УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАММА-ГАММА-КАРОТАЖА Российский патент 1997 года по МПК G01V5/08 

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для гамма-гамма-каротажа в процессе инженерно-геологических исследований или разведки полезных ископаемых.

Известно устройство для радиоактивного каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, а также источника гамма-квантов и детектора рассеянного гамма-излучения [1]
Однако достоверность данных, получаемых с помощью известного устройства, невысока прежде всего из-за недостаточной степени корреляции между плотностью пород и выходным сигналом датчика.

Наиболее близким к предложенному является устройство для радиоактивного каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника и двух детекторов излучения [2]
Наклонные окна и введение дополнительного датчика рассеянного излучения способствуют повышению чувствительности устройства, повышению достоверности его выходной информации. Однако, как показали проведенные исследования, при изменении угла наклона окон и расстояния между датчиками и источником излучения имеет место изменение чувствительности и корреляционной функции в широких пределах, что не позволяет успешно использовать известное устройство для разведки и геологических исследований.

Таким образом, недостатками известного устройства являются низкая чувствительность и недостаточная достоверность выходных данных.

Технической задачей изобретения является повышение чувствительности устройства при одновременном повышении достоверности его выходной информации.

Указанная техническая задача достигается тем, что в устройстве для радиоактивного каротажа, содержащем измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника излучения и двух детекторов рассеянного излучения, расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями
f_o f₁ 1, f_k f_k-1 + f_k-2, k 2,3,
а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 40^o.

Кроме того, в рекуррентном соотношении выбирают k не менее 10, а величину острого угла равной 36±0,1^o.

Предлагаемое устройство схематично изображено на чертеже.

Устройство включает измерительный прибор 1 и скважинный снаряд 2. Последний состоит из корпуса 3, источника 4 и детекторов 5 и 6 излучения. Корпус 3 выполнен с коллимационными окнами 7, 8 и может содержать экран 9. Позицией 10 обозначена скважина, позицией 11 кабель, соединяющий прибор 1 со снарядом 2.

Следует подчеркнуть, что конкретная реализация прибора 1, корпуса 2 с экраном 9, алгоритм обработки измерительной информации в приборе 1 и т.п. определяются в каждом конкретном случае с использованием известных в данной области сведений. При малых k и рыхлом сложении пород целесообразно выбирать угол, под которым окна 7 и 8 расположены к оси корпуса 3, в диапазоне 32 - 36^o, а для плотных пород в диапазоне 36 40^o. При k, большем или равном 10, для любых пород указанный угол целесообразно выбирать в диапазоне 35,9 36,1^o.

Необходимо учитывать также, что достоверность выходной информации и чувствительность устройства достигает максимума только при одновременном нахождении указанного угла в данном диапазоне и выборе отношения расстояний l₁ и l₂ равным отношению соседних членов ряда, заданного вышеприведенными соотношениями.

Устройство работает следующим образом. Излучение от источника 1, например гамма-кванты или нейтроны, воздействует на горную породу в скважине 10. Рассеянное излучение через окна 7 и 8 попадает на датчики 5 и 6, выходной сигнал которых подвергается усилению и обработке в приборе 1.

Например, расстояние между датчиками 5, 6 и источником 4 выбирают равными 8,9 и 5,5 см, а угол между осями окон 7, 8 и корпуса 2 равным 36^o. Эти расстояния могут быть выбраны также равными 14,4 и 8,9 см и т.д. так как ряд, образован членами, равными 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144.

Проведенные исследования показали, что предлагаемое устройство обеспечивает повышение чувствительности на 30-40% по сравнению с известным и не менее существенное повышение достоверности выходной информации. Так, например, при измерении плотности пород методом гамма-гамма-каротажа точность измерения повысилась на 20%

Использование: для гамма-каротажа. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника и двух детекторов излучения, при этом расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями f_o = f₁ = 1, f_k = f_k-1 + f_k-2, где k = 2,3..., а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 - 40^o. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для гамма-гамма-каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде экранирующего корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси последнего, а также размещенных в корпусе источника и двух детекторов излучения, отличающееся тем, что расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями
f_o f₁ 1,
f_k f_k-1 + f_k-2, k 2,3,
а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 40^o. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в рекуррентном соотношении выбирают k не менее 10, а величину острого угла равной 36±1^o.