[实用新型]一种随钻可控源密度测井装置

说明书

本实用新型涉及一种随钻可控源密度测井的装置，包括独立的随钻可控中子源及随钻密度探测系统。所述放射源为随钻可控中子源独立仓，包括随钻可控源本体、中子管抗压筒及屏蔽体，在中子管抗压筒中安装中子源；所述随钻密度探测系统包括探测器本体、近源距探测器、热中子探测器、远源距探测器、中心处理电路及超声波井径测量器；所述中心处理电路包括微处理器、信号放大整形及甄别电路、存储器、接口电路、总线驱动和总线。本实用新型的的随钻可控源安装在中子管抗压筒中并安装在随钻可控源本体中，形成独立的随钻可控中子源，在通高压电时激发高能快中子，快中子穿过地层过程中，伽马射线衰减，伽马射线的衰减也主要取决于构成地层的电子密度。

技术领域

本实用新型涉及随钻测井仪器领域中的一种放射性测量仪器的井下装置，尤其涉及一种基于随钻可控源的密度测井装置。

背景技术：

在钻井行业的随钻测量领域，随钻密度测井仪用于在钻井过程中实时测量地层的密度，从而有效计算地层的孔隙度，识别油气层、计算地层的储油能力。

目前公知的密度测量装置，一种是使用放射性同位素源（例如，137Cs 或60Co）发射伽马射线，然后使用两个不同源距处的伽马射线探测器测量经地层康普顿散射回的伽马射线，根据特定能窗的计数率大小计算出地层的密度值。

使用化学伽马放射源的随钻密度测井仪存在如下缺点：由于放射性同位素源是利用同位素衰变过程中释放的伽马射线，为了满足测量的精度，要求同位素源的源强较高、半衰期较长，因此放射性同位素源会产生强烈的放射性。虽然采用多种放射源屏蔽装置和措施，但现场操作环境限制了有效防护手段的使用，难以避免对操作人员造成健康伤害。另外，钻井过程中复杂的操作条件极易使放射源丢失，一旦无法回收会严重污染地下资源，甚至使整个油区报废。此外，由于化学放射源无法控制中子和伽马射线的发射，且中子产生的次生伽马射线会影响伽马源产生的伽马射线的测量，因此传统仪器中中子孔隙度测量和伽马密度测量是使用两支不同的仪器，且要隔开一定距离。这样就加大了仪器的长度，同时增加了仪器的成本。

另外一种公知的随钻密度测量仪器，是使用可控的氘-氚反应加速器中子源测量地层密度。氘-氚中子源所释放的能量为14MeV的快中子与地层中的原子核发生非弹性散射并释放出伽马射线，伽马射线的衰减与地层密度相关。但是伽马探测器计数率会受到快中子在地层中输运的影响，因此为了降低快中子的影响，在仪器中使用一个伽马探测器和一个超热中子探测器，利用超热中子探测器来校正快中子输运对伽马计数率的影响，但测量精度较低。

使用氘-氚中子源测量地层密度的仪器存在如下缺点：首先，虽然使用可控氘-氚反应加速器中子源可以解决放射源污染的问题，但是其释放的能量为14MeV的快中子，被释放之后会在地层中传输，直到与地层中的原子核发生非弹性散射才会释放出伽马射线，因此相对于化学伽马源，其伽马射线的产生位置不固定，且随地层影响的变化而动态变化，从而使得伽马探测器响应为地层密度的函数。由公知的中子孔隙度测井原理可知，虽然超热中子探测器对中子的衰减比较敏感，但其可以测量到的计数率较热中子低，如果使用超热中子对伽马探测器计数进行校正会存在密度测量结果精度较低的问题。其次，氘-氚反应加速器有一定的工作寿命，一般为几百个小时，随着使用时间的增长，其所释放中子的产额会降低，从而引起伽马射线计数率的降低，并进一步影响密度测量的精度。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对国外相关技术的封锁和国内技术的缺陷，提供一种利用随钻可控中子源独立源仓的随钻可控源进行密度测井装置