CN212694086U - 一种核测井仪器用中子调试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气测井技术领域，公开了一种核测井仪器用中子调试装置，液压升降车台面上通过螺钉固定有屏蔽箱；液压升降车台面上通过螺钉固定有方管，方管朝上的一面设置有等分的刻度线；屏蔽箱沿轴向贯穿设置有用于放置仪器的第一中空圆柱体，沿纵向设置有用于放置中子源的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体与第二中空圆柱体在空间内交错布置。相比于使用冰块刻度器，本实用新型提供的结构具有更为优良的综合屏蔽性能；经实际测试，该测试装置周边0.1m处中子辐射强度趋近于0，伽马辐射强度与环境本底接近，由此，整个操作过程中人员一直处在一个零辐射的作业环境中，从而大大降低了人员受到的辐射伤害。

Description

一种核测井仪器用中子调试装置

技术领域

本实用新型属于油气测井技术领域，尤其涉及一种核测井仪器用中子调试装置。

背景技术

目前，在油气测井领域，补偿中子测井仪器，广泛应用于工程现场。在进行出厂调试或仪器维修时，常使用冰块刻度器对仪器进行测试(如长-短比计数实验、高温试验等)。常见的冰块刻度器是将标准刻度源(约400mCi)固定在有机玻璃中。有机玻璃的使用，一方面是减少刻度源对人体的辐射伤害，另一方面有助于提高探测器的计数率(常见的He一3中子探测器主要探测的是热中子射线，对超热中子、快中子不敏感)。冰块刻度器允许调试人员方便快捷地对仪器进行测试，但在使用过程中仍存在一些问题：冰块刻度器本身的体积、重量不能太大，造成屏蔽防护能力不足，其保管、运输、使用均需按照放射源进行管理；对同一型号的仪器，冰块刻度器与仪器的测试位置(空间位姿)须保持一致，实际操作时调试人员必须考虑冰块与仪器的相对固定。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)冰块刻度器屏蔽防护能力不足，长期接触会对调试人员身体健康造成不利影响。

(2)冰块刻度器使用不便，不利于标准化作业。

解决以上问题及缺陷的难度为：对现有的冰块刻度器，若过分地追求较高的屏蔽防护能力，会降低其便携性；若要保证其使用便捷，则要牺牲其部分防护能力，两者是矛盾对立的。较为可靠的优化文案是：结合补偿中子仪器在实际调试过程中的测试流程，根据现场使用习惯和需求，更改中子源封装结构，同时还需考虑使用便携性。

解决以上问题及缺陷的意义为：通过优化中子源封装结构，大幅减少了测试人员受到的照射剂量；同时兼顾现场使用性，使得调试人员能够方便快捷地对仪器进行测试，具有较大的推广价值。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种核测井仪器用中子调试装置。本实用新型能够解决目前中子仪器调试过程中冰块刻度器屏蔽防护能力不足的问题，同时本实用新型还具有相当的便携性和易操作性，易于形成标准化作业。

本实用新型是这样实现的，一种核测井仪器用中子调试装置，所述核测井仪器用中子调试装置设置有液压升降车，液压升降车台面上通过螺钉固定有屏蔽箱；

液压升降车台面上通过螺钉固定有方管，方管朝上的一面设置有等分的刻度线；

屏蔽箱沿轴向贯穿设置有用于放置仪器的第一中空圆柱体，沿纵向设置有用于放置中子源的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体与第二中空圆柱体在空间内交错布置。

进一步，所述屏蔽箱箱壁从内到外依次为：镉层、铅层、不锈钢层；

镉层厚度为0.5mm，铅层厚度为2.0mm，不锈钢层为5.0mm。

进一步，所述屏蔽箱设置有液位计和注水口。

进一步，所述屏蔽箱整体呈空间立方体结构，屏蔽箱尺寸设置为600X600X600mm。

进一步，所述第一中空圆柱体内径设置为φ102mm。

进一步，所述第一中空圆柱体用于放置补偿中子仪器，补偿中子仪器下端固定有仪器支架，第二中空圆柱体中间放置有中子源。

进一步，所述中子源外层包覆一层重金属层。

进一步，所述第一中空圆柱体两端设置有第一封堵，第二中空圆柱体两端设置有第二封堵，第二封堵外侧固定有封盖。

结合上述的所有技术方案，本实用新型所具备的优点及积极效果为：

相比于使用冰块刻度器，本实用新型提供的结构具有更为优良的综合屏蔽性能；经实际测试，该测试装置周边0.1m处中子辐射强度趋近于0，伽马辐射强度与环境本底接近，由此，整个操作过程中人员一直处在一个零辐射的作业环境中(忽略环境本底)，从而大大降低了人员受到的辐射伤害。同时对同一类型的中子仪器，通过刻度尺对仪器的调试位置进行规定，有利于调试过程的标准化。

本实用新型中镉层用于吸收经慢化减速后的热中子，铅层用于屏蔽次生伽马射线，不锈钢层为屏蔽箱整体提供结构支撑，各个面不锈钢层之间通过焊接实现相对固定。

本实用新型中屏蔽箱设置有液位计和注水口，便于确定屏蔽箱内液位。

本实用新型中屏蔽箱整体呈空间立方体结构，具有更为优良的综合屏蔽性能。

本实用新型中第一中空圆柱体内径设置为φ102mm，可满足目前常见的补偿中子测量仪器调试使用。

本实用新型中补偿中子仪器下端固定有仪器支架，实现将补偿中子仪器放入到第一中空圆柱体中。

本实用新型中中子源外层包覆一层重金属层，刻度源产生的快中子通过一次到几次非弹性碰撞，能够快速慢化成能量小于1.0MeV的慢中子。

本实用新型通过设置有第一封堵和第二封堵，可屏蔽沿圆柱体方向散射出来的中子射线。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的核测井仪器用中子调试装置结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的仪器放置在支架结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的仪器进入中空圆柱体至确定位置结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的高温实验示意图。

图中：1、液压升降车；2、屏蔽箱；3、第一中空圆柱体；4、第二中空圆柱体；5、中子源；6、第二封堵；7、封盖；8、第一堵堵；9、方管；10、液位计；11、注水口；12、补偿中子仪器；13、仪器支架；14、烘箱；15、镉层；16、铅层。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种核测井仪器用中子调试装置，下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的核测井仪器用中子调试装置设置有液压升降车1和屏蔽箱2；液压升降车1台面上通过螺钉固定有屏蔽箱2。屏蔽箱尺寸设置为600X600X600mm。液压升降车台面上通过螺钉固定有方管9，方管9朝上的一面设置有等分的刻度线，用于标识仪器一端相对中子源的轴向位置。在仪器进行短-长比计数实验时，能够保证同一类仪器具有良好的一致性，调试时须使中子源相对长、短探测器具有确定的相对位置。同时方管9在使用时还对仪器提供支撑。

屏蔽箱2内部填充有富含氢元素的流体介质，对中子源产生的快中子进行慢化减速。在本实施例中，屏蔽箱内部填充水作为减速介质为优先实施方式。屏蔽箱2箱壁每个面均为多层屏蔽材料的组合，从内到外依次为：镉层15、铅层16、不锈钢层；其中，镉层15用于吸收经慢化减速后的热中子，铅层16用于屏蔽次生伽马射线，不锈钢层为屏蔽箱整体提供结构支撑，各个面不锈钢层之间通过焊接实现相对固定。其中，镉层厚度为0.5mm，铅层厚度为2.0mm，不锈钢层为5.0mm。为便于确定屏蔽箱2内液位，屏蔽箱还设置有液位计10和注水口11。

屏蔽箱2整体呈空间立方体结构，沿轴向贯穿设置有用于放置仪器的第一中空圆柱体3，沿纵向设置有用于放置中子源的第二中空圆柱体2；第一中空圆柱体3与第二中空圆柱体4在空间内交错布置。其中，第一中空圆柱体3内径设置为φ102mm，可满足目前常见的补偿中子测量仪器调试使用。第一中空圆柱体3和第二中空圆柱体4采用不锈钢材料制作。

第一中空圆柱体3用于放置仪器，仪器为补偿中子仪器12，补偿中子仪器12下端固定有仪器支架13；第二中空圆柱体4中间放置有中子源5；中子源5是将标准刻度源封装在有机玻璃中，外层包覆一层重金属材料；由于重金属材料往往具有较大的[n，n′]、[n，2n]反应截面，刻度源产生的快中子通过一次到几次非弹性碰撞，能够快速慢化成能量小于1.0MeV的慢中子。上述重金属材料可选用钨镍铁合金(钨元素含量大于93％)，相比于铅、铁、铜等元素，钨元素具有更大的非弹截面，且其产生的次生伽马射线较少。

第一中空圆柱体3两端设置有第一封堵8，第二中空圆柱体4两端设置有第二封堵6，第二封堵6外侧固定有封盖7；第一封堵8和第二封堵6均采用富含氢元素的工程材料制作，可屏蔽沿圆柱体方向散射出来的中子射线。上述封堵采用尼龙材料制作，封盖使用铝合金制作。

本实用新型的工作原理为：仪器放置在支架上(如图2所示，中子探测器不具有方向性，但为规范测试流程，规定测试时仪器源仓方向朝上)；调整液压车1高度及位置，使第一中空圆柱体3与仪器同轴；向前推动液压车1，使补偿中子仪器进入第一中空圆柱体3至确定位置(对不同类型仪器，该位置不尽相同；但对同一类仪器，该位置必须一致，如附图3所示)；按照测试流程对仪器进行测试；完成测试，液压车1退出。

更进一步地，部分情况下需测试中子探测器(或整机)在高温下的探测性能或稳定性，中子探测器(或整机)须放置在烘箱14内进行测试，利用外加的中子源对仪器的高温性能(或稳定性)进行测试。此时，本实用新型提供的调试装置具有如下的实施步骤：

(1)中子探测器(或整机)放置在烘箱14内；(稳定性实验时，对探测器或整机的空间位姿、中子源的相对位置不做硬性规定，但在同一次测试中，中子源相对探测器的位置不允许发生改变。)

(2)取下中空圆柱体2一侧封堵，将该方向贴靠在烘箱壁上(计数较少时可将中子源向该方向一侧推动)，固定液压升降车不动(如附图4所示)；

(3)按照测试流程对仪器进行测试；

(4)完成测试，液压车退出，将取下的封堵、封盖装回。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述核测井仪器用中子调试装置设置有：

液压升降车；

液压升降车台面上通过螺钉固定有屏蔽箱；

液压升降车台面上通过螺钉固定有方管，方管朝上的一面设置有等分的刻度线；

屏蔽箱沿轴向贯穿设置有用于放置仪器的第一中空圆柱体，沿纵向设置有用于放置中子源的第二中空圆柱体，第一中空圆柱体与第二中空圆柱体在空间内交错布置。

2.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述屏蔽箱箱壁从内到外依次为：镉层、铅层、不锈钢层；

镉层厚度为0.5mm，铅层厚度为2.0mm，不锈钢层为5.0mm。

3.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述屏蔽箱设置有液位计和注水口。

4.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述屏蔽箱整体呈空间立方体结构，屏蔽箱尺寸设置为600X600X600mm。

5.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述第一中空圆柱体内径设置为φ102mm。

6.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述第一中空圆柱体用于放置补偿中子仪器，补偿中子仪器下端固定有仪器支架，第二中空圆柱体中间放置有中子源。

7.如权利要求6所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述中子源外层包覆一层重金属层。

8.如权利要求1所述核测井仪器用中子调试装置，其特征在于，所述第一中空圆柱体两端设置有第一封堵，第二中空圆柱体两端设置有第二封堵，第二封堵外侧固定有封盖。

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