CN116564571A - 一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，包括装置底座和屏蔽装置主体，装置底座直接放置在地面或井台上，将屏蔽装置主体滑动装配在装置底座的内嵌滑道内，装源作业时工作人员从源罐中取源，通过屏蔽装置本体的圆孔使放射源穿过屏蔽装置本体进行放射源安装作业，卸源时在仪器端的作业同样使放射源和工作人员在屏蔽装置本体的两侧，这样的设计使仪器端较长的作业时间内人员是处于屏蔽装置的保护下的，允许作业人员在相对低的辐射场中从容地进行装卸源作业。本发明的屏蔽装置具有结构简单、易于安装使用的特点；通过改变装置结构填充材料，本发明的屏蔽装置能够应用于中子源、伽马源等放射源的装卸源。

Description

一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置

技术领域

本发明涉及油气测井技术领域，特别是涉及一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置。

背景技术

目前，在油气测井领域，中子、伽马类核测井仪器广泛应用于工程现场。目前核测井仪器装卸放射源采用人工装卸的方法，由于测井、刻度用放射源活度较大(一般补偿中子测井用18Ci的Am-241源，岩性密度测井用2Ci的Cs-137源)，对操作人员人身健康造成较大危害。为尽可能减小放射源对操作人员的危害，一般在装卸源操作时人员需佩戴铅衣、铅手套等防护用具，采用特制加长的装卸源工具进行操作。防护用具及装卸源工具的使用在一定程度上能减少操作人员受到的照射，但从根本上仍存在屏蔽防护能力不足的问题；同时，为缩短总的作业时间，对操作人员的熟练程度提出了相当的要求。

根据辐射防护三要素，装卸源过程中操作人员应该与源保持尽可能远的距离、较短的操作时长及采用必要的防护措施。因此，操作人员在进行装卸源操作时使用特制加长装卸源工具并佩戴铅衣、铅手套进行操作。已有研究报告指出，假定操作人员使用模拟源进行了多次有效的训练并具备相当的操作经验，在此条件下进行模拟计算，操作一次18Ci的Am-241中子源操作人员所受辐射剂量约为1.8-2.3mSv，操作一次2Ci的Cs-137伽马源操作人员所受辐射剂量约0.6-1.0mSv。我国放射卫生防护基本标准中，采用了ICRP推荐规定的限值，为防止随机效应，规定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过50mSv(5rem)，连续5年平均年剂量当量不应超过20mSv(2rem)。显然，人工装卸放射源的方法使操作人员短时受到的强源照射剂量较大。更要引起注意的是，在放射性仪器的生产、验收和现场刻度、测井过程中，装卸放射源操作频次并无规律可言，往往出现短时间集中操作的现象，此时人员受到的照射量在此基础上会成倍增加。因此，目前对此类装卸源操作人员采用了轮换作业、个人受照剂量严格监控等方法来降低辐射对人员人身健康的危害。这些都无形中增加了人工及管理成本。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)采用人工装卸的方法，短时强照射会对操作人员人身健康造成较大危害。

(2)现有的铅衣、铅手套等防护用具屏蔽能力不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，以解决上述现有技术存在的问题，它允许装卸源作业人员在作业过程中在仪器端的作业能够在较低的辐射水平中进行；该屏蔽装置具有结构简单、易于安装使用的特点，作业人员经过简单培训即可掌握其使用方法，具有普适性强、易推广的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，包括

装置底座，所述装置底座直接放置在地面或井台上，所述装置底座为对称设置两瓣剖分式；所述装置底座中剖分的两瓣的其中一端为铰接，另一端为可拆卸式连接；所述装置底座的顶面上设置有圆环状的内嵌滑道，所述装置底座的中部位于所述内嵌滑道的内侧可拆卸的设置有接源盘；以及

屏蔽装置主体，所述屏蔽装置主体呈半圆环状结构，所述屏蔽装置主体的底部安装有滑块，所述滑块滑动装配在所述内嵌滑道中，所述屏蔽装置本体上开设有用于装卸源工具穿过的圆孔，所述圆孔的高度与仪器源室孔的高度相对应。

优选地，所述屏蔽装置主体上开设有一用于视觉观测的窗口，所述窗口处内嵌有透明玻璃；所述圆孔位于所述窗口的。

优选地，根据所需屏蔽射线种类的不同，所述屏蔽装置本体内嵌的透明玻璃填充有不同的屏蔽材料。

优选地，所述透明玻璃选用有机玻璃或铅玻璃。

优选地，根据所需屏蔽射线种类的不同，所述屏蔽装置本体内可填充不同的屏蔽材料。

优选地，所述装置底座中剖分的两瓣的其中一端通过销轴铰接，另一端通过固定螺钉拧紧或松开；所述装置底座中剖分的两瓣上对称设置有吊耳，所述吊耳用于将所述装置底座吊装。

优选地，所述接源盘通过连接螺钉安装在所述屏蔽装置主体上；根据不同核测井仪器的直径，更改不同中心孔尺寸的所述接源盘。

优选地，所述圆孔的开孔尺寸为φ60mm；所述圆孔离地高度为1.3m。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明中的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，包括装置底座和屏蔽装置主体，装置底座直接放置在地面或井台上，将屏蔽装置主体滑动装配在装置底座的内嵌滑道内，装源作业时工作人员从源罐中取源，通过屏蔽装置本体的圆孔使放射源穿过屏蔽装置本体进行放射源安装作业，卸源时在仪器端的作业同样使放射源和工作人员在屏蔽装置本体的两侧，这样的设计使仪器端较长的作业时间内人员是处于屏蔽装置的保护下的，允许作业人员在相对低的辐射场中从容地进行装卸源作业。本发明的屏蔽装置为首创，它允许装卸源作业人员在作业过程中在仪器端的作业能够在较低的辐射水平中进行；具有结构简单、易于安装使用的特点，作业人员经过简单培训即可掌握其使用方法，具有普适性强、易推广的特点；通过改变装置结构填充材料，本发明的屏蔽装置能够应用于中子源、伽马源等放射源的装卸源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的装卸源屏蔽装置的结构示意图；

图2为本发明提供的装源作业流程动作分解图；

图3为本发明提供的卸源作业流程动作分解图；

图4为本发明提供的装置底座结构示意图；

图5为本发明提供的滑道结构示意图；

图中：1、放射性测井仪器；2、屏蔽装置本体；3、窗口；4、地面；5、源罐；6、装卸源工具；7、放射源；8、装置底座；9、固定螺钉；10、吊耳；11、销轴；12、接源盘；13、连接螺钉；14、内嵌滑道；15、圆孔；16、限位螺钉；17、滑块；18、吊环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，以解决上述现有技术存在的问题，它允许装卸源作业人员在作业过程中在仪器端的作业能够在较低的辐射水平中进行；该屏蔽装置具有结构简单、易于安装使用的特点，作业人员经过简单培训即可掌握其使用方法，具有普适性强、易推广的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-图5所示，本发明提供一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置。

本发明的设计出发点为：

解决背景技术中技术问题的难度：对装卸源作业流程进行详细分解，重点关注作业过程中占用时长较多的作业内容，从提升作业便携性和加强防护两方面统筹考虑；

解决上述技术问题的意义：增加屏蔽防护用具，一定程度上减少了人员受射线照射的剂量率，保护了人员的人身健康；降低了相关单位或公司在人员、管理上的成本。

通过分解装卸源作业各个动作流程，以及使用模拟源进行模拟装源实验，统计作业流程中各个动作所用的时长，做了如下的技术动作分解并列表说明，具体如图2-图3以及表1和表2所示。

表1

表2

如图2-图3以及表1和表2呈现的结果所示，经过装卸源动作分解得出如下结论：①、装卸源作业过程中在仪器端作业时长在整个作业流程中所占的时间较长(装源时占装源过程总时长的约69％，卸源时占卸源过程总时长的71％)；②、放射源在源罐5内进行作业的时间约占总时间的21％-22％，但是由于放射源在源罐5内作业时源罐5本身对辐射本身有一定的屏蔽作用，因此这部分作业时间内作业人员受到的辐射剂量率相对较小；③、装卸源工具6带放射源在从源罐5到仪器源室孔或从仪器源室孔到源罐5的这段时间在总时间中的占比较小(约8.0％-8.5％)。

综上所述，装卸源作业过程中在仪器端作业时长在整个作业流程中所占的时间较长，同时考虑到装卸源时意外卡源无法拆卸等意外情况大多出现在仪器端，因此有必要在仪器端安装一块屏蔽装置，使得在仪器端进行装卸源作业时作业人员能够在较低的辐射水平下从容地进行作业。

具体地，本发明中的一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，设置有：

装置底座8，装置底座8直接放置在地面4(或井台上)，装置底座8为对称设置两瓣剖分式；装置底座8中剖分的两瓣的其中一端通过销轴11铰接，另一端采用固定螺钉9连接，在装置底座8上设置有圆环状的内嵌滑道14，内嵌滑道14内滑动安装有屏蔽装置主体2；在装置底座8内侧，每个1/2底座上均通过螺纹固定有用于防止放射源意外落井的接源盘12。

上述屏蔽装置本体2呈半圆环状结构，底部安装有滑块17；装置底座8通过内嵌滑道14对屏蔽装置本体2进行限位，屏蔽装置本体2安装到内嵌滑道14内时，底部的滑块17与内嵌滑道14平面接触，较低的滚动摩擦阻力允许屏蔽装置本体2在内嵌滑道14内进行移动，以便屏蔽装置与仪器源室孔作业面对准。

在其中一个实施例中，考虑到装置底座8重量较重，若该类屏蔽装置在地面4(非钻井平台等现场)使用，可以装置底座8下方设置脚轮或万向轮，方便装置底座8的移动或安装。

在其中一个实施例中，为方便带有放射源的装卸源工具6穿过屏蔽装置本体2进行作业，屏蔽装置本体2上开设有用于装卸源工具6穿过的圆孔15。圆孔15开孔尺寸较小时，对仪器端的装卸源作业影响较大，可能造成作业不便，若该开孔尺寸较大，放射源射线直射泄露较多，影响屏蔽装置整体的屏蔽性能，作为优选，圆孔15的开孔尺寸定为φ60mm。

作为优选，圆孔15离地高度约为1.3m，经实践证明该高度较为适合进行装卸源作业。

在其中一个实施例中，接源盘12为可更换设计，通过更改接源盘12中心孔的尺寸，该屏蔽装置可适用不同直径系列的仪器。

在其中一个实施例中，为保证上述屏蔽装置具有足够的屏蔽能力，同时要求作业人员能够看清仪器端源室孔及装卸源作业的过程，屏蔽装置主体2上开设有一用于视觉观测的窗口3，矩形的窗口3内嵌填充有透明的对射线具有减速作用的物质。

在其中一个实施例中，根据所需屏蔽射线种类的不同，屏蔽装置本体2内可填充不同的屏蔽材料；对中子射线，屏蔽材料应选用富含H元素的各类填充材料，屏蔽装置本体2内可填充水、石蜡、含硼聚乙烯板等作为屏蔽减速材料，优选采用含硼聚乙烯板材作为填充材料，各类实验表明含硼聚乙烯板材在对快中子的减速和慢中子的慢化吸收能力方面较上述其它几种材料具有明显优势；对伽马射线，屏蔽装置本体2内可填充铅、铜、不锈钢等高原子序数的材料作为屏蔽材料，优选地，采用铅作为伽马屏蔽装置的填充材料，相比其它重金属材料，铅具有良好的性价比、屏蔽性能好以及易于成型加工的特点。

在其中一个实施例中，根据所需屏蔽射线种类的不同，屏蔽装置本体2内嵌的窗口3填充材料可具有不同的材料种类；优选地，对中子射线，该窗口3可填充一定厚度的水、有机玻璃等作为窗口材料，对伽马射线，该窗口3可安装高透光的铅玻璃作为窗口材料。

通过上述技术方案，装源作业时工作人员从源罐5中取源，通过屏蔽装置本体2的圆孔15使放射源穿过屏蔽装置本体2进行放射源安装作业，卸源时在仪器端的作业同样使放射源和工作人员在屏蔽装置本体2的两侧，这样的设计使仪器端较长的作业时间内人员是处于屏蔽装置的保护下的，允许作业人员在相对低的辐射场中从容地进行装卸源作业。

本发明具有如下的实施方式：

(1)、装源过程

①、放射性测井仪器1与其它钻铤或钻杆硬连接完毕，调整仪器高度使源室孔到井台(或地面)高度约1.3m；

②、打开源室孔塞，清理源室孔；

③、安装装置底座8，拧紧固定螺钉9；

④、安装屏蔽装置本体2至内嵌滑道14内，沿内嵌滑道14滑动屏蔽装置本体2至圆孔15大致与源室孔对齐，拧紧限位螺钉16(限位螺钉16对屏蔽装置主体2与装置底座8的位置进行限定，在不需要限定位置时，直接取下限位螺钉16即可)；

⑤、按装源流程完成装源作业(过程不再赘述)；

⑥、仪器下放至井口下安全距离，拆除屏蔽装置。

(2)、卸源过程

①、安装装置底座8，装置底座8两部分呈一定开口角度进行安装(部分仪器有凸起的肋翼，若底座完全闭合，仪器上提过程中凸起的肋翼会将屏蔽装置一起提起，有安全隐患)；

②、安装屏蔽装置本体2至内嵌滑道14内，首先将屏蔽装置本体2固定到装置底座8的其中一个半圆内，拧紧限位螺钉16；

③、仪器上提至源室孔离地高度约1.3m；

④、装置底座8两部分完全闭合，拧紧固定螺钉9；

⑤、松开限位螺钉16，屏蔽装置本体2在内嵌滑道14内滑动，使圆孔15大致与源室孔对齐，拧紧限位螺钉16；

⑥、按照正常卸源程序拆卸放射源并放回源罐5中(过程不再赘述)；

⑦、完成全部卸源作业，源罐5运回源库或源车内，拆除屏蔽装置。

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

本实施例中，屏蔽装置用于伽马测井源的屏蔽防护。

作为优选，如附图1所示，屏蔽装置本体2采用不锈钢外壳加铅制内芯制作，铅制内芯有效厚度为20mm。矩形的窗口3采用铅玻璃填充，铅玻璃具有3mm铅当量。

通过上述技术方案配置，通过实验测得，在屏蔽装置本体2前端0.8m放置标准1.8Ci伽马源的情况下，屏蔽装置本体2后端辐射剂量率约为1.5uSv/s，辐射剂量率与没有布置屏蔽装置时相比明显降低。

实施例2

本实施例中，屏蔽装置用于中子测井源的屏蔽防护。

作为优选，如附图1所示，屏蔽装置本体2采用不锈钢外壳加含硼聚乙烯板材制作，含硼聚乙烯板材有效厚度为100mm。矩形的窗口3采用有机玻璃填充，有机玻璃厚度设置为100mm。

进一步地，为避免次生伽马射线的影响，在含硼聚乙烯板材外侧还设置有2mm厚度的铅层。

通过上述技术方案配置，通过实验测得，在屏蔽装置本体2前端0.8m放置标准18Ci中子源的情况下，屏蔽装置本体2后端辐射剂量率约为2.3uSv/s，辐射剂量率与没有布置屏蔽装置时相比明显降低。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：包括

装置底座，所述装置底座直接放置在地面或井台上，所述装置底座为对称设置两瓣剖分式；所述装置底座中剖分的两瓣的其中一端为铰接，另一端为可拆卸式连接；所述装置底座的顶面上设置有圆环状的内嵌滑道，所述装置底座的中部位于所述内嵌滑道的内侧可拆卸的设置有接源盘；以及

屏蔽装置主体，所述屏蔽装置主体呈半圆环状结构，所述屏蔽装置主体的底部安装有滑块，所述滑块滑动装配在所述内嵌滑道中，所述屏蔽装置本体上开设有用于装卸源工具穿过的圆孔，所述圆孔的高度与仪器源室孔的高度相对应。

2.根据权利要求1所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：所述屏蔽装置主体上开设有一用于视觉观测的窗口，所述窗口处内嵌有透明玻璃；所述圆孔位于所述窗口的。

3.根据权利要求2所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：根据所需屏蔽射线种类的不同，所述屏蔽装置本体内嵌的透明玻璃填充有不同的屏蔽材料。

4.根据权利要求3所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：所述透明玻璃选用有机玻璃或铅玻璃。

5.根据权利要求1所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：根据所需屏蔽射线种类的不同，所述屏蔽装置本体内可填充不同的屏蔽材料。

6.根据权利要求1所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：所述装置底座中剖分的两瓣的其中一端通过销轴铰接，另一端通过固定螺钉拧紧或松开；所述装置底座中剖分的两瓣上对称设置有吊耳，所述吊耳用于将所述装置底座吊装。

7.根据权利要求1所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：所述接源盘通过连接螺钉安装在所述屏蔽装置主体上；根据不同核测井仪器的直径，更改不同中心孔尺寸的所述接源盘。

8.根据权利要求1所述的核测井仪器用装卸源屏蔽装置，其特征在于：所述圆孔的开孔尺寸为φ60mm；所述圆孔离地高度为1.3m。