Защитно-калибровочный контейнер скважинного гамма-плотномера Советский патент 1980 года по МПК G01N23/00 

«

Изобретение относится к калибро-вочным устройствам радиоизотопных гамма-плотномеров.

Известны устройства, в которых основным узлом является поглотитель ,5 гамма-лучей, выполненный из метсьлла. или других материалов} при транспортировке внутри поглотителя хранится гамма-излучатель,а при калибровке аппаратуры в поглотитель вводится и блок О детектирования гамма-лучей 1 .

В таких устройствах в поглотителе имеются каналы для гаюла-излучателя и гамма-детектора. Согласно 15 действующим нормгил, требования радиационной безопасности удовлетворяются, если мощность дозы гамма-излучения наповерхности контейнера не превышает установленной величины. При 20 этом часть потока гамма-лучей выходит за пределы контейнера, рассеивается подстилающей поверхностью (грунтом, в результате чего возникает дополнительная ошибка при калибровке. 2S Эта сшшбка пропорционгшьна плотности грунта и обратно пропорциональна расстоянию от контейнера до грунта. Изготовить контейнер, полностью поглощающий Гс1мма-лучи, практичес- . ЗО

ки невозможно, поз-тог приходится мириться с нежелательной зависимостью результатов калибровки от плотности грунта и геометрии измерений.

Известен также эшцитно-калибровочный контейнер для гамма-плотномеров, содержащий поглотитель из алюминия в оболочке из свинца или стгши и канала для размещения в них raNwa-излучателя и детектора 3.

Недостатке данного устройства также является погрешность калибровки гамма-плотномера, обусловленная тем, что часть потока Гс1ммалучей выходит за пределы поглотителя и рассеивается подстилающей поверхностью. Например, при калибровке над торфяниками (плотность 1,1 г/смJ эффект рассеяния будет меньше, чем при калибровке над скалистой поверхностью (плотность 2,5 г/см), что приводит .к погрешности в несколькопроцентов.

Целью изобретения является повы иение точности калибровки.

Цель достигается тем, что в основном блоке контейнера-поглотителя выполняется допол|1ительный канал, расположенный междУ каналами для гамма-излучателя и детектора, в котором устанавливается подвижный компенсирующий стержень, причем рассеяние гамма-лучей на подстилакхцей поверхности компенсируется перемещением стержня в заданные положения, соответственно типам подстилакядих поверхностей.

На фиг. 1 изображен общий вид описываемого устройства, на фиг.2 графики зависимости рассеянного и компенсирукячего потоков гамма-излучения от плотности.

Устройство фиг. 1) содержит поглотитель 1, в каналах которого установлены блок гамма-излучателя 2 и блок детектирования 3.

В центре поглотителя 1 имеется кансш, в котором на скользящей посадке установлен подвижный компенсирующий стержень 4. Компенсирующий стержень 4 имеет два прилива в виде шпонок; на приливе 5 имеются полукруглые вырезы,в которые западает шарик фиксатора 6, а прилив 7 выполнен в виде зубчатой рейки, находящейся в зацеплении с ведущей зубчатой шестерней 8. Шарик фиксатрра 6 прижат к приливу 5 пружиной 9. На фиг. 1 схема распространения рассеянных гамма-лучей показана волнистыми линиями со стрелкой, а гаммалучей , используемых для калибровки прямыми стрелками.

В предлагаемом устройстве размеры поглотителя выбираются исходя из требований безопасности, а компенсация внешних возмущающих факторов, вызывающих погрешность при калибровке, производится путем изменения расположения поглотителя.

Процедура кгшибровки гамма-плотномера состоит в том, что зонд гамма.плотномера устанавливается в поглотителе калибратора, после чего измеряется некоторая величина, которую условно можно назвать эквивалентной плотностью поглотителя, в практике измерений эта величина используется как репер, по которому нормируются все дальнейшие измерения, проводи1 «ле в скважине. При обработке результатов все величины, полученные в скважине, делятся на величину, полученную в калибраторе,после чего переход к абсолютным значениям плотности осуществляют, нанося на градуироовочный график полученные безразмерные коэффициенты.,

Йринцип действия предлагаемого устройства состоит в том, что благодари действию компенсирующего стержня можно выбрать необходимую связь по гамма-лучам между гамма-излучателем и гамма-детектором для любого типа подстилающей поверхности (торфяник, песок, супесь,скальное основание) так, чтобы уменьшить зависимость результатов калибровки от плотности этой поверхности

При работе защитно-ка/шбровочный контейнер располагается над обсадной трубой скважины 10 так, чтобы блок гамма-излучателя 2 находился на оси скважины, а собственно гамма-излучатель 12 был Удален на одно и то же для всех скважин расстояние L от подстилающей поверхности (грунта) 13. Так как крутизна управления потока гамма-квантов с помощью стержня 4 (фиг. 2, график Б имеет ту же величину, что и наклон основной зависимости (фиг.2,график А), то плотность подстиляющей поверхности достаточно определять приближенно, устанавливая лишь грубые .градации.

При этом компенсирующий стержень 4 посредством шестерни 8 устанавливается в положениеJзaлaвaeмoe шариком фиксатора 6, соответствующее определенной категории грунта в окрестности скважины.

На фиг. 1 компенсирующий стержень 4 показан в положении, соответствующем наименьшей плотности подстилающей поверхности. При больших плотностях подстилающей поверхности компенсируклций стержень 4 поднимается вверх.

После калибровки блок детектирования 3 соединяется с блоком гаммаизлучателя 2, отодвигается защитная заслонка 11 и зонд гамма-плотномера опускается в скважину для производства измерений.

На фиг. 2 график А показывает погрешность калибровки, возникающую при увеличении плотности подстилающей поверхности при отсутствии компенсации/ график Б показывает эквивалентное уменьшение потока гамма-лучей в функции координаты компенсирующего стержняj график В является суммой предыдущих графиков и показывает результирующий эффект компенсации зависимости результатов калибровки гамма-плотномера от плотности грунта.

В предлагаемом изобретении введенный в устройство компенсирующий стержень позволяет повысить точность калибровки над любой подстилающей поверхностью примерно на 6% и,, кроме того, увеличить, при прочих равных условиях, долю потока гамма-лучей, выходящих за пределы поглотителя; облегчить привязку результатов измерений к абсолютным значениям плотности; уменьшить массу и габариты устройства за счет ослабления требований к экранирующему действию поглотителя.

Формула изобретения

Защитно-калибровочный контейнер скважинного гамма-плотномера, содерЖсИциЯ поглотитель гамма-лучей с канапами для размещения в нем блоков гамма-излучателя и детектора, о т лкч.ающийся Тем, что, с целью повыиения точности калибровки, поглотитель снабжен дополнительным каналом, расположенным между каналами для гамма-излучателя и детектора, в котором установлен компенсирующий стержень, связанный с механизмом для его перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1.Патент США 3183354,

кл. 250-71.5, опублик. 11.05.65,

2.Патент США 3236090, кл. 73-1, опублик. 22.02.66.

3.Емельянов В.А. Полевая радиометрия влажности и плотности почвогрунтов, М,, Атомиздат, 1970,

с. 70,73 (прототип).

},0 .1,52,

Плотность подстилающей поберхносп /

-2-IО / 2 L,Cfl

Линейное перенещенае

5, 2lGM

Фиг. 2