УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЙТРОННЫХ ПОЛЕЙ В СКВАЖИНЕ Советский патент 1995 года по МПК G01J5/10 

Изобретение относится к ядерной геофизике и может быть использовано при изучении пространственного распределения полей тепловых нейтронов методами нейтронного каротажа.

Целью изобретения является упрощение, повышение надежности и точности за счет обеспечения в пределах пропорциональной области работы секций детектора или детекторов сдвига и разрешения амплитудных дифференциальных спектров и передачи информации от секций детектора или детекторов по единому каналу телеметрии.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 результирующий амплитудный дифференциальный спектр тепловых нейтронов.

Устройство (в случае использования секционированного детектора) состоит из трех секций 1 заданной длины с идентичным газовым наполнением, имеющих общий анод 2. Для осуществления автономного питания к изолированным катодам 3 каждой секции 1 подключены выводы модулей автономного питания высоковольтного блока 4 питания. Анод 2 гальванически соединен с входом малошумящего предусилителя 5, который, в свою очередь, через одноканальную линию связи 6 соединен с обрабатывающим устройством 7. Длина секций может быть установлена исходя из ожидаемых загрузок, конфигурации исследуемых нейтронных полей или других условий каротажа.

Устройство функционирует следующим образом.

В пределах пропорциональной области работы всех секций детектора осуществляют сдвиг амплитудных дифференциальных спектров за счет изменения амплитуд выходных импульсов при изменении напряжения питания секций детектора (или детекторов). Причем каждой секции (детектору) на результирующем амплитудном распределении дифференциальных спектров тепловых нейтронов, являющемся суммой от наложения спектров от каждой секции (детектора), однозначно соответствует свой пик (см. фиг.2). Вся информация со всех трех секций по единому каналу телеметрии (включая предусиление) передается на регистрацию и обработку. Таким образом, разные режимы высоковольтного питания на секциях 1 (детекторах) позволяют идентифицировать их положение в пространстве. Выбор режимов работы для однотипных как в данном случае, секций или разнотипных детекторов (разных геометрических размеров и газового наполнения) проводится экспериментально. Для уверенного разрешения дифференциальных спектров достаточна разница в высоковольтном питании порядка 2% от номинального значения, т. е. для трехсекционного детектора с газовым наполнением, как у детектора СНМ-56, с номинальным значением высоковольтного питания 1000 В значения напряжений питания секций установлены 980 В, 1000 В, 1020 В.

На фиг. 2 изображены хорошо разрешенные три пика от трех секций детектора, причем первые два из них расположены на пьедесталах. Размеры пьедесталов характерны для каждого типа детекторов при определенном режиме работы, поэтому предварительно снимаются амплитудные распределения дифференциальных спектров от каждой секции (детектора) при выбранном напряжении питания. По этим распределениям определяют относительные средние значения пьедесталов, а также определяют отношение интегрального счета в пике к полному интегральному счету и распределении при едином выбранном пороге, общем для всех трех секций (как в данном случае). Эти величины являются исходными для получения искомых величин интегрального счета в каждом пике. При этом как средние относительные значения пьедесталов, так и отношение интегральных счетов являются характеристикой детектора и могут быть определены с требуемой точностью.

Восстановление искомых интегральных счетов от каждой секции производится следующим образом. Измеряется интеграл (счет) третьего пика на результирующей кривой и по известному отношению интеграла пика к интегралу всей кривой определяют искомый интегральный счет соответствующей секции. Далее, зная среднее значение пьедестала, на котором расположен второй пик, соответствующий второй секции детектора, вычитанием этой добавки находят интеграл второго пика и далее, как и в предыдущем случае, определяют искомый интегральный счет второй секции детектора. Для первой секции интегральный счет определяется аналогично, только при определении интеграла первого пика необходимо вычесть добавку пьедесталов от двух других амплитудных дифференциальных спектров. Все эти операции программно обеспечены возможностями современных многоканальных амплитудных анализаторов импульсов (например, анализаторы фирмы "Нокиа"). В устройстве, независимо от количества секций 1 (детекторов), необходим лишь один канал передачи и обработки информации. Если регистрация информации от каждой секции (детектора) осуществляется дифференциальным амплитудным анализатором-дискриминатором, то ширина "окна" каждого такого дискриминатора определяется величиной амплитудного разрешения пика в дифференциальном спектре соответствующего детектора. Если информация со всех секций детектора или детекторов подается на многоканальный амплитудный анализатор, то регистрируются одновременно все пики распределения импульсов от каждого детектора. В этом случае устройство регистрации может обеспечить работу с детекторными системами с различным количеством газовых счетчиков нейтронов. Максимально возможное число детекторов в системе задано границами пропорциональной области работы данного типа детекторов, диапазоном высоковольтного питания, и минимально возможным шагом дискретизации указанного диапазона, обеспечивающим разрешение пиков амплитудных дифференциальных спектров.

В устройстве упрощена и повышена надежность передачи информации за счет использования единого канала телеметрии, а также повышена точность регистрации пространственного распределения нейтронных полей в скважине.

Изобретение относится к ядерной геофизике и может быть использовано при изучении пространственного распределения полей тепловых нейтронов в методах ядерной геофизики. Цель изобретения упрощение, повышение надежности и точности за счет обеспечения в пределах пропорциональной области работы секций детектора или детекторов сдвига и разрешения амплитудных дифференциальных спектров и передачи их по одному каналу телеметрии. Устройство содержит группу газонаполненных детекторов или секций детектора объединенных общим электродом, блок источника высоковольтного питания, систему передачи информации. Вторые электроды каждого детектора или секций детектора подключены к автономным источникам питания блока, например к выводам делителя высоковольтного напряжения, а общий электрод подключен к единому каналу передачи информации. Установление режима работы (разность потенциалов анод - катод) каждого детектора или секции отличными друг от друга обеспечивает сдвиг и разрушение амплитудных дифференциальных спектров и передачу информации по единому каналу телеметрии. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЙТРОННЫХ ПОЛЕЙ В СКВАЖИНЕ, содержащее газонаполненный секционированный детектор с секциями заданной длины, объединенными одним общим электродом, и с изолированными вторыми электродами, блок источника высоковольтного питания, подключенный к детектору, а также подключенную к детектору систему передачи информации, включающую предусилитель, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и точности за счет обеспечения в пределах пропорциональной области работы секций детектора или детекторов сдвига и разрешения амплитудных дифференциальных спектров и передачи информации от секций детектора или детекторов по единому каналу телеметрии, блок источника высоковольтного питания включает модули автономного питания, количество котороых соответствует числу секций детектора или числу детекторов, вторые электроды каждой секции детектора или детекторов подключены к выводам соответствующего секции или детектору модуля автономного питания, а общий электрод секционированного детектора или детекторов подключен соответственно к предусилителю системы передачи информации или к входу системы передачи информации, при этом максимально возможное число секций или число детекторов определяется диапазоном высоковольтного питания в пределах границ пропорциональной области используемого типа детекторов и минимально возможным шагом дискретизации указанного диапазона, обеспечивающим разрешение пиков амплитудных дифференциальных спектров.