[发明专利]用于井下核应用的闪烁体检测器中的暗电流校正

说明书

技术领域

本公开涉及用于与钻井系统一起使用的用于核信号检测的设备和系统以及相关感测设备，或者部署在烃井和其他井中的其他这种井系统工具管柱。

背景技术

光敏器件可以用作用于检测核信号的闪烁体检测器，所述核信号用于为电缆和随钻测井应用评估地层。暗电流固有地由光敏器件产生。暗电流可能表现为低水平噪声，并且可能影响工具(诸如密度工具)的低辐射能量测量。暗电流可以随着温度的升高而增大。一些光敏器件可能无法承受在高温下产生的暗电流噪声。施加到光敏器件的电压可以增加，以补偿由于温度升高或光敏器件随时间漂移而损失的光敏器件的增益。但是，暗电流产生的噪声也会随着施加到光敏器件的电压的增加而增加。

附图说明

以下参考以下附图详细描述本公开的说明性方面和实例。

图1是根据本公开的一些方面的具有部署在井筒中的核信号检测器的钻井工具管柱的示意图。

图2是根据本公开的一些方面的包括闪烁体检测器和辐射发射器的辐射测井工具的示意图。

图3是根据本公开的一些方面的具有邻近闪烁体检测器的检查源的闪烁体检测器的实例的示意图。

图4是根据本公开的一些方面的具有与闪烁体检测器结合的检查源的闪烁体检测器的另一实例的示意图。

图5是根据本公开的一些方面的闪烁体检测器的另一实例的示意图，所述闪烁体检测器具有与带有检查源的屏蔽的次级闪烁晶体串联布置的未屏蔽的闪烁晶体。

图6是根据本公开的一些方面的闪烁体检测器的另一实例的示意图，所述闪烁体检测器具有带有检查源的与未屏蔽的闪烁晶体串联布置的屏蔽的次级闪烁晶体。

图7是根据本公开的一些方面的用于从发射辐射的感测工具组件收集采样信号数据并且校准采样信号数据以解决装置噪声的过程的流程图。

具体实施方式

闪烁体检测器是用于检测和测量电离辐射的仪器，所述仪器在钻井或烃类井筒应用中尤其可以专注于收集伽玛(γ)或中子辐射。闪烁体检测器可以包括闪烁体元件，诸如闪烁晶体，其响应于入射辐射而产生光的光子。闪烁体检测器的光电传感器可以接收来自闪烁体元件的光子并将所述光转换成电信号，并且经常可以将电信号放大。闪烁体检测器可以与可以传输、存储和处理电信号的电子部件一起使用。闪烁体检测器的输出可以称为计数。闪烁体检测器可以测量入射辐射的强度和能量。在井筒应用中，入射辐射可以是反向散射信号辐射。具体地，工具管柱上的辐射测井工具可以将核辐射信号发射到周围的地球岩层中，并且发射的信号能够从地球岩层或地球岩层中的地层反射、折射或衍射(例如散射)。重定向回工具管柱的量是反向散射信号。反向散射信号可以是标准采样信号的分量。闪烁体检测器可以基于从反向散射信号导出的光谱数据、密度读数等(例如，通过确定特性或者识别区域的内容)来表征地球岩层中的地层。闪烁体检测器也可以用来对天然存在的辐射进行采样。在此类系统中，可以不使用活动测井源；然而，可以使用参考检查源(或种子源)。

本公开的某些方面涉及具有快门的闪烁体检测器，所述快门位于光电传感器与闪烁晶体之间并且可以用于在井下核应用中校正暗电流。暗电流是来自光敏器件的电流，从而当没有光子实际上进入装置中时固有地和随机地生成光子和电荷空洞。快门可以通过电压在打开位置与关闭位置之间操作。在打开位置中，快门可以允许由闪烁晶体产生的光传递到光电传感器，并且对光电传感器的暗电流进行测量。在关闭位置中，快门可以阻挡光线传递到光电传感器，但是仍然可以测量光电传感器的暗电流。当快门处于关闭位置时，暗电流在一定的时间内可以由光电传感器测量。测量的暗电流可以在正常测量时间段期间(诸如当快门处于打开位置时)从光测量值中减去，以从测量的光中去除测量值的暗电流分量。去除暗电流的测量光可以被进一步处理。去除暗电流或附加类型的噪声(诸如电子噪声和装置振动噪声)可以统计上改进由光敏器件获得的测量值的精度和灵敏度。

在一些实例中，快门可以是液晶快门，所述液晶快门可以通过电压被实时激活处于关闭位置。当快门处于关闭位置时，光电传感器的输出可以仅表示由于暗电流而产生的计数。在其他实例中，输出可以表示暗电流和其他类型的系统噪声。作为自校准周期的一部分，可以在预定的时间段内对暗电流进行采样。当快门处于打开位置时，测量的暗电流和其他类型的测量的系统噪声可以随后被减去，以便进行正常的测量。这可以用于批量计数或光谱测量。