Устройство для импульсного нейтронного каротажа Советский патент 1977 года по МПК G01V5/00 

1

Изобретение представляет собой устройство предназначенное дпя геофизического исследования нефтегазовых и рудных скваж методом имггупьсного нейтронного коротажа (инк).

Известны скважиняые импульсные генераторы нейтронов, где роль излучателя выполняют отпаянные нейтронные трубки, питание которых осуществляется от импульсного ис- чника -ВЫСОКОГО напряжения.

К сожалению, максимальнодостижимые нейтронлые потоки на таких генераторах не югyт превышать величину и/с, ВВИДУ малого выходного тока ионного источника нейтронной трубки. Это обстоятельство накладывает существенные ограничения на радиус исследования пласта при проведении ИНК.

Известны и /пyльcныe нейтронные излучатели с лазерным источником дейтронов, ток которорв может на несколько порядков превышать ток традиционных источников з счет более эффективной ионизации при воздействии лазерного .излучения на мишень, содержащую дейтерий. Размещение такого

излучателя вместе с мощным частотным лазером в скважинном снаряде позволит поднять предельный нейтронный выход генератора на несколько порядков.

Подобное решение проблемы увеличения предельного выхода скважинного генератора нейтронов имеет ряд существенных недостатков: paз Jeшeниe лазера в скважиннсл снаряде резко уменьшает надежность всего устройства В целом; средняя температура окружающейскважинный снаряд среды достигает 10О-200С,в СВЯЗИ с чем возникает серьезная проблема теплоотвода от активного элемента лазера, работающего -в частном режиме; . бвиду ограничений, накладываемых на радиальный размер скважинного бнаряда, лазер должен быть размещен в нем соосно с нейтронной трубкой, что усложняет конструцию трубки из-за трудности подвода пуча к мишени ионного и увеличивает ве1роятность пробоев напряжений.

В.предлагаемом устройстве с целью увеличения радиуса исследования, повышения на1ежности устройства и уменьшения габарито скважинного снаряда частотный пазер раз leiug на поверхности земли. При этом све.товой импупьс подводится к HOHHONiy источнику по гибкому световоду, расположенному внутри специального каротажного кабеля. Стыковку пинза-световод можно реализовать с пом6щы(5 оптического перехода . На чертеже показана схема описываемого устройсва Устройство соедржит блок 1 регистрации лазерную нейтронную трубку 2 и импульсный высоковольтный источник 3, которые расположены внутри оболочки скважинного снаряда 4 и соединены с комплексом наземной аппаратуры специальным каротажным кабелем 5, содержащим внутри оплетки гибкий световод 6. Комплекс наземной аппаратуры состоит из источника 7 питания, мощного частотного лазера 8, анализатора 9и блока 10 синхронизации. Импульс высокого напряжения от высоковольтного источника 3 подается на лазерную нейтронную трубку 2 синхронно со световым импульсом частотного лазера 8, подводимому к ионному источнику нейтронной трубки по гибкому световоду. Образующиеся при этом быстрые нейтроны взаимодействуют с веществом пласта. Вторичное излучение или рассеянные тепловые нейтроны регистрируют блоком 1 регистрации, сигналы от которого поступают по кабелю к анализатору 9. Синхронизация работы источника 3 высоковольтных импульсов, лазера 8 и системы регистр ции осуществляется посредством блока 10 синхронизации. Следует отметить, что размешенный внутри каротажного кабеля гибкий световод может быть использован также и для передачи информации от блока регистрации на поверхность. Предлагаемо устройство позволит создавать импульсные нейтронные поля в скважинах, на несколько порядков превышающие поля действующих или создаваемых в настоящее время приборов. Это повлечет за собой существенное увеличение радиуса исследо- вания пласта при проведении ИНК, а следовательно, и увеличение геологической эффективности метода ИНК для нефтегазовых я рудных скважин при сохранении высокой надежности и сроков службы устройства. Формула изобретения Устройство для импульсного нейтронного каротажа , состоящее из скважинного снаряда с излучателем быстрых нейтронов, наземных источников питания, кабеля, частотного лазера и системы детектирования сигнала, отличающееся тем, что, с цепью увеличения радиуса исследований, повышения надежности устройства и уменьщения габаритов скважинного снаряда, скважинлый снаряд содержит лазерную нейтронную трубку, питаемую от частотного лазера, расположенного на поверхности земли, с помощью гибкого световода, размещенного внутри каротажного кабеля.