专利名称：有线随钻γ能谱测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种于测量中低能人工和天然伽玛放射性核素的与孔底动力钻 钻机配套的有线随钻Y能谱测井仪
背景技术：
随钻测井是测井技术发展的新方向，随钻放射性测井对比于裸眼测量和钻探取样 测量，具有快速方便实时的特点。随钻放射性测井技术在石油钻井测量中具有广泛应用，其 目的是计算岩层地质参数，因此主要侧重于测量天然伽玛放射性总量和天然铀、钍、钾的含量。随钻放射性测井技术应用于现场视察时，其主要目的是寻找被视察国是否进行过 违约核试验的证据，因此在随钻放射性测量时需要进行核素甄别，并给出其比活度，要求仪 器具有较高的探测效率和探测灵敏度。现有的随钻放射性测井仪一般不具备能谱测量功 能，只能进行总量测量，无法进行核素甄别，不满足现场视察要求。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种有线随钻Y能谱测井仪，其结构简单，具有较高 的探测效率和能量分辨率，能对中低能人工核素进行甄别，实现了能谱精确测量。本实用新型的目的是这样实现的一种有线随钻Y能谱测井仪，包括探管，探管 由硬铝管构成，在探管的前、后端分别设置着防水陶瓷密封接头以及减震接头，在靠近密封 接头的探管内分别设置着控制电路板以及低压电源，在靠近减震接头的探管内设置着NaI 探测器，NaI探测器的电脉冲输出端通过导线与电路板上的脉冲滤波成形电路相连，脉冲滤 波成形电路依次通过一、二级线性放大电路连接着上下阈值控制电路，该控制电路的脉冲 信号输出端与单片机相连，单片机通过RS485通讯线路与地面控制计算机相连。在实验室条件下，用该仪器测量了 137Cs点源的能谱，该仪器对137Cs的661KeV伽玛 射线的分辨率低于11% ；连续测量137Cs点源的能谱17个小时，共测得34个能谱，经统计计 算得其能峰漂移低于0. 5% ；在恒温箱中测试该仪器温度性能，其正常工作温度范围为零下 10摄氏度至80摄氏度；采用蒙特卡罗模拟计算方法计算仪器的理论探测限，其对137Cs的探 测限为5. 8Bq/kg。仪器的能谱测量范围为50_3000keV，仪器耐压大于21MPa，最大测井深度 为1000m。本实用新型结构简单，通过随钻安装的NaI探测器，能够大大提高探测效率，提高 探测灵敏度，能对中低能人工核素进行甄别，实现了能谱精确测量。

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。图1为本实用新型的主视结构示意图；图2为本实用新型的电路结构框图。
具体实施方式
一种有线随钻γ能谱测井仪，如图1、图2所示，包括探管3，探管3由硬铝管构 成，在探管3的前、后端分别设置着防水陶瓷密封接头1以及减震接头6，在靠近密封接头1 的探管3内分别设置着控制电路板4以及低压电源2，在靠近减震接头6的探管3内设置 着NaI探测器5，NaI探测器5的电脉冲输出端通过导线与电路板上的脉冲滤波成形电路相 连，脉冲滤波成形电路依次通过一、二级线性放大电路连接着上下阈值控制电路，该控制电 路的脉冲信号输出端与单片机相连，单片机通过RS485通讯线路与地面控制计算机相连。随钻NaI探测器5选用探测效率较高的NaI (Tl)晶体做为g射线的探测材料，型 号为MWD型，主要用于探测伽玛射线并形成电压脉冲信号。井下电路系统主要为以单片机为核心的多道分析器及仪器控制系统和数据通信 模块，主要包括如下功能(1)接收和收集来自探测器5的脉冲信号，将脉冲信号进行滤波成形、极零相消、 线性放大等处理；(2)将处理后的脉冲信号进行脉冲幅度分析；(3)采集状态参数，对控制单元发送参数，实现对放大器的放大倍数、脉冲幅度分 析器的上下阈等的调节；(4)和地面系统进行通讯，并根据地面发来的命令执行采集、发送等一系列操作。地面控制系统主要由主机与控制软件、地面电源、RS485通信接口模块、绞车及绞 车控制器、电缆下井深度测量模块等构成，主要完成以下功能(1)与井下系统进行通讯，得到井下电路系统的测量数据，包括能谱数据、监测的 电源电压和温度值；(2)实现对井下电路系统的控制，完成对井下电路系统上下阈值的调节、放大倍数 的调节等；(3)控制测井系统电缆的收放，并测量系统的下井深度；(4)完成测量数据的采集、数据处理等工作；(5)通过对获取的能谱进行数据分析，反馈调节放大倍数，实现能峰稳谱。本仪器的控制和数据处理软件包括了井下软件和地面软件。主要完成对系统的控 制和数据通信等功能。其中安装于地面控制计算机上的地面软件可实现的数据处理功能包 括(1)通过控制电路板上与单片机相连的峰位保持电路以及峰位探测电路，对采集 的谱进行寻峰，判断是否有峰位漂移，由此控制井下微处理器进行谱仪放大器的放大倍数 调节，实现稳谱功能；(2)通过控制电路板上与单片机相连的电压温度监测电路监测温度信息，实时记 录每个测量谱的温度，在必要时对谱数据进行温度补偿修正；(3)实现能峰屏蔽功能；(4)对采集的谱数据进行显示及解谱等功能；(5)按深度变化曲线实现对关心能窗数据的实时显示和处理。
权利要求一种有线随钻γ能谱测井仪，包括探管，其特征是探管由硬铝管构成，在探管的前、后端分别设置着防水陶瓷密封接头以及减震接头，在靠近密封接头的探管内分别设置着控制电路板以及低压电源，在靠近减震接头的探管内设置着NaI探测器，NaI探测器的电脉冲输出端通过导线与电路板上的脉冲滤波成形电路相连，脉冲滤波成形电路依次通过一、二级线性放大电路连接着上下阈值控制电路，该控制电路的脉冲信号输出端与单片机相连，单片机通过RS485通讯线路与地面控制计算机相连。
专利摘要本实用新型公开了一种有线随钻γ能谱测井仪，包括探管，探管由硬铝管构成，在探管的前、后端分别设置着防水陶瓷密封接头以及减震接头，在靠近密封接头的探管内分别设置着控制电路板以及低压电源，在靠近减震接头的探管内设置着NaI探测器，NaI探测器的电脉冲输出端通过导线与电路板上的脉冲滤波成形电路相连，脉冲滤波成形电路依次通过一、二级线性放大电路连接着上下阈值控制电路，该控制电路的脉冲信号输出端与单片机相连，单片机通过RS485通讯线路与地面控制计算机相连。本实用新型具有较高的探测效率和能量分辨率，能对中低能人工核素进行甄别，结合了能峰稳谱技术，实现了能谱精确测量。
文档编号G01T1/36GK201730614SQ20102021964
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者尹国辉, 尹晓利, 贾明雁, 贾立权, 雷卫国, 马春林, 黄雄亮, 龙斌 申请人:中国人民解放军63653部队