專利名稱：一種高溫補(bǔ)償中子測(cè)井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于探測(cè)地層孔隙度的測(cè)井裝置，主要是一種利用 中子源和兩種源距的探測(cè)器測(cè)量經(jīng)過(guò)地層衰減的熱中子計(jì)數(shù)率的補(bǔ)償中子測(cè)井儀。
背景技術(shù)：
在勘探開(kāi)發(fā)石油和天然氣的過(guò)程中，人類研究、開(kāi)發(fā)、使用了多種測(cè)井 方法和技術(shù)，主要有聲、電、核、磁等。補(bǔ)償中子測(cè)井是核測(cè)井的一種方法， 主要是通過(guò)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(jìn)而變成熱中子，而地層中的 氫元素對(duì)快中子的減速能力最強(qiáng)，因此儀器通過(guò)測(cè)量經(jīng)過(guò)地層到達(dá)儀器長(zhǎng)短 源距探測(cè)器周?chē)臒嶂凶拥挠?jì)數(shù)并計(jì)算比值來(lái)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(bǔ)償中子測(cè)井儀能夠使用的溫度環(huán)境一般不超過(guò)200度。然 而，根據(jù)工況有時(shí)需要能夠在200度以上甚至230度高溫的環(huán)境下進(jìn)行探測(cè)。 目前還沒(méi)有能夠達(dá)到這樣要求的高溫補(bǔ)償中子測(cè)井儀。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種高溫補(bǔ)償中子測(cè)井儀，該 測(cè)井儀能夠在230度的環(huán)境溫度下長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行工作。本實(shí)用新型的一種高溫補(bǔ)償中子測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器、短源距探測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器和短源距探測(cè)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(zhǎng)源距4杲測(cè)器、短源距4冢測(cè)器供電；所述控制處理單元用于對(duì)長(zhǎng)源距探測(cè)器和短源距探測(cè)器采集的信號(hào)進(jìn) 行處理并發(fā)送。進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步地，所述控制處理單元包括信號(hào)采集放大部分和通信控制處理部分；所述信號(hào)采集放大部分用于對(duì)所述長(zhǎng)源距探測(cè)器和短源距探測(cè)器采集的信號(hào)進(jìn)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(jī)計(jì) 數(shù)處理控制電路和溫度電壓監(jiān)測(cè)電路，其中，所述通訊接口電路用于與地面測(cè)井系統(tǒng)的通訊，進(jìn)行接收命令和發(fā)送測(cè) 井?dāng)?shù)據(jù)；所述編碼解碼電路用于將地面測(cè)井系統(tǒng)發(fā)送過(guò)來(lái)的命令解碼成串行數(shù) 據(jù)并發(fā)送到單片機(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路中，把采集到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)編碼，發(fā)送給 通訊接口電路，再發(fā)送到地面測(cè)井系統(tǒng)；所述單片機(jī)計(jì)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(hào)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)短源距熱中子計(jì)數(shù)，通過(guò)所述溫度電壓監(jiān)測(cè)電路 采集儀器溫度電壓，進(jìn)行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送；所述溫度電壓監(jiān)測(cè)電路用于監(jiān)測(cè)儀器的溫度和電壓，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并 將信號(hào)傳送給所述單片機(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路。進(jìn)一步地，所述信號(hào)采集放大部分為24針雙列直插大規(guī)模混合電路。 進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)源距探測(cè)器和短源距探測(cè)器分別包括鋰玻璃探測(cè)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(hào)并記錄下來(lái)；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(shí)用新型通過(guò)一只合金金屬保溫瓶，將長(zhǎng)短源距探測(cè)器、測(cè)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(gè)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?jī)?nèi)的溫升很小，可以達(dá)到在環(huán) 境溫度為230。C時(shí)工作四小時(shí)，瓶?jī)?nèi)溫升小于60。C,即一般情況下，可以使 瓶?jī)?nèi)溫度保持在90。C左右，從而能夠保證本實(shí)用新型儀器在230。C的高溫下 能夠正常工作。


圖1為本實(shí)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(zhǎng)短源距探測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)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(zhǎng)源距4笨測(cè)器7、短 源距探測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器7和短源距探測(cè)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(diǎn)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(zhǎng)源距探測(cè)器7、短源距探測(cè)器8供電；
控制處理單元6用于對(duì)長(zhǎng)源距探測(cè)器7和短源距探測(cè)器8采集的信號(hào)進(jìn) 行處理并發(fā)送；長(zhǎng)源距探測(cè)器7和短源距探測(cè)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(dá)儀器長(zhǎng)短源距探測(cè)器7、 8周?chē)臒嶂凶愚D(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。 如圖3所示，長(zhǎng)源距探測(cè)器7和短源距探測(cè)器8分別包括鋰玻璃探測(cè)器11 、 光電倍增管12及分壓電路13等，鋰玻璃探測(cè)器11用于探測(cè)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(hào)并 記錄下來(lái)；分壓電路13用于將高壓供給光電倍增管12的不同管腳。測(cè)量時(shí)， 熱中子與鋰玻璃作用可發(fā)出熒光，通過(guò)鋰玻璃探測(cè)器11探測(cè)后，發(fā)出的焚 光被光電倍增管12探測(cè)到轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并被記錄下來(lái)。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(duì)應(yīng)于低計(jì)數(shù) 率，低孔隙度地層含氫量低，對(duì)應(yīng)于高計(jì)數(shù)率。被長(zhǎng)短源距探測(cè)器7、 8探 測(cè)到的信號(hào)，分別經(jīng)過(guò)信號(hào)采集放大部分(下述)成為一定幅度和一定寬度 的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)通訊控制部分(下述)發(fā)送到地面進(jìn)行計(jì)算和處理，從而 得到孔隙度曲線和計(jì)數(shù)率曲線。如圖2所示，控制處理單元6包括信號(hào)采集放大部分61和通信控制處 理部分62;信號(hào)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?duì)長(zhǎng) 源距探測(cè)器7和短源距探測(cè)器8采集的信號(hào)進(jìn)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(jī) 計(jì)數(shù)處理控制電路623、溫度電壓監(jiān)測(cè)電路624,其中，通訊接口電路621 用于與地面測(cè)井系統(tǒng)的通訊，接收命令，發(fā)送測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，編碼解碼電路622 用于把地面發(fā)來(lái)的命令解碼成串行數(shù)據(jù)送到單片機(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路623 中，把采集到的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)編碼，送給通訊接口電路621，發(fā)送到地面測(cè)井系 統(tǒng)，單片機(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路623用于接受并執(zhí)行命令，統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)短源距熱中 子計(jì)數(shù)，采集儀器溫度電壓，進(jìn)行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送等，溫度電壓監(jiān)測(cè)電路 624用于監(jiān)測(cè)儀器的溫度和電壓，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換等。信號(hào)采集放大部分61采用大規(guī)模混合電路， 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(guò)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(gè)第一、二吸熱單元3、 5可以加大吸熱容量，將外部傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)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(shí)用新型能夠 在230度的環(huán)境溫度下進(jìn)行工作。
權(quán)利要求1、 一種高溫補(bǔ)償中子測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器(7)、短源距探測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器(7)和短源距探測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器(7)、 短源距探測(cè)器(8)供電；所述控制處理單元(6)用于對(duì)長(zhǎng)源距探測(cè)器(7)和短源距探測(cè)器(8) 采集的信號(hào)進(jìn)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(bǔ)償中子測(cè)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(bǔ)償中子測(cè)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(bǔ)償中子測(cè)井儀，其特征在于， 所述控制處理單元(6)包括信號(hào)采集放大部分(61)和通信控制處理部分(62);所述信號(hào)采集放大部分(61)用于對(duì)所述長(zhǎng)源距探測(cè)器(7)和短源距 探測(cè)器(8)采集的信號(hào)進(jìn)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(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路(623 )和溫度電壓監(jiān)測(cè)電路(624), 其中，所述通訊接口電路(621)用于與地面測(cè)井系統(tǒng)(10)的通訊，進(jìn)行接 收命令和發(fā)送測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)； 所述編碼解碼電路(622)用于將地面測(cè)井系統(tǒng)(10)發(fā)送過(guò)來(lái)的命令 解碼成串行數(shù)據(jù)并發(fā)送到單片機(jī)計(jì)數(shù)處理控制電路(623 )中，把采集到的 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)編碼，發(fā)送給通訊接口電路(621)，再發(fā)送到地面測(cè)井系統(tǒng)(10);所述單片機(jī)計(jì)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(hào)統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)短源距熱中子計(jì)數(shù)，通過(guò)所述溫 度電壓監(jiān)測(cè)電路(624)采集儀器溫度電壓，進(jìn)行數(shù)據(jù)組合編碼發(fā)送；所述溫度電壓監(jiān)測(cè)電路(624)用于監(jiān)測(cè)儀器的溫度和電壓，進(jìn)行模數(shù) 轉(zhuǎn)換，并將信號(hào)傳送給所述單片機(jī)計(jì)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(bǔ)償中子測(cè)井儀，其特征在于，所 述信號(hào)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(bǔ)償中子測(cè)井儀，其特征在于，所 述長(zhǎng)源距探測(cè)器(7)和短源距探測(cè)器(8)分別包括鋰玻璃探測(cè)器(11)、 光電倍增管(12)和分壓電路(13),其中，所述鋰玻璃探測(cè)器(11 )用于探測(cè)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(hào)并記錄下來(lái);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(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫補(bǔ)償中子測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器、短源距探測(cè)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(zhǎng)源距探測(cè)器和短源距探測(cè)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(shí)用新型通過(guò)一只合金金屬保溫瓶，將長(zhǎng)短源距探測(cè)器、測(cè)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(gè)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?jī)?nèi)的溫升很小，可以達(dá)到在環(huán)境溫度為230℃時(shí)工作四小時(shí)，瓶?jī)?nèi)溫升小于60℃。
文檔編號(hào)E21B49/00GK201037420SQ200720149169
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司