[发明专利]一种多探头高精度能谱测量仪

说明书

技术领域

本发明属于石油测井领域，具体涉及一种测量井下自然伽玛放射性能谱多探头测量仪。

背景技术

伽玛能谱测井是对井下伽玛射线的能谱测量分析，通过不同能量的伽玛射线强度确定地层中铀钍钾的含量及其分布情况，从而评价地层岩性、生油能力、粘土矿物类型的识别、计算泥质含量、寻找高放射性储层以及解决更多的地质和油田开发中的问题；也可通过伽玛射线强度确定仪器当前所处位置放射物质的特性，在油田开发中有非常重要的意义。

伽玛能谱测量原理如下：被测伽玛射线是由原子核的衰变产生，且发射出来的γ射线有不同的能量；伽玛射线在与物质相互作用的时候可能产生三种效应：光电效应、康普顿效应和电子对效应，三种效应均会产生次级电子；这些次级电子在伽玛能谱测量探头NaI(或CsI、BGO、LaBr₃等)晶体中激发电离闪烁体分子，当闪烁分子退激发时会放出大量的光子，这一过程即是晶体把射线的能量转变成光能的，入射线的能量越大，在闪烁体内损失能量越多，闪烁体的发光强度也越大；这些光子照射在测量探头光电倍增管的光阴极上并产生光电子，光电子经过倍增管放大，通过前级电路处理形成可探测的电脉冲信号，脉冲信号通过电子仪器的记录得到γ射线能谱。所测得的电压脉冲信号的幅度值与入射的γ射线的能量成正比，信号脉冲的个数正比于γ射线的强度。在一般能谱图中，横坐标CH表示道数，与能量成正比；纵坐标表示强度(射线的密集程度)，与计数成正比。

不同的地层放射性物质不同，利用地层的放射性物质的能谱，来划分地层、评价地层岩性、生油能力、粘土矿物类型的识别、计算泥质含量、寻找高放射性储层以及解决更多的地质和油田开发中的问题，但是正常地层的放射性物质比较少，放射性物质所放射的射线统计涨落比较大，常规的测量中所采用的办法是将伽玛探测器的晶体加粗加长，但受井下仪直径尺寸的影响和晶体加长加工难度的限制，晶体最长300mm，且长度的增加影响晶体自吸收，导致误差增大；另外，因为晶体本身对放射性射线所激发的光线的有吸收作用，以及晶体的不均匀，透光性不良等问题，容易造成现场实际应用中，地层特性放射性能谱测量的误差大，通过所测地层放射性能谱判别地层特性的能力差；同时由于地层放射性轴向散射，1m以下的地层岩性无法划分。而该类资料一方面是后续解释工作中岩性划分的基础资料，我国大部分油田地质结构都相当复杂，薄层非常多，传统的测量对此类薄油层是不能进行测量评价的；另一方面裸眼井自然伽玛测井资料是后续所有测井中的校深标准，这对于我国有些油田射孔井段没有明显特征曲线的油井的射孔校深带来很大的麻烦。

发明内容

为解决上述现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一多探头高精度能谱测量仪，其通过应用多个相对常规使用的晶体的小尺寸晶体探头，实现增加计数率减少统计起伏，提高测量时对地层岩性能谱测量的精度和测量的垂直分辨率，配合地面设备零长技术处理，使多个晶体探头对同一深度岩性的放射性能谱进行测量；在数据处理时，将此深度的各个测量值相加，则可有效降低放射性射线统计涨落的问题。

为实现上述目的，本发明所采取如下技术方案：

一种多探头高精度能谱测量仪，包括探头总成，其特征在于：所述探头总成由至少两个以上的探头组相互间隔串联构成，所述探头组由闪烁晶体和光电倍增管连接组成，各探头组分别对应连接一前级处理电路，所述各前级处理电路的一路输出端对应同一A/D转换电路相连接，另一输出端通过对应的逻辑时序控制单元同上述A/D转化电路相连接，各A/D转换电路的输出端同微处理单元相连接，所述微处理单元同数据驱动单元相连接；

还包括电源变换单元，所述电源变换单元的输出端分别连接至低压电源单元和高压电源单元，所述低压电源单元同各前级处理电路、A/D转换电路、逻辑时序控制电路、微处理单元、数据驱动单元同时连接，所述高压电源单元同光电倍增管相连接。

优选的，所述各探头组外设置有屏蔽罩。

优选的，所述闪烁晶体直径在14mm-50mm，长度在40mm-150mm。

优选的，所述闪烁晶体可以是NaI、BGO、CsI、LaBr₃中的任意一种。

通过以上技术方案，本发明的有益效果在于：

1、通过应用多个小尺寸晶体探头，增加计数率减少统计起伏，提高测量时对地层岩性能谱测量的精度和测量的垂直分辨率；

2、探头组外面增加屏蔽层，可有效减少非准直射线干扰。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图；

图2是本发明探头总成结构示意图。