DE2302818A1

DE2302818A1 - Verfahren und anordnung zur dichtebestimmung von bohrlochdurchteuften erdformationen

Info

Publication number: DE2302818A1
Application number: DE19732302818
Authority: DE
Inventors: Bronislav Seeman
Original assignee: Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-20
Publication date: 1973-08-02
Also published as: CA971681A; JPS5244842B2; DE2302818B2; GB1424023A; FR2209941B2; JPS4885402A; FR2209941A2; NL177253C; NL177253B; NL7300923A; DE2302818C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnungen zur Messung durch Gammastrahlen der Dichte von geologischen Formationen, die von einem Bohrloch durchteuft sin^d. t>ie Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur Korrektur des Einflusses infolge Vorhandenseins von Baryt in dem Bohr loch auf die Messungen der Dichte, die davon beeinflußt werden, wie auch auf Anordnungen zur Durchführung des letztgenannten Verfahrens.

Bekanntlich führt man die Messung der Dichte in Bohrlöchern mit Hilfe einer Sonde durch, welche ein Gammastrahlenquelle und einen Strahlendetektor umfaßt, im allgemeinen einen Szintillationsdetektor, der etwa 4o cm von der Quelle entfernt angeordnet ist. Die von der Quelle ausgehende Strahlung ver-

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liert ihre Energie in den benachbarten geologischen Formationen hauptsächlich durch Kollision mit den Elektronen, und ein Teil der Strahlung kehrt zum Detektor zurück, der mithin eine um so niedrigere Zählrate registriert, je höher die Anzahl der Elektronen je Volumeneinheit in den Formationen ist. Die Dichte derselben, die unmittelbar im Zusammenhang steht mit der Anzahl der Elektronen, kann auf diese Weise aus der Zählrate abgeleitet werden. In Fig. 1 sind drei fallende Werte d,_f d~ und d_ der Dichte die Energiespektren aufgezeichnet in halblogarxthmxschen Koordinaten von Gammastrahlen, die auf den Detektor auftreffen, d.h. die Kurve widerspiegelt den Logarithmus der Wahrscheinlichkeit N(E),eine Strahlung der Energie E aufzufangen in Abhängigkeit von dieser Energie. Man erkennt in dieser Figur, daß die Änderungen der Dichte Deformationen des Spektrums hervorrufen in seinem Abschnitt unterhalb einer Energie E (zwischen I8o und 22o KeV) , nicht jedoch über dieser Energie. Die erfaßten Gammastrahlen mit einer Energie oberhalb E behalten unabhängig von der Dichte die gleiche Spektralverteilung, und ihre Anzahl ist eine fallende Exponentialfunktion der Dichte. Man berücksichtigt demgemäß am Ausgang des Detektors nur Impulse mit einer Amplitude oberhalb einer Schwelle, die nachfolgend als Normalzählschwelle S bezeichnet werden soll, die aufgefangenen Gammastrahlen mit einer Energie aberhalb von E entsprechen. Die reagistrierte Zählrate liefert demgemäß ein Maß für die Dichte.

Im allgemeinen verwendet man einen Hilfgdetektor für Strahlung, der zwischen dem Hauptdetektor und der.Quelle, etwa 2o cm von dieser entfernt, angeordnet ist, und der dazu dient, die Messung zu korrigieren, die vom Hauptdetektor geliefert wird. Die Gammastrahlen, die nämlich den weiter von der Quelle entfernten Detektor erreichen, sind im allgemeinen tiefer in die Formation eingedrungen als die Gammastrahlen, welche den der Quelle näheren Detektor erreichen, so daß

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die vom letzteren gelieferte Messung mehr beeinflußt wird durch einen ungenügenden Kontakt zwischen der Sonde und der Formation. Diese Messung wird demgemäß verwendet, um die vom Hauptdetektor gelieferte Messung zu korrigieren. Man weiß darüber hinaus, daß häufig beim Abbohren eines Bohrlochs die Dichte der Bohrspülung eingestellt wird, indem man Baryt zusetzt. Infolge dieser Tatsache kann der Bohrspülungskuchen, der auf den Bohrlochwandungen abgelagert wird, Baryt enthalten, und dies hat zur Folge, daß die Dichtemessungen, welche von der oben beschriebenen Sonde geliefert werden, merkbar verfälscht werden. Man erkennt nämlich in Fig. 2, daß die Form des Energiespektrums der auf den Hauptdetektor auftreffenden Gammastrahlen beeinflußt wird durch das Vorhandensein von Baryt in dem Bohrspülungskuchen. Genauer gesagt, erkennt man, daß der Baryt infolg3 seines starken Einfangquerschnitts für die Gammastrahlung niedriger Energie eine Deformation des Spektrums hervorruft, welche auf hochenergetische Strahlung praktisch ohne Einfluß ist, jedoch bei niedrigen Energien sehr merkbar wird; diese Deformation ist um so stärker, wenn der Barytgehalt erhöht ist. Da nur die Ausgangsimpulse des Hauptdetektors verarbeitet werden, die einer Gammastrahlung hoher Energie oberhalb E entsprechen, erkennt man, daß unter diesen Bedingungen der Baryt die registrierte Zählrate abfallen läßt. Der Wert der Dichte, der von der Zählrate abgeleitet wird, ist mithin verfälscht. Dieser Fehler kann nun aber nicht durch die Meßwerte korrigiert werden, die vom Hilfsdetektor geliefert werden, weil dieser im wesentlichen in demjenigen Teil des Spektrums arbeitet, der hohen Energien entspricht, die praktisch vom Baryt nicht beeinflußt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit für die Korrektur dieses Fehlers zu schaffen.

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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Korrektur des EiHfIuSSeS₁ den im Bohrspülungskuchen enthaltener Baryt
auf die vom Hauptdetektor einer Gammastrahlenformationsdichtemeßsonde in einem Bohrloch gelieferte Impulszählrate
ausübt, bei dem für die Dichtemessung nur die Impulse mit
einer oberhalb einer als'Normalzählschwelle bezeichneten
Schwelle liegenden Amplitude herangezogen werden, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einer Deformation des vom Hauptdetektor gelieferten Impulsamplitudenspektrums infolge Vorhandenseins von Baryt im Bohrspülungskuchen die Schwelle derart verschoben wird, daß die berücksichtigte Impulszählrate von der Deformation des Spektrums unbeeinflußt bleibt.

Eine erste Möglichkeit für ein solches Verfahren besteht darin, daß die Deformation des Amplitudenspektrums derjenigen Impulse, deren Amplitude oberhalb der Normalzählschwelle liegt, bestimmt wird, und daß die Schwelle so nachgeregelt wird, daß durch Änderung der Anzahl der gezählten Impulse infolge der Regelung die Änderung in der Anzahl der gezählten Impulse infolge der Defoliation kompensiert wird. Für die Realisierung werden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen. Nach der ersten Möglichkeit bestimmt' man die Abweichung zwischen der Durchschnitts· amplitude A der Impulse mit Amplituden oberhalb der Schwelle S und einem Bezugswert A , welche deren durchschnittliche Amplitude für ein nichtdeformiertes Spektrum definiert, und man regelt die Schwelle so nach, daß diese Abweichung verschwindet. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß man die Abweichung zwischen der Zählrate N der Impulse mit Amplituden zwischen der Normalzählschwelle S und einer Bezugsgröße A , die die

³ ^ mo

mittlere Amplitude dieser Impulse für ein nichtdeformiertes Spektrum repräsentiert, und der Zählrate N_ der Impulse mit einer oberhalb A_mQ liegenden Amplitude bestimmt und daß man die Schwelle im Sinne einer Nullregelung dieser Abweichung
verschiebt. Es ist hier sofort darauf hinzuweisen, daß die
Verschiebung der Schwelle S innerhalb eines Bereiches von
nur einigen Io KeV erfolgt, und daß demgemäß die Schwelle

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niemals in den Bereich des Spektrums gelangt, der durch Variationen der Dichte deformiert ist.

Es ist hier darauf hinzuweisen, daß

1. die durchschnittliche Amplitude A^ der Impulse mit einer Amplitude oberhalb einer Schwelle S definiert ist durch die klassische Beziehung

■' A.N(A).dA

A= i ^S

^ÄM

N(A) .dA S

wobei N(A) die Wahrscheinlichkeit ist, daß man einen Impuls der Amplitude.A erhält;

2. die mittlere Amplitude A der Impulse mit einer Amplitude oberhalb einer Schwelle S diejenige Amplitude ist, die den Abschnitt ihres Spektrums oberhalb der Schwelle S in zwei gleichgroße Oberflächenbereiche zerlegt; die Zählrate der Impulse mit einer Amplitude zwischen der Schwelle S und der mittleren Amplitude ist demgemäß gleich der Zählrate der Impulse mit einer Amplitude oberhalb der mittleren Amplitude.

Eine zweite Möglichkeit vorzugehen besteht in vereinfachter Weise darin, daß,sobald der Baryt das vom Detektor gelieferte Impulsspektrum deformiert, man als Zählschwelle für diese Impulse die mittlere Amplitude A der-

mo

jenigen Impulse benutzt, die normalerweise bei Abwesenheit der Deformationen Berücksichtigung finden. Eine vorteilhafte Lösung für die Realisierung dieser Möglichkeit besteht darin, daß Verhältnis der Anzahl der Impulse mit Amplituden zwischen der Normalzählschwelle S und der mittleren Amplitude A

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der Impulse mit einer Amplitude oberhalb dieser Schwelle einerseits - zur Anzahl der Impulse mit einer Amplitude oberhalb dieser mittleren Amplitude zu bestimmen und,falls dieses Verhältnis nahe eine liegt, die Impulse mit der Amplitude oberhalb der Schwelle S nach Division der Zählrate durch zwei zu verarbeiten, falls jedoch das Verhältnis merkbar unter eins liegt, nur noch die Impulse mit einer Amplitude oberhalb der mittleren Amplitude A zu zählen, ohne natürlich

^v mo

jetzt noch die Zählrate durch zwei zu dividieren.

Um die zuletzt genannte Möglichkeit verständlicher zu machen, braucht nur daran erinnert zu werden, daß das Vorhandensein von Baryt im Bohrspülungskuchen sich, wie Fig. 2 zeigt, bemerkbar macht durch eine Verschiebung des Abschnitts niedriger Energie im Spektrum, daß aber im Gegensatz dazu der Bereich hoher Energie praktisch unbeeinflußt bleibt. Die vorgeschlagene Technik besteht demgemäß darin, daß - wenn der Bohrspülung zugesetztes Baryt das Spektrum verformt hat und demgemäß die Dichtemessung verfälscht hat - die Ursache des Fehlers unterdrückt wird und auf die Berücksichtigung der Impulse in dem deformierten Bereich des Spektrums verzichtet wird, womit als oberer Grenzwert die mittlere Amplitude A

mo

der Impulse gewählt wird, deren Amplitude oberhalb der Normalschwelle S liegt. Diese mittlere Amplitude befindet sich in einem Bereich entsprechend den Energien zwischen 24o und keV für Schwellenenergien zwischen I8o und 22o keV. Die Auswahl von A als Schwelle bei Vorhandensein von Baryt ist mo

durchaus akzeptabel; es hat sich tatsächlich gezeigt, daß für eine durch das Baryt hervorgerufene Absenkung um lo% der Zählrate der Impulse mit einer Amplitude unterhalb A die

mo

Absenkung der Zählrate für Impulse mit einer Amplitude oberhalb A niedriger ist als o,5%. Im Augenblick der Schwellenänderung ist die Zählrate der berücksichtigten Impulse merkbar um die Hälfte verringert, da gemäß Definition die Zählrate

unterhalb A gleich der Zählrate oberhalb ist. Da aber bei mo

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Abwesenheit von Baryt die Zählrate durch zwei dividiert war, und jetzt diese Division nicht mehr wirksam ist, bemerkt man diese Schwellenänderung nicht bei der Zählrate der für die Berechnung der Dichte herangezogenen Impulse.

Gegenstand der Erfindung sind auch verschiedene Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.

Eine erste Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Abweichung zwischen der durchschnittlichen Amplitude der Impulse mit die Norraalzählschwelle übersteigender Amplitude - einerseits - und einem Bezugswert A^ - andererseits - bestimmt, der die durchschnittliche Amplitude dieser Impulse für ein nichtdeformiertes Spektrum repräsentiert, und daß man die Schwelle bis zur Nullregelung dieser Abweichung verschiebt.

Eine zweite zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignete Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen Spannungskomparator aufweist, an dessen einen Eingang die von dem Hauptdetektor erzeugten Impulse angelegt sind, und dessen anderer Eingang mit einer Referenzspannungsquelle verbunden ist zur Definition der Normalzählschwelle S, daß an den Ausgang des Komparators ein monostabiler Kippkreis ' angeschlossen ist, daß ein Gatter mit seinem Eingang über einen Verzögerungskreis an den Ausgang des Hauptdetektors angeschlossen ist und mit seinem Steuereingang an den Ausgang des monostabilen Kippkreises, daß ein Schaltkreis, angeschlossen an den Ausgang des monostabilen Kippkreises, für die Erzeugung von Impulsen ausgebildet ist mit einer Ladung gleich, aber entgegengesetzt der eines Impulses vom Detektor mit einer Bezugsamplitude A^, und daß ein Integrator mit seinem Eingang einerseits an den Ausgang des Gatters und andererseits an den Ausgang des Schaltkreises angeschlossen ist, während sein Ausgang, an dem ein Gleichspannungssignal liegt, das repräsentativ ist für die

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Abweichung zwischen A^ und der durchschnittlichen berücksichtigten Amplitude der Impulse, verbunden ist mit der Bezugsspannungsquelle für die Einstellung von deren an den Komparator gelieferten Spannung, während die zu zählenden Impulse für die Berechnung der Dichte am Ausgang des monostabilen Kippkreises abnehmbar sind.

Eine zweite Anordnung zur Durchführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen asten Spannungskomparator aufweist, dessen einer Eingang mit den vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt istjund dessen anderer Eingang an eine Bezugsspannungsquelle angeschlossen ist, welche einstellbar ist zur Definition der Normalzählschwelle S, daß ein zweiter Spannungskomparator vorgesehen ist, dessen einer Eingang ebenfalls mit den vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt ist und dessen anderer Eingang zur Definition der mittleren Beζugsamplitude A_M dient, daß an die Ausgänge der beiden Komparatoren ein Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis angeschlossen ist zur Erzeugung eines Zweizustandssignals, dessen jeweilige Zustandsdauern proportional sind den Werten N₁/(N + N₂) bzw. ^/(N₁ + N₃), und daß ein Integrator mit seinem Eingang an den Ausgang des Logikschaltkreises angeschlossen ist und mit seinem Ausgang an den Einstellsteuereingang der BezugsspannungsqueHe, an der mithin ein Gleichspannungssignalügt, das repräsentativ ist für die Abweichung zwischen der Zählrate N, und der Zählrate N_, während die zu zählenden Impulse für die Berechnung der Dichte am Ausgang des ersten Spannungskomparators abgenommen sind.

Schließlich ist eine dritte Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen ersten Spannungskomparator umfaßt, an den als Bezugsgröße die Normalzählschwelle S angelegt ist, und der beaufschlagt ist mit den vom Detektor erzeugten Impulsen, daß ein zweiter Komparator vorgesehen ist mit der mittleren Amplitude A als Bezugsgröße, der ebenfalls mit den vom Detektor

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erzeugten Impulsen beaufschlagt ist, daß ein Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis vorgesehen ist, der an die Ausgänge der beiden Komparatoren angeschlossen ist und auf einer ersten Leitung einen Ausgangsimpuls für jeden Detektorimpuls erzeugt, dessen Amplitude zwischen der Schwelle und der mittleren Amplitude liegt, sowie auf einer zweiten Ausgangsleitung einen Ausgangsimpuls für jeden Detektorimpuls mit einer Amplitude oberhalb der mittleren Amplitude, daß ein ODER-Schaltkreis mit seinen beiden Eingängen an die beiden Ausgangsleitungen gelegt ist,daß ein Dividierschaltkreis 1 : 2 an den ODER-Schaltkreisausgang gelegt ist und daß ein Umschalter vorgesehen ist, der bei Abwesenheit von Baryt in einer ersten Stellung liegt zur Verbindung des Ausgangs des Dividlerschaltkreises mit dem Eingang einer Dichteberechnungsstufe und in eine zweite Stellung gelegt ist bei Vorhandensein von Baryt, in der die zweite Ausgangsleitung mit dem Eingang der Stufe verbunden ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen sollen nachstehend verschiedene Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrene näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt den Einfluß der Dichteänderungen

auf das Spektrum der Gammastrahlen, die vom Hauptdetektor einer Dichtemeßsonde aufgefangen werden;

Fig. 2 zeigt den Einfluß des Baryts auf

dieses Spektrum;

Fig. 3 zeigt schematisch eine erste Anord

nung gemäß der Erfindung;

- Io 309831/1123

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Fig. 4 dient zur Erläuterung der Funktion

der Anordnung nach Fig. 3;

Fig. 5 zeigt schematisch eine zweite Anord

nung gemäß'der Erfindung;

Fig. 6 . dient zur Erläuterung der Funktion

der in Fig. 5 gezeigten Anordnung;

Fig. 7 zeigt schematisch eine dritte Anord

nung gemäß der Erfindung; und

Fig. 8 zeigt eine alternative Ausbildung

eines Teils der in Fig. 7 gezeigten Anordnung.

In Fig. 3 erkennt man in schematischer Darstellung bei Io einen Fotoelektronenvervielfacher und den zugeordneten Szintxllationskörper 11, die den Hauptdetektor einer Dichtemeßsonde für bohrlochdurchteufte geologische Formationen bilden. Die Hochspannungsversorgungsquelle des Fotovervielfacher ist bei 12 angedeutet. Die Impulse am Ausgang des Fotovervielfacher, die aus dem Auffangen der in benachbarten Formationen 13 gestreuten Gammastrahlen resultieren, werden zunächst mittels eines Verstärkers 14 verstärkt, bevor sie in eine Anordnung 15 eingeführt werden, deren Aufgabe beschrieben werden kann wie folgt:

- Die übertragung der Impulse zur Zählstufe 16 für die Berechnung der Dichte, deren Zählrate, wie man weiß, eine exponentiell abklingende Funktion der Formationsdichte ist?

- Die Einflüsse sollen korrigiert werden, welche der im Bohrspülungskuchen 17 - abgelagert auf den Bohrlochwandungen und den Detektor von der Formation trennend - enthaltene Baryt auf diese Zählrate hat.

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In der Anordnung 15 werden die am Ausgang des Verstärkers 14 abgenommenen Impulse, parallel einerseits dem Eingang eines Verzögerungskreises 18, gefolgt von einem Gatter 19 mit einem Steuereingang 2o, und andererseits einem der Eingänge eines Spannungskomparators 21, gefolgt von einem monostabilen Kippkreis 22. zugeführt. Der andere Eingang des !Comparators 21 ist mit einer Sp'ännungsquelle 23 verbunden, welche die Normalschwelle S für die Zählung der Impulse definiert; der Pegel dieser Spannung ist einstellbar mittels eines an einen Steuereingang 24 angelegten Signals. Der Ausgang der monostabilen Kippstufe 22 ist verbunden mit dem Eingang der Zählstufe 16, dem Steuereingang 2o des Gatters 19 und dem Eingang eines Schaltkreises 25 für die Erzeugung von standardisierten Impulsen gleicher Ladung, entgegengerichtet der eines Ausgangsimpulses vom Verstärker 14 mit einer Bezugsamplitude A^ gleich der mittleren Amplitude bei Nichtvorhandensein von Baryt der Impulse mit einer Amplitude oberhalb der Normalschwelle S für die Zählung. Der Ausgangsimpuls des monostabilen Kippkreises 22 hat während seines Auftretens die Wirkung, das Gatter 19, welches normalerweise gesperfct ist, zu entsperren, und sobald er verschwindet, den Schaltkreis 25, welcher normalerweise in Ruhe ist, auszulösen. Das Gatter 19 und der Schaltkreis 25 sind mit ihren Ausgängen an den Eingang eines Verstärkers 26 angeschlossen, der als Integrator arbeitet infolge einer Rückkopplungsschleife, bestehend aus einem Kondensator 27 und einem zu ihm parallel liegenden Widerstand 28. Der Ausgang dieses als Integrator arbeitenden Verstärkers ist mit dem Steuereingang 24 der Quelle 23 verbunden.

Die Anordnung arbeitet wie folgt. Die Impulse am Ausgang des Verstärkers 14, deren Amplitude unter der Schwelle S liegt, haben keinen Snfluß auf den Komparator 21. Die monostabile Kippstufe 22 bleibt demgemäß in Ruhe, derart, daß die Zählstufe 16 und der Integrator 26 keinerlei Impuls zugeführt

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erhalten. Wenn dagegen der Komparator 21 einen Impuls erhält, dessen Amplitude über der Schwelle S liegt, gibt er einen Impuls ab, der die monostabile Kippstufe 22 in den aktiven Zustand umschaltet. Sie liefert demgemäß einen Impuls an die Zählstufe 16, zugleich mit dem Öffnen des Gatters 19, welches entsperrt und damit zum Integrator 26 den Ausgangsimpuls vom Verstärker 14 durchläßt, verantwortlich für das Kippen des Komparators und übertragen vom Schaltkreis 18. Die vom letzteren eingeführte Verzögerung dient dazu sicherzustellen, daß die öffnung des Gatters 19 immer erfolgt, bevor der durchzulassende Impuls anliegt, unabhängig von der Amplitude des letzteren. Das Zurückkippen des monostabilen Kippkreises 22 in die Ruhelage ruft einerseits das Sperren des Gatters 19 hervor und andererseits die Auslösung des Schaltkreises 25, dessen standardisierter Impuls demgemäß an den Eingang des Integrators 26 gelegt wird, wo er dem Ausgangsimpuls des Verstärkers 14 folgt.

Der Integrator 24 erhält demgemäß jedesmals dann, wenn am Ausgang des Verstärkers 14 ein Impuls mit einer die Quelle S übersteigenden Amplitude erscheint, einen ersten Impuls, nämlich diesen auslösenden Impuls, sowie einen zweiten Impuls mit einer gleichen, aber entgegengesetzten Ladung, wie ein Ausgangsimpuls des Verstärkers 14 mit einer Bezugsamplitude A_M . Man verfügt demgemäß am Ausgang des Integrators 26 über eine Gleichspannung, welche dauernd die Abweichung zwischen der mittleren Amplitude A der Impulse mit einer über der Schwelle S liegenden Amplitude und dermittleren Bezugsamplitude A repräsentiert. Es ist diese Spannung, welche durch Einwirkung auf den Pegel der Quelel 24 eine Nachregelung der Schwelle bewirkaufrechtzuerhalten .

der Schwelle bewirkt, um die Gleichheit zwischen A und iL

Unter Bezugnahme auf Fig. 4, die das Impulsamplitudenspektrum am Ausgang des Verstärkers 14 darstellt, (also die Kurve der Wahrscheinlichkeit N(A) für einen Impuls der Am-

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plitude A in Funktion von dieser Amplitude) erkennt man, daß bei NichtVorhandensein der Deformation dieses Spektrums durch den Baryt die mittleren Amplitude A ihren Bezugswert A_Mq beibehält, die erfaßte Abweichung null ist, und die Bezugsspannung, die dem Komparator 21 über die Quelle 24 zugeführt ist, unverändert bleibt. Die Zählschwelle S wird demgemäß ebenfalls nicht modifiziert. Falls jedoch der Baryt eine Verschiebung des Bereiches unterer Energie im Spektrum bewirkt, wird die mittlere Amplitude A„ der die Schwelle S übersteigenden Impulsamplituden kleiner als A . Dies hat zur Folge, daß eine von null abweichende Spannung am Ausgang des Integrators 26 erscheint, die den Spannungsbezugspegel für den Komparator 21 absenkt, also die Zählschwelle S, um dien Unterschied zwischen A_M und A auszugleichen, womit erreicht wird, daß die in der Zählstufe 16 erfaßte Zählrate unbeeinflußt bleibt von der Deformation des Spektrums.

Fig. 5 zeigt bei 3o eine weitere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung, welche die Anordnung 15 aus Fig. 5 ersetzerikann. In diesem Falle werden die am Ausgang des Verstärkers 14 auftretenden Impulse parallel den Eingängen zweier Spannungskomparatoren 31 und 32 zugeführt, deren jeweilige Referenzen die Normalzählschwelle S und eine Bezugsamplitude A sind, von denen die letztere die mittlere Amplitude repräsentiert bei Abwesenheit von Baryt für Impulse mit einer über S liegenden Amplitude. Die Schwelle wird definiert durch die von einer Quelle 33 gelieferte Spannung, deren Pegel einstellbar ist mit Hilfe eines Signals, angelegt an den Steuereingang 34. Die beiden Komparatoren sind mit ihren Ausgängen verbunden mit einer Anti-Koinzidenz-Logikschaltung 35 mit einem Inverterschaltkresxs 36, einem Gatter 37 und einer bistabilen Kippstufe 38. Der Ausgang des Komparators 32 ist verbunden mit dem Setzeingang (Umschalten in Zustand L) der

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Kippstufe 38 und über den Inverters chaltkreis 36 mit einem Eingang des UND-Gatters 37. Der Ausgang des !Comparators 31 ist verbunden mit der Zählstufe 16 sowie dem anderen Eingang des UND-Gatters, dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang (Rückstellen auf null) der Kippstufe verbunden ist. Der Ausgang Q der Kippstufe ist verbunden mit dem Eingang eines Verstärkers 39, der als Integrator arbeitet dank einer Rückkopplungsschleife mit-einem Parallelnetzwerk aus Kondensator 4o und Widerstand 41. Der Ausgang dieses Integrators ist verbunden mit dem Steuereingang 34 der Spannungsquelle 33.

Diese Anordnung arbeitet wie folgt. Zunächst erkennt man, daß die Impulse am Ausgang des Verstärkers 14 entweder eine Amplitude unter der Schwelle S haben und damit ohne Einfluß auf die Komparatoren 31 und 32 sind oder eine über der SchwelleS, jedoch unter der mittleren Amplitude A haben und den Komparator 31 auslösen, den Komparator 32 jedoch nicht beeinflussen oder schließlich eine Amplitude oberhalb der mittleren Amplitude A haben und dann beide Komparatoren auslösen.

Unter diesen Bedingungen wird ein am Ausgang des Verstärkers 14 erscheinender Impuls mit einer Amplitude unterhalb S von dem Logikschaltkreis 35 nicht erfaßt. Wenn jedoch ein Impuls mit einer Amplitude zwischen S und Ä erscheint, werden die beiden Eingänge des UND-Gatters 37 bei L liegen, derart, daß die Kippstufe 38 an ihrem Rücksetzeingang einen Impuls erhält, der sie in den Zustand Null schaltet. Falls ein Impuls mit einer Amplitude oberhalb A erscheint, sind die Eingänge

ΙΩΟ

des UND-Gatters 37 bei eins bzw. null, und der Komparator 32 legt an den Setzeingang der Kippstufe einen Impuls, der ihn in den Zustand L umschaltet.

Der Kippkreis 38 wird demgemäß in den Zustand Null geschaltet durch Impulse mit einer Amplitude zwischen S und A ,

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jedoch in den Zustand L durch Impulse mit der Ar-plitude ober-

e halb A-. . Infolge dieser Tatsache ist die jweilige Dauer des

MO ,

an seinem Ausgang Q liegenden Signals proportional zu N 4N₃+ N-) und N₂/(N + N^), wobei N die Zählrate der Impulse ait einer Amplitude zwischen S undA ist und N- die Zählrate für Impulse mit Amplituden oberhalb A . Der Verstärker 39 integriert dieses Signal und liefert eine Gleichspannung, die dauernd die Abweichung zwischen den Zählraten N und N„ repräsentiert , Ss ist nun diese Spannung, welche auf die Schwelle S über die Quelle 33 einwirkt, um N und N gleich zu regeln.

Unter Bezugnahrüe auf Fig. 6, die wie Fig. 4 das Amplitudenspektrum der Impulse, geliefert vom Verstärker 14, repräsentiert, erkennt man,daß bei NichtVorhandensein einer Deformation dieses Spektrums durch Baryt die mittlere Amplitude ihren Wert bei A hält, die Zählraten N, und N_ gleich sind und die Bezugsspannung, die dem Komparator 31 von der Quelle 33 zugeführt wird, unverändert bleibt. Die Zählschwelle S wird demgemäß ebenfalls nicht modifiziert. Wenn jedoch, sobald der Baryt eine Verschiebung des Bereichs unterer Energie im Spektrum bewirkt, die Zählrate N. kleiner wir-! als die Zählrate Nyt so ergibt sich eine von null abweichende Spannung am Ausgang des Integrators 39, die den Pegel der Bezugsspannung, welche dem Komparator 31 zugeführt wird, absenkt, also die Zählschwelle S, um den Unterschied zwischen N₁ und N_ auszugleichen. Die in der Zählätufe 16 registrierte Zählrate wird demgemäß nicht beeinflußt durch die Deformation des Spektrums.

Fig. 7 zeigt bei 60 eine dritte Ausfuhrungsform einer Anordnung gemäß der Erfindung. Die awv Ausgang des Verstärkers 14 vorliegenden Impulse werden parallel den Eingängen zweier Spannungskomparatoren 62 und 6 4 zugeführt, an denen als Bezugsgöße jeweils die Normalzählschwelle S bzw. die mittlere Amplitude A zugeführt werden, wobei die letztere sich auf

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Impulse mit einer oberhalb S liegenden Amplitude bei Abwesenheit von Baryt bezieht.

Diese beiden Komparatoren sind mit ihren Ausgängen an einen Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis 68 angeschlossen, der einfach aus einem Inverterkreis 7o und einem UND-Gatter 7.2 mit zwei Eingängen besteht. Der Ausgang des !Comparators ist über den Inverter 7o mit einem der Eingänge des UND-Gatters 72 verbunden, während der Ausgang des !Comparators 62 mit dem andaren Eingang dieses Gatters verbunden ist. Die beiden Ausgänge 74 und 76 desLogiksc haltkreises, also die Ausgänge des UND-Gatters 72 bzw. des Komparators 64, erzeugen, wie nachstehend noch näher erläutert, Impulsfolgen entsprechend den vom Verstärker gelieferten Impulsen, deren Amplituden zwischen

S und A bzw. oberhalb A liegen,
mo mo ³

Die beiden Ausgänge 74 und 76 des Logikschaltkreises 68 sind mit zwei Eingängen eines ODER-Gatters 78 verbunden, dessen Ausgang über eine Kippstufe 8o mit einer Klemme A verbunden ist. Der Ausgang 76 ist weiter direkt mit einer Klemme B verbunden. Ein Umschalter 82 mit zwei Stellungen gestattet,die eine oder die andere dieser Klemmen mit dem Eingang einer Zählkette 16 zu verbinden. Die beiden Ausgänge 74 und 76 des Logikschaltkreises 68 werden außerdem an den Eingang eines Dividierschaltkreises 84 gelegt, an dessen Ausgang 86 ein Signal erscheint, das repräsentativ, ist für das Verhältnis N./N«, wobei N₁ die Zählrate der Impulse ist, die am Ausgang 74 erscheinen (mit Amplituden zwischen S und A_ ) und N₂ die Zählrate der am Ausgang 76 erscheinenden Impulse (mit Amplituden oberhalb A_mo). Dieses Signal wird an den Eingang eines Komparators 88 gelegt, dessen Ausgang den Umschalter 82 steuert. Sobald das Verhältnis N. zu N , das nahe eins bleibt, nicht unter eine Schwelle fällt, die beispielsweise bei o,95 festgesetztwerden kann, wird der

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Umschalter in der dargestellten Stellung gehalten, falls jedoch dieses Verhältnis unter die genannte Schwelle fällt, wird der Umschalter in die andere Position umgelegt.

Die soeben beschriebene Anordnung arbeitet folgenderweise; Man stellt zunächst fest, daß die Impulse am Ausgang des Verstärkers 14, sofern ihre. Amplitude unter der Schwelle S liegt, ohne Einfluß auf die Komparatoren 62 und 64 sind, sobald ihre Amplitude oberhalb der Schwelle S, jedoch unter der mittleren Amplitude A liegt, den Komparator 62 auslösen, ohne Einfluß jedoch auf den Komparator 64 bleiben, oder schließlich, wenn ihre Amplitude öb(
beide Komparatoren auslösen.

lieh, wenn ihre Amplitude ober der mittleren Amplitude A liegt,

Unter diesen Bedingungen erkennt man sofort, daß der Ausgang 74 des Logikschaltkreises 68 einen Impuls für jeden Ausgangsimpuls des Verstärkers 14 liefern wird, dessen Amplitude zwischen S und A liegt, während der Ausgang 76 einen

mo 3 a

Impuls für jeden Ausgangsimpuls des Verstärkers 17 liefern wird, dessen Amplitude über A liegt. Wie bereits erwähnt, wird demgemäß die Zählrate N der Impulse am Ausgang 74 den Impulsen entsprechen, welche eine Amplitude zwischen S und A haben, während die Zählrate N„ am Ausgang 76 den Impulsen mit einer Amplitude oberhalb A entsprechen wird.

In₀

Der Dividierschaltkreis 84 berechnet das Verhältnis N₁/^ dieser beiden Zählraten, und der Komparator 88 vergleicht den Wert mit o,95. Solange dieses Verhältnis über o,95 bleibt, d.h. solange die beiden Zählraten nahezu identisch sind, (was ein Hinweis auf die Tatsache ist, daß das Spektrum keiner merkbaren Verschiebung infolge des BAryts in seinem Abschnitt unterhalb der mittleren Amplitude A unterliegt) häl,£t der Komparator 88 den Umschalter 82 in der in Fig. 7 dargestellten Position. Unter diesen Bedingungen ist der Eingang der Zählkette 16 mit dem Ausgang der Kippstufe 76 verbunden, die von dem ODER-GAtter 78 die beiden kombinierten

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Impulszuge erhält, erzeugt von dem Logikschaltkreis 68, und unter Verwendung der Teilstufe 8o, demgemäß einen Impulszug liefert, dessen Zählrate gleich der halben Summe der Zähl- ' raten N, und N- ist, mit denen diese beiden Impulszüge auftreten. Da aber N. und N„ im wesentlichen gleich sind, ist die von der Zählkette registrierte Zältlrate gleich N„. Sobald jedoch das Verhältnis N,/N₂ kleiner als o,95 wird (was bedeutet, daß der im Bohrspülungskuchen enthaltene Baryt eine nicht vernachlässigbare Verschiebung des Spektrumsbereichs oberhalb A bewirkt hat), schaltet der Komparator 88 den Umschalter 82 in die andere Schaltstellung um, derart, daß nun der Ausgang 76 des Logikschaltkreises 68 mit dem Eingang der Zählkette 16 verbunden ist. Diese erhält nunmehr also nur noch die Impulse mit der Amplitude oberhalb der mittleren Amplitude A und registriert damit eine Zählrate gleich N-. Demgemäß hat die Umschaltung des Umschalters 82 keinen Einfluß auf die von der Kette 16 registrierte Zählrate, die bei N₂ verbleibt.

Es soll noch einmal auf die Fig. 6 zurückgekommen werden. Man erkennt:

a) Wenn das Spektrum nicht deformiert ist (Verhältnis N, zu N₂ nahe eins), ist die der Dichteberechnung dienende Impulszählschwelle die Amplitude S; die Zählrate dieser Impulse wird also durch zwei dividiert.

b) Wenn das Baryt die Abschnitte riedriger Energie

im Spektrum deformiert (Verhältnis N zu N₂ unter eins), ist die Zählschwelle die mittlere Amplitude A der Impulse, die eine Amplitude oberhalb S haben; die Zählrate wird nicht mehr durch zwei dividiert, derart, daß die Verschiebung der Schwelle die registrierte Zählung nicht modifiziert. Man verzichtet also darauf, die Impulse zu berücksichtigen, deren Amplitude zwischen

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der normalen Schwelle S und der mittleren Amplitude A liegt, welche dem deformierten Teil des Spektrums entsprechen und demgemäß die Dichtemessung verfälschen würden. Zwar vervielfacht die Teilung durch zwei der verwendeten Impulse den statistischen Fehler mit

2, aber in der Praxis stellt man fest, daß der Fehler infolge Anhebung der Schwelle vernachlässigbar ist gegenüber jenem, der durch den Einfluß des Baryts hervorgerufen werden würde.

Es ist festzuhalten, daß bei einer vereinfachten Ausführungsform der Anordnung gemäß Fig. 7 man den Teilschaltkreis 84 und den Komparator 88 weglassen könnte, derart, daß der Umschalter 82 von Hand durch eine Bedienungsperson betätigt würde in Abhängigkeit von der Barytmenge, welche in die Bohrlöcher eingeführt worden ist.

Es ist offensichtlich, daß die drei verschiedenen Anordnungen nur dann eine zuverlässige Korrektur des Bäryteinflusses bewirken können, wenn die Verstärkung des Detektorsystems perfekt stabilisiert ist. Sobald diese Stabilisierung dadurch realisiert wird, daß dem Detektor eine licht- oder radioaktive Strahlungsquelle zugeordnet wird für die Erzeugung einer Referenzspitze in dem Abschnitt hoher Energie des Spektrums,ist es unerläßlich, daß die Impulse infolge dieser Quelle nicht für die Berechnung der Dichte verwendet werden.

Die Anordnung nach Fig. 3 kann demgemäß dadurch modifiziert werden, daß - wie mit gestrichelten Linien angedeutet ein Spannungskomparator 42zugefügt wird mit einem Inverterschaltkreis 4 3 und einem UND-Gatter 44. Der Komparator 42 ist wie der Komparator 21 an den Ausgang des Verstärkers 14 angeschlossen und erhält als Bezugsgröße die Amplitude ^A _m=,_v t oberhalb der die gelieferten Impulse nicht mehr gezählt werden dürfen, weil sie aus der Referenzstrahlungsquelle

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stammen. Das UND-Gatter 44, das den monostabilen Kippkreis 22 beaufschlagt, ist mit einem Eingang direkt an den Ausgang des Komparators 21 angeschlossen, während der andere Eingang an den Ausgang des Komparators 42 über einen Inverterschaltkreis 43 gelegt ist. Man erkennt, daß auf diese Weise die Impulse mit einer Amplitude unterhalb der Schwelle S

oder oberhalb A keinen Einfluß auf den monostabilen Kippmax

kreis 22 haben, der demnach nur dann in seinen aktiven Schaltzustand kipi
erscheinen.

zustand kippt, wenn Impulse der Amplitude zwischen S und A

Fig. 8 zeigt die Modifikationen, welche bei der Anordnung nach Fig. 7 vorzunehmen sind, wenn Impulse mit einer Amplitude oberhalb A nicht gezählt werden sollen. Die am Ausgang des Verstärkers 14 erscheinenden Impulse werden demgemäß parallel den Eingängen dreier Spannungskomparatoren 92, 94 und 96 zugeführt, deren Bezugsgröße die Amplituden S,

A' bzw. A sind, wobei die Amplitude A¹ die mittlere mo max ^ mo

Amplitude derjenigen Impulse ist, deren Amplituden zwischen S und A liegen. Diese maximale Amplitude wird natürlich

max ³ ^c

so hoch wie nur möglich gewählt, damit die Fläche des Normalspektrums (herrührend von Strahlung aus der Formation) einer relativ kleinen Verringerung unterliegt und die mittlere Amplitude A¹ sich nur sehr wenig von der Amplitude A unterscheimo ^s ^ mo

Der Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis 68 aus Fig. 7 wird demgemäß ersetzt durch einen Logikschaltkreis 98 mit einem Inverterschaltkreis loo, einen UND-Gatter Io2 und einem NI-Schaltkreis Io4. Der Ausgang des Komparators 9 4 ist über den Inverter loo mit einem Eingang des UND-Gatters Io2 verbunden wie auch mit einem Eingang des NI-Schaltkreises Io4. Der Ausgang des Komparators 92 ist verbunden mit dem anderen Eingang des UND-Gatters, und jener des Komparators 96 mit dem anderen Eingang des NI-Schaltkreises. Man erkennt,leicht, daß unter diesen Bedingungen das UND-Gatter Io2 einen Impuls

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für jeden Impuls am Ausgang des Verstärkers 14 mit einer Amplitude zwischen S und A¹ liefert, und daß der Ausgang des NI-Schaltkreises Io4 einen Impuls für alle Impulse am

Ausgang des Verstärkers mit einer Amplitude zwischen A¹ ³ mo

und A liefert. Der Ausgang des UND-Gatters Iö2 und der Ausgang des NI-Schaltkreises Io4 entsprechen demgemäß den Ausgängen 74 bzw. 76 der Anordnung nach Fig. 7.

Hinsichtlich der Anordnung nach Fig. 5 wäre eine Modifikation durch Zufügen eines dritten Spannungskomparators (nicht dargestellt) vorzunehmen mit einer Amplitude A

fflclX

als Referenzgröße, wobei der Komparator 32 als Referenz die mittlere Amplitude A¹ der zwischen S und A liegen-

. mo max

den Impulsamplituden erhielte. Die drei Komparatoren sind wie die Komparatoren 92, 94 und 96 in Fig. 8 mit einem Logikschaltkreis zu verbinden, dessen Ausgänge 74 und 76 verbunden sind mit den Eingängen R bzw. S der Kippstufe 38. In diesem Fall muß die Zählstufe 16 nicht mehr direkt vom Komparator 31 angesteuert werden, sondern über ein UND-Gatter (nicht dargestellt) , dessen einer Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des Komparators 31, während der andere Eingang an den Ausgang des dritten Komparators über einen Inverterschaltkreis (nicht dargestellt) anzuschließen wäre.

- Patentansprüche -

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Claims

1.) Verfahren zur Korrektur des Einflusses, den im Bohrspülungsküchen enthaltener Baryt auf die vom Hauptdetektor einer Gammastrahlen-Formationsdichtemeßsonde in einem Bohrloch gelieferte Impulszählrate ausübt, bei dem für die Dichtemessung nur die Impulse mit einer oberhalb einer als Normalzählschwelle bezeichneten Schwelle liegenden Amplitude herangezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Deformation des vom Hauptdetektor gelieferten Impulsamplitudenspektrums infolge Vorhandenseins von Baryt im Bohrspülungskuchen die Schwelle derart verschoben wird, daß die berücksichtigte Impulszählrate von der Def rmation des Spektrums unbeeinflußt bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformation des Amplitudenspektrums derjenigen Impulse, deren Amplitude oberhalb der Normalzählschwelle liegt, bestimmt wird, und daß die Schwelle so nachgeregelt wird, daß durch Änderung der Anzahl der gezählten Impulse infolge der Regelung die Änderung in der Anzahl der gezählten Impulse infolge der Deformation kompensiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformation des Amplitudenspektrums der Impulse bestimmt wird durch die resultierenden Veränderungen ihrer durchschnittlichen Amplitude.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abweichung zwischen der durchschnittlichen Amplitude der Impulse mit die Normalzählschwelle übersteigender Ampli-

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mm O _

tude - einerseits - und einem Bezugswert A^ - andererseits bestimmt, der die durchschnittliche Amplitude dieser Impulse für ein nichtdeformiertes Spektrum repräsentiert, und daß man die Schwelle bis zur Nullregelung dieser Abweichung verschiebt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformation des Amplitudenspektrums der Impulse bestimmt wird durch die resultierenden Veränderungen ihrer mittleren Amplitude.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abweichung zwischen der Zählrate N, der Impulse mit Amplituden zwischen der Normalzählschwelle und einer Bezugsgröße A , die die mittlere Amplitude dieser Impulse für ein nichtdeformiertes Spektrum repräsentiert, und der Zählrate N₂ der Impulse mit einer oberhalb A liegenden Amplitude bestimmt, und daß man die Schwelle im Sinne einer Nullregelung dieser Abweichung verschiebt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Deformation des Spektrums der vom Hauptdetektor gelieferten Impulse durch Baryt die Zählschwelle als mittlere Amplitude A der bei Abwesenheit von Baryet berücksichtigten Impulse festlegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der Anzahl der Impulse mit einer Amplitude zwischen der Normalzählschwelle und der mittleren Amplitude A , von Impulsen mit einer oberhalb dieser Schwelle liegen-

mo ^τ

den Amplitude - einerseits - und der Anzahl der Impulse mit einer Amplitude oberhalb dieser mittleren Amplitude - anderer-

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seits - bestimmt wird, und daß man, solange dieses Verhältnis nahe bei eins bleibt, die die Schwelle übersteigenden Impulse nach Division deren Zählrate durch zwei verarbeitet, während man bei einem Verhältnis merklich unter eins nur noch die die mittlere Amplitude A übersteigenden Impulse, ohne Divöion derer Zählrate, verarbeitet.

9. .anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen Spannungskomparator(21) aufweist, an dessen einen Eingang die von dem Hauptdetektor erzeugten Impulse angelegt sind, und dessen anderer Eingang mit einer Referenzspannungsquelle (23) verbunden ist, zur Definition der Normalzählschwelle (S), daß an den Ausgang des !Comparators (21) ein monostabiler Kippkreis (22) an den Ausgang des !Comparators (21) angeschlossen ist, daß ein Gatter (19) mit seinem Eingang über einen Verzögerungskreis (18) an den Ausgang des Hauptdektektors (lo) angeschlossen ist und mit seinem Steuereingang (2o) an den Ausgang des monostabilen Kippkreises (22), daß ein Schaltkreis (25),angeschlossen an den Ausgang des monostabilen Kippkreises (22),für die Erzeugung von Impulsen ausgebildet ist mit einer Ladung gleich, aber entgegengesetzt der eines Impulses vom Detektor (lo) mit einer Bezugsamplitude (A ), und daß ein Integrator (26) mit seinem Eingang einerseits an den Ausgang des Gatters (19) und andererseits an den Ausgang des Schaltkreises (25) angeschlossen ist, während sein Ausgang (24), an dem ein Gleichspannungssignal liegt, das repräsentativ ist für die Abweichung zwischen A und der durchschnittlichen berücksichtigten Amplitude der Impulse, verbunden ist mit der BezugsSpannungsquelle (2 3) für die Einstellung von deren an den Komparator (21) gelieferten Spannung, während die zu zählenden Impulse für die Berechnung der Dichte am Ausgang des monostabilen Kippkreises (22) abnehmbar sind.

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lo. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Spannungskomparator (42) am einen Eingang ebenfalls mit den vom Hauptdetektor (lo) erzeugten Impulsen beaufschlagt ist, während sein anderer Eingang zur Definition einer Maximalamplitude dient, unterhalb der die vom Detektor gelieferten Impulse nicht mehr berücksichtigt werden dürfen, und daß ein zweites UND-Gatter (44) mit einem Eingang an den Ausgang des ersten !Comparators (21) und dem anderen Eingang an den Ausgang des zweiten Komparators (42) über einen Inverterschaltkreis (43) angeschlossen ist.

11. Anordnung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen ersten Spannungskomparator (31) aufweist, dessen einer Eingang mit den vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt ist und dessen anderer Eingang an eine Bezugsspannungsquelle (33) angeschlossen ist, welche einstellbar ist zur Definition der Normalzählschwelle (S), daß ein zweiter Spannungskomparator (32) vorgesehen ist, dessen einer Eingang ebenfalls mit den vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt ist und dessen anderer Eingang zur Definition der mittleren Bezugsamplitude A_M dient, daß an die Ausgänge der beiden Komparatoren ein Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (35) angeschlossen ist zur Erzeugung eines Zweizustandssignals, dessen jeweilige Zustandsdauemproportional sind den Werten N /(N + N_) bzw. N₂/(N, +N und daß ein Integrator (39) mit seinem Eingang an den Ausgang des Logikschaltkread.es (35) angeschlossen ist und mit seinem Ausgang an den Einstellsteuereingang (34) der Bezugsspannungsquelle (32), an der mithin ein GleichspannungssignalÜ^t, das repräsentativ ist für die Abweichung der zwischen der Zählrate N und der Zählrate N₂ , während die zu zählenden Impulse für die Berechnung der Dichte am Ausgang des ersten Spannungskomparators (31) abgenommen sind.

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12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (35) einen Inverterschaltkreis (36) umfaßt, ein UND-Gatter (37) mit zwei Eingängen sowie eine bistabile Kippstufe (3d), daß der Ausgang des ersten Spannungskomparators (31) mit einem Eingang des UND-Gatters verbunden ist, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Inverterschaltkreises (36) verbunden ist, und dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Kippkreises (38) verbunden ist, und daß der Ausgang des zweiten Komparators (32) verbunden ist mit dem Eingang des Invertierschaltkreises (36) sowie mit dem anderen Eingang des bistabilen Kippkreises (38).

13. Anordnung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Spannungskomparator umfaßt, dessen einer Eingang mit den vom Hauptdetektor erzeugten Impulsen beaufschlagt ist und dessen anderer Eingang mit einer BezugsSpannungsquelle verbunden ist, die einstellbar ist zur Definition der Normalzählschwelle (S), daß ein zweiter und ein dritter Spannungskomparator an einem Eingang mit den von dem Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt sind, daß der dritte Komparator als Referenzeingang die Maximalamplitude erhält, oberhalb der die Impulse nicht mehr berücksichtigt werden dürfen und der zweite Komjlrator als Referenz die mittlere Amplitude A¹ der Impulse mit Amplituden zwischen der Schwelle und der Maximalaiaplitude erhält, daß ein Änti-Koinzidenz-Logikschaltkreis an die Ausgänge der drei Komparatoren angeschlossen ist zur Erzeugung eines zweistufigen Signals, dessen jeweilige Stufendauern proportional den Zahlen N₁A^₁ + N₂) bzw. N₂/(N₁ + N₂) sind, wobei N₂ die Zählrate der Impulse mit Amplituden zwischen A¹ und der Maximalamplitude istj und daß ein Integrator vorgesehen ist, dessen Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des Logikschaltkreises und dessen Ausgang, der ein Gleichspannungssignal repräsentativ für die Abweichung zwischen den Zählraten N, und N₂ erzeugt, verbunden ist mit der Bezugsspannungsquelle zur Einstellung von deren

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Spannung, angelegt als Bezugsgröße an den ersten Konparator, während die für die Dichteberechnung herangezogenen Impulse am Ausgang eines UND-Gatters abgenommen sind, dessen einer Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des ersten Komparators, und dessen anderer £.uigang mit dem Ausgang des dritten !Comparators über einen Invertierschaltkreis verbunden ist.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dxe Anti-Koin^idenz-Logik ein UND-Gatter umfaßt, dessen einer Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des ersten !Comparators, einen NI-SsiK .ttkreis, dessen einer Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des dritten !Comparators, einen Invertierschaltkreis zwischen dem Ausgang des zweiten !Comparators und den anderen Eingängen des UND-GAtters und des NI-Schaltkreises, sowie eine bistabile Kippstufe, deren Eingänge für die Umschaltung in den aktiven bzw. passiven Zustand verbunden sind mit dem Ausgang des NI-Schaltkreises bzw. dem Ausgang des UND-Gatters .

15. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen ersten Spannungskomparator (62) umfaßt, an den als Bezugsgröße die Normalzählschwelle (S) angelegt ist, und der beaufschlagt ist mit den vom Detektor erzeugten Impulsen, daß ein zweiter Komparator)* (64) vorgesehen ist mit der mittleren Amplitude A als Bezugsgröße, der ebenfalls mit den vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt ist, daß ein Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (68) vorgesehen ist, der an die Ausgänge der beiden Komparatoren angeschlossen ist und auf einer ersten Leitung (74) einen Ausgangimpuls für jeden Detektorimpuls erzeugt dessen Amplitude zwischen der Schwelle und der mittleren Amplitude liegt, sowie auf einer zweiten Ausgangsleitung (67) einen AusgangsimpuIs für jeden Detektorimpuls mit einer Amplitude

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oberhalb der mittleren Amplitude, daß ein ODER-Schaltkreis (78) mit seinen beiden Eingängen an die beiden Ausgangsleitungen gelegt ist, daß ein Dividierschaltkreis 1 : 2 (8o) an den ODER-Schaltkreisausgang gelegt ist und daß ein Umschalter (82) vorgesehen ist, der bei Abwesenheit von Baryt in einer ersten Stellung liegt zur Verbindung des Ausgangs des Divierschaltkreises (8o) mit dem Eingang einer Dichteberechnungsstufe (16) und in eine zweite Stellung gelegt ist bei Vorhandensein von Baryt, in der die zweite Ausgangsleitung mit dem Eingang der Stufe (16) verbunden ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (68) ein UND-Gatter (72) umfaßt, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten Spannungskomparators (62) verbunden ist, und daß er einen Invertierschaltkreis (7o) aufweist, der zwischen den. Ausgang des zweiten Komparators (64) und den anderen Eingang des UND-Gatters (72) geschaltet ist, und daß der Ausgang des UND-Gatters (72) und de-r Ausgang des zweiten Komparators (64) jeweils die erste bzw. zweite Ausgangsleitung bildet.

17. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Spannungskomparator (92) aufweist mit der Normalzählschwelle (S) als Bezugsgröße, und beaufschlagt mit den vom Detektor erzeugten Impulsen, daß sie einen zweiten und einen dritten Komparator umfaßt, die ebenfalls mit dän vom Detektor erzeugten Impulsen beaufschlagt sind, wobei der dritte Komparator als Bezugsgröße die Maximalamplitude (A max) erhält, oberhalb der die Impulse/nicht mehr gezählt werden dürfen, während der zweite Komparator als Bezugsgröße die mittlere Amplitude A¹ von Impulsen mit einer Amplitude zwischen der Schwelle (S) und der Maximalamplitude (A max) erhält, daß ein Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (98) an die Ausgänge dieser drei Komparatoren (92, 94, 96) ange-

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— 8 —

schlossen ist zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses für jeden Detektorimpuls mit einer Amplitude zwischen der Schwelle und der mittleren Amplitude auf einer ersten Leitung sowie eines Ausgangsimpulses für jeden Detektorimpuls mit einer Amplitude zwischen der mittleren Amplitude und der Maximalamplitude auf einer zweiten Ausgangsleitung, daß ein ODER-Schaltkreis mit zwei Eingängen an die beiden Leitungen angeschlossen ist, daß ein Dividierschaltkreis 1 ; 2 an den Ausgang des ODER-Schaltkreises angeschlossen ist und daß ein Umschalter in einer ersten Position, bei Abwesenheit von Baryt,den Ausgang des Divierschaltkreises mit dem Eingang einer Dichteberechnungsstufe verbindet, während er in einer zweiten Position, bei Vorhandensein von Baryt, die zweite'Ausgangsleitung mit dem Eingang dieser Stufe verbindet.

18. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreis (98) ein UND-Gatter (Io2) aufweist, dessen einer Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des ersten Komparators (92), daß ein NI-Schaltkreis (Io4) mit einem Eingang verbunden ist mit dem Ausgang des dritten Komparators (96), und daß ein Invertierschaltkreis (loo) zwischen den Ausgang des zweiten Komparators (94) und die anderen Eingänge des UND-Gatters (Io2) bzw. des NI-Schaltkreises (Io4) gelegt ist, während der Ausgang des UND-Gatters und der des NI-Schaltkreises jeweils die erste bzw. zweite Leitung (74, 76) bildet.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Dividierschaltkrieis (84) aufweist, der mit den auf den beiden Ausgangsleitungen (76, 74) des Anti-Koinzidenz-Logikschaltkreises erzeugten Impulsen beaufschlagt ist zur Erzeugung eines Signals, das repräsentativ ist für das Verhältnis der Zählrate der Impulse

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auf der ersten Leitung zur Zählrate der Impulse auf der zweiten Leitung, und daß ein Vergleichsschaltkreis (88) mit diesem Verhältnissignal beaufschlagt ist und es vergleicht mit einem Schwellenwert entsprechend einem nahe bei eins liegenden Verhältnis, welcher Vergleichsschaltkreis (88) für die Steuerung des Umschalters (82) in dessen erste Schaltstellung ausgebildet ist, wenn das Verhältnis oberhalb des Schwellenwertes liegt, und in seine zweite Schaltstellung, wenn das Verhältnis unterhalb dieses Schwellenwerts liegt.

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