CN203327354U - 一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及油田生产中利用脉冲中子类测井时所用的一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器。该小直径脉冲中子发生器，包括密封金属外壳，所述的密封金属外壳内衬有绝缘筒，所述的绝缘筒内依次装有自成靶中子管、靶压倍加电路及高频变压器；上述密封金属外壳的一端设有引线柱，另一端设有外引线柱，所述的引线柱与自成靶中子管上的接线柱导线对应相接，中子管的靶端与靶压倍加电路连接，靶压倍加电路与高频变压器连接，高频变压器上的引线与外引线柱对应联接。该发生器直径为32～34mm，使用直径25mm自成靶中子管，体积更小且结构紧凑，耐高电压，可完全满足小直径脉冲中子类测井仪器的需要。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田生产中利用脉冲中子类测井时所用的一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器。
背景技术
在石油测井中，尤其脉冲中子类测井中需要过油管的脉冲中子氧活化测井仪及大斜度侧钻井或水平井测井系列测井仪，由于井下配套管柱和井况结构的工艺特殊要求，使用的脉冲中子源直径必须很小，否则无法施工。而目前使用的脉冲中子源中的关键部件中子管，国内常用的直径型号为Ф 30和Ф 27商品靶中子管，制成的脉冲中子发生器外径43 mm和35 mm，额定工作靶电压<100 kV，工作寿命<60小时，耐温125 oC；一种直径Ф25自成靶中子管开发成功，其额定工作靶电压120 kV，工作寿命>150小时，耐温135 oC；要制成一种直径小、结构小巧紧密的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，由于其额定工作靶电压120 kV，在更小尺寸内满足各项性能参数，是十分困难的。
实用新型内容：
为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器。该发生器直径为32 ～34 mm，使用直径25 mm自成靶中子管，体积更小且结构紧凑，耐高电压，可完全满足中子类测井时要求小直径仪器的需要。
本实用新型的技术方案是：一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，包括密封金属外壳，所述的密封金属外壳内衬有绝缘筒，所述的绝缘筒内依次装有自成靶中子管、靶压倍加电路及高频变压器；上述密封金属外壳的一端设有引线柱，另一端设有外引线柱，所述的引线柱与自成靶中子管上的接线柱导线对应相接，中子管的靶端与靶压倍加电路连接，靶压倍加电路与高频变压器连接，高频变压器上的引线与外引线柱对应联接。
上述自成靶中子管的外径为25 mm；上述的靶压倍加电路为逆变电路，并采用双面布局16级倍加布局；上述的高频变压器的线圈采用双线并绕方式并采用超微晶磁芯，同时由铜箔薄片包裹。
所述绝缘筒的材料为聚酰亚胺；上述的脉冲中子发生器采用可阀密封；上述的密封金属外壳内充六氟化硫气体。
本实用新型的有益效果是：上述的小直径自成靶脉冲中子发生器整体结构结构紧凑，外径只有Ф32，体积精巧，应用范围及领域广；使用直径Ф 25自成靶中子管，工作寿命长；碳氧比能谱测井脉冲工作模式寿命>150小时，中子氧活化测井脉冲工作模式寿命>200小时；小型自成靶密封脉冲中子源采用电熔和硅堆，整体耐温135 oC，可适用于国内大多数油田测井领域。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的工作原理图。
图中 1-引线柱，2-接线柱，3-自成靶中子管，4-靶端，5-绝缘筒，6-密封金属外壳，7-靶压倍加电路，8-高频变压器，9-高频变压器的引线，10-外引线柱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
由图1及图2所示，该基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，包括密封金属外壳6，所述的密封金属外壳6内衬有绝缘筒5，所述的绝缘筒5内依次装有自成靶中子管3、靶压倍加电路7及高频变压器8；上述密封金属外壳6的一端设有引线柱1，另一端设有外引线柱10，所述的引线柱1与自成靶中子管3上的接线柱2导线对应相接，中子管3的靶端4与靶压倍加电路7连接，所述的靶压倍加电路7与高频变压器8连接，高频变压器上的引线9与外引线柱10对应联接，如图1所示。
上述自成靶中子管3的外径为25 mm，产额可以达到1×108 n/s（个中子每秒），耐温达到135 oC，工作时间超过150小时；种子发生器的外径只有Ф32，完全可以满足井下配套管柱和井况的要求。
上述的靶压倍加电路7为逆变电路，并采用双面布局16级倍加布局，大大缩小器件体积，性能稳定，效率高，可以产生120 kV的端口电压供中子管使用。
上述的高频变压器8的线圈采用双线并绕方式并采用超微晶磁芯，采用超微晶磁芯，同时由铜箔薄片包裹，保证高频变压器的电磁特性，提高了高压变换效率。
所述绝缘筒5的材料为聚酰亚胺，能耐高压性能大于130 kV。
上述的脉冲中子发生器采用可阀密封，整个脉冲中子发生器采用先进的可阀密封方式，防止中子发生器密封金属外壳6内部的六氟化硫气体漏失，保证了内部的绝缘环境，提高总体绝缘性能。
本实用新型中涉及的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器工作时由外部控制电路进行控制，工作原理如附图2所示。自成靶中子管3外径25 mm、靶压倍加电路7及变压器8外径25 mm，工作时由靶压变换反馈控制器进行直流逆变，输入电压为DC 130 V直流电，经过滤波，通过控制电路中开关管的导通和截止使高频变压器8依次产生高频电压，控制频率由电路或由仪器通讯系统产生，并可调节，与变压器输出负载靶压倍加器电路7匹配达到最佳工作点，将产生0 ~ 130 kV负高压。
图2中的阳极脉冲控制器包括阳极高压电源及高压开关模块，阳极高压电源产生电压为DC 0 ~ 2000V的正高压，高压开关模块作用为能输出直流方式或频率为4 ~ 10 kHz且占空比随同步信号可调的阳极脉冲高压。储存器控制器作用为能输出电压+5 V、电流1 A的可控制电源，通过反馈信号大小自动调整自成靶中子管的储存器电流大小，以调节中子管内的气压。
中子管工作时储存器控制器通电加热则气体放出，改变储存器的加热电流即可调整管内气压。阳极脉冲控制器产生占空比随同步信号可调的阳极脉冲高压，使离子源电离，工作稳定后，打开靶压变换反馈控制器，加速高压电源，缓慢调节升高到120 kV ，可控中子源开始正常工作，发射出脉冲中子，其中子发射频率、产额大小、占空比可通过信号反馈进行自动控制。
Claims (7)
1.一种基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，包括密封金属外壳（6），其特征在于：所述的密封金属外壳（6）内衬有绝缘筒（5），所述的绝缘筒（5）内依次装有自成靶中子管（3）、靶压倍加电路(7)及高频变压器(8）；上述密封金属外壳（6）的一端设有引线柱（1），另一端设有外引线柱（10），所述的引线柱（1）与自成靶中子管（3）上的接线柱（2）导线对应相接，中子管（3）的靶端（4）与靶压倍加电路（7）连接，靶压倍加电路（7）与高频变压器（8）连接，高频变压器上的引线（9）与外引线柱（10）对应联接。
2.根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：上述自成靶中子管（3）的外径为25 mm。
3.根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：上述的靶压倍加电路（7）为逆变电路，并采用双面布局16级倍加布局。
4. 根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：上述的高频变压器（8）的线圈采用双线并绕方式并采用超微晶磁芯，同时由铜箔薄片包裹。
5.根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：所述绝缘筒（5）的材料为聚酰亚胺。
6.根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：上述的脉冲中子发生器采用可阀密封。
7.根据权利要求1所述的基于自成靶中子管的小直径脉冲中子发生器，其特征在于：上述的密封金属外壳（6）内充六氟化硫气体。
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| CN114051308A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-15 | 核工业西南物理研究院 | 用于中子发生器的高压电源系统 |
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