[发明专利]测井用伴随α中子管

说明书

本发明涉及一种测井用中子发生装置，特别是一种采用氘氚反应产生中子的中子管。

在碳/氧比能谱测井仪器中，采用中子管产生快中子。中子管工作原理是：由离子源产生氘离子，经加速后打在含氚的靶上，通过下述反应：放出约14MeV的快中子。用14MeV的快中子轰击套管井周围的矿层，矿层中的碳和氧分别放出4.43和6.13MeV非弹特征γ射线；测量它们的能谱及相对强度可以得到矿层中碳含量和氧含量的比值。油中多碳，水中多氧，由C/O的比值以及其它有关数据可以确定油井周围矿层的含油情况。现有的用于碳/氧比能谱测井的中子管，如中国专利88220224.3，CN2052573U所公开的中子管，一般由绝缘外壳、潘宁离子源、加速电极和靶构成，由潘宁离子源产生氘离子，经加速后打在含氚的靶上，通过上述反应产生快中子，轰击套管井周围的矿层。但是利用现有的这种测井装置所测得的C/O比值具有很大的不确定性。这是因为，当测井装置放入套管井测量时，紧贴γ闪烁探头的最灵敏区有约60mm厚的水、铁、水泥等非矿层物质(下面称干扰物层)，其中含有大量的C，O，Si，Ca。水泥套管外的矿层实测厚度约200mm(下面称有效矿层)。计算和测量都表明，在总的特征γ计数中，来自水泥套管等干扰物层的贡献占50％左右，它们的作用相当于起干扰作用的本底，给C/O比值带来很大的不确定性。

本发明的目的是设计一种测井用中子管，使用该中子管及配套快中子飞行时间碳/氧比测井系统中，可以有效减少或去除上述干扰物层的影响，大大提高C/O比值的准确性。

本发明设计的测井用伴随α中子管，包括密封外壳，位于密封外壳内且固定在其上的潘宁离子源(6)，加速电极(8)及靶(17)，其特征是：在潘宁离子源(6)及加速电极(8)之间设置离子束流引出和聚焦系统(7)，加速电极(8)位于离子束流管道(9)的入射端口，在离子束流管道(9)的另一端和靶(17)之间，环绕离子束流线有一伴随α粒子探测器(15)：所说的离子束流引出和聚焦系统(7)为三个环形平面透镜(7A、7B、7C)。

本发明所说的平面透镜(7A)可由潘宁离子源(6)离子出口底面替代，平面透镜(7B)是带孔不锈钢圆柱片，平面透镜(7C)为底面带孔的无磁不锈钢圆筒盖，它被固定在潘宁离子源(6)上。

本发明所说的伴随α粒子探测器(15)可为环形，由可伐合金管(15A)和异形玻璃光导(15B)焊接而成，玻璃光导(15B)的探测端面呈圆台侧面状，其上烧结一层无机闪烁体。

本发明所说的环形伴随α粒子探测器(15)可由若干个用可伐合金管与异型玻璃光导焊接而成的小探测器环绕入射离子束组成，所有小探测器的探测端面形成一个完整的圆台侧面。

所说的伴随α粒子探测器(15)可由可伐合金管(15A)和玻璃片焊接而成，其上烧结一层无机闪烁体。

所说的伴随α粒子探测器(15)可由若干个用可伐合金管与玻璃片焊接而成的小探测器环绕入射离子束组成。

所说的环形伴随α粒子探测器可由四个用异型玻璃光导和可伐合金管焊接的小探测器组成，每个光导的探测端面(15C)呈四分之一圆台侧面。

所说的伴随α粒子探测器可由四个用圆形玻璃片和可伐合金管焊接而成的小探测器组成。

本发明所说的中子管，包括密封外壳，位于密封外壳内且固定在其上的潘宁离子源，加速电极及靶，其特征是，在潘宁离子源及加速电极之间设置离子引出和聚焦系统，加速电极位于离子束流管道的入射端口，在离子束流管道的另一端和靶之间，环绕离子束流线设置一伴随α粒子探测器。

本发明与原测井仪器中使用的中子管相比，带有伴随α粒子探测器，通过该探测器可选择有效矿层区域进行测量，因而测井时使用本发明能减少或去除γ闪烁探头外干扰物层的不良影响，提高所测C/O比值的精确性

下面结合附图、实施例进一步说明本发明。

图1为本发明结构示意图。

图2为实施例1A向视图。

图3为实施例2A向视图。

图4为本发明工作原理图。