CN1536374A - 自然伽玛测井仪 - Google Patents
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Abstract
本发明是伽玛测井仪，特别是关于一种用来测量地层自然放射性物质所产生伽玛射线的自然伽玛测井仪。自然伽玛测井仪，它包括探头、信号处理器、计算机电连接构成，其特征是：它的信号处理器上电连接有2－6个探头，2－6个探头在同一棒状壳体内相互间隔串接在一起构成一探头总成。每个探头有一个闪烁晶体和光电倍增管组合成一组，每一个闪烁晶体与光电倍增管电连接。所述的探头总成晶体直径选择在14－70mm，长度选择在50－250mm。这种自然伽玛测井仪，它测量精度高，增加了计数率减少了统计涨落，提高了地层分辨率。
Description
技术领域：本发明是伽玛测井仪，特别是关于一种用来测量地层自然放射性物质所产生伽玛射线的自然伽玛测井仪。
背景技术：不同的地层放射性物质不同，利用地层中的放射性物质可以划分地层。正常地层中放射性物质比较少，放射性物质放出的伽玛射线统计涨落又比较大，如果要测准地层中的伽玛强度，只有将伽玛探测器的晶体加粗加长，但加粗伽玛探测器的晶体，要受仪器探头的尺寸影响，有一定限制，只有加长，加长又受晶体加工的影响，也不能太长，晶体过长自吸收也受到影响，目前的晶体最长为30cm。
发明内容：本发明的目的是提供一种自然伽玛测井仪，它测量精度高，增加了计数率减少了统计涨落，提高了地层分辨率。
本发明的技术方案是：设计一种自然伽玛测井仪，它包括探头、信号处理器、计算机电连接构成，其特征是：它的信号处理器上电连接有2-6个探头，2-6个探头在同一棒状壳体内相互间隔串接在一起构成一探头总成。
每个探头有一个闪烁晶体和光电倍增管组合成一组，每一个闪烁晶体与光电倍增管电连接。
所述的探头总成晶体直径选择在14-70mm，长度选择在50--250mm。
所述的探头总成晶体直径选择在36-50mm，长度选择在80--150mm。
所述的探头光电倍增管的壳体外面罩有屏蔽体，探头两端也罩有屏蔽体。
所述的信号处理器上电连接有3-4个探头。
所述的闪烁晶体是碘化钠NaI。
所述的闪烁晶体是锗酸铋BGO。
本发明的特点是：
由于本发明设计的自然伽玛测井仪，它将原来一个探头由2-6个探头串联连接构成，晶体总长超过原来30cm，而单个晶体变短，只由原来的三分之一，这样就提高了地层分辨率，原来地层分辨率为100cm，现在可以达到30cm。而且采用2-6个探头串联探测地层中的伽玛射线，增加计数率，减少统计涨落，因单个探头晶体小，但增加了探头总长，晶体总长超过或等于原来的30cm，保持了总计数率不变，计数率是2-6个探头的相加数。探头外面加屏蔽层，屏蔽非准直射线。
下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
附图说明：附图1是实施例1探头结构示意图。
附图2是实施例2探头结构示意图。
附图3是实施例1的电原理图。
附图4是实施例1前置放大器电路图。
附图5是实施例1中采用PIC16C73B单片机的电路图。
附图6是实施例1光电倍增管部分电路图。
图中：1、屏蔽罩；2、闪烁晶体；3、光电倍增管；4、前置放大器；5、屏蔽体；6、闪烁晶体；7、光电倍增管；8、前置放大器；9、屏蔽体；10、闪烁晶体；11、光电倍增管；12、前置放大器；13、主放大器；14、主放大器；15、主放大器；16、幅度甑别器；17、幅度甑别器；18、幅度甑别器；19、井下微控制器；20、遥传驱动器；21、井下电源变换器；22、低压稳压供电电源；23、高压稳压供电电源。
具体实施方式：
图1是实施例1探头结构示意图：这种结构适合于外经为φ70-φ102mm的自然伽玛测井仪的探头采用的探头结构：它由两个屏蔽罩(1)三个探头在同一棒状壳体内相互间隔串接在一起构成，每一个NaI闪烁晶体和光电倍增管组合成一组，闪烁晶体(2)和光电倍增管(3)外面罩有屏蔽罩(1)；闪烁晶体(6)和光电倍增管(7)外面罩有屏蔽体(5)；闪烁晶体(10)和光电倍增管(11)外面罩有屏蔽体(9)组合成一组，可屏蔽非准直射线。
图2是实施例2探头结构示意图：它适合于自然伽玛测井仪的探头晶体直径在φ70mm以下，采用的探头结构，它也是由三个探头在同一棒状壳体内相互间隔串接在一起构成，每一个NaI闪烁晶体和光电倍增管组合成一组，闪烁晶体(2)与光电倍增管(3)组成一组；闪烁晶体(6)与光电倍增管(7)组成一组；闪烁晶体(10)与光电倍增管(11)组成一组；但由于外径尺寸的限制，在探头的光电倍增管外面没有屏蔽体，探头两端也没有屏蔽体。z
图3是实施例1的电路原理图：它在探头外面有屏蔽罩(1)，屏蔽非准直射线、闪烁晶体(2)和光电倍增管(3)组成第一个伽玛探头，它将伽玛射线转换成电信号，伽玛信号经前置放大器(4)(跟随器)进入主放大器(13)，由幅度甑别器(16)甑别，然后进入井下微控制器(19)编码，编码后经过遥传驱动器(20)送到电缆上。屏蔽体(5)、闪烁晶体(6)、及光电倍增管(7)组成第二个伽玛探头，产生第二路伽玛信号，经前置放大器(8)和主放大器(14)进入幅度甑别器(17)，然后到井下微控制器(19)，后面过程与第一个伽玛探头完全一样。屏蔽体(9)、闪烁晶体(10)、光电倍增管(11)组成第三个伽玛探头，产生第三路伽玛信号，它产生的伽玛信号经前置放大器(12)和主放大器(15)以及幅度甑别器(18)，进入井下微控制器(19)，以后传输过程与第一个伽玛探头完全一样。井下电源变换器(21)是将下井电源变换成高、低压电源，低压稳压供电电源(22)是提供低压电源给各放大器及微控制器使用。高压稳压供电电源(23)是提供高压给光电倍增管使用。
每组NaI晶体和光电倍增管探测得伽玛射线转换成光信号，这些信号经放大整形入单片机进行组合，变成曼码送至地面再经地面解码送入PC机，PC机显示四条测井曲线，三条是三个探头各自接收的伽码曲线，一条为三个探头组合曲线。
图4是实施例1前置放大器电路图，它的前置放大器有PNP三极管(Q400、Q1、Q2)2N2907和阻容网络构成。目的是增强信号的驱动能力，其输入信号为光电倍增管的输出信号，输出信号送到主放大器输入。每一个探头内均有一个前置放大器；图4中的主放大器由双运放(U400、U1、U2)OP262的一组(U400A、U1A、U2A)加阻容网络构成，其输出送到OP262的另一组运放((U400AB、U1B、U2B)与门槛进行比较，比较产生的信号送到单片机如图5中U200的计数器输入端或中断进行记数，本实例中有三个这样的放大器和比较器。
图5是实施例1中采用PIC16C73B单片机的电路图，它用定时器(管脚RA4)、(管脚RC1)和外部中断(管脚RB0)进行定时计数，并发送曼码。单片机发送的曼码(管脚RB2、管脚RB4)经过放大器(LM118)驱动器(由对管NPN、PNP构成)送到电缆上。
图6所示光电倍增管所需高压电源由自激变压器升压再经倍压整流产生。低压电源如图5所示，由5V稳压管产生5V和两个12V稳压管串联形成12V和24V，其中12V作浮地用。
Claims (8)
1、自然伽玛测井仪，它包括探头、信号处理器、计算机电连接构成，其特征是：它的信号处理器上电连接有2-6个探头，2-6个探头在同一棒状壳体内相互间隔串接在一起构成一探头总成。
2、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：每个探头有一个闪烁晶体和光电倍增管组合成一组，每一个闪烁晶体与光电倍增管电连接。
3、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的探头总成晶体直径选择在14-70mm，长度选择在50--250mm。
4、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的探头总成晶体直径选择在36-50mm，总长度选择在80--150mm。
5、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的探头光电倍增管的壳体外面罩有屏蔽体，探头两端也罩有屏蔽体。
6、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的信号处理器上电连接有3-4个探头。
7、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的闪烁晶体是碘化钠NaI。
8、根据权利要求1所述的自然伽玛测井仪，其特征是：所述的闪烁晶体是锗酸铋BGO。
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