器(圖2中的24)的電壓被 調(diào)整成可使基本上相等的檢測到的電壓脈沖的數(shù)量(稱為"計數(shù)，，)出 現(xiàn)在窗口 LU和UL中的每一個中，并且當針對在外部窗口 LL和UU 中檢測到的后臺計數(shù)進行糾正時，將與校準源的輻射能量相關(guān)聯(lián)的 這些計數(shù)的最大數(shù)量分配給通道P。前述過程可按;險測到的計數(shù)的總 數(shù)在統(tǒng)計上重要的間隔重復進行。在運行中，來自校準源的計數(shù)的 最大數(shù)量可針對其從通道P變化的MCA通道號可因為許多因素而 改變，這些因素包括檢測計數(shù)速率和環(huán)境溫度等?？刂破?圖2中 的32)被配置成控制或命令高電壓電源(圖2中的22),使得將與 校準源相關(guān)聯(lián)的計數(shù)的最大數(shù)量在MCA的輸出中返回所選通道號P (圖2中的30)。
在本發(fā)明中，控制器可被配置成包含經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程 序(ANN) 。 ANN提供"誤差，，信號，它代表對應于校準源能量峰值 的優(yōu)選通道號和根據(jù)檢測到的電壓脈沖確定的實際通道號之間的 差。誤差信號可用于操作比例積分微分(PID)控制回路來調(diào)整施加 到光電倍增器的電壓。ANN和PID控制回路可實現(xiàn)在控制器(圖2 中的32)中或可實現(xiàn)在電路(圖1中的E)中的單獨電子部件中。
不考慮硬件實現(xiàn)，現(xiàn)在將參照圖4來說明可在任何實施例中實現(xiàn)的 功能。ANN40可接受針對以在統(tǒng)計上重要的計數(shù)數(shù)量檢測到的所有 電壓脈沖(計數(shù))的兩個單獨計數(shù)比率作為輸入。所述比率可以是 1 )峰值之下的窗口計數(shù)的和(LL+LU )對計數(shù)總數(shù) (LL+LU+UL+UU);以及2)峰值之上的窗口計數(shù)的和(UL+UU) 對計數(shù)總數(shù)。在本實施例中，計數(shù)速率比率用于幫助訓練ANN40并 使作為不同輻射源的強度差別結(jié)果的由ANN40計算的結(jié)果中的誤差 可能性減到最小。
在一些實施例中，ANN40還可接受與符合特定閾值標準的計數(shù) 數(shù)量有關(guān)的量作為輸入。 一種這樣的量被稱為"堆積(pileup)"計凄t。 堆積是作為在所選時間跨度內(nèi)檢測到的在偏壓閾值之上的兩個或更 多電壓事件的結(jié)果、被分配到除了 MCA (圖2中的30)的所分配通 道之外的存儲單元的計數(shù)(編程到MCA中)。所選時間跨度通常代 表光電倍增器的最小恢復時間。在每次電壓脈沖之后，光電倍增器 通常需要特定量的恢復時間來保證光電倍增器的輸入光級和電壓脈 沖的振幅之間的完全比例，因為流入光電倍增器的電流在產(chǎn)生每個 脈沖之后不瞬間歸零。因此，在電流下降到閾值水平之前產(chǎn)生的脈 沖可導致脈沖振幅不與檢測到的輻射能級一致。所以，在光電倍增 器恢復時間之前發(fā)生的任何電壓脈沖被認為對校準峰值檢測不可 靠，對于精確檢測輻射事件也一樣。然而，這些計數(shù)可用于提供有 用的計數(shù)速率信息給ANN40。因此，ANN40的一個輸入可以是如下 量
1—(堆積計數(shù)+總計數(shù)) 其中總計數(shù)是在所有的MCA通道中產(chǎn)生的所有導致在統(tǒng)計上重 要的計數(shù)數(shù)量的計數(shù)?？赡馨l(fā)生的要考慮的另一類型的電壓脈沖稱 為"溢出"。溢出計數(shù)是那些具有某種能級的電壓脈沖的計數(shù)，該能級 超過可歸因于工具測量的輻射類型的能級。例如，在密度工具中， 與密度測量有關(guān)的所有伽馬射線光子的能量會低于由輻射源(圖1
中的RS)產(chǎn)生的能量，在本實施例中，其與校準源(圖2中的28) 中的能量相同。因此，較高能量檢測是相對于所關(guān)心的能級的離群 值，而這些檢測到的計數(shù)可被分配到"溢出"計數(shù)寄存器。高溢出計數(shù) 可代表可能影響由工具進行的測量的精確性的某些地表下條件。在 本實施例中，ANN40的另一輸入可以是如下量 1-(溢出計凄t+總計數(shù))。
可用作ANN40的輸入的另一量可以是如下量 l-[(溢出+堆積)+總計數(shù)]。
ANN40的輸出是誤差信號。誤差信號表示確定校準源峰值的 MCA (圖2中的30)預期通道號和校準峰值的優(yōu)選通道號之間的差。
本實施例中的誤差信號可用作PID回路42的輸入。PID回路產(chǎn) 生一信號，該信號可導致高電壓電源(圖2中的22)改變電壓，改 變的量可才艮據(jù)下式確定
<formula>formula see original document page 17</formula>
其中e代表ANN40產(chǎn)生的誤差信號，/代表當前誤差值的索引， 以及&， &， ^是PID系數(shù)。這些系數(shù)可針對任何特定的工具配置來 根據(jù)經(jīng)驗確定。
可預期，訓練ANN40應包括要被施加到光電倍增器的電壓的范 圍，該范圍取決于所用的特定一個，o約800到2200伏特。訓練ANN40 可包括代表期望在井筒中感知的材料(包括已知密度范圍內(nèi)的鉆探 液體和形成物)密度的整個范圍的計數(shù)速率。ANN的訓練還可包括 在沒有計數(shù)間隔的情況下(如當工具斷電時)恢復。
根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實施例可在不需要開發(fā)復雜的電壓 控制算法的條件下，提供用在閃爍型輻射檢測器中的光電倍增器的 精確電壓控制。
雖然已針對有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明進行了描述，但是從本 公開獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解到，可設(shè)計不背離本文公開的本 發(fā)明的范圍的其他實施例。因此，本發(fā)明的范圍只應由附加的權(quán)利 要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于控制施加到用在閃爍計數(shù)器輻射檢測器中的光電倍增器的電壓的方法，包括確定所述光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產(chǎn)生的具有多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數(shù)量；將在每個預定振幅上的電壓脈沖的數(shù)量傳到經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；以及使所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生對應于施加到所述光電倍增器的電壓的調(diào)整量的信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 的信號傳到比例積分微分控制回路，并且將從所述控制回路輸出的 信號應用到高電壓電源電壓控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述控制回路的輸出涉及 如下項之和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號乘以第一系數(shù)，來自所 述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所有信號之和乘以第二系數(shù)，以及來自所述人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的當前信號和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在前信號之間的差 乘以第三系數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電壓脈沖的數(shù)量針對 暴露給所述檢測器的校準輻射源的能量峰值之上和之下的多個連續(xù) 的振幅范圍來確定。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 信號使電壓改變導致對應于來自所述校準源的能量的電壓脈沖的最 大數(shù)量基本保持在所選振幅上。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述校準源包括銫-137。
7. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述電壓脈沖的數(shù)量針對 所述能量峰值之上的兩個連續(xù)的振幅范圍和所述能量峰值之下的兩 個連續(xù)的范圍來確定，并且傳給所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所述數(shù)量包括 在相對于總數(shù)脈沖的所述峰值之上的兩個連續(xù)的范圍之和以及在相 對于總數(shù)脈沖的所述峰值之下的兩個連續(xù)的范圍之和。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述閃爍檢測器包含如下 項中的至少一個鉈摻雜碘化鈉，鍺酸鉍，原硅酸釓，硅酸镥以及 鋰-6摻雜石英玻璃。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中通知所述閃爍檢測器的輻 射事件產(chǎn)生于來自輻射源的輻射與井筒周圍的地球形成物之間的交 互。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述輻射源包括伽馬射 線源。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中通知所述閃爍檢測器的 輻射事件涉及所述地球形成物的密度。
12. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述輻射源包括脈沖中 子源。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中在涉及光電倍增器的恢 復時間的所選時間窗口內(nèi)4企測到的多個電壓脈沖的數(shù)量^皮排除在所 確定的電壓脈沖數(shù)量之外，而與其有關(guān)的量作為單獨輸入傳到所述 人工4申經(jīng)網(wǎng)纟備。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中超過所選振幅閾值的電 壓脈沖被排除在所確定的電壓脈沖數(shù)量之外，而與其有關(guān)的量作為 單獨輸入傳到所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
15. —種測量由井筒穿透的形成物的性質(zhì)的方法，包括 沿著所述井筒移動測井工具，所述工具包括至少一個具有閃爍檢測器的輻射檢測器和在功能上與其連接的光電倍增器；確定所述光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產(chǎn)生的具有多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數(shù)量；將在每個預定振幅上的電壓脈沖的數(shù)量傳到經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)纟備；以及 使所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生對應于施加到所述光電倍增器的電壓 的調(diào)整量的信號。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中將來自所述人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的信號傳到比例積分微分控制回路，并且將從所述控制回路輸出 的信號應用到高電壓電源電壓控制。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述控制回路的輸出涉 及如下項之和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號乘以第一系數(shù)，來自 所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所有信號之和乘以第二系數(shù)，以及來自所述人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的當前信號和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在前信號之間的 差乘以第三系數(shù)。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述電壓脈沖的數(shù)量針 對暴露給所述檢測器的校準輻射源的能量峰值之上和之下的多個連 續(xù)的振幅范圍來確定。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 的信號使電壓改變導致對應于來自所述校準源的能量的電壓脈沖的 最大數(shù)量基本保持在所選振幅上。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述^f文準源包括銫-137。
21. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述電壓脈沖的數(shù)量針 對所述能量峰值之上的兩個連續(xù)的振幅范圍和所述能量峰值之下的 兩個連續(xù)的范圍來確定，并且傳給所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所述數(shù)量包 括在相對于總數(shù)脈沖的所述峰值之上的兩個連續(xù)的范圍之和以及在 相對于總數(shù)脈沖的所述峰值之下的兩個連續(xù)的范圍之和。
22. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述閃爍檢測器包含如 下項中的至少一個鉈摻雜碘化鈉，鍺酸鉍，原硅酸釓，硅酸镥以 及鋰-6摻雜石英玻璃。
23. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中通知所述閃爍檢測器的 輻射事件產(chǎn)生于來自輻射源的輻射與井筒周圍的地球形成物之間的 交互。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述輻射源包括伽馬射 線源。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其中通知所述閃爍檢測器的 輻射事件涉及所述地球形成物的密度。
26. 如權(quán)利要求23所迷的方法，其中所述輻射源包括脈沖中 子源。
27. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中在涉及光電倍增器的恢 復時間的所選時間窗口內(nèi)檢測到的多個電壓脈沖的數(shù)量被排除在所 確定的電壓脈沖數(shù)量之外，而與其有關(guān)的量作為單獨輸入傳到所述 人工一申經(jīng)網(wǎng)纟各。
28. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中超過所選振幅閾值的電 壓脈沖被排除在所確定的電壓脈沖數(shù)量之外，而與其有關(guān)的量作為 單獨輸入傳到所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
29. —種輻射檢測器，包括 閃爍檢測器，所述閃爍檢測器中包含校準源；以光學方式連接到所述閃爍4企測器的光電倍增器； 連接到所述光電倍增器的可控高電壓源；連接到所述光電倍增器的輸出端的脈沖振幅分析器，所述分析 器被配置成確定由所述光電倍增器產(chǎn)生的每個電壓脈沖的振幅；以 及在功能上連接到所述脈沖振幅分析器的輸出端的經(jīng)訓練的人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)被訓練來將檢測到的在多個振幅的每一個上檢 測的電壓脈沖的數(shù)量轉(zhuǎn)換成信號以調(diào)整所述高電壓源，使得對應于 從所述校準源檢測到的輻射事件的電壓脈沖的最大數(shù)量出現(xiàn)在所述 分析器的所選電壓振幅窗口中。
30. 如權(quán)利要求28所述的輻射檢測器，其中所述校準源包括 銫137。
31. 如權(quán)利要求29所述的輻射檢測器，其中，所述閃爍計數(shù)器 包含晶體，所述晶體包括如下項中的至少一個鉈摻雜碘化鈉，鍺 酸鉍，原硅酸釓，硅酸镥以及鋰-6摻雜石英玻璃。
32. 如權(quán)利要求29所述的輻射檢測器，其中所述網(wǎng)絡(luò)的信號 輸出端在功能上連接到比例積分微分控制回路的輸入端，所述控制 回路的輸出端在功能上連接到所述高電壓源的電壓控制輸入端。
33. 如權(quán)利要求32所述的輻射檢測器，其中，所述控制回路被 配置成可使其輸出涉及如下項之和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號 乘以第 一系數(shù)，來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所有信號之和乘以第二系 數(shù)，以及來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的當前信號和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的在前信號之間的差乘以第三系數(shù)。
34. 如權(quán)利要求29所述的輻射檢測器，其中，所述分析器被配 置成可使在涉及光電倍增器的恢復時間的所選時間窗口內(nèi)檢測到 的多個電壓脈沖的數(shù)量被排除在所確定的電壓脈沖數(shù)量之外，所述 分析器被配置成存儲與這些被排除的脈沖有關(guān)的量，所存儲的被排 除的脈沖的所述數(shù)量作為單獨輸入在功能上連接到所述人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)。
35. 如權(quán)利要求29所述的輻射檢測器，其中，所述分析器被配 置成將超過所選振幅閾值的電壓脈沖排除在所檢測到的電壓脈沖數(shù) 量之外，所述分析器配置成存儲與這些電壓脈沖有關(guān)的量，所存儲 的這些脈沖的所述數(shù)量作為單獨輸入在功能上連接到所述人工神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)。
36. —種測井工具，包括被配置成沿著穿過地球形成物的井筒的內(nèi)部移動的外殼；閃爍檢測器，設(shè)置在所述外殼中并暴露給源于所述形成物的輻射，所述閃爍檢測器中包含校準源檢測；光電倍增器，設(shè)置在所述外殼中并以光學方式連接到所述閃爍檢測器； 可控高電壓源，設(shè)置在所述外殼中并連接到所述光電倍增器； 連接到所述光電倍增器的輸出端的脈沖振幅分析器，所述分析器被配置成確定由所述光電倍增器產(chǎn)生的每個電壓脈沖的振幅；以及在功能上連接到所述脈沖振幅分析器的輸出端的經(jīng)訓練的人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)被訓練來將在多個振幅的每一個上檢測到的電 壓脈沖的數(shù)量轉(zhuǎn)換成信號以調(diào)整所述高電壓源，使得對應于從所述 校準源檢測到的輻射事件的電壓脈沖的最大數(shù)量出現(xiàn)在所述分析器 的所選電壓振幅窗口中。
37. 如權(quán)利要求35所述的工具，其中所述校準源包括銫137。
38. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中，所述閃爍計數(shù)器包含晶 體，所述晶體包括如下項中的至少一個鉈摻雜碘化鈉，鍺酸鉍， 原硅酸釓，硅酸镥以及鋰-6摻雜石英玻璃。
39. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中所述網(wǎng)絡(luò)的信號輸出端 在功能上連接到比例積分微分控制回路的輸入端，所述控制回路的 輸出端在功能上連接到所述高電壓源的電壓控制輸入端。
40. 如權(quán)利要求39所述的工具，其中，所述控制回路#:配置成 可使其輸出涉及如下項之和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信號乘以第 一系數(shù)，來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的所有信號之和乘以第二系數(shù)，以 及來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的當前信號和來自所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的在 前信號之間的差乘以第三系數(shù)。
41. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中，所述分析器^1配置成可 使在涉及光電倍增器的恢復時間的所選時間窗口內(nèi)檢測到的多個 電壓脈沖的數(shù)量被排除在所確定的電壓脈沖數(shù)量之外，而所述分析 器被配置成存儲與這些被排除的脈沖有關(guān)的量，所存儲的被排除的 脈沖的所述數(shù)量作為單獨輸入在功能上連接到所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
42. 如權(quán)利要求41所述的工具，其中，所述分析器被配置成將 超過所選振幅閾值的電壓脈沖排除在所檢測到的電壓脈沖的數(shù)量之外，所述分析器配置成存儲與這些電壓脈沖有關(guān)的量，所存儲的這 些脈沖的所述數(shù)量作為單獨輸入在功能上連接到所述人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)。
43. 如權(quán)利要求36所述的工具，還包括接近所述外殼的輻射 源，所述輻射源提供輻射給所述地球形成物來檢測涉及所述輻射與 所述形成物的交互的輻射事件。
44. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中所述輻射源包括銫137源。
45. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中所述輻射源包括脈沖中 子源。
46. 如權(quán)利要求36所述的工具，其中所述輻射源包括X-射線
全文摘要
一種用于控制施加到用在閃爍計數(shù)器輻射檢測器中的光電倍增器的電壓的方法，包括確定光電倍增器響應通知閃爍檢測器的輻射事件而產(chǎn)生的具有多個預定振幅的每一個的電壓脈沖的數(shù)量。在每個預定振幅上的電壓脈沖的數(shù)量被傳到經(jīng)訓練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生對應于施加到光電倍增器的電壓的調(diào)整量的信號。
文檔編號G01V5/00GK101191839SQ20071013844
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者R·加多 申請人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司