[发明专利]自然伽马能谱测井仪及其工作方法

权利要求书

1.自然伽马能谱测井仪，包括探棒，操作台及绞车电缆；所述探棒，包括第一外壳，以及设置在所述第一外壳内的探测器和第一电子学系统；所述探棒与所述操作台通过所述绞车电缆连接通讯；

所述探测器包括屏蔽外壳、以及安装于所述屏蔽外壳内的稳谱装置、探测元件、光导元件、光电倍增管和前置放大电路；所述稳谱装置位于所述探测元件前端，所述探测元件、光导元件、光电倍增管和前置放大电路依次互相连接，所述前置放大电路的输出端与所述第一电子学系统的信号输入端连接；

所述第一电子学系统包括放大器、多道分析器、第一控制器、第一存储器、高压电源和第一低压电源；所述放大器的信号输入端构成所述第一电子学系统的信号输入端，与所述前置放大电路的的信号输出端连接；所述放大器的信号输出端依次连接多道分析器和控制器；所述控制器与存储器连接，所述低压电源分别与探测器中的前置放大电路连接进行供电，与所述电子学系统中的放大器、多道分析器、控制器、存储器连接进行供电，以及与高压电源连接进行供电；所述高压电源与所述探测器中的光电倍增管连接供电。

所述操作台包括第二外壳，以及设置在所述第二外壳内的第二电子学系统；所述第二电子学系统包括第二控制器、第二存储器、显示器和第二低压电源；所述显示器设置在所述操作台的第二外壳上；所述低压电源分别与第二控制器、第二存储器、显示器连接供电；所述探棒内第一电子学系统的第一控制器与所述操作台内第二电子学系统的第二控制器通过所述绞车电缆连接通讯，其特征在于，所述探测元件为BGO晶体或LaBr₃(Ce)晶体中的一种；所述稳谱装置包括第三壳体以及设置于所述第三壳体中的稳谱物质，所述稳谱装置压成饼状，且放于所述第三壳体中。

2.如权利要求1所述的自然伽马能谱测井仪，其特征在于：所述探测元件为BGO晶体，所述稳谱物质为含天然放射性核素钾、铀、钍的物质。

3.如权利要求1所述的自然伽马能谱测井仪，其特征在于：所述探测元件为LaBr₃(Ce)晶体，所述稳谱物质为含天然放射性核素铀、钍的物质。

4.如权利要求1所述的自然伽马能谱测井仪的工作方法，其特征在于：

首先在0℃-20℃下，采用多种标准源对所述的自然伽马能谱测井仪进行能量刻度，取得所述探棒中的第一电子学系统的多道分析器道址C_i与γ射线能量E_i的对应关系E_i＝f(C_i)，并将其存储于所述探棒中的第一电子学系统的第一存储器中；

所述自然伽马能谱测井仪具有后台程序进行自动稳谱，工作过程如下：

所述自然伽马能谱测井仪开机自检后，启动后台稳谱，执行以下动作：

1)采集开机后的能谱，采集时间为设定的时间t_c；

2)在全谱范围内进行寻峰计算，得到稳谱物质所含天然放射性核素的特征γ射线的峰位C_p；若稳谱物质分别为含钾、铀、钍的物质时，特征γ射线能量E_c分别为1.46MeV、1.76MeV、2.62MeV；

3)将C_p参数存储在所述探棒中的第一电子学系统的第一存储器中；

4)采集能谱，采集时间为设定的时间t_c；

5)然后读取存储在所述探棒中的第一电子学系统的第一存储器中的C_p参数，在C_p左右各n道，即C_p-n至C_p+n范围内进行寻峰计算，得到稳谱物质所含天然放射性核素的特征γ射线的新的峰位C_p'；

6)令C_p新＝C_p'，将C_p新参数存储在所述探棒中的第一电子学系统的第一存储器中，替换上次得到的稳谱物质所含天然放射性核素的特征γ射线(能量为E_c)的峰位C_p；

7)重复步骤4)、5)、6)的动作；

上述的n为寻峰窗宽参数，其取值范围为5-20；

若自然伽马能谱测井仪接收到操作台发出的操作按键命令，进入测量模式，执行以下动作：

a)采集能谱，采集时间为设定的测量时间t_m；

b)能谱采集完成后，然后读取存储在所述探棒中的第一电子学系统的第一存储器中的C_p新参数，在探棒中的第一电子学系统的第一存储器中读取预置的道址与对应的γ射线能量的对应关系E_i＝f(C_i)，得到C_p新道对应的能量E_p；

c)重新对能谱仪进行能量刻度，道址C_i与γ射线能量E_i的对应关系变为E_i＝f(C_i)*E_p/E_c；

d)根据新的道址C_i与γ射线能量E_i的对应关系E_i＝f(C_i)*E_p/E_c，在采集的能谱中分别划分两个低能能窗及钾、铀、钍三个高能能窗共五个能窗，取得五个能窗的计数率；

e)由五个能窗的计数率，计算自然伽马总计数率GR及钾、铀、钍的含量；

f)将测量结果上传并显示在操作台的显示器上，同时存储于操作台的存储器中。