Способ измерения спектра при гамма-каротаже Советский патент 1990 года по МПК G01V5/04 

1

ИэоСретеиие относится к области .геофизических исследований скважин и может быть использовано при радиоактивном каротаже, в том числе сверхглубоких скважин.

Цель изобретения - упрощение способа измерения спектра путем исключения амплитудно-временного преобра- зопания.

На фиг. 1 приведена зависимость длительности Т; импульсов, , поступающих с блока детектирования от энергии Е; регистрируемого гамма-излучения; на фиг. 2 - форма напряжения на выходе интегрирующей цепи; на фиг. 3 - зависимость амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля от длительности импульсов, по- ступак1Щ1гх в кабель; на фиг. 4 представлен спектр гамма-излучения, полу- ченнь&1 со сцинтилляционного блока детектирования; на фиг. 5 - спектр, переданный по кабелю.

угольные импульсы, имеющие длительность, пропорциональную энергии регистрируемого излучения, исключая про- g цесс амплитудно-временного преобраэования исходных импульсов. Нормализованные прямоугольные импульсы подают в каротажным кабель, который можно рассматривать как распределен10 ную интегрирующую цепь. Прямоугольные импульсы при прохождении через интегрирующую цепь преобразуются.

На фиг. 2 показана форма напряжения на выходе интегрирующей цепи при

15 подаче на ее вход прямоугольного импульса с амплитудой, равной условной eдини e, для различных отношений постоянной времени цепи к длительности импульсов Т;. npntr/T; 0,2 наблюдает20 ся пропорциональная зависимость проинтегрированных импульсов AJ от длительности исходных Т- (фиг.З).

На фиг. 3 приведена зaJвиcимocть (T;) ДЛЯ реального каротажного Способ осуществляется следующим об-25 кабеля с о 30 мкс, которая в области разом.значений мкс практически

На нагрузке ФЭУ в результате реги- линейна.

Импульсы, поступающие со сцинтилляционного блока детектирования (СБД), 30

страции rat-iMa-излучения получаются электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии регистрируемого гамт-1а-излучения. Форма импульсов может быть описана выражением. A(t)kE(1-e- ). , где A(t) -амплитуда напряжения на 35 аноде ФЭУ в зависимости от Бремени; Е - энергия гамма-излучения,

зарегистрированного в сцин- тилляторе;40

t - текущее время от момента поглощения гамма-кванта в сцинтилляторе;

постоянная времени высвечивания сцинтиллятора; 45 ь„ - постоянная времени анодной

нагрузки ФЭУ.

При этом длительность импульсов Т; при рассмотрении на каком-либо уровне U; пропорциональна энергии регист- 50 рируемого гамма-излучения Е j.

На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость в диапазоне энергий гамма-излучений 0,6-2,8 МэВ. Опредес помощью амплитудного дискриминатора (АД), выполненного по схеме триггера Шмидта, отделяются от помех. преобразуются в импульсы равной амплитуды и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого из- . лучения.

Выходной каскад (ВК), работающий в ключевом режиме, обеспечивает передачу импульсной информации по каротажному кабелю на поверхность к анализирующему блоку (АИ) и регистратору ЦПУ.

Питание схемы скважинного прибора осуществляется с поверхности блоком питания (БП), высокое напряжение на СБД поступает с блока высокого напряжения (БВН). СБД изготовлен на основе сцинтиллятора NaJ(Te) (АО х 80) и фотоэлектронного умножителя ФЭУ- 7АА, в качестве АИ использован амплитудный анализатор импульсов АИ- 256, а в качестве линии связи - одножильный каротажный кабель.

С помощью такого устройства проление длительности информационных им- 55 ведены исследования по передаче пульсов на фиксированном энергетичес- спектра натрий-24, цезий-137, коком уровне Uj, установленном выше уровня помех, позволяет формировать нормализованные по амплитуде прямобапьт-60 по каротажному кабелю.

На фиг. 4 изображен спектр гамм излучения, полученный с СБД, наблю

3495382

угольные импульсы, имеющие длительность, пропорциональную энергии регистрируемого излучения, исключая про- g цесс амплитудно-временного преобраэования исходных импульсов. Нормализованные прямоугольные импульсы подают в каротажным кабель, который можно рассматривать как распределен10 ную интегрирующую цепь. Прямоугольные импульсы при прохождении через интегрирующую цепь преобразуются.

На фиг. 2 показана форма напряжения на выходе интегрирующей цепи при

15 подаче на ее вход прямоугольного импульса с амплитудой, равной условной eдини e, для различных отношений постоянной времени цепи к длительности импульсов Т;. npntr/T; 0,2 наблюдает20 ся пропорциональная зависимость проинтегрированных импульсов AJ от длительности исходных Т- (фиг.З).

Импульсы, поступающие со сцинтилляционного блока детектирования (СБД)

с помощью амплитудного дискриминатора (АД), выполненного по схеме триггера Шмидта, отделяются от помех. преобразуются в импульсы равной амплитуды и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого из- . лучения.

Выходной каскад (ВК), работающий в ключевом режиме, обеспечивает передачу импульсной информации по каротажному кабелю на поверхность к анализирующему блоку (АИ) и регистратору ЦПУ.

Питание схемы скважинного прибора осуществляется с поверхности блоком питания (БП), высокое напряжение на СБД поступает с блока высокого напряжения (БВН). СБД изготовлен на основе сцинтиллятора NaJ(Te) (АО х 80) и фотоэлектронного умножителя ФЭУ- 7АА, в качестве АИ использован амплитудный анализатор импульсов АИ- 256, а в качестве линии связи - одножильный каротажный кабель.

С помощью такого устройства проведены исследования по передаче спектра натрий-24, цезий-137, кобапьт-60 по каротажному кабелю.

На фиг. 4 изображен спектр гамма- излучения, полученный с СБД, наблю-

1349538

Формирование импульсоп различной амплитуды пропорциональной энергии регистрируемого излучения, происходп- щее на кабеле, дает возможность использовать в качестве наземного анализирующего устройства обычные амплитудные анализаторы импульсов.

Ш

Ф

о р м у л а

3 о б р е т е

н и я

даются: пик 0,661 МэВ (цезий), пики 1,37 и 2,75 МэВ (|1атрий-24) и два пика образования пар t,73 и 2,24 МэВ. Спектр гамма-излучения (фиг.5), переданный по кабелю описанным выше спс-- собом, содержит те же характерные пики. Полученный спектр (фиг,5) не содержит мягкой составляющей, которая вырезается из спектра АД и, следовательно, не передается по кабелю и не загружает линию связи. Влияние реперного сигнала (используется

для стабилизации знергетической шка- .„.. „..„„„„ м«:.к.ирования энергии лы) на исследуемый спектр оценивалось ,5 гамма-излучения в электрические им- при загрузках измерительной линии пульсы, амплитуда которьк пропорциональна энергии регистрируемого гамма- излучения, последующее их формирование и передачу по каротажному 20 к наземным блокам, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, определяют длительность электрических импульсов, поступающих с блока детектирования на фиксировап- 25 ном энергетическом уровне, установСпособ измерения cneKtpa при гамма-каротаже, включающий преобразование блоком детектирования энергии

превышающих ожидаемые: интенсивность загрузки от реперного источника це- зий-137 900 имп/с.

Способ измерения спектра позволяет исключить энергетически невыгодные линейные режимы преобразования сигнала, а также амплитудно-временное преобразование. Становится возможным построение простой схемы скважниного прибора, реализующей описанный способ, на элементах, работающих в экономичном ключевом режиме, что очень важно при исполнении схемы скважинного прибора на полупроводниковых элементах с последующим размещением в термо- статирующем сосуде.

ленном выше уровня помех, формируют прямоугольные импульсы с этой длительностью и равной амплитудой, дают сформированные таким образом пряно- 30 угольные импульсы в каротажный кабель, регистрируют амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля .

Пмнс

о 0.5 W 1.5 2.0 2.5 Е1Мэ8 fpi.l

1349538

Формирование импульсоп различной амплитуды пропорциональной энергии регистрируемого излучения, происходп- щее на кабеле, дает возможность использовать в качестве наземного анализирующего устройства обычные амплитудные анализаторы импульсов.

Ф

о р м у л а

3 о б р е т е

н и я

.„.. „..„„„„ м«:.к.ирования энергии гамма-излучения в электрические им- пульсы, амплитуда которьк пропорциональна энергии регистрируемого гамма- излучения, последующее их формирование и передачу по каротажному к наземным блокам, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, определяют длительность электрических импульсов, поступающих с блока детектирования на фиксировап- ном энергетическом уровне, установСпособ измерения cneKtpa при гамма-каротаже, включающий преобразование блоком детектирования энергии

.„.. „..„„„„ м«:.к.ирования энергии ,5 гамма-излучения в электрические им- пульсы, амплитуда которьк пропорциональна энергии регистрируемого гамма излучения, последующее их формирование и передачу по каротажному 20 к наземным блокам, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, определяют длительность электрических импульсов, поступающих с блока детектирования на фиксировап- 25 ном энергетическом уровне, установленном выше уровня помех, формируют прямоугольные импульсы с этой длительностью и равной амплитудой, дают сформированные таким образом пряно- 30 угольные импульсы в каротажный кабель, регистрируют амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля .

Ai

ffrrff. fff. fOO

150

190

50

SfO7t fffe

фие.З

CS O

v .:

ttOOO

mo

2000- 1000

ЦП 80 120 ISO 200 ffoneg

0U9.

Составитель А.Торопова Редактор Т.Рыбалова Техред Л.Сердюкова Корректор И.MaKCHhoimHHeu

Заказ 997Тираж 407Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ffO 80 120 ISO 200 номер

канала

0ut.S

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при радиоактивном каротаже. Целью изобретения является упрощение способа. Для этого электрические импульсы с блока детектирования формируют в прямоугольные импульсы с равной амплитудой и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого излучения. Сформированные прямоугольные импульсы подают в каротажный .кабель для передачи на поверхность и одновременного преобразования их в импульсы с амплитудой, пропорциональной энергии регистрируемого излучения. 5 ил. с (Л со 4 СО сл 00 00