DE2941535A1

DE2941535A1 - Verfahren und vorrichtung fuer die optimierung von messungen der daempfungscharakteristiken thermischer neutronen

Info

Publication number: DE2941535A1
Application number: DE19792941535
Authority: DE
Inventors: Larry A Jacobson; Charles W Johnstone
Original assignee: Societe de Prospection Electrique Schlumberger SA
Current assignee: Services Petroliers Schlumberger SA
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1979-10-13
Publication date: 1980-05-08
Also published as: MY8500178A; GB2036303A; NL7907391A; AU5155579A; GB2113385B; GB2113385A; FR2440004B1; GB2113386B; AU532895B2; NO793185L; IT7926758A0; IE791847L; ES8103385A1; EG14646A; GB2036303B; IE49620B1; FR2440004A1; GB2113387A; GB2113386A; GB2113387B

Description

Societe de Prospection Electrique Schlumberger, 42, rue Saint Dominique, Paris/Frankreich

"Verfahren und Vorrichtung für die Optimierung von Messungen der Dämpfungscharakteristiken thermischer Neutronen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Optimierung der Messungen der Dämpfungscharakteristiken thermischer Neutronen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte und geeignete Vorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei der kernphysikalischen Bohrlochuntersuchung, wobei man die Dämpfung oder den Einfang thermischer Neutronen in Erdformaticnen in einer Weise bestimmen will, die genauer ist und zuverlässigere Meßwerte der Einfangcharakteristiken thermischer Neutronen in der Formation liefert.

Bisher lieferten Bohrlochmessungen bezüglich des Einfangs gepulster Neutronen Meßwerte der •Diermisch-Neutronen-Einfangcharakteristiken von Erdformaticnen, z.B. der Dämpfungszeitkonstante (T" ) der thermischen Neutronen und deren Korrelativ, des makroskopischen Einfangquerschnitts ( Σ ); diese Werte haben sich als brauchbar erwiesen, um zwischen öl- oder gasführenden Formationen und wasserführenden Formationen unterscheiden zu können. Solche Bohrlochmessungen sind besonders brauchbar für die Erkennung des \forhandenseins von Kohlenwasserstoffen in ausgekleideten Formationen und zum Erfassen von Änderungen in der Wassersättigung während der Förderlebensdauer einer Bohrung.

Messungen der thermischen Neutronencharakteristik werden typischerweise durchgeführt durch Bestrahlen der Formation mit Pulsgruppen schneller,(z.B. 14 Msv) Neutronen und \fer folgen des Abklingens der thermischen Neutronenkcnzentraticn in der Formation durch Zählung der Gammstrahlen, die von den Formaticnskernen infolge Einfang thermischer Neutralen während diskreter Zeitintervalle oder Gatter nach jedem Neutrcnenbeschuß emittiert werden. In einer Sonde gemäß US-Patent 3,379,882 werden die Einfanggammastrahlen während zweier Gatter gemessen, die festgelegt sind sowohl bezüglich der Zeit des Auftretens

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nach dem Beschüß als audi in ihrer Dauer. Obwohl dieses System brauchbare Informationen bei Formationen mittlerer Abklingzeiten liefert, hat dieses Festgattersystem die Tendenz, unzuverlässige Meßwerte dann zu liefern, wein die Abklingzeit der Formation entweder extrem lang oder extrem kurz ist. Darüberhinaus ist die Gamnstrahlungzahlratennessung während des zweiten Festgatters manchmal exzessiven statistischen Variationen unterworfen, insbesondere bei Formationen mit kurzer Abklingzeit. Eine bedeutende Verbesserung gegenüber diesem Festgatter3ystem ist in IS-PS 3,566,116 (Re-Issue 28,477) beschrieben, nämlich ein Gleitgattersystem, bei dem drei MsBgatter verwendet werden und bei dm die Auftrittszeit nach dem Beachuß und die Dauer aller Gatter automatisch durch ein RUckkopplungssystem verändert werden entsprechend dem augenblicklich gemessenen Wert der Abklingzeitkonstante. Die ersten beiden Gatter sind so getaktet, daß sie Einfang- trahlung vcn der Formation erfassen ,und das dritte Gatter ist so

getaktet, daß Hintergrundgamnastrahlung erfaßt wird. Dieses System arbeitet zuverlässig, um die Position der Gatter für optimal hinsichtlich des Hintergrundes korrigierter Messungen innerhalb eines breiten Bereichs von Abklingzeiten T und Einfaigquerschnitten Σ zu positionieren, wobei die Nachteile bezüglich der Uizuver Lässigkeit und der statistischen Variationen, die bei dem Festgattersystem in Fällen extremer Abklingraten festgestellt wurden, vermieden wurden. Zwecks noch besserer Resultate ist in der letztgenannten Druckschrift vorgesehen, daß die Dauer und die Wiederholingsrate der Neutrcnenbeschüsse ebenfalls in Funktion der jeweils augenblicklich gemessenen Abklingzeitwerte verändert werden könnten. Dies liefert den zusätzlichen Vorteil, das Taktverhältnis des Neutrcnengenerators in einer Weise zu maximieren entsprechend den genauen Msssungen der Abklingzeitwerte der untersuchten Formation. Spätere Ausführungsformen des letztgenannten Konzepts sind in US-PS 2,662,179 und IB-PS 3,89o,5o1 erläutert. Die Bohrlochmessung der Abklingzeiten thermischer Neutronen entsprechend der Gleitgattertechnik, wie in den obengenannten Patenten offenbart, wurde zu einem in breitem Umfang eingesetzten und wichtigen Verfahren bei der Untersuchung ausgekleideter Bohrungen.

Es ist jedoch wünschenswert, dieses System weiter zu verbessern. Insbesondere ist es wünschenswert, eine noch größere statisti-

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sehe Genauigkeit bei der Messung vcn '^", £ ^d Hintergrund durch Verbesserung der Art und Weise der Erfassung der Abklingrate der thermischen Neutrcnenkonzentraticn zu erzielen. Darüberhinaus ist der unbegrenzt variable rückkopplungsgesteuerte Betrieb,der bisher mit dem Gleitgattersystem verbunden war, manchmal sogenanntem "Gitter" unterworfen, wenn niedrige Zählraten auftreten. Darunter soll verstanden werden, daß Veränderungen in der Einstellung der Meßgatter und dos Neutrcnenbeschusses manchmal von statistischen Veränderungen in dor Gammastrahlungszählrate herrühren, anstatt das Ergebnis irgendwelcher Änderungen in der A>klingzeit der gerade unterworfenen Formationen zu sein. Wenn wiederum die Abklingzeit scharf abfällt, etwa an den Schichtgrenzen, verfehlt die Rückkopplungsschleife der Gleitgattersonde manchmal, wenn auch nicht sehr oft, die Änderung der Zeitkcns tan te der Gatter mit hinreichender Schnelligkeit, um dem Abfall der Gammastrahlungszählrate Rechnung zu tragen. Dies könnte dazu führen, daß die Sonde unzureichende Zählraten mißt, als daß die Rückkopplungsschleife noch verläßlich arbeiten könnte, und diese Situation ihrerseits könnte die Gatter und den Beschüß auf Positionen "Verriegelt" halten später nach dem Beschüß, als optimal wäre für die neue Abklingzeit. Zwar kann man dieser Situation ohne weiteres von Hand begegnen und die Gatter schnell wieder auf die richtigen Positionen zurückführen, doch ist es wünschenswert, eine solche unabsichtliche "Verriegelung" derT- Rechnerschaltkreise zu vermeiden. Darüberhinaus ist es wünschenswert, Messungen für alle Abklingzeitwerte über den gesamten normalerweise beobachteten T-Bereich durchführen zu können, z.B. von weniger als 5o Mikrosekunden bis mehr als 600 Mikrosekunden, und zwar ohne irgendwelche Diskontinuitäten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein diesen Wünschen Rechnung tragendes Verfahren und zu seiner Durchführung bestimmte und geeignete Vorrichtungen zu schaffen.

Zur lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein verfahren vorgeschlagen für die Erfassung der Dämpfung oder des zeitlichen Abklingens thermischer Neutronen in einer Erdformaticn zwecks Messung der flbklingdiarakteristiken

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thermischer Neutronen in der Formation ,wobei die Erdformation mit einem diskreten Impuls ('"burst") schneller Neutronen während jedes einer Folge von Bestrahlungsintervallen bestrahlt wird, wobei nach jedem Neutronenimpuls Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation erfaßt werden und Signale im Ansprechen darauf erzeugt werden, wobei die Signale während einer in sich ununterbrochenen Sequenz diskreter Zeitgatter während eines Bestrahlungsintervalles weitergegeben werden, solche Sequenz nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutrcnenimpulses innerhalb des Bestrahlungsintervalls beginnt und sich übereinen Teil des Restes des Bestrahlungsintervalles erstreckt, und wobei entsprechend der Erfindung vorgesehen ist: Steuerung des Signalübertragungsschrittes im Ansprechen auf ein Kommandosignal, bezogen auf die Massing einer Thermoneutronenabklingcharakteristik der Formation, beasierend auf Indikationen der thermischen Neutrcnenkonzentraticn, erfaßt während eines oder mehrerer vorangehender BArahlungsintervalle in der Abfolge von Bestrahlungsintervallen der Art, daß die Dauer jedes diskreten Zeitgatters, das in einem nachfolgenden Bestrahlungsintervall auftritt, durch einen gemeinsamen ausgewählten ,bestimmten, aus einer endlichen Zahl diskreter Skalenfaktorwerte.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfaßt ein verfahren zum Erfassen des zeitlichen Abklingens thermischer Neutronen in einer Erdformaticn mit den Schritten: Bestrahlung einer Erdformation mit einem diskreten Impuls ("burst") schneller Neutronen, Erfassen von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach einem Neutronenimpuls und Erzeugen von Signalen im Ansprechen darauf und - erfindungsgemäß - Übertragung der Signale von Detektoren während einer Zeitgattersequenz, die beginnt nach einer diskreten Verzögerungszeit nach Beendigung des Neutrcnenimpulses,und die eine Mehrzahl von einander anschließenden Gruppen von Zeitgattern umfaßt, wobei jede Gruppe selbst eine Mehrzahl von aneinander anschließenden diskreten Zeitgattern umfaßt und die Dauern der Zeitgattern im wesentlichen gleich sind innerhalb jeder getrennten Gattergruppe und progressiv zunehmen von Gruppe zu Gruppe in der Sequenz.

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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren für die Erfassung der zeitlichen Dämpfung thermischer Neutronen in einer Erdformation zwecks Messung der Therno-Neutronen-Abklingcharakteristiken der Formation und umfaßt die Schritte: (a) Bestrahlen der Erdformaticn mit einem diskreten Impuls ("burst") schneller Neutraion der Dauer T während jedes einer Abfolge von Bestrahlungsintervallen,

(b) Erfassen von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach jedem Neutronenimpuls und Erzeugung von Signalen ijn Ansprechen darauf, wobei erfindungsgemäß der Schritt vorgesehen ist:

(c) Übertragung dieser Signale während einer Sequenz aneinandergrenzender diskreter Zeitgatter während jedes Bestrahlungsintervallcs, welche Sequenz beginnt nach einer diskreten Zeit nach Beendigung des Neutronenimpulses in jedem Bestrahlungsintervall und sich über im wesentlichen den Rest des Bestrahlungsintervalles erstreckt, wobei mindestens eine Mahrzahl der diskreten Zeitgatter in der Sequenz jeweils Dauern aufweisen, welche progressiv zunehmen mit der Zeit nach Beendigung des Neutronenimpulses von einer kürzesten Dauer von weniger als T bis zu einer längsten Zeit von mindestens ebenso groß wie T.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren für die Messung einer Theritcneutronen-Dämpfungscharakteristik einer Erdformation und umfaßt die Schritte: (a) Bestrahlung einer Formation mit einem diskreten Impuls schneller Neutronen sowie - erfindungsgemäß - (b) Auswählen in Funktion eines bekannten Wertes der Thenttiieutronen-Dämpfuigscharakteristik der zu messenden Formation eines bestimmten Satzes zweier unterschiedlicher Maßintervalle nach jedem Neutronenimpuls aus einer Anzahl solcher Sätze von zwei Meßintervallen, wobei jeder solcher Sätze von Meßintervallen einen bestimmten Wertebereich der Dämpfungscharakteristik entspricht, wobei der genannte bestimmte Satz von auswählten Meßintervallen derjenige ist, der dem Dämpfungscharakteristikwertebereich entspricht, welcher den bekannten Wert der Abklingcharakteristik umschließt, wobei femer (c) Msßindikationen der iherncneutronenkonzentration in der Formation während jedes der Msßintervalle in dem ausgewählten Satz nach jedem Neutronenimpuls gemessen werden, wobei femer (d) eine Funktion R der in (c) gewonnenen Messungen gebildet wird, wobei femer (e) ein neuer

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Wsrt der Abklingcharakteristik in Funktion des Wertes der Funktion R gemäß (d) festgelegt wird, und wobei schließlich (f) die Schritte (a) bis (e) wiclerholt werden unter Verwendung des neuen Wertes der Abklingcharakteristik, der in Schritt (e) bestimmt wurde als bekannter Wert für die Abklingcharakteristik im neuen Schritt (b).

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einer Vorrichtung für die Erfassung des zeitlichen Abklingens oder der zeitlichen Dämpfung thermischer Neutronen in einer Erdformation für die Verwendung beim Massen der Ihernoneutronenabklingcharakteristiken der Formation, wobei die Vorrichtung umfaßt: Mittel für die Bestrahlung einer Erdformation mit einem diskreten Impuls ("burst") schneller Neutronen während jedes einer aufeinanderfolgenden Serie von Bestrahlungsintervallen, Detektoren für die Erfassung der Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach einem Neutronenimpuls und für die Erzeugung von Signalen im Ansprechen darauf, Signalgatter, die auf Steuersignale und auf die von den Detektoren erzeugten Signale ansprechend ausgebildet sind für den Durchlaß von Signalen von den Detektoren während einer Sequsnz aneinandergrenzender diskreter Zeitgatter während eines Bestrahlungsintervalles, welche Sequenz beginnt nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutronenimpulses in jedem Bestrahlungsintervall und sich erstreckt über einen Teil des Itestes des Bestrahlungsintervalles, wobei die Vorrichtung erfindungsgemäß geknnzeichnet ist durch: Steuermittel, die ansprechend sind auf ein Kommandosignal bezogen auf die Messung einer Ihermoneutroneneinfangcharakteristik derFormation, basierend auf Indikationen der Ihermoneutronenkcnzentration, die während eines oder mehrerer vorangehender Bestrahlungsintervalle in der Aufeinanderfolge von Bestrahlungsintervallen erfaßt wurden für die Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung des Betriebes der Signalgatter derart, daß die Dauer jedes diskreten Zeitgatters, das in einem späteren Bestrahlungsintervall auftritt, nachgeregelt wird, um einen gemeinsamen, einzelnen Wert aus einer endlichen Zahl diskreter Zahlenf aktorwerte.

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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vbrriditimcj für die Erfassung des zeitlichen Abklingens oder der zeitlichen Dämpfung thermischer Neutronen ir» einer Erdformaticn, welche Vorrichtung umfaßt: Mittel für die Bestrahlung einer Erdformaticn mit einem diskreten Impuls schneller Neutronen, Detektoren für die Erfassung von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach dem Neutrcnenimpuls und für die Erzeugung von Signalen im Ansprechen darauf sowie - erfindungsgenäß -: Signalgatter für die übertragung von Signalen von den Detektoren wahrend einer Zeitgattersequenz, die beginnt nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutronenimpulses und eine Mehrzahl von aneinandergrenzenden Gruppen von Zeitgattem umfaßt, wobei jede Gruppe ihrerseits aus einer Mehrzahl von aneinandergrenzenden diskreten Zeitgattem besteht, wobei femer die Dauern der Zeitgattern im wesentlichen gleich sind innerhalb jeder getrennten Gattergruppe und progessiv zunehmen von Gruppe zu Gruppe in derSejuonz.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einer Vorrichtung für die Erfassung des zeitlichen Abklingens therm ischer Neutronen in einer Erdformaticn zur Verwendung bei der Messung von Ihermoneutronenabklingcharakteristiken in der Formation mit Mitteln für die Bestrahlung einer Erdformaticn mit einem diskreten Impuls schneller Neutronen während einer Dauer C während jedes aus einer Abfolge von Bestrahlungsintervallen, mit Detektoren für die Erfassung von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach jedem Neutronenimpuls und fürdie Erzeugung von Signalen im Ansprechen darauf sowie - erfindungsgemäß - mit Signalgattem, die auf Steuersignale und auf die erwähnten detektorerzeugten Signale ansprechen für die übertragung von Signalen von den Detektoren während einer Sequenz aneinandergrenzender diskreter Zeitgatter während jedes Bestrahlungsintervalles, welche Sequenz beginnt nach einer diskreten Verzögerungszeit nach Beendigung des Elektroneninpulses in jedem Bestrahlungsintervall und sich erstreckt über im wesentlichen den Rest des Bestrahlungsintervalles, wobei mindestens eine Mehrzahl der diskreten Zeitgatter in der Sequenz jeweils Dauern aufweist, die progressiv zunehmen mit der Zeit nach der Beendigung des Neutronenimpulses von einer kürzesten Dauer von weniger als C bis zu einer längsten Dauer von mindestens gleich T.

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Ein weiterer Auspekt der Erfinding betrifft eine Vorrichting für die Messung einer Thermaneutrcnendänpfingscharakteristik einer Erdformaticn mit (a) Mitteln für die Bestrahling einer Formation mit einem diskreten Impuls schneller Neutronen sowie - erfindungsgemäß mit (b) Mitteln für die Auswahl in Funktion einer bekannten Größe der Therttcneutronendämpfungscharakteristik der Formation, die untersucht wird, eines bestimmten Satzes von zwei unterschiedlichen Meßintervallen nach jedem Neutronenimpuls aus einer Anzahl solcher Sätze von zwei Meßintervallen, wobei jeder solche Satz von Meßintervallen einem bestimmten Wertebereich der Dämpfungscharakteristik entspricht und wobei der bestimmte ausgewählte Satz von Meßintervallen derjenige Satz, der dem Dämpfungscharakteiistikwertbereich entspricht, welcher den bekannten Wert der Dämpfungscharakberistik umschließt, wobei femer (c) Mittel vorgesehen sind für die Messung von Indikationen der Ttßrncrveutronenkcnzentration in der Formation während jedes der genannten Meßintervalle in dem gewählten Satz und für die Erzeugung von dafür repräsentativen Signalen, (d) Mittel vorgesehen sind, die ansprechend ausgebildet sind auf die erwähnten Signale folgend dem Neutronenimpuls zur Erzeugung eines Signals, bezogen auf eine Funktion )\ der Messungen, und wobei schließlich (e) Mittel vorgesehen sind, die ansprechend ausgebildet sind auf das Funktionssignal zum Bestimmen eines neuen Wertes der Dämpfungscharakteristik und zum Erzeugen eines dafür repräsentativen Signals.

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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt in einom verfahren für die Durchführung einer hintergrundkonpensierten Messung des Pegels einer indizierten Strahlung innerhalb einer Erdfornation und umfaßt die Schritte (a) Bestrahlung einer Erdformation mit einem diskreten Neutronenimpulszug ("burst") während jedes Bestrahlungsintervalls aus einer Folge solcher Bestrahlungsintervalle, (b) Erfassen von Indikationen des Strahlungspegels in der Formation während mindestens eines ersten Erfassungsintervalles, das zu einem ersten Zeitpunkt innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles auftritt, (c) Erfassen von Indikationen des Pegels der Hintergrundstrahlung während eines zweiten Erfassungsintervalles, das zu einem zweiten Zeitpunkt innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles auftritt, wobei erfindungsgemäß als weitere Schritte vorgesehen sind: (d) Messung des mittleren Pegels der ersten erfaßten Indikationen über eine erste Mehrzahl der Bestrahlungsintervalle, (e) Messung des mittleren Pegels der zweiten erfaßten Indikationen über eine zweite größere Mehrzahl der Bestrahlungsintervalle und (f) Kombinieren der ersten und zweiten Messungen zum Gewinnen einer ersten hintergrunckompensierten Messung des mittleren Pegels der induzierten Formationsstrahlung.

Lhter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung der beigefügten Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele zu dem Gegenstand der Erfindung darstellen, soll diese nachfolgend im einzelnen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Bohrlochsonde gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ist eine grafische Darstellung von als Beispiel zu verstehenden Ihernrjeneutronen-Konzentraticnsabklingkurven in drei unterschiedlichen Formationen mit einem überlagerten Neutronenerzeuger- und Detektorgatterregime entsprechend der Erfindung,

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Fig. 3 ist ein Blockdiagrantn der im Bohrloch befindlichen Steuer-fätte^Speicher- und Telenetrieschaltkreise aus Fig. 1,

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Komnandosignaldekoders aus Fig. 3,

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Komnandosignalgenerators aus Fig. 3,

Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Taktgenerators aus Fig. 3,

Fig. 7 zeigt im einzelnen den Nah-Detektorpulszählerkreis (oder Fern-Detektorpulszählerkreis) aus Fig. 3,

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des Speicheradressengenerators aus Fig. 3,

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform des Nah- oder Fern-Detektorspeicherkreises aus Fig. 3,

Fig. 1o zeigt ein als Beispiel zu verstehendes Telemetrieschema für die übertragung von Daten zur Erdoberfläche,

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung des Synch/ Statuskreises nach Fig. 3,

Fig. 12 ist eine schematische Darstellung der Telemetrieschnittstelle aus Fig. 3,

Fig. 13A und 13B zeigen zwei verallgemeinerte Zeitgatter zur Msssung thermischer Neutronenkonzentrationen, und

Fig. 14 ist ein grafischer Vergleich einer als Beispiel zu verstehenden empiri s chen Beziehung für die Berechnung von ^<7~"gemäß der Erfindung mit der wahren Beziehung für T^bei dem betrachteten Beispiel.

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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 umfaßt eine Bohrlochuntersuchungssonde gemäß -der Erfindung ein fluiddichtes,druck- und temperaturunempfindliches Sondenteil 1o, das in einem Bohrloch 12 mittels eines armiertenKabels 14 aufgehangen und bewegt werden kann. Das Bohrloch 12 ist mit einem darin enthaltenen Bohrlochfluid 16 dargestellt sowie mit einer Stahlauskleidung 18 und einem diese umschließenden Zementierungsring 2o. Obwohl in dem Bohrloch kein Strang dargestellt ist, kann die Sonde 1o, falls erwünscht für die Benutzung durch den Strang hindurch bemessen sein.

Die im Bohrloch befindliche Sonde 1o umfaßt einen gepulsten Neutrcnengenerator 22 und zwei Strahlungsdetektoren 24 und 26 in unterschiedlichem Pbstand von dem Neutrcnengenerator 22. Der Detektor 24, der dem Neutrcnengenerator am nächsten liegt, soll als "nahe" und der Detektor 26, der von der Neutronenquelle weiter weg liegt, als der "ferne" Detektor bezeichnet werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung weist der Neutrcnengenerator 22 vorzugsweise die Bauart auf, mit der diskrete Impulse von schnellen Neutronen, beispielsweise 14 Mev, erzeugt werden, wie etwa in IB-PS 2,991,364 und IB-PS 3,546,512 beschrieben. Dar Betrieb des Neutronengenerators 22 wird teilweise gesteuert durch einen Neutronengeneratorsteuerkreis 3o und bezüglich dessen Aufbau kann ebenfalls auf die vorerwähnten Patentschriften verwiesen werden. Die Detektoren 24 und 26 können irgendeinen Aufbau haben, der ihnen erlaubt, thermische Neutronenkonzentraticnen in den umgebenden Erdformationen zu erfassen und können beispielsweise vom thermoneutronenempfindlichen Typ sein, beispielsweise Helium-3-gefüllte Proportionalzähler oder vom ganmastrahlungsempfindlichen Typ, etwa Tallium-aktivierte Natriumjodiddetektoren. In der bevorzugten Aus fUhrungs form umfassen die Detektoren 24 und 26 vorzugsweise Natriumjodid-Szintfllätionsdetektoren und diesbezüglich versteht es sich, daß sie die üblichen Fotovervielfacherröhren, Fotovervielfacherhochspannungsversorgungskreise sowie versta^rker-Diskriminator-Schaltkreise (nicht dargestellt) umfassen. Es versteht sich ferner, daß andere im Bohrloch befindliche Leistungsquellen (nicht dargesteLlt) vorgesehen sind für den Betrieb des Neutronenganarators 22 und anderer in der Sonde befindlicher Schaltkreise. Die Leistung für die Bohrlochsonde 1o wird über das Kabel 14

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von einer an der Erdeberfläche befindlichen, nicht dargestellten Stromversorgung geliefert, wie dies üblich ist.

Ausgangsinpulse von dem nahen Detektor 24 und dem fernen Detektor 26, die repräsentativ sind für die Konzentration therminchor Neutronen in der bestrahlten Formation, werden Signalgatterkreistn 32 zugeführt. Die Signalyatterkreise 32 werden gesteuert von Gattertaktkreisen 33, die außerdem den Betrieb des Neutronengeneratorsteuerkreises 3o steuern. Von den Signalgatterkreisen 32 werden die Detektor-Signale gezählt und gespeichert in Speicherkreisen 35 und danach unter Steuerung durch Telemetrielogikkreise 37 im Bohrloch befindlichen TeIemetriekreisen 34 zugeführt für die Übertragung an die Erdoberfläche über das Kabel 14. Der Gesamtbetrieb des Neutrcnengeneratorsteuerkreises 3o, der Signalgatterkreise 32, der Gattertaktkreise 33, der Speicherkreise 35 und der Telemetriekriese 34 wird im einzelnen nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 12 erläutert.

Die Bohrlochtelemetriekreise 24 können irgendeinen bekannten Aufbau haben für das Kodieren, Zeitmultiplexen oder in anderer Weise Aufbereiten der Informationen enthaltenden Signale, die ihnen von den Telemetrielogikkreisen 37 zugeführt werden, sowie für die Ankopplung solcher Daten auf das Kabel 14. An dsr Erdoberfläche werden die datentragenden Signale von dem nahen und dem fernen Detektor 24 bzw. 26 verstärkt, dekodiert, demultiplext oder in anderer Weise entsprechend aufbereitet.gemäß den Erfordernissen der Cberflächentelemetriekreise 36, die ebenfalls konventionellen Aufbau besitzen können. Die TeIemetriekreise 34 und 36 umfassen femer Schaltkreise für Empfang- bzw. Aussendung von Befehlsbotschaften von der Oberfläche zwecks Auswahl des zu verwendenden Skalenfaktorwertes F, wie nachstehend nach näher erläutert. Deshalb umfassen zweckma'ßigerweise die Kreise 34 und 36 ein bidirektionales Datentelemetriesystem, wie es für diese »oecke brauchbar ist, mit einer lo-kg-Bit-pro-Sekunde-Aufwärtsdatenrate.

Nach den Schaltkreisen 36 werden die Nah-Detektor- und Fem-Detektorsignale getrennt gezählt in Signalzählschaltkreisen 38, um die Thermoneutronenabklingkurvendaten über einen gewünschten Akkumulationsintervall /^t zu gewinnen. Nach Beendigung der Datenakkumulations-

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zeit j^t, die beispielsweise so gewählt werden kann, daß sie einem gewünschten Intervall der Tiefe entsprechend der Ihtersuchungsgeschwindigkeit der Sonde entspricht, werden die Zählratendaten, die in den Signalzählkreisen 38 akkunuliert worden sind, auf Puffer 4o übertragen, und die Signalzählerkreise 38 werden auf Null zurückgesetzt.

Von den Speicherkreisen 4o werden die Zählratendaten in einem Rschner 42 verarbeitet, der zweckmäßigerweise einen Mikroprozessor umfaßt.

- Wie nachfolgend noch näher erläutert, verarbeitet der Rechner 42 die Zählratendaten von den entsprechenden Detektoren, im verschiedene gewünschte Ausgangsdaten zu entwickeln einschlie ßlich der beispielsweise Abklingzeitekonstanten T_n und T_F für den nahen bzw. fernen Detektor, die entsprechenden makroskopischen Einfangquerschnitte £" _N bzw. S-j ρ und verschiedene andere bestimmte Ausgangsdaten, wie das Verhältnis (N/F) der Zählrate des Nah- und des Femdetektors, Hintergrundzählraten (R. bzw. Bp) der entsprechenden Detektoren und die Nettozählraten von bestimmten Zeitgattem (beispielsweise N„ und F_fl für beide Detektoren. Alle diese Ausgänge können in üblicherweise aufgezeichnet werden als Funktion der Sondentiefe mittels eines Aufzeichnungsgerätes 44. Das übliche mechanische Kabelfolgergestänge, das diagrammartig bei 46 in Fig. 1 angedeutet ist, dient diesem Zwock. Wie durch die Linie 48 in Fig. 1 angedeutet, überträgt der Rechner 42 ein angemessenes SkalenfaktorbefehIssignal an die Cberflächentelemetriekreise 36 für die Übertragung nach unten zu den Gattertaktsteuerkreisen 33 für die unmittelbare Nachstellung der Takte und Dauern der Erfassungsgatter für den Nah - und den Femdetektor 24 bzw. 26 und, falls erwünscht, für die Dauer und Abfolgerate der Neutronenimpulse ebenfalls.

In der grafischen Darstellung nach Fig. 2 sind drei Abklingkurven 5o, 52 bzw. 54 aufcpzeichnet, welche die Veränderung über der Zeit der logarithmischen Zahlrate von Thermoneutrcneneinfanggammastrahlung nach Bestrahlung von Erdformationen darstellen mit kurzer, mittlerer und langer Abklingzeit (Abclingraten) von thermischer Neutronenkonzentration. Zun Zweck des ^ferjleichs sind die Kurven 5o, 52 und 54 normalisiert dargestellt auf etwa die gleiche Spitzenzählrate, obwohl dies, wie zu bemerken ist, normaLerweise nicht praktisch ist. Die variablen

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Aus lauf abschnitte 56 jeder Kurve repräsentieren Hintergrund und auch dieser wurde auf etwa konstantem Pegel der Intensität dargestellt, um die Illustration zu vereinfachen.

Bekanntlich ist die Neigung der Ihermoeneutrcnenabklingkurve für eine Formation indikativ für die Ihermoneutrcnenabklingkonstante

¹T* der Formation, und ist ein Msrkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Abklingkurve und damit T~ genauer bestimmt oder gemessen werden kann als dies bisher möglich war. In Verfolgung dieses Ziels sind sechszehn diskrete Zeitintervalle oder Gatter G₁-G.., zwischen aufeinanderfolgenden Neutrcnenimpulsen ("burst") vorgesehen. Wie in Fig. 2 dargestellt, bilden die Gatter G--G., eine Sequenz diakreter Zeitgatter, welche Sequenz beginnt nach einer endlichen Zeitverzögerung nach der Beendigung des vorhergehenden Neutrcnenimpulses und sich erstreckt über die gesamte oder im wesentlichen gesamte Restzeit des Intervalles zwischen den Neutrcnenimpulsen. Vt>rteilhafterweise, wenn auch nicht unabdingbar, grenzen die Gatter zeitlich aneinander. Der Zweck der Zeitverzögerung zwischen dem vorangehenden Neutronen impuls und dem Beginn der Gattersequenz besteht darin zu ermöglichen, daß Gammastrahlung, die aus der unmittelbaren Bohrlochumgebung herrührt, z.B. aus der Bohrlochspülung, der Bohrlochauskleidung, dem Zementierungsring, dem Sondengehäuse usw., ausklingen kann, bevor die Erfassung von Zählratendaten aus der Formation begonnen wird. Wie in Fig. 2 angedeutet, sind die diskreten Zeitgatter Gj-G..,. in vier Gruppen I, II, III und IV von jeweils vier Gattern unterteilt, d.h. die Zeitgatter G₁-G₄ bilden die Gattergruppe I,die Zeitgatter G₅-Gg bilden die Gattergruppe II, Zeitgatter G₉-G₁-bilden die Gattergruppe III und die Zeitgatter G ,-G.,. bilden die Gatter-

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gruppe IV. Innerhalb jeder Gattergruppe haben die diskreten Zeitgatter gleiche Dauer. Demgemäß hat jedes der Gatter G₁-G₄ die gleiche Dauer, beispielsweise 25 Mikrosekunden, und in ähnlicher Weise haben auch die einzelnen Zeitgatter in jeder Gattergruppe II, III bzw. IV ebenfalls gleiche Dauer. Die Dauer der Zeitgatter niimrt jedoch progressiv von Gattergruppe zu Gattergruppe in der Sequenz zu. Dieser Anstieg ist inkremental, d.h. durch einen endlichen Faktor bestimmt, und vorzugsweise ist der Grad des Anstiegs ein Vielfaches der Zeitgatterdauer der unmittelbar vorangehenden Gattergruppe. Ein Vielfaches von zwei hat sich

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als vorteilhaft erwiesen. Demgemäß ist die Dauer der diskreten ZeLtgatter Gc^-CU in der Gattergruppe II vorzugsweise doppelt so groß wie die Dauer der diskreten Zeitgatter G₁-G. in Gattergruppe I, d.h. 5o Mikrosekunden. Die Dauer der einzelnen Zeitgatter GL-G₁₂ in der Gattergruppe III ist dann doppelt so groß wie die Dauer der individuellen Zeitgatter Gt-Gg in Gattergruppe II, d.h. 1oo Mikrosekunden, und die Dauer der einzelnen ZEitgatter in Gruppe IV ist doppelt so groß wie der der Gatter in Gattergruppe III, d.h. 2oo Mikrosekunden. Es versteht sich, daß die spezifischen Dauern der Gatter innerhalb jeder Gruppe oder der Betrag der Vergrößerung in den Gatterdauern zwischen den Gruppen otfcr beide je nach Wunsch variiert werden können gegenüber den oben angegebenen Werten. Ferner kann man sowohl die Zahl der Gattergruppen als auch die Anzahl diskreter Zeitgatter innerhalb jederGattergruppe gegenüber dem Vier-Vier-Schema nach Fig. 2 verändern.

Durch eine derartige Verwendung enger Fenster frühzeitig in der Gattersequenz und breiteter Gatter später in der Gattersequenz werden die engsten Gatter in den frühen Bereichen der Ihennoneutronenabklingkurven 5o, 52 und 54 konzentriert, wo die Rate der Zählratenänderung am größten ist. Darüberhinaus brauchen nicht alle Zeitgatter bei der ~ -Berechnung berücksichtigt zu werden, sondern bloß diejenigen, welche signifikante Abklingsignale enthalten. Demgemäß erreicht man nicht nur einen Grad der Datenkompatierung durch die Verwendung von Erfassungszeitgattem zeitlich variabler Dauer nach dem Neutronenbeschuß, sondern man erzielt eine größere Präzision durch Ausschluß von Zählraten von Zeitgattem aus der '!"'"Berechnung, die unerwünschten statistischen Variationen unterliegen, wie die späteren Gatter in Kurz-T~-Formationen. Wie später noch im einzelnen erläutert, werden die bestimmten Gatter, welche bei der T"'-Berechnung berücksichtigt werden, auf der Basis einer vorhergehenden Messung von I bei dem gleichen Uhtersuchungsdurchgang ausgewählt, und man verweidet dabei jene Gatter, die empirisch als mit einem Minimum statistischer Variationen behaftet befunden wurden bei dem gemessenen Wert von T" über einen endlichen \ -Bereich, der die vorher gemessenen Werte umgreift.

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-rf- ■ ■ ■■

Es hat sich ipzeigt, daß qcmäß der Erfindung zusätzlich zum Vorsehen vcn Zoit.gattem G₁-G₁₆,die sich Ln ihrer Breite vergrößern in Funktion d;r nach dem Neutrcnenimpuls verstrichenen Zeit, sogar noch bessert? Resultate erzielen lassen durch Vorsehen einer ausgewählten inkrernentalen Nachstellung der Dauern dieser diskreten Zeitgatter Cj-Gjg und, falls erwünscht, auch der Dauern und Wiederholungsperioden der Neutronenimpulse sowie der Dauern der diskreten Zeitverzögerung zwischen dem Ende des Neutronenbeschusses und dem Beginn der Gatterungsfrequenz als eine Funktion des vorher gemessenen T-Wertes. Ziel ist es, die Gatter G₁.-G.. g, den Neutrcnenimpuls usw. so zu positionieren, daß die Zählraten in allen Gattern, die für die T~-Berechnung verwendet werden, d.h. in den frühen Gattern, den Mittelbereichgattem und den späteren Gattern, je nach dem, hinreichend hoch ist für eine verläßliche statistische Genauigkeit bei den "{""-Messungen. Es ist deshalb wünschenswert, die verschiebung der zeitlichen Plazierung der Erfassungszeitgatter, des Neutronenbeschusses usw. entsprechend dem T"der Formation und damit entsprechend der Abklingrate der ihermoneutronenkonzentraLionskurve zu verändern. Eine solche Zeitintervall justierung wird bewirkt durch Multiplikation jedes Zeitintervalles, dessen Dauer nachzustellen ist mit einer gemeinsamen, ausgewählten Größe aus einer endlichen Zahl diskreter Skalenfaktorwerte F. Dies ist in Fig. 2 dargestellt, wo die Dauer des Neutronenbeschusses als F χ 2oo Mikrosekunden gezeigt ist, die Dauer der \ferzögerung als F χ 2oo Mikrosekunden, die Dauer jedes der Gatter G₁-G₄ als F χ 25 Mikrosekunden usw. Wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt, schließt sich der nächstfolgende Neutrcnenbeschuß vorzugsweise unmittelbar zeitlich an das Ende des Zeitgatters G₁₆ an, womit nicht nur die Dauer des Neutrcnenimpulses justiert werden kann durch den Skalenfaktorwert F, sondern auch die Wiederholungsperiode zwischen aufeinanderfolgenden Neutronenimpulsen, und dies ist angedeutet durch den Wert F χ 19co Mikrosekunden. Man erkennt demgemäß, daß durch Verändern des Wertes des Skalenfaktors F die Zählratenzeiten für die verschiedenen Gatter gleichför mig verändert werden können, relativ zu dem Neutrcnenbeschuß derart, daß die Erfassung des Ihermoneutronenkcnzentrationsabklingens optimiert wird in der jeweils vorliegenden bestimmten Formation. Das bedeutet, daß durch Auswa h1 des Skalenfaktors F die

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einzelnen Gatter G..-G.. ,- expandiert oder kontrahiert werden können längs der Zeitachse der ihemioneutrcnenabklingkurve entsprechend der Variation der Änderungsrate dieser Kurve und damit von

Indem man eine endliche Zahl von inkrenentalen Änderungen in den Breiten der Erfassungszeitgatter vorsieht, ist es möglich, die Zeitgatter genau relativ zu dem Anteil einer Thermoncutrcnenabklingkurvo zu positionieren, der am repräsentativsten ist für die Dämpfung der Ihermoneutronenkonzentration in der Erdformation, nämlich dem geradlinigen Anteil der Kurve, wie er auf einem halblogarithmischen Kurvenblatt entsprechend Fig. 2 erscheint, um so die Zählraten innerhalb der Gatter zu maximieren und damit die Genauigkeit in der Messing von

'< zu verbessern, während gleichzeitig die Notwendigkeit entfällt, die elektronischen Gatter, die in bisher üblichen Senden verwendet wurden, unendlich fein variieren zu können. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei \ferwendung von drei oder weniger Werten für F die späteren Gatter,die für die Berechnung von T"' eingsetzt werden, zu viel Hintergrundstrahlung erfassen. Dies führt zu einer größeren statistischen t*isicherheit, erfordert Messung des Hintergrundes über unzuträglich lange Akkunulatiansperioden und macht eine getrennte Hintergrundberechnung für nahezu alle T^-Berechnungen erforderlich. Diese Nachteile können weitgehend oder sogar vollständig eliminiert werden durch Verwendung einer größeren Zahl, beispielsweise fünf oder sechs, ν on Zahlenfaktorwerten F. Allgemein wird mit zunehmender Anzahl von Inkrementwerten des Zahlenfaktors F eine höhere statistische Verläßlichkeit erzielt. Andererseits wird die Sonde immer komplizierter mit größerer Anzahl von Skalen faktorwerten. Demgemäß wurde entsprechend der Erfindung vorgesehen, daß vier inkrementale Werte von F eine verbesserte statistische Genauigkeit über den gesamten ^t\^-Bereidt\, der hier interessiert, bewirkt, während zugleich eine miniJiale Kompliziertheit der Sonde resultiert.

Dar Grad der inkrenentalen Änderung zwischen den F-Werten sollte ausgewählt werden zusammen mit den spezifischen Dauern, die den Gattern in den Gattergruppen I, II, III und IV zugeordnet sind, derart, daß eine genaue Erfassung der Abklingkurven über den gesamten Bereich

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der erwarteten T^^s» die in den Erdformaticnen angetroffen werden, ermöglicht wird, beispielsweise von <. 5o Mikrosekunden bis > 600 Mikrosekinden. Für die Gatterbreiten vcn 25 Mikrosekunden, 5o Mikrosekunden, I00 Mikrosekunden und 2oo Mikrosekinden genoß Fig. 2 ist es gemäß der Erfindung bevorzugt, F durch Inkremente von 13 zu verändern. Die bevorzugten Werte für F sind demgemäß 1/ ~\[~T, 1 , ~l/5 und 3. Wie nachfolgend beschrieben, erlaubt das stufenweise verändern von F um einen Faktor von 13 schaltungstechnische Vorzüge bei der Iteal isierung der F-Faktorprozedur in der Sonde.

Un zu vermeiden, daß F nur als Ergebnis statistischer Veränderungen in den gemessenen T^-Werten verändert wird, werden die Kriterien für die Bestimmung, ob der F-Wert einer Änderung bedarf, basierend auf den laufenden Messungen von T ,derart festgelegt, daß sich eine Überlappung ergibt zwischen benachbarten T -Bereichen, für welche sowohl der eine als auch der andere von zwei F-Werten angemessen ist, welche jenen Bereichen zugeordnet sind. Beispielsweise sind für den Fall von F=V ^T~3, 1,^T 3 und 3 geeignete Kriterien für die Änderung von F, basierend auf einer neuen I -Massing:

Tabelle I ^Fbisher r_neu änderung vcn F auf

>12o/usec 1

1 /21oyu see \J 3

~\Γ 3 7 365 /u sec 3

3 <: 285 /u sec "\ΓΤ~

~^~3 < 165 μ sec 1

1 < 95yusec ViT

Diese KritieÄn gestatten die Verwendung bei T^s innerhalb des Bereiches vcn 95 yu see bis 12ο μ sec von F-Werten von entweder 1/ ^i 3 oder 1, innerhalb des Bereiches 165 /u see bis ju see von F-Werten von entweder 1 oder ~\Γ~3~, sowie innerhalb des Bereiches 285 /u see bis 365 μ sec von F-Werten von entweder "O^oder

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Reichliche überlappingsbereiche werden damit vorgesehen, innerhalb denen F nicht gegenüber dem vorherigen Wert geändert zu werden braucht. Dies vermeidet den "Jitter", den man manchmal bei der Gattersteuerung der bisher üblichen unendlich fein variablen Gattersonden beobachtet.

Bei Beginn jedes Lhtersuchungsdurchganges oder wenn ein vorher gemessener Wert von T—In anderer Weise nicht zur Verfügung stellbar ist, wird der Ausgangsskalen faktor F eingestellt auf Basis eines fiktiven

T", z.ß. F = 1 für T^= 2oo Mikrosekunden. Die Sonde ändert dann F automatisch entsprechend dem anzuwendenden Kriterium, beispielsweise gemäß Tabelle I mit den laufend gmessenen Werten von F, die sich während des Durchgangs ändern. Bevor die Prozeduren für die Berechnung von und danach für die Anwendung des neuen T^Wertes für die Bestürmung, ob eine Änderung des Skalenfäktorwertes F erforderlich ist, erläutert werden, soll auf Fig. 3 bis 12 der Zeichnungen Bezug genommen werden, in welchen die Art und Waise dargestellt ist, wie der F-Wert geändert wird und die entsprechende Änderung in den Zeitdauern der Zeitgatter £.-G..g, Neutronenimpuls usw. in der Sonde 1o auszuführen sind.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramn und zeigt die Verbindungen zwischen dem Neutronengeneratorsteuerkreis 3o und dem Gattertaktsteuerkreis 6o, der, wie dargestellt, den Signalgatterkreis 32, den Gattertaktsteuerkreis 33, die Speicherteise 35 und die Telemetrielogikkreise 37 kombiniert. Die Schnittstelle (interface) zwischen diesen Schaltkreisen und den Telemetriekreisen 34 ist ebenfalls angedeutet. Wenn die Sonde für den Beginn eines Durchganges angesteuert wird, werden die Eingänge H und L zum Gattertaktsteuerkreis 6o automatisch auf Logikpegel Null gesetzt. Der Taktsteuerkreis 6o erzeugt vier diskrete Taktfrequenzen, von denen jede einender Skalen faktorwerte F = 1/ -JT, 1,O und 3 entspricht. Durch Veränderung des Logikstatus an den H-und L-Eingängen kann eine Auswahl der bestimmten Frequenz erfolgen und damit des F-Wertes, der zu verwenden ist. Es wirdhier angenoimen, daß der Logikpegel 0 dem Wert F = entspricht. Wie weiter unten näher im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert, wird das Ausgangsfrequenzsignal zu einer Serie von Skalenanpaßkreisen, d.h. Zähler/Teiler-Kreisen übertragen und zu Dekodern innerhalb des Kreises 6o und wird verwendet zum Erzeugen aller Taktsignale für die Steue-

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rung des Betriebes von Neutronengenerator 22 und der Gatterung für den Nah-Detektor 24 und den Fern-Detektor 26.

Demgemäß erzeugt der Taktkreis 6o ein Neutronenimpulssignal NB, das an einen Befehlssignalkreis 64 angelegt wird, welcher im Ansprechen darauf zwei Ionenquellenimpulse (ISP- und ISP₂) erzeugt, welche den Neutronengenaatorsteuerkreis 3o (siehe auch Fig. 1) ansteuern und damit den Neutrcnengenerator 22 dazu bringen, Impulsgruppe ("bursts") vcn Neutrcnen der gewünschten Dauer und Wiederholungsrate zu erzeugen. Die Detektoren 24 und 26 sind vorzugsweise während und unmittelbar nach jedem Neutronenimpuls gesperrt, um die nachfolgend geschalteten Elektroniken gegen exzessiv massive Augenblickszählraten zu isolieren. Zu diesem Zweck erzeugt der Taktgenerator 6o auch entsprechende Löschimpulse zum Blockieren der Detektorausgänge für eine bestimmte Zeitperiode, z.B. das Doppelte der Dauer des Neutronenimpulses. Dies wird noch im einzelnen in \ferbindung mit Fig. 6 beschrieben.

Das Taktgattersignal, erzeugt vom Taktgenerator 6o, wird mit DCIK bezeichnet, und dieses Signal wird verwendet, um die Detektoren entsprechend dem Regime nach Fig. 2 zu gattern. Im allgemeinen erfolgt dies durch Zufuhr von vier Frequenzen, die zueinander mit einem Faktor von zwei im Verhältnis stehen ,zu einem Multiplexer unter Steuerung durch einen bis vier zähl e nden Kreis. Der Multiplexerausgang wird dem Zähler zugeführt, so daß vier Impulse der höchsten Frequenz durch den Zähler laufen, bevor er umschaltet zum Durchlaß von vier Impulsen einer Frequenz, die halb so hochist wie die höchste Frequenz, bis das gesamte Gattertaktsignal DC3K erzeugt worden ist. Das Zeitgattersignal DCIK seinerseits erzeugt Speichersteuerimpulse WT, SET und PDY für anderweitige \ferwendung in der Gesamtschaltung. Die Art und Weise, wie die DCIK, WT, SET und RDY-Signale erzeugt werden, wird im einönen unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert.

Die gegatterten Nah- und Fem-Detektorsignale NG und FG werden dem Nah-Detektorpulszählerkreis 68 bzw. Fern-Detektorpulszählerkreis 7o zugeführt. In diesen Kreisen werden die Impulse von jedem Detektor für jede Gatterperiode G₁-G₁₆ gezählt,und eine Binärzahl, die jenen Wert repräsentiert wird parallel in Nah- bzw. Femspeicherkreise

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72 bzw. 74 übertragen. Jeder Puls zählerkreis umfaßt tatsächlich zwei Zähler. Während einer der"Zähler die Inpulse in einem Zeitgatter zählt, überträgt der andere das Ergebnis der vorhexphenden Zählung 4i den Speicher. Zwei Zähler sind erforderlich, weil die Zeitgatter unmittelbar aneinanderanschließen und nicht genug Zeit vorhanden ist, daß ein Zähler beide Operationen ausführen könnte. Ein typischer Detektorpulszählerkreis ist genauer in Fig. 7 dargestellt.

Jeder der Speicherkreise 72 und 74 speichert sechszehn 8-Bit-Worte, welche die akkumulierte Zählung für jedes Zeitgatter G.,-G₁₆ über eine Anzahl von Neutrcnenbestrahlungsintervallen repräsentieren. Dies erfolgt durch Adressieren der Speicher über einen Adressengeneratorkreis 76, so daß der vorherige Wert der akkumulierten Zählung für das betreffende Zeitgatter an den Eingang eines Addierkreises ρ r äsentiert wird. Dar Speicherausgcng wird dann zu der laufenden Zählung für das betreffende Gatter addiert und das Ergebnis wird wiederum im Speicher bei der Adresse für jenes Zeitgatter gespeichert. Die Art und Weise, in der der Adressengenerator 76 die Speicherkreise steuert, wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 weiter unten erläutert.

Zu einer vorbestimmten Zeit informiert ein Signal FCUK von den Telemetriekreisen 34 die Sonde, daß die akkumulierten Zählungen für die sediszehn Gatter G₁-G₁₆ an die Erdoberfläche zu übertragen sind. Das FCLK-Signal wird im Telemetrieschnittstellenkreis 78 empfangen, der ein Ε-Signal erzeugt sowie ein TCLK-Signal, die angelegt werden an den Speicheradressengenator 76 zur verwendung bei der Erzeugung von Signalen LDD im Adressengeneratarkreis 76, das seinerseits angelegt wird an die Speicherkreise 72 und 74, um den Transfer des Inhalts jedes Speicherplatzes zu bewirken, zusammen mit erzeugten Paritätsbits in Parallel-Serien-Schieberegister (in Fig. 3 nicht dargestellt). Das TCIiC-Signal bewirkt dann die serielle \ferschiebung der Daten von dem Nah-Speicherkreis 72 durch den Fern-Speicherkreis 74, so daß die Fern-Detektorzählung-Ratendaten für jedes Gatter vor den Nah-Datektordaten für das betreffende Gatter passiert werden. Dieser Datenstrang wird dann durch den Sync/Statuskreis 8o überführt, der einen 4-Bit-Sync-Kode und Statusin formaticnswort an den Beginn der Information setzt, um so das Data-

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signal zu bilden. Das Data-Signal hat die Form eines Binärsignals entsprechend Fig. 1o, das' zu dem Telemetrieschnittstellenkreis 78 übertragen wird und dann als Signal SIG zu den Telemetriekreisen 34 zwecks Übertragung an die Erdoberfläche. Diesbezüglich arbeitet der Schnittstellenkreis 78 primär dahin sicherzustellen, daß die Telemetriekreise 34 vorbereitet sind zun Empfang der Daten,bevor sie übertragen werden. Die Operation des Syn/Statuskreises 8o und des Telemetrieschnittstellenkreises 78 werden weiter unten genauer unter Bezugnahme auf Fig. 11 und 12 erläutert.

Wenn die Zählratendaten an der Erdoberfläche empfangen werden, so berechnet, wie nachfolgend erläutert, der Rechner' ι «/Und wenn dieses außerhalb des Grenzwertes für F = 1 gemäß Tabelle I liegt, wird ein 2-Bit-Binärkode erzeugt zur Änderung des Skalenfaktors. Es gibt vier Kommandos, welche den Skalenfaktor spezifizieren,und drei andere Kommandos, so daß sich eine Gesamtzahl von sieben ergibt. Die Skalenfaktorkanmandos führen zur Erzeuging von H- und L-Signalen in dem Kommandosignalkreis 64,welche, wie oben erwähnt, zu dem Taktgenerator 6o übertragen werden zwecks Änderung des Skalenfaktors. Die zur Verfügung stehenden Kommandos sind in Tabelle II aufgelistet.

Tabelle II Kommando H.L. Kode F Bemerk ungen

immer immer

wenn vorhergehendes F=1 wenn vorhergehendes F= /3 positive PlateauprUfung negative Plateavprüfung Eichtest Neutronen an

Wiederum gemäß Fig. 3 werden die binärkodierten Kommandosignale CMCD von Telemetriekreisen 34 durch den Kommandodekoderkreis 82

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01	00
05	01
06	10
(O5)-tO6	11
02	—
03	—
04	—
01-O7-O6-01	__

(FLg. 4) empfangen. Wie in Tabelle II angedeutet, kann die Sonde kamtandiert werden, bestürmte Prüfingen oder Tests durchzuführen, z.B. eine Plateauprufing oder einen Eichtest zusätzlich zur Änderung des F-Wertes. Es kann auch ein Kommando übertragen werden, um den Neutronengenerator in einen Vorbereitungszustand zu bringen, so daß nur noch das NB-Signal erforderlich ist, um einen Impuls einzuleiten. In dem Dekoderkreis 82 wird das Komnandosignal analysiert, und der entsprechende Ausgang, z.B. 2 bis 7 oder OXR, wird aktiviert. Die Kommandoleitungen führen alle zum Kantiandosignalkreis 64, wo die Signale für die Ausführung der Befehle oder Kommandos erzeugt werden. Dies wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.

Un im einzelnen die Arbeitsweise der verschiedenen in Fig. dargestellten Schaltkreise zu demonstrieren, kann angencnnen werden, daß die Ergebnisse der ersten ¹^—-Kalkulation zu einem Wert von i führten, der niedriger lag als 95 Mikrosekunden. Aus Tabelle I ergibt sich, daß der an der Erdoberfläche befindliche Rechner 42 eine Änderung des Skalenfaktors von F = 1 auf F =1/~\~T verlagern wird. Demgemäß erzeugt der Rechner das Kommando 06 (binäre Bits) entsprechend dem HL-Kode 1o,wie iniTabelle 2 dargestellt.Es ist hier festzuhalten, daß in Fig. 4 bis 9 und 11 bis 12 die Zahlen in den Schaltkreisblöcken die Modellnummem von 060integrierten Schaltkreisen repräsentieren, welche die angegebenen Funkticnen ausführen können. Diese integrierten Schaltkreise werden von einer Mehrzahl von Herstellern auf den Markt gebracht, z.B. den Firmen Motorola, Fairchild, National Semiconductor und anderen.

Fig. 4 illustriert die Einzelheiten dos Kommandodekoders In Fig. 4 wird das F-Kommando-Signal von den Telemetriekreisen 34 von einem monostabilen Multivibrator 84 empfangen, der eine Zeitverzögerung von 25o Mikrosekunden einführt und dazu dient, ein im Bohrloch benötigtes Taktsignal aus dem CMCD-Signal zu erzeugen. Zu diesem Zweck hat das CMCD-Signal die Pbrm eines Pulsbreite-kodierten Signals mit einer ins Positive gehenden Übergangs flanke an der Grenze zwischen jedem Bit, z.B. alle 4oo Mikrosekunden. Diese in Positive gehende Flanke taktet den Monoflopp 84 zur Erzeugung eines Ausgangstaktsignals mit

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einem ins Positive gehenden übergang in dar Mitte jeder Bit-Periode. Der Monoflopp-Ubergang taktet ein Schieberegister 86, an dessen Eingang des CMCD-Signal angelgt wird. Wenn demgemäß das CMCD-Signal auf niedrigem Pegel in der Bit-Periode steht, wird ein Null in das Schieberegister 86 eingegeben und eine Eins wird eingegeben, wenn der Pegel hochliegt. Nach sechs Taktimpulsen von dsm Mcnoflopp 84 stehen die seriellen Daten in dem CMCD-Signal in Parallelform an den Ausgängen des Schieberegisters 86. Die drei höchststelligen Bits des Ausgangs von Register 86 werden an ein OD3R-Gatter 88 angelegt. Wenn irgendeiner dieser drei Ausgänge eine Eins aufweist, wird er auf den Eingang B eines Binärdezimaldekoders 9o über ein ODSR-Gatter 9o geführt. Dies gelangt als eine 8 in den Dekoder 9o derart, daß jeglicher Ausgang von diesem vnterbunden wird, der kleiner wäre als 8. Demgemäß indiziert ein Bit in einem der höherstelligen Plätze des CMCD-Signals einen ungültigen Kode, der oberhalb der legitimen Konmadokodes 01 bis 07 liegt. Demgemäß sollte der Kommandokode nicht an 4n Dekoder 19 angelegt werden, bis das gesamte CMCD-Signal in das Schieberegister 86 eingegeben worden ist. Zu diesem Zweck wird das CMCD-Signal außerdem an einen wiedertriggerbaren Monoflopp 94 gegeben mit einer nominellen Pulsdauer von 75o Mikroeekunden, und dessen Ausgang geht auf hohen Pegel, wenn der erste CMCD-Impuls eintrifft ;und bleibt so bis 75o Mikrosekvnden nach dem Eintreffen des letzten. Wie in Fig. 4 erkennbar, wird dieser Ausgang auch an den D-Eingang des Dekoders 9o über das ODSR-Gatter 92 angelegt vnd dient dazu, den Dekoderausgang solange zu blockieren, bis der KOmmandokode vollständig in das Schieberegister 86 eingespeist worden ist. Wenn schließlich der Ausgang des Monoflopps 94 auf niedrigen Pegel geht, dekodiert der Dekoder 9o das Komnandosignal vnd aktiviert eine seiner Ausgangs leitungen je nach dem im CMCD-Signal enthaltenen Kcmnandokode. In diesem Falle wird der Ausgang 6 für das Kommando 06 (siehe Tabelle III). Das Kommando bleibt im Schieberegister 86 bis zum Empfang eines Rücksetzimpulses RST von den Telemetrieschnittstellenkreisen 78.

Das RST-Signal wird außerdem an einen Skaleneinstell- oder Teilerkreis 96 angelegt. Der Skaleneinsteilkreis 96 erzeugt ein Kommando-

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Lösch-Signal CCLR über ein OEER-Gatter 98 bei Eintreffen von adit RST-Signalen, ohne rUckgesetzt zu werden durch den Ausgang des Mcnoflopps 94. Wenn demgemäß die QCD-Impulse aus irgendeinem Grunde unterbrochen werden, wird inner noch das CCLR-Signal erzeugt. Das CCLR-Signal wird ebenfalls erzeugt durch das OCER-Gatter 98 durch den "1"-Ausgang des Dekoders 9o, d.h. ein 01-Kommancb setzt die Kreise zurück, um so den Wert F = 1 zu erzeugen.

Die sechs Ausgänge von dem Dekoder 9o und das CCLR-Signal werden an einen Satz von sechs vferriegelingskreisen I00A-I00F angelegt, die in dem Könnendesignalkreis 64 vorgesehen und im einzelnen in Fig. 5 dargestellt sind. Das CCLR-Signal kann alle Verriegelungskreise entweder direkt rücksetzen, wie im Falle der Verriegelungskreise I00A und I00D oder über OD3R-Gatter 1o2A-1o2B bzw. 1o4A-1o4B, wie im Falle der Verriegelungskreise I00B-I00C und 1coE und I00F. Die Verriegelungskreise I00E und I00F steuern eine Plateauprüfung. Wenn das Kommando 02 im Kreis 83 dekodiert worden ist (siehe Tabelle II), legt er einen hohen Pegel auf den Setzeingang des Verriegelungskreise I00E und setzt den Verriegelungskreis I00F über OCER-Gatter 1o4B zurüde. Dies bewirt, daß der Ausgang dieser Verriegelungskreise den Ausgang von Vestärker I06 auf etwa +15V bringen, welche Spannung an die Detektorspannungsversorgungen über Widerstände angelegt wird, um die Positiv-Plateauprüfung durchzuführen. Wenn aber der Komnandokode 03 empfangen worden wäre, würde der Verriegelungskreis I00E über OCER-Gatter 1o4A zurückgesetzt werden, und Verriegelungskreis I00F würde gesetzt werden mit der Folge, daß der Verstärker I06 -15 V an die Detektorspannungsstxomversorgung für die negative Plateauprüfung anlegen würde. In dem Fall, wo der Kommadokode 01 ist, wird ein CCLR-Signal erzeugt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert, und dieses Signal setzt beide Verriegelungskreise I00E und I00F zurück mit der Folge, daß derAusgang des Verstärkers I06 Null wird. Die Ausgänge der Verriegelungskreise I00E-I00F werden gleichzeitig angelegt an NICHT-ODER-Gatter I08, welches über Inverter Ho ein Plateauprüfstatussignal PCS an den Syn/Statuskreis 80 liefert, inmer dann, wenn entweder eine Positiv-Plateau-Prüfung oder eine Negativ-Plateau-Prüfung erfolgt.

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Der Konrnandokode 04 setzt den Verriegelingskreis 1ooD und schaltet damit den Eichtest ein, indem nin den WT'-Pulsen ermöglicht wird, von dem Taktgeneratorkreis 60 durch das NICHT-IND-Gatter 112 durchzulaufen. Der Ausgang C von Gatter 112 geht an die Verstärkereingänge beider Detektoren. Während des Eichtests wird eine Zählung pro Erfassungsgatterzyklus zu jedem der 16 Gatterkanäle für beide Detektoren hinzuaddiert. Wenn der Detektorhintergrund niedrig ist (d.h. wenn die Sonde in Wartezustand ist), sollten die Testzählraten in allen Gattern nahezu gleich sein. Der Ausgang von Verriegelungskreis I00D ist das Eichtest-Statussignal, d.h. CTS, und wird außerdem angelegt an den Syn/Statuskreis 80.

Die Verriegelungskreise I00B und I00C steuern den Skalenfaktor F im Ansprechen auf Kommandos 01, 05 und 06. Die Ausgänge dieser Verriegelungskreise gelangen an ein Paar von D-Flippflopps 114A und 114B, die durch einen E1-Puls von dem Adressengeneratorkreis 76 getaktet werden. Die Ausgänge der Flippflopps 114A und 114B sind die H- bzw. L-Leitungen, die an den Taktgeneratorkreis 60 führen (siehe Fig. 3) zur Steuerung der Auswahl der Zeitbetriebs frequenz und damit des Skalenfaktors F. Für den angencmrenen Fall eines Kommandokodes von 06 ergibt sich aus Tabelle II, daß der H,D-Kode 1o betragen sollte. Ein hoher Pegel auf Eingangsleitung 6 in Fig. 5 bewirkt dies durch Setzen des Verriegeln gskreises I00E und des Flippflopps 114A. Das Kommando 06 seat jedoch nicht den Verriegelungskreis I00B zurück, da jenes Konmando nur dann gültig ist, wenn F gleich 1 war, und F ist nur dann gleich 1, wenn ein 01-Kommando vorliegt, mit dem alle Verriegelungskreise als CELR-Signal rückgesetzt werden und damit H und L auf niedrigen Pegel gehen. Kommado 05 setzt demgemäß den Verriegelungskreis I00B und setzt Tferriegelungskreis I00C über OEER-Gatter 1o2B zurück. Dies ist erforderlich, weil die betreffende Skalenfaktoränderung nicht abhängt von dem vorhergehenden Wert von F (siehe Tabelle II). Die an Masse führenden Kondensatoren an den Verriegelungskreiseingängen hindern diese daran, durch die Entladungen im Neutronengenerator getriggert zu werden.

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Wie in Tabelle II angegeben, erfordert der Proze ß der Schaltung des Neutronengeherator 22, daß die Sequenz der Kommandos 01- 07- 06- 01 von Kommandosignalkreis 64 empfangen wird. Das erste 01-Kommando bereitet den Status der Verriegelungskreise 1ooA, 1ooB und Flippflopp 116A vor durcii Rücksetzung all dieser, während Flippflopp 116B nicht rückgesetzt wird. Das Kommando 07 setzt \ferriegeLungs kreis 1ooA, womit ein Hochpegelsignal an den D-Eingang von Flippflopp 116A angeschlossen wird. Wenn diesem ein 06-Kommando folgt, mit dem der Verriegelungskreis 1ooC gesetzt wird, wird der Hocheingang auf Flippflopp 116A in jenen Flippflopp eingetaktet, womit sein Q-Ausgang hoch wird und sein Q-Ausgang niedrig. Der Ausgang von ^ferriegelungskreis 1ooC setzt auch den Flippflopp 116B zurück. Wenn schließlich das letzte 01-KommandD dekodiert wird, erreicht ein Setzimpuls den Verriegelungskreis 118 über NICHT-UJD-Gatter 12o und Inverter 122, weil der Flippflopp 116A gesetzt wird. Der Ausgang von Verriegelungskreis 118 setzt Flippflopp 116A zurück, schließt NIOfKND-Gatter 12o und beendet den Setzimpuls am Verriegelungskreis 118. Mit gesetztem Verriegelungskreis 118 können NeutronenbestrahlungsimpulseNB von dem Taktgeneratorkreis 6o durch NICHT-UND-Gatter 124 laufen und durch Inverter 126 zur Bildung der Ionenquellenimpulse ISP₁ und ISP₂ (siehe Fig. 5), welche den Neutronengeneratorsteuerkreis 3o ansteuern. MLt dem Anstieg des Strahlstrcnes in der Neutronenquellen schließt ein Heiais in seinem Steuerkreis. Damit wird eine Versorgungsspannung an die Auslaßleitung BC des Verriegelungskreises 118 gelegt, was es unnöglich macht, die Neutronenquelle auszuschalten, ohne auch die Sondenleistung abzuschalten. Man kann erkennen, daß der Flippflopp 116B den Verrieglungskreis 118 im rückgesetzten Zustand bis zur richtigen Zeit hält. Außerdem wird der Setzimpuls an Flippflopp 116A aktiviert, wenn zum erstenmal Leistung an die Sonde angelegt wird, weil dieser an die positive Spannung über einen Kondensator angeschlossen ist. Dieser Kondensator und ein Widerstand ziehen den Setzeingang zum Flippflopp 116B nach unten, nachdem die Leistung für etwa 1o Sekunden eingeschaltet gewesen ist.

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CC?

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Es soll nun die Fig. 6 betrachtet werden. Zwei Quarz-Oszillatoren 128 und 13o im Taktkreis 60 haben eingebaute Skalenteilerstufen mit einem Teilungsverhältnis von 3 vorgesehen. Damgemäß sind sowchl die beiden Quarz freqenzen als auch die durch drei geteilten Frequenzen von jedem Oszillatorkreis ableitbar, so daß inan insgesamt vier diskrete Taktfrequenzen f., f-, f₃ und f. erhält. Gemäß der Erfindung entspricht jede dieser Frequenzen einem der F-4terte 1/ V 3, 1 . VTiaid 3. Dies ist ohne weiteres möglich durch Auswahl der Quarz frequenz f.. des Oszillators 128 derart, daß sie | 3 mal niedriger liegt als die Quar ζ frequenz f von Oszillator 13o. Dann steht die durch drei geteilte Frequenz f₃ von Oszillator 13o um den Faktor V im verhältnis zur durch drei geteilten Frequenz f. vom Oszillator 128, und man erkennt, daß die Frequenz f ₁, f₂, f₃ und f. um den Faktor Λ/ sich unterscheiden, und daß sie demgemäß jeweils Skalenfaktorwerten F von 1/ ">) 3, 1."^~3~bzw. 3 entsprechen. Die Taktfrequenzen f. bis f. werden einem Vierkanaldatenselektor oder Multiplexer 132 zugeführt. Die Logikpegel der Signale H und L, angelegt an die Eingänge A bzw. B des Multiplexers bestimmen, welche der vier Eingangsfrequenzen an den Ausgang der Einheit angeschaltet wird. Der Betrieb des Multiplexers 132 kann wie folgt zusammengefaßt werden:

	B	Tabelle III	^f1	01	F
A	. Niedr		^f2	06	1
Niedr	Niedr	Ausgewählter Ausgangsfrequenz Kommando Eingang	^f3	05	1/
Hoch	. Hoch	• ^Xo	^f4	Ο54Ό6
Niedr	Hoch	X₁
Hoch
	^X3

Gemäß der Erfindung und wie oben bereits angedeutet, werden alle Taktwellenformen, die erforderlich sind für den Betrieb des Neutrcnengenerators 22 und der Detektoren 24 und 26 genoß dem Regime nach Fig. 2 gemeinsam abgeleitet vom Ausgang des Multiplexers 132. Demgemäß

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kann eine Änderung des F-Wertes ganz einfach realisiert werden in Taktkreisen der Sande. Die tatsächliche Erzeugung der verschiedenen Taktsignale wird erreicht durch Verwendvng eines Skalenkreises 134, angekoppelt an den Ausgang des Multiplejers 132. Der Skalenkreis 134 wird realisiert durch ^rwendung der acht niederfrequenteren Ausgänge von einem zwölfstufigen binären Brummzähler.

Wenn, wie in Fig. 6 erkennbar ,die Qg-und Q₁- -Ausgänge des Skalenkreises 134 hoch sind und der Q_-Ausgang beginnt, auf hohen Pegel zu gehen, wird der PSET-Impuls erzeugt im NICHT-tND-Gatter 136 und setzt den Skalenkreis über Widerstand 138 zurück. Dies markiert den Beginn der Neutronenbestrahlungsimpulse NB, erzeut in Gatter 14o, welche Pulsfolge lang genug andauert, bis die Ausgänge Q«, Q^ und Q_1o vnd Q₁₁ von Skalenkreis 134 sämtlich niedrig sind. Wie eben in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben, wird der NB-Pulszug im Kommandosignalkreis 64 verwendet, un die IcnenquellenimpuLse ISP₁ bzw. ISP₂ zu erzeugen. Wiedervm gemäß Fig. 6 gelangen die negativen < Impulse (N und F) von den Nah-bzw. Fem-Verstärkerdiskriminatoren der Nah- bzw. Femdetektoren 24 bzw. 26 über Kondensatoren 142 bzw. 144 en route zu den Gattern 146, 148. Dort werden sie blockiert während der Neutronenbestrahlung und für die gleich e Zeit noch danach durch den Ausgang von NOR-Gatter 15o, dessen Ausgang solange hoch liegt, solange Qq, Q₁ und Q₁₁ von Skalenkreis 134 sämtlich niedrig liegen. Wenn der Ausgang von Gatter niedrig wird, können die Nah- vnd Fernimpulse N bzw. F zu dem Nah-Detektorpulszähler 68 bzw. Fem-Detektorpulszähler 7o gelangen (siehe Fig. 3).

Der Q^-Ausgang von Skalenkreis 134 ist mit EClK bezeichnet vnd wird übertragen zum Adressengenerator 76. Die Q₄, Q₅ , Qg und Q₇-AuS-gänge werden ferner benutzt als Eingänge zu einem Vierkanaldatenselektor oder Multiplexer 152 zum Erzeugen des Detektorgatterungssignals DDCK, welches Signal die Form hat, gegeben durch die Gatter G₁-G₁₆ gemäß Fig. 2. Die A- und B-Eingänge zun Multiplexer 152 werden gesteuert durch die dritten und vierten Stufen von einem Skalenkreis 144. Die Wellenform am Ausgang von Gatter 15o, wem dieser hoch liegt, hält dan Skalenkreis 154 rückgesetzt und blockiert zu dieser Zeit den Ausgang von Gatter 156, d.h. hält DCtK niedrig während der Neutronenbestrah-

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lung und der folgenden Verzögerungsperiode, wie in Fig. 2 illustriert. Wenn der Ausgang von Gatter 15o niedrig wird, dauert die Rücksetzwirkung auf Skalenkreis 154 noch einige wmige Mikrosekunden langer wegen der Zeitkonstante des RC-Kreises 158, so daß der Skalenkreis 154, dar von DCIK getaktet wird, nicht bei der ersten position Flanke von DCLR triggert. Solange A und B des Multiplexers 152 niedrig bleiben, sieht der DCEX wie eine invertierte Version von Q. von Skalenkreis 134 aus, welcher,die Periode T/8 aufweist. Die Periode T ist gleich der Dauer des breitesten Gatters in dem Regime nach Fig. 2, d.h. 2oo Mikrosekunden für jeder der Gatter G.^-G^. Dies dauert während der ersten vier DCIK-Zyklen, gezählt vom Skalenkreis 154, wobei die ersten vier Gatterungssignale von je 25 Mikrosekunden Dauer erzeugt werden. Der Q^-Augang ναι Skalenkreis 154 wird dann hoch, legt einen hohen Pegel auf den A-Eingang von Multiplexer 152 und bewirkt, daß DCIK gesteuert wird vom Qg-Ausgang des Skalenkreises 134 mit einer Periode von T/4 oder 5o Mikrosekunden. Am Ende von vier T/4-Zyklen, gezählt vom Skalenkreis 154, entsprechend dem Gatterungssignal für die Gatter G₅-Gg, wählt der Skalenkreis 154 dann den Qg-Ausgang von Skalenkreis 134. Dieser Ausgang hat die doppelte Periodedauer des Q₅-Ausganges, d.h. die halbe,und führt zur Erzeugung der Gatterungssignale für die loo-Mikrosekundengatter G-G₁₂- Schließlich und vier Zyklen weiter wird der Q_-Ausgang vom Skalenkreis 134 mit einer Periode T angewählt. Wenn vier Zyklen von Qy verstrichen sind, gelangt der Kreis in die Sperrperiode, bewirkt vom Gatter 15o, wie oben erwähnt.

Die Speichersteuerpulse WT, WT¹, SET und RDY werden in einem Johnson-Zähler I60 erzeugt, der getaktet wird durch den Ausgang von Multiplexer 132 über das Gatter 162. Diese Speichersteuerimpulse werden jedoch nur erzeugt, wenn DCIK hoch ist (DCIK niedrig), da das vom Gatter 164 invertierte DCLK-Signal an den Rücksetzeingang von Zähler I60 angelegt ist. Dies erfolgt, weil es keine Notwendigkeit gibt für Speicherimpulse während der Sperrperiode. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist das RDY-Sicpial der Q--Ausgang von Zähler I60, das SET-Signal ist dsr Qe-Ausgang, das WT-Signal ist Q₆ und das WT'-Signal ist der Q^-Ausgang. Wenn die Wellenform WT* auf hohen Pegel geht, sperrt sie weiterhin die

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-ft.

Takteingabe, weil sie an den Taktentsperreingang CL des Zählers angelegt wird. Demgemäß bleibt WT* hoch ,bis der Zähler 16o wieder zurückgi¹-setzt wird, wenn DCÖT das nächstemal auf hohen Pegel geht.

Die Nah-Datektorpulszähler 68 und Pem-Detektorpulszähler 7o (siehe Fig. 3), welche die gegatterten Detektorsignale NG und PG von dem Taktkreis 6o empfangen (siehe Fig. 6 ^,sind identisch. Demgemäß cjenügt es, unter Bezugnahme auf Fig. 7 nur den Betrieb eines derselben zu beschreiben. Die Pulszählerkreise umfassen jeweils einen Skalenkreis 166, der Detektorimpulse von den geradzahlig bezifferten Gattern G_, G. usw. empfängt, sowie einen Skalenkreis 168, der die Impulse von den ungeradzahlig bezifferten Gattern G₁, G₃ usw. empfängt. Während der Skälenkreis 166 beim Zählen ist, hält der Skalenkreis 168 seinen Zählstand, bis der durch den WT-Impuls rückgesetzt wird und umgekehrt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der WT-Impuls ankommt, wurden die Zählstände, die gehalten worden waren, in die Speicherkreise 72 im Falle des Nah-Detektors,74 im Falle des Fem-Detektors eingespeichert (siehe Fig. 3). Flippflopp 17o steuert die Wirkung entsprechend dem DCXK-Signal. Nach sechszehn DCXK-Impulsen stellt das HSET-Signal sicher, daß der Flippflopp 17o sich in rückgesetztem Zustand befindet, um den Betrieb für das nächste Bestrahlungsintervall zu wiederholen.

Die gegatterten Detektorimpulse NG (oder FG) sind positiv und zweckmäßigerweise von einer Breite von etwa o,4 Mikrosekunden. Sie werden NAND-Gattem 172 und 174 zugeführt, welche alternierend durch Q- bzw. Q-Ausgänge des Flippflopps 17o geöffnet bzw. geschlossen werden. Zwei zusätzliche Gatter 176 und 178 empfangen WT-Impulse, gefolgt von deren Inversion im Gatter 180, und werden ebenfalls gesteuert von den Q- bzw. Q-Ausgähgen des Flippflopps 17o. Man erkennt daß, wenn der Skalenkreis 166 von NG (oder FG) Signalimpulsen getaktet wird, er nicht rückgesetzt wird durch WT, scndem der Skalenkreis 168 so zurückgesetzt wird.

Nach Beendigung des Zählens für ein Zeitgatter erscheint der Gesamtzählstand, der dabei akkumuliert worden ist, in Parallelform an den Q-Ausgängen der Skalenkreise 166 und 168 und wird danach angelegt

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an einen vcn zwei Quad-2-Kanaldatenselektoren 182 und 184, deren A- und B-Eingänge angesteuert werden van Flippflopp 17o derart, daß sie die Ausgänge vcn demjenigen Skalenkreis 166 oder 168 anwählen, der seinen Zählstand hält, jedoch die Ausgänge vcn dem anderen Skalenkreis, der beim Zählen ist, ignorieren. Wie in Fig. 3 erkennbar, werden die Datenselektorausgänge für die Nah-Detektorzählung dem Speicherkreis 72 und für die Fern-Detektorzählstände dem Speicherkreis 74 zugeführt.

»Bevor jedoch die Speicherkreise näher erörtert werden, ist es zweckmäßig, den Betrieb des Adressengeneratorkreises 76 zu betrachten, welcher die Speicherkreise steuert. Diese in Fig. 8 dargestellte Schaltung muß das Speichern der Zählratendaten steuern, nachdem sie erfaßt worden sind, und das Ausgeben der Eaten im Ansprechen auf eine Telemetrieanordnung. Obwohl die Datenspeicherung und die Datenausgabeoperationen asynchron sind, muß der Speicher, wo die Daten zeitveilig akkumuliert worden waren, sowohl für das Speichern neuer Zählstände schnell zugänglich sein bei der korrekten Adresse sowie für das Ausgeben der akkumulierten Zählstände auf einer anderen Adresse, wenn dies durch die Telemetrie erfordert wird. Demgemäß sind zwei Adressenskalenkreise vorgesehen, um die getrennten Adressen zu verfolgen, welche für das Speichern und Auslegen benötigt werden,und \forsorge ist getroffen, der Speicherung neuer Daten Priorität einzuräumen. Die !telemetrie kann dann Daten auslesen zwischen den Speicherarbeitungsgängen.

Gemäß Fig. 8 bewirkt der RSET-Impuls von dem Taktgeneratorkreis 6o zunächst ein Versetzen aller Ausgänge des "Speicher-"Adrresenzählers 188 auf hohen Pegel und hält sie hoch bis zum Beginn eines neuen Erfassungsintervalls. Der erste IXJK-Impuls zu Beginn eines neuen Intervalls taktet den Zähler 188 auf sämtlich Null, und dies ist die Adresse», wo die Zählstände von otter G.,,, van vorhergehenden Erfassungsintervall,

Io

gespeichert werden, während die Zählstände vom Gatter G₁ im neuen Intervall in einem der Detektorimpulszählerkreise 68, 7o akkumuliert werden (siehe Fig. 3). Wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, gehen die Zählungen von den ungeradzahlig bezifferten Gattern zu einem Skalenkreis in den Zählerstufen und jene von den geradzahlig bett ummerten Gattern zu dem anderen. Während des DCIK-Zyklus zählt ein

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Skalenkreis aktiv, während der andere die Zählung von dam vorhergehenden Gatter hält, so daß sie im Speicher addiert werden können. Demgemäß wird die Zählung von G₁₆ für jeden Detektor in dem "geradzahlig bezifferten" Skalenkreis für jenen Detektor gehalten, bis er in dem Speicher eingespeichert wird während der nächstfolgenden G-- Periode. Die im Speicher während dieses Speicherarbeitsganges fixierte Adresse ist der Ausgang des Skalenkreises 188, der über einen Quad-2-Kanaldatenselektor 19o an die Speicherkreise gelangt. Bei Eintreffen jedes OZLK-Impulses, der ein neues Gatter indiziert, wird der Skalenkreis 188 weitergeschaltet, womit sich die Speicheradresse ändert.

Wie erwähnt, ist ein getrennter Adressenskalenkreis 192 für die Telemetrieausgabe vorgesehen. Seine Takt- und RUcksetzeingänge werden gesteuert durch ein Gattersystem 194, 196 und 198, welche Gatter ihrerseits gesteuert werden durch einen Johnscnzähler 2co. Dies erfolgt derart, daß der Telemetrieadressenskalenkreis 192 nur für die ausgegebenen Datenworte getaktet wird, nicht aber für den Syn/Statusteil der zur Telemetrie übertragenen Informationen. Der Zähler 2co wird getaktet durch alle ins Positive gehenden Flanken von E und wird rückgesetzt durch das Telemetrierücksetzsignal BST, das nicht verwechselt werden sollte mit dem RUcksetzsignal HSET von dem Taktgenerator 6o. Der Ε-Impuls wird erzeugt in dem Telemetrieschnittstellenkreis 78 (Fig. 3) und wird positiv während einer gewünschten Anzahl von Malen pro Telemetrierahmen, z.B. fünf, und wird gefolgt von danTelemetrierücksetzsignal RST. Das NOR-Gatter 194 hält einen Eingang des NAND-Gatters 196 niedrig, bis E zum zweitenmal positiv wird, um das Erzeugen vcn Speicheradressensignalen zu verhindern, während die Syn/Statusworte erzeugt und übertragen werden. Dann wird der Ausgang von Gatter 194 hoch und bleibt hoch während aller Datenworte in jedem Telemetrierahmen, z.B. vier, (siehe Fig. 1o) ,womit dem Zähler 192 ermöglicht wird, eine entsprechende Anzahl von Malen pro Rahmen getaktet zu werden zum Erzeugen der Speicherausgabeadresse. Nach sechs zehnmaligem Takten (vier Rahmen) geht der Ausgang Q₅ des Zähler 192 auf hohen Pegel und ermöglicht damit dem Ausgang des NAND-Gatters 198, auf niedrigen Pegel zu gehen, wenn das nächstemal der "1"-Ausgang von Zähler 2oo, d.h. das Ε-Signal, hoch wird. Dies setzt den Zähler 192

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über Gatter 198 zurück und läßt ihn Schritt halten mit den E-Impulsen. Die Qv- und Q -Ausgänge des Zählers 192 steuern die Rahmenidentifikaticns-Bits in dem SynJ4Statuswort und werden zum Syn/Statuskreis 80 übertragen (Fig. 3).

Flippflopp 2o2 steuert den Datenselektor 19o derart,daß der richtige Adressen zähler, d.h. Zähler 188 oder Zähler 192, die Steuerung der Speicheradressenleitungen A .. .A₃ übernimmt. Flippflopp 2o2 wird gesetzt durch das RDY-Signal und rückgesetzt durch WT¹, beide vom Taktgenerator 60. Wenn Flippflopp 2o2 in Setzzustand ist, wählt der Datenselektor 19o die "Speicher^H-Adresse, und wenn er in Rücksetzzustand ist, wählt der Selektor 19o die "Auslese"-Adresse. Wie man in Fig. 6 erkennen kenn, ist das RDY-Signal der (^-Ausgang von Zähler I60 und das WT'-Signal ist der Qy-Ausgang. Demgemäß erfolgt die Speicherung während eines Teils eines Zyklus und die übertragung während des anderen Teils.

Zusätzlich zur Steuerung der Speicheradressenleitungen erzeugt der Schaltkreis nach Fig. 8 die LDS7 LDD7 ICAD-and CLR-Impulse. Das LDS-Signal lädt Synetnd Statusbits in ein Schieberegister im Syn/Statuskreis 80. Schieberegister in den Speicherkreisen 72, 74 werden beladen mit Daten von Speicher bei ausgewählten Ausleseadressen durch das LDD-Signal. Das IEAD-Signal bewirkt, daß der Speicherausgang den Daten bei der gewählten Adresse entspricht, und das CLR-Signal setzt den Speicherinhalt auf Null bei einer ausgewählten Adresse. Das IEAD-Signal beginnt gleichzeitig mit LDD, hat jedoch kürzere Dauer. CLR tritt auf dem Ende von LDD. Wenn IEAD und RDY miteinander gemischt werden, werden sie zu CS (Chip Select). Wenn CLR und WT gemischt werden, werden siezu WRT.

Interferenz zwischen Speicherung und Auslesen werden verhindert, da LDS, LDD und READ nicht direkt durch eine ins Positive gehende Flanke vcn E erzeugt werden, sondern durch die erste ins Positive gehende ECLK-Flanke erzeugt werden, nachdem sie positiv geworden ist. Das ECLK wird an den Cp-Eingang von Flippflopp 2o4 angelegt. Der D-Eingang ist normalerweise hoch, so daß Q normalerweise hoch ist. Wenn E auf hohen Pegel geht, wird es invertiert durch Gatter 2o6, differen-

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ziert durch R₂ und C₂ und auf den D-Ehgang von Flippflopp 2o4 iix>r eine ROVerzögerung R₁ nid C₁ gekoppelt. Wenn der D-Eingang von Flippflopp 2o4 niedrig liegt, läßt die erste positive ECLK-Flanke den Q-Ausgang auf niedrigen Pegel gehen. Dieser Ausgang wird differenziert durch R. und C, und wird angelegt an zwei Gatter 2o8 und 21o. Wenn der "1"-Ausgang von Zähler 2oo, bezeichnet mit E., hoch liegt, erscheint ein LDS-Impuls am Ausgang vcn Gatter 21o. Wenn E. niedrig liegt, entsteht ein LDD-Impuls am Ausgang vcn Gatter 2o8. R₄ und C. bestimmen die Dauer dieser Impulse. Ein simultaner positiver Impuls erscheint am Ausgang von Inverter 212, der dann differenziert wird durch R₃, C, und damit zum READ-PuIs wird. Der READ-PuIs und der RDY-PuIs werden kombiniert im Gatter 214 zum Erzeugen des Signals CS.

Ein Flippflopp 216, der als Monovibrator arbeitet, veil sein Q-Ausgaig an seinen Rücksetzeingang R über ein Zeitverzögerungsnetzwert Rg, Cg angekoppelt ist, wird getriggert durch die Abfallflankc von LDD, nachdem der letztere invertiert worden ist, und leicht verzögert durch den Zeitverzögerungsnetzwerk, gebildet aus R₇ und der Eingangskapazität am Takteingang C von Flippflopp 216. Der CLR-Impuls wird am Q-Ausgang dieses Flippflopps abgenonmen. Seine Dauer wird gesteuert durch Rg und Cg. Die CLR- und WT-Signale werden kombiniert im NOR-Gatter 218 zum Erzeugen des WRT-Signals.

Flippflopp 22o spielt eine Rolle beim Setzen des Paritätsbits in jedem Wort. Er wird getriggert durch das TCLK-Signal vcn dem TeIemetrieschnittstellenkreis 78 und wird gesetzt durch den Ausgang vcn Gatter 222. Ein PRT-I-Signal von dem Fem-Speicherkeis 74 und das LDD-Signal steuern die Eingänge zum Gatter 222. Der Betrieb dieses Gatters und des Flippflopps 22o werden mehr im Detail in Verbindung mit den Speicherkreisen gemäß Fig. 9 erläutert.

Die Speicherkreise 72 und 74 sind gleich, und deshalb ist in Fig. 9 nur einer dargestellt. Jeder Speicherkreis umfaßt zwei Schnellzugriffsspeicher (Random Access Memories - RAM) 224 und 226, von denen jederin der Lage ist, vier Datenbits auf 16 unterschiedlichen Adressen zu speichern. Die Adressenleitungen A ~&2 ^^r di^ese Speicher kamen

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van dem Adressengeneratorkreis 76, der im einzelnen in Fig. 8 dargestellt ist. Beim Auslesen erscheint das Konplement der Daten an den Ausgängen. Die Ausgänge der RAM 224 ind 226 nid die Dateneingänge von den Pulszählerkreisen werden angelegt an Addierkreise 228 und 23o, die jeweils in der Lage sind, zwei Vier-Bit-Binärzahlen zu addieren. Wenn diese Addierkreise in Serie geschaltet werden, wie dargestellt, können sie diese zwei Acht-Bit-Binärzahlen addieren. Das Resultat dieser Addition wird gespeichert in Quad-D-Flippflopps 232 und 234. Mit dieser Anordung erscheint das Konplenent der Addierkreis 228/23o-Ausgänge an den Ausgängen der Flippflopps 232 und 234, wenn der SET-Inpuls von dem Taktgenerator 6o positiv wird. Man erkennt demgemäß, daß die laufende Gammazählung in einem bestimmten Gatter addiert wird zu der vorhergehenden Gesamtzählung für dieses Gatter. Die Speicher 224 ind 225 speichern deshalb den Gesamtzählstand für jedes Gatter während einer Anzahl vcn Neutronenbestrahlungen, d.h. über eine /tazahl von Bestrahlungsintervallen.

Einlaufende Daten von einem Puls zählerkreis 68 oder 7o gehen an die B^B^-Eingange der Addierkreise, und die Speicher 224/226-Ausgänge sin dangeschlossenen an die A.-A.-Eingänge. Zum Speichern neuer Daten wird eine Abfolge von RDY-SET-wr-Impulsen erzeugt. Der RDY-Impuls trifft auf der CS-Leitung ein (die er sich mit ICAD teilt) und der WT-Impuls ist eingeschaltet auf der WRT-Leitung. Am Ende von RDY verrfegelensich die Speicher auf die neue Adresse, geliefert vom Adressengenerator 76. Die Daten,enthalten in jener Adresse, erscheinen an den (^-Ausgängen der RAM 224 und 226,ind die Binärzahl,die sie repräsentieren, wird addiert zu der Zahl, geliefert von dem zugeordneten Pulszählerkreis. Nach einer kurzen Verzögerungszeit verriegelt der SET-Impuls die Summe in den D-Flippflopps 232 und 234. Dem SET-Impuls folgt der W-Impuls, der das Komplement der Sunine in die Speicher einschreibt, und zwar an derselben Adresse. In diesem Zusammenhang ist festzuhalten, daß der Speicherausgancj das Komplement der gespeicherten Zahl ist.

Ein Schieberegister 236 wird verwendet für die Parallelserienwandlung der Daten im Speicher, wenn dies von der Telemetrie ge-

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gefordert wird, mit dem Eintreffen eines LDD-Impulses, gefolgt von TLCK-Signal. Ein Paritätskreis 238 ist ebenfalls vorgesehen zum Erzeugen des Paritätsbits, das ein Teil jedes Gatterdetektorwortes ist (siehe Fig. 1o).

Die Datenausgabe für die Telemetrie erfordert eine Abfolge von I1DD7 FEAD- und CLR-Impulsen. Daten auf der gewünschten Adresse erscheinen auf den Speicherausgangsleitungen am Ende des FEAD-Impulses. Der FEAD-Impuls wird überlappt von LDD, welcher diese Daten in das Schieberegister 236 lädt. Am Ende von LDD erscheint der CLR-Impuls, setzt die D-Flippflopps 232 und 234 zurück, um so alle Q-Ausgähge auf 1 zu setzen,und liefert gleichzeitig einen negatigen Impuls auf der WRT-Leitung, um so die Einser in den Speicher einzuschreiben. Das ist dasselbe wie das Löschen der Speicheradressen, weil bei deren nächster Auslesung das Resultat säntlich Nullen umfaßt.

Fig. 3 zeigt, wie das Schieberegister und die Paritätsbäume der Nah- und Fern-Speicherkreise 72 und 74 miteinander vernetzt sind und ebenso mit dem SO (Shift Out = Schiebeübertragung) Ausgang von Flippflopp 22o des Adressengeneratorkreises nach Fig. 8. Beide Speicherkreise 72 und 74 speichern Daten von einem gegebenen Erfassungsgatter gleichzeitig, und beide werden zur gleichen Zeit ausgelesen. Wie dargestellt, sind die Schieberegister der beiden Speicherkreise 72 und 74 in Serie geschaltet Mt dem SO-Ausgang von dem Nah-Detektorspeicherkreis 72 an SI-(Shift in) Schiebeeingabeeingang auf dem Femdetektorspeicher 74. Der SI-Eingang des Nah-Speicherkreises 72 könnt vom SO-Ausgang des Flippflopps 22o im Adressengenerator 76. Dieser Ausgang steuert das Paritätsbit. Die Paritätsbäume 238 in den Speicherkreisen sind außerdem angeschlossen in Serie zur Bildung eines einzelnen Paritätsbits für das konbinierte Nah- und Femwort. Der resultierende Ausgang des Fem-Detektorspeicherparitätsbaums (PRT I) bestimmt, ob der Flippflopp 22o in dem Adressengenerator von dem LDD-Impuls gesetzt wird oder auf Null bleibt.

LDD nachfolgend, trifft das TCLK-Signal von der Telemetrieschnittstelle 78 ein und bewirkt das Herausschieben der Daten. Das

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erste serielle Datenbit ist das höchststellige Bit von dem Fem-Speicher 74. Nachdem acht Fembits übertragen worden sind, werden die acht Nah-Bits ausgeschoben, gefolgt vom Paritätsbit.

Wie man Fig. 3 entnimmt, werden die Datenbits vcn den Speicherkreisen in Serie durch den Sync/Statuskrois 8o verschoben, der die Sync- und Statusbits dem Datenworton voninstellt (siehe Fig. 1o). Fig. 11 zeigt die Einzelheiten des Sync/Statuskreises mit den Datenworten, -angelegt an den SI-Eingang, welcher zu dem NflND-Gatter 24o führt. Die Sync/Statusbits werden an das NAND-Gatter 242 angelegt, und diese beiden Signale werden koitbiniert im Gatter 242 zur Erzeugung des Datasignalausgangs. Zur Erzeugung der Sync/Statusbits lädt der LDS-Impuls die Schieberegister 246 ind 248 mit parallelen Daten, welche dann ausgeschoben werden durch das ICLK-Signal, während das E^-Signal hoch liegt. Das LDS-Signal triggert außerdem einen Flippflopp 25o, der als Ifcnoflopp arbeitet und den Skalenkreis 252 zurücksetzt, der die Steuerung der vier "Reserve"-Bits am Ende des Sync/Statuswortes hat.

Flippflopp 254 wird über Gatter 255 durch das LDS-Signal mit dem Q-Ausgang des Paritätsbaumes 256 geladen, welcher das Paritätsbit für das Sync/Statusbut in Fig. 1o ist. Eingänge P₅...Pg des Schieberegisters 248 liegen auf +5V. Sie steuern die ersten vier Databits, die das Sync-Signal sind. Die anderen Bits sind Statussignale und werden angelegt an die restlichen Eingänge des Schieberegisters 248 und die Eingange des Schieberegisters 246 wie folgt:

Signal

Plateauprüfstatus Hochspannmgsstatus (Neutronen Ein) L = Kommando 05 wirksam H = Kommando 06 wirksam

Q. - Rahmen höherer Ordning I7D. Bit

Q- - Rahmen niedrigerer Ordnung ITD. Bit

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	Tabelle IV
Schaltkreis	Eingang
248	^P4
248	^P3
248	^P2
248	^P1
246	^P8
246	^P7

	^P6	-48-	2941535
	^P5	-59-	(ISP ein)
246	^ΡΓ^Ρ4 *	BC - Bestrahlungssteuerung
246	D	CIS - Eichtest
246	Reserve
254	Paritätsbit

Die Statussignale,angelegt an diese Schieberegisterkreise kommen von dem Kommandosignalkreis 64 und dem Adressengenerator 76. Nach dem Sync/Statuswort wird E₁ niedrig. Dies legt den SI-Eingang an den DATA-Ausgang, so daß die seriellen Daten von den Speicherkreisen 72 und 74 an das Ende des Sync/Statuswortes geschoben werden können.

Das Data-Signal, welches die Datenworte und das Sync/Statuswort enthält, wird zu der Telemetrieschnittstelle 78 übertragen, die im einzelnen in Fig. 12 dargestellt ist, zwecks übertragung an die Erdoberfläche. Dieser Schaltkreis realisiert die Anzahl von Worten, die innerhalb jedes Telemetrierahmens zu senden sind, und die Anzahl von Bits in jedem Wort. Es gibt nur zwei Eingangsleitungen zu der Telenetrieschnittstelle, nämlich das PCLK-Signal van Telemetriekreis 34 und die seriellen Daten oder Data von dem Sync/Statuskreis. Die Ausgänge des Schnittstellenkreises sind SIG und RST, welche zu den Telemetriekreisen 34 übertragen werden, das Ε-Signal, das zum Adressengenerator 76 führt, und TCIK, das zum Adressengenerator 76 führt, den Speichelkreisen 72 und 74 und den Sync/Statuskreisen 8o übertragen wird.

Die Telemetriekreise 34 beginnen mit der Aussending von FUIK-Signalen zu dem Zeitpunkt, zu dem Daten an die Erdoberfläche zu senden sind. Bevor FCIK eintrifft, sind E und E¹ (der Ausgang von Flippflopp 26o, wie nachfolgend noch zu beschreiben), niedrig,und TCLK ist hoch. Der erste Halbzyklus von FCEK läßt E hoch werden, weil ein Eingang eines NÄJD-Gatters 258 niedrig wird nach einer kurzen Verzögerung infolge des R-C-Netzwerks an jenem Eingang. Wenn FCIK das erstemal niedrig wird, wird Flippflopp 16o getaktet mit der Folge, daß sein Ausgang E' hoch wird. Der (^-Ausgang von Flippflopp 26o wird niedrig und hält E hoch durch \ferriegelungsgatter 258. Das Ε-Signal wird so schnell wie möglich auf hohen Pegel gebracht, weil das LDD-Signal im Adressengeneratorkreis 76 auftreten kann mit einer Verspätung von bis zu einem ECIK-Zyklus, nachdem E hoch geworden ist.

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Wenn das E'-Signal hoch liegt, beginnt das A1-Signal am Ausgang vcn NAND-Gatter 262 niedrig zu werden und folgt dann dem anderen Eingang PCLK. Die positive Flanke vcn A1 taktet einen Flippflopp 264, dessen Q-Ausgang TCXK ist. Das TCXK-Signal taktet auch den Skalenkreis 266 auf ins Negative gehenden Flanken. Die Aufgabe des Skalenkreises 266 besteht darin, die Zahl vcn Bits pro Wort zu zählen, einschließlich des Sync-Wortes. Nach neun zehnmaligem Takten sind die Ausgänge B₁, B- und B_ vcn Skalenkreis 266 sänfcLich hoch, und im Ergebnis wird der Ausgang B8 von einem NAND-Gatter 268 niedrig. Einen Halbzyklus von FCIK später wird A1 niedrig und läßt damit den Ausgang A2 vcn Gatter 27o hoch werden. Der A2-Impuls setzt Flippflopp 26o über Gatter 272 zurück und damit setzt er E' zurück. Signal A2 bewirkt außerdem, daß im Gatter 274 ein A2-Impuls und im Gatter 276 ein A4-Impuls erzeugen werden. Der letztgenannte Impuls setzt Flippflcpp 264 und Zähler 266 zurück. Zusätzlich addiert das Signal A2 eine Zählung zu einem Wortzähler 278. Wenn FdK das nächstemal niedrig wird, wird E¹ wieder hoch, und der Prozeß wiederholt sich. Am Ende von fünf Worten lassen die Q₁- und Q .,-Ausgänge des Wortzählers 278 den Ausgang D5 von Gatter 28o niedrig werden. Die nächste positive FCIK-Flanke geht durch Gatter 282 und wird den Mcnoflopp triggern, bestehend aus Gatter 284 und 286, um den RST-Impuls zu erzeugen. Der RST-Impuls stoppt den FCLK von den Te lerne triekreisen 34 ab und setzt alle Flippflopps und Skalenkreise in dem Schnittstellenkreis 78 zurück.

Der Ausagng C2 von Gatter 288 ist eine Serie von 18 negativen Impulsen, deren Anstiegs flanken die Grenzen von 17 Bits in einem Wort markieren. Damit C2 niedrig wird, muß der Ausgang B6 von Gatter 29o hoch sein, eh. entweder der B2-oder der B5-Ausgang von Zähler 266 müssen niedrig liegen, TdK muß hoch sein und A1 muß niedrig sein. Dar B6-Ausgang liefert das Wort/Sync-Intervall durch Abfall auf niedrigen Pegel zum Abstoppen des C2-Impulses. Die DATA-A1-und TCIK-Signale werden an Gatter 292 angelegt zum Erzeugen des d-Signals. Damit C1 auftritt, muß DATA hoch sein, während A1 und TCIK beide auf niedrigem Pegel sind. Das C1-Signal liegt, wein es auftritt, halbwegs zwischen C2-Impulsen. Ein Signal C3 ist eine invertierte Mischung von C1- und C2-Impulsen, erzeugt im Inverter 294, und gelangt an den Kollektor eines Transistors 296.

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Die Wellenform E' geht an die Transistorbasis. Der Ausgang (SIG) dos Transistors an seinem Emitter wird angelegt an den Emitter eines ähnlichen Transistors im Telemetriekreis 34. Wenn die Telemetrie die SIO Leitung benutzt, ist das E'-Signal niedrig, so daß der Transistor 296 wie ein offener Schaltkreis wirkt. Ähnlich ist, wenn der Schnittstellenkreis SIG sendet, ein entsprechender Transistor im Telemetriekreis 34 gesperrt.

* Man erkennt demgemäß, daß ein POK-Signal vom Telemetriekreis 34 das TCIi<-Signal erzeugt, welche die Daten aus den Speichern und dem Sync/Statuskreis durch den Telemetrieschnittstellentransistor 296 zum Telemetriekreis 34 selbst verschiebt. Während dieser Zeit wird die Zahl von Bits in jedem Wort gezählt und gesteuert und ebenso die Zahl von Worten in jedem Rahmen.

Die bevorzugte Prozedur für die Berechnung von •'f' aus den Nah-Datektorzählraten N--N₁₆ wird nun beschrieben.

Wie oben erwähnt, akkumulieren die Signalzählkreise 38 an der Erdoberfläche die Zählratendaten während einer Zeit Δ t, bevor die Daten zum Pufferspeicher 4o übertragen werden und rückgesetzt werden zum Beginn einer neuen Zählsequenz. Demgemäß sind die Zählstände pro Zeitgatter, d.h. N₁-N₁₆, für die Nah-Gatter NG₁-NG₁₆ und F₁-F₁₆ für die Femgatter FG₁-FG₁₆, wie sie zum Speicher 4o und zum Rechner 42 übertragen werden, nicht wirkliche Zählraten, sondern einfach die akkumulierten Zählungen innerhalb jedes Gatters über die Datenakkumulation Δ t. Wenn demgemäß in der nachfolgenden Erörterung auf die Datensymbole N₁-N₁₆ bzw. F₁-F₁₆ Bezug genommen wird im Zusammenhang mit der Berechnung von ΎΊ so versteht es sich, daß diese Ausdrücke Totalzählstände über den Zeitraum At repräsentieren, je nach dem zu unterscheiden von den Zählraten, erzeugt für die entsprechenden Zeitgatter in den Skalenkreisen in der im Bohrloch befindlichen Sonde. Zu diesem Zweck ist ein interner Taktgeber in der Oberflächeneinrichtung vorgesehen zum Messen der Dauer Δ t für jede Akkumulaticnsperiode, um so genaue Zählraten für jedes Gatter zu erhalten.

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In grcben Zügen ergibt sich die folgende Prozedur bei der Berechntng von T" und der nachfolgenden Auswahl des Skalenfaktors F: Neue Werte von T werden periodisch für jeden Detektor berechnet, basierend auf den Verhältnissen R, gebildet für jeden Detektor aus den entsprechenden Netto- (hintergrundkorrigierten) Zählraten, wie sie an der Erdaberfläche über die Periode Δ. t akkumuliert worden sind, aus ausgewählten Sätzen vcn Zeitgattern. Diese Werte werden nachfolgend als 7" _N für die Nah-Detektorwerte und als T" für die Fem-Detektorwerte bezeichnet. Wie ausführlicher weiter unten erläutert, gibt es vorzugsweise sieben Sätze von Gattern, jeweils entsprechend einem unterschiedlichen \ferhältnis R für jeden von vier Skalenfaktoren F. Die jeweilige Kombination von Gattern, welche das Verhältnis R ergeben, ist jene Konbination, die man findet für das Minimieren der Dispersion von T" bei einem gegebenen Intervall von T", gewählt als das Gültigkeitsintervall des entsprechenden Verhältnisses. Obwohl derselbe Satz von Gattern verwendet wird für die Berechnung sowohl von T"« als auch

p, wird er doch ausgewählt auf der Basis eines vorher gemessenen Wertes von nurT"_N und ist jener Satz, der gültig ist für solche Werte von T" für den gerade benutzten F-Wert. thter Verwendung der so identifizierten Gatter worden die Verhältnisse R, und Rp berechnet. Die neuen Werte von T^_n und T~*_ werden dann berechnet gemäß linearen Gleichungen in der Form

T"= a + b R"¹ (1)

worin a und b Koeffizienten sind, welche eine lineare Beziehung zwischen R~ und Ύ innerhalb des Gültigkeitsintervalles für jenes bestimmte Verhältnis R etablieren. Die Werte von a und b für jedes Verhältnis werden vorberechnet und im Rschner gespeichert in Form von abrufbaren Daten. Danach werden die Kriterien für die Bestimmung, ob eine Änderung des Skalenfaktors F erforderlich ist, untersucht, basierend auf dem neuen Wert vcn T" gemäß Gleichung (1). Wenn festgestellt wird, daß der Skalenwert F geändert werden muß, wird das entsprechende Kommando nach unten zu den Steuerkreisen 33 übertragen zur Auswahl des neuen F-Wertes, wie oben beschrieben. Vorzugsweise werden die Kommandos zur Änderung von F nur zu Beginn einer neuen Datenakkumulaticnsperiode

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At ausgesandt, um eine Datenmischung nut zwei unterschiedlichen F-Werten zu venneiden.

Diese Prozedur wird natürlich wiederholt ausgeführt während eines Meßdurchganges, wobei die neuen Werte vcn T_n und Ti. am Ende jedes Akkumulaticnsintervalls At berechnet werden und neue Werte für den Skalenfaktor F nach Bedarf ausgewählt werden. Da, wie erwähnt, Kommandos zur Änderung von F nur zu Beginn einer Akkumulaticnsperiode ausgesandt, werden, und da die T-Berechnung und die F-Auswahl durchaus einen merkbaren Bruchteil einer Akkumulaticnsperiode benötigen können, können Kommandos zur Änderung von F in das Bohrloch zu Beginn jeder zweiten Akkumulaticnsperiode übertragen werden. Beispielsweise kann für eine typische Uitersuchungsgeschwindigkeit vcn 600 m pro Stunde die Akkunulaticnszeit A t an der Erdoberfläche etwa 1 Sekunde betragen, um Akkumulaticnszeiten Δ- t und demgemäß T-Messungen zu liefern entsprechend Tiefenintervallen von 15 an. Änderungen von F könnten demgemäß sogar alle 3o an Tiefe erfolgen, was durchaus hinreichend ist, um selbst den schnellsten T'-Änderungen, die normalerweise beobachtet werden, zu folgen, d.h. etwa I00 Mikrosekunden pro 3o an.

Unter Bezugnahme auf Fig. 13A, 13B und 14 soll nun die Art und Weise beschrieben werden, gemäß der eine Bank vcn Gattersätzen zur Bestimmung der Verhältnisse R, und Rp und der entsprechenden Werte für die Koeffizienten a und b zwecks Berechnung von T"" nach Gleichung (1) entwickelt werden. Ein prinzipielles Ziel der T'-Berechnung besteht darin, die statistische Genauigkeit des Wertes von T"zu optimieren, den man erhält, und deshalb ist es wünschenswert, soviele \ferhältnisse wie möglich zu benutzen, um die statistisheLnsicherheit des Ergebnisses herabzusetzen, doch jedes \ferhältnis nur innerhalb seines T^-Gültigkeitsbereiches zu verwenden. Un festzustellen, welche \ferhältnisse optimale statistische Genauigkeit vcn T" innerhalb des interessierenden Bereiches zur Folge haben, müssen einige vorläufige Bestimmungen vorgenorrroen werden. Zunächst ist es wünschenswert, eine frühe nicht expcnentielle Dämpfung der Therncneutrcnenkcnzentraticn zuzulassen. Dies geschieht dadurch, daß man das erste Gatter in jedem Satz als dasjenige wählt,

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das höchstens so nahe wie möglich zu einem Zeitpunkt beginnt gleich dem Doppelten des vorhergehenden T\, nach dem Ende der Neutronenbestrahlung. Zweitens sind die Gatter, die im Zähler verwendet werden, und die Gatter, die im Nenner benutzt werden, vorzugsweise zeitlich anei η ander anschließend. Dies ist äquivalent zur verwendung von Zählungen aus nur einem Gatter für jeweils den Zähler und den Nenner, etwa das Gatter Λ T- in Fig. 13A und das Gatter /\ f- in Fig. 13B. Im \ferfplg dieser Ausgangspunkte werden die Anzahl und Identität der Gatter, die in jedem Term des Verhältnisses eingeschlossen sind, empirisch bestimmt. Nach dieser Vtorausstufe wird die mittlere Zählrate in jedem Gatter aus der Gleichung bestimmt:

_A(l-· Β/τ) -T_17x .· e-^Tj/T)

Nij - _ -

. - (χ-«-^τΒ/τ)

worin Ni j die mittlere Anzahl von Zählungen pro Sekunde in einem Gatter repräsentiert, das zu einem Zeitpunkt T. beginnt und zu einem Zeitpunkt T. endet, relativ zum Ende der Neutronenbestrahlung, T bzw. T die Dauer bzw. Wiederholungsperiode der Neutronenbestrahlung sind und (wenn die Zeiten ausgedrückt werden in Einheiten von Sekunden), A die Gesamtzahl von Abklingsignalzählungen ist, die erfaßt würde nach einem einzigen langen Neutronenimpuls (T_,> >T'), während B^ die Gesamtheit der Hintergrundzählungen pro Sekunde ist, wenn ein stetiger NEutronenfluß mit derselben Intensität wie jener angenomtBn würde, der während der Neutronenbestrahlung T_n auftritt.

A hängt ab von der Neutrcnenspitzenausbeute und der Detektorgröße, seinem Wirkungsgrad und den Abständen, ebenfalls wie von den Sondenumgebungsbedingungen. B_Q hängt von allen vorgenannten Größen ab und zusätzlich von der Zeit, da der Hauptbestandteil von E mit einem Natriumjodiddetektor die 25-MLnuten-Neutronenaktivierung von Jod

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im Detektorkristall ist. lypische beobachtete Werte von A₀ reichen von 5o bis 1oo Zählungen für den Nah-Detektor und von neun bis 25 Zählungen

4 für den Fern-Detektor. B bildet bis zu 5 χ Io Zählungen pro Sekunde

4
für den Nah-Detektor und o,6 χ 1o Zählungen pro Sekunde für den Fem-Detektor.

Ihter verwendung von Gleichung (2) werden die Gatberzählratcn für einen gegebenen F-Wert berechnet. Beispielsweise für F = 1, T" = 137.5 MLkrosekunden, A = 5o Zählungen und B = 4 χ Io Impulse pro Sekuide und unter Verwendung der Gatterzeiten und Dauern gemäß Fig. 2, erhält man die folgende Zählratentabelle:

Tabelle V

Gatter Netto-Impulse Hintergrund-Im- Gesamtimpulse pro Sekunde pulse pro Sekunde pro Sekunde

4	453.9	55.4	509.3
5	693.9	110.8	804.7
6	482.4	110.8	593.2
7	335.2	110.8	446.0
8	233.0	110.8	343.8
9	274.6	221.7	496.3
10	132.8	221.7	354.5
11	64.1	221.7	285.8
12	31.1	221.7	252.8
13	22.2	443.3	465.5
14	5.2	443.3	448.5
15	1.3	443.3	444.6
16	0.2	443.3	443.5

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-JW-

In Tabelle V ist die Hintergrundzählrate als die Sunme der Zählraten vcn den Gattern G..5 und G., angegeben, wie sie sich proportional auf jedes Gatter verteilt. Da die Gatter G₁- und G₁₆ jeweils 2oo Mikrosekunden lang sind, beträgt die Hintergrundzählrate für die Gatter G₁₃ und G₁^, die jeweils ebenfalls 2oo Mikrosekunden lang sind, die Hälfte der Gesamtheit von G- und G ,., die Hintergrundzählrate

j j 1b

für die Gatter G₉-G₁ mit I00 Mikrosekunden Dauer ist ein Viertel von der Gesamtzeit in den Gattern G₁- und G_{1 c} usw.

J-) Jo

Ein vernünftiger Satz von Gattern wird dann ausgewählt, und die Bruchteilsstandardatweichung CT^p/R im \ferhältnis R der Zählraten vcn diesen Gattern wird berechnet gemäß:

oR * /

KJ

R ■ "■ - °^D

(3)

worin N_x. der Nettozählratenzähler und EL der Nettozählratennenner ist Die Standardabweichungen in der Zählerzählrate CT., und der Nennerzählrate Gf _D sind gegeben durch

(4)

Hd

(5)

worin N_n die Zählerhintergrundzählrate ist, D₀ die Nennerhintergrundzählrate, B die Sunme der Zählraten aus den Gattern G₅ und G₁₆ ist, N„ die Summe von N_n und N_ß ist und D^, die Summe von EL· + EL ist.

QitEr \ferwendung von Gleichung (3) wird die Bruchteilstandardabweichung O^ VR des Verhältnisses berechnet für verschiedene unter-

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29A1b35

schiedliche Hlntergrundglattingszeiten, z.B. 1, 2, 4 und 8 Sekunden. Beispielsweise ist für die Daten der Tabelle V der Ausdruck "·. B/B in Gleichungen (4) und (5) o,o336 für eine Einsekundenmittlungszeit, Ixträgt jedoch nur die Hälfte davon, nämlich o,o186 für eine Viersekundenmittlungszeit. Mit den so erhaltenen Q-'p/R-Werten wird die Bruchtcilsstandardabweichung 6"W T" in Y berechnet durch:

K oR
R

worin:

K *

(T₂-Ti) - AT

worin T₁, T_, T- und T₂ die Dauern und Zeiten des Zähler- bzw. Nennorgatters sind, betrachtet als einzelne lange Gatter in der Art der Darstellung nach Fig. 13A und 13B.

Wiederholte Lösungen der Gleichungen (3) und (6)erfolgen für unterschiedliche Gattersätze, und die jeweils entsprechenden K-Werte aus Gleichung (7), bis man ermittelt hat, wo das Minimum von ö"f / ' liegt. Hier können Kompromisse erforderlich werden, da ein Verhältnis (Gattersatz), der die besten Resultate mit einer bestinmten Hintergrundglättungszeit ergibt, nicht optimal sein kann mit einer anderen.

Als Beispiel wurden sechs unterschiedliche Gattersätze mit sich jeweils ergebenden unterschiedlichen Verhältnissen R für den Fall der Tabelle V ( T = 137.5 Mikrosekunden und F=D ausgewählt und nachfolgend in Tabelle VI aufgelistet. Die Ergebnisse, die man aus den Gleichungen (3) und (6) erhält,werden gegenübergestellt jedem Verhältnnis, sowohl für die Einsekunden- als auch für die Viersekundenhintergrundglättungszeit. Die erhaltenen K-Werte durch Lösung der Gleichung(7)

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sind ebenfalls für jedes Verhältnis angegeben.

Tabelle Vt

1-Sek.-Hintergrund- 4-Sek.-Hintergnnd-

ermittlung ermittlung

Verhältnis K o_R/RcT/r o_R/R σ_τ/τ

(1) · G₁₁-KJ₅ .553 7.33% 4.05% 6.58% 3.64%

(2) G₄+G₅ .722 5.72%. 4.13% 5.35% 3.86*

G7+Gj+Gj+GjQ

(3)_ Gi»+G₅ .527 7.94% 4.19% 6.87% 3.62% G_e+G₉+G₁₀+G_lL+G₁₂

(4) Gu+G. .670 6.02% 4.03% 5.47% 3.67%

.599 7.15% 4.28% 6.37% 3.81*

Ge+G9+GlO+GlI (6) Gw+Gs .598 6.92% 4.14% 6.43% 3.84%

Wie man erkennt, ergeben die Verhältnissed)und(4) nahezu die gleichen Minimunwerte CVVITl wenn der Hintergrund über eine Sekunde gemittelt wird, während bei der Mittlung über vier Sekunden, die Verhältnisse (1) und (3) die besten sind mit Verhältnis (4) dicht dahinter. Deshalb wäre in diesem Fall das Verhältnis (1) das bevorzugt anzuwendende Verhältnis, wo T innerhalb der Nachbarschaft von 137.5 Mirkrosekunden liegt und F = 1 ist (siehe auch Tabelle VII unten). Die Daten der Tabelle VE zeichen außerdem, daß es keine sehr große Variation zwischen den besten und den schlechtesten Werten von G^/^uber alle Verhältnisse gibt. Dies liegt daran, daß die entsprechende Variation bei K die Tendenz, die Variation vcn β" p/R bei denen usrschiedenen Verhältnissen zu kompensieren.

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Tabellen ähnlich Tabelle V und VI werden außerdem für die anderen Ys innerhalb jedes -Bereichs angefertigt und für alle anderen T -Bereiche über den gesamten interessierenden Bereich, beispielsweise vcn 5o Mikrosekunden bis 6co MLkrosekunden. Im allgemeinen werden Berechnungen vorzugsweise für drei 'Ys innerhalb jedes T-Boreiches durchgeführt, zwecksmäßigerweise den Mittelwert und jeweils einen Wert nahe oder bei dem Ende des Bereiches. Beispielsweise könnm für den T"-Bereich von 131.3 - 143.8 Mikrosekunden Berechnun<ien durchgeführt werden für "is von 131 Mikrosekunden, 137.5 Mikrosekunden und 144 Mikrosekunden. Das Verhältnis, das am besten^Wf über dem gesamten T"-Bereich minimal macht, wird dann gewählt als dasjenige, daß für den bestimmten Bereich anzuwenden ist.

Der gleiche Prozeß wird wiederholt für die verbleibenden F-Werte vcn 1/"\T~3~, ITT und 3, um so eine vollständige "Bibliothek"von Verhältnissen für alle diese Skalenfaktoren aufzubauen. Die Tabellen V und VI, was hier in Erinnerung gerufen werden soll, repräsentieren nur einen einzelnen F-Wert, nämlich den Wert F = 1,und nur einen einzelnen T-Wert, z.B. T= 137.^r> Mikrosekunden.

Man wirddfeshalb verstehen, daß die vorstehenden Berechnungen zu einer Aizahl von Verhältnissen oder Gattersätzen für jeden Friert führen, wobei jedem Verhältnis ein bestimmter T-Bereich zugeordnet ist, wie oben erwähnt. Die Anzahl von Verhältnissen, die für jedes F Anwendung finden, wird abhängen von der Zahl der F-Werten, die verwendet werden, und vcn dem gewünschten Genauigkeitsgrad für Ύ . Mit vier Fs hat es sich als bevorzugt erwiesen, sieben Verhältnisse für jeden F-Wert anzuwenden. Diese Zahl vcn Verhältnissen ermöglicht eine präzise Berechnung vcn T über den gesamten T'-Bereich, zugeordnet mit jedem F-Wert. Die bestimmten 7*-Grenzen für jedes Verhältnis und für jeden F-Wert können sich natürlich von jenen, die hier beschrieben wurden, und nur als Beispiel zu verstehen sind, unterscheiden.

In Übereinstimmung mit den vorstehenden Ausführungen kann eine beispielsweise Aufstellung von Verhältnissen für den gesamten T'-Bereich von etwa 5o Mikrosekunden bis etwa 6oo Mikrosekunden die folgende

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-TO-

Gastalt annehmen, wobei aus Vereinfachungsgrühden das Syntool G für die Gatterzahlen weggelassen ist:

Tabelle VII

T- Bereich	*u/T* tt ti •ι η ft •t	Verhältnis R	Gleichung für Ύ
τ < 61.3 y« 61.3 - 68.3 63.S - 7S.8 73.· - 83.0 83.0 - 93.S 93.1 - 103.3 T > 108.3	1 H H M M H I«	*ι:**	Γ - 21.9 + 40.4 R"¹ t - 27.9 + 42.2 r"¹ T - 33.6 + 43.9 r"¹ T - 35.4 + 71.6 r"¹ T - 39.0 + 94.3 r"¹ T - 30.9 + 75.2 r"¹ T - 36.5 + 95.0 r"¹
T < 106.3 • 106.3 - US.β 118.8 - 131.3 131.3 - 143.8 143.8 - 162.5 162.5 - 187.5 t > 187.5	. 5+6+7+8+9 2+3	τ - 38.0 + 69.9 R^-1 T - 48.4 + 73.1 R"¹ T - 58.2 + 76.1 r"¹ T · 61.3 + 124.1 r"¹ τ - 67.6 + 164.2 R"¹ T - 53.6 + 130.3 r"¹ T - 63.2 + 164.6 %~^Χ
	6+7+B+9+1O 3+'4.
7+8+9+1C+-U 4+5
*S+rLO+il 5+δ**
9+10+11+12 • 6+7
9+10+11+12+13 7+8
10+11+12+13
1+2
5+6+7+8+9 2+3
fc+7+a+'j+io 3+4
7+S+9+1U+U 4+S
8+9+10+11 5+6
9+1O+U+12 6+7
9+10+11+12+13 7+8
10+11+12+13

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-So-

Tabelle VII (Fbrtsetzing)

T < 12'..0 us 184.0 - 205.7 20S.7 - 227.3 227.3 - 249.0 29.0 - 281.5 281.5* - 324.8 T > 324.8	Il Il ·« ti ti H	5K>-7+ti+9 M	T - 65.3 + 121.1 R"¹ T- 83.7 + 120.7 ff τ - 100.9 + 131.3 R~' T - 106.2 + 215.0 R~' T - 78.9 + 266.0 R~^l T - 72.7 + 265.5 R~' T - 109.4 + 285.0 R"¹
T < 318.8 318.8 - 336.3 354.3 - 393.3 393.8 - 4)1.3 431.3 - 4S7.5 437.5 - 562.5 T > 562.5	3 ti ■ H ti It •t ··	6+7+3+9«· 10	T - 114.0 + 209.7 R"¹ τ - 145.0 + 219.4 R~' T - i:i.O + 206.) R"¹ τ - 136.2 + 305.1 a"' Y - 136.7 + 461.0 R*' T - 126.1 + 460.0 a"' T - 139.5 + 494.0 IT'
	7+Ö+9+1O+U 4+5
8+9+10+U 5+6
8+9+lC+ll 6+7
9+10+11+12 7+8
10+11+12+13
1+2
5+6+7+3+9 2+3
6+7+8+9+10 3+4
6+7+3+9+10 4+5
7+S+y+l'J+U 5+ft
3+0+lü+ll M-7
«»+10+11+12 7+S
10+11+12+1J

Es gibt keine einfache Beziehuig zwischen R und V, aus der
man T^ direkt ableiten kennte, wenn einmal das Verhältnis berechnet
worden ist. Da jedoch jedes Verhältnis R nur über einen begrenzten Bereich van ¹V Anwendung findet, kann eine lineare Beziehung zwischen R und T* festgelegt werden, welche eine gute Annäherung an die wirkliche Beziehung zwischen diesen Größen darstellt. Beispielsweise ist die gestrichelte Kurve gemäß Fig. 14 ein Beispiel für die wirkliche Beziehung zwischen ¹Vund R , gegeben durch die Gleichung:

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^T Vi -

T₂ - T₁ / -ΔΤ_;

η — a " \ .L — tS / '"'

worin die Ausdrücke At₁, Δτ., T. und T- entsprechend Fig. 13A und 13B definiert sind.

Gleichung (8) wird gelöst mit angencranenen Vierten von T" über den Bereich 5o Mikrosekunden bis 2oo Mikrosekunden unter Verwendung der Gattersätze (G₄ + G₅)Z(G₈ + G₉ + G₁₀ + G₁₁), worin G = 25 Mikrosekunden, G₅ und Gg = 5o Mikrosekunden und G₉, G- und G₁₁ je I00 Mikrosekunden betragen, und die Kurve 298 gemäß Fig. 14 ist das Ergebnis. In diesem Falle ist F = 1. Aus Tabelle VII ergibt sich, daß der Bereich der gestrichelten Kurve 298, innerhalb dessen die höchste Genauigkeit für T^- erforderlich ist, von 131,3 Mikrosekunden bis 143,8 Mikrosekunden reicht, und dies ist das T""-Gültigkeitsintervall für den betreffenden Gattersatz und den F-Wert, welche durch die Kurve 298 repräsentiert werden. Demgemäß wird die ausgezogene gerade Linie 3oo gemäß Fig. 14 verwendet, um sich diesen Punkten so dicht wie itöglich anzunähern, indem die T"¹ und R -Vierte gemäß Gleichung (1) für jeden dieser Punkte eingesetzt werden und die resultierenden simultanen Gleichungen für die Werte der Koeffizienten a und b gelöst werden. Dies ergibt für das Beispiel nach Fig. 14 einen Wert a von 61,3 und einen Wert b von 124.1.

Eine lösung der Gleichung für Kurve 3oo in Fig. 14, d.h. T'= 61,3 + 124,1.R~¹ für die R~¹-Werte, verwendet für die Darstellung nach Fig. 14, ergibt berechnete T^Werte gemäß Tabelle VIII, aus denen man erkennen kann, daß die Genauigkeit des berechneten ¹X +; 1% oder besser ist über etwa einen 2-zu-1- T"-Bereich, nämlich von I00 Mikrosekunden bis 2oo Mikrosekunden.

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	- S? -	2
	-T3-
	Tabelle VIII	Berechnetes T (MLkrosek.)
Wahres T^ (Mikrosek.)	R-¹	66.1
50	0.0388	80.2
75	0.1520	100.9
100	0.3194	115.2
115	0.4340	1Z5.0
125	0.5133	137.5
137.5	0.6139	150.0
150	.0.7147	174.6
175	0.9126	198.0
200	1.1014

Die Werte der Koeffizienten a und b für die verbleibenden Formationen vcn F und die Gattersätze genöß Tabelle VII werden in gleicher Weise bestürmt zum Aufbau der vollständigen "Bibliothek" von Ausdrücken nach Gleichung (1) zur Verwendung beim Auflösen nach T^j und Tp, basierend auf entsprechend gemessenen Werten von R_n und Rp. Diese Ausdrücke sind ebenfalls in Tabelle VII gegenüber den entsprechenden Verhältnissen aufgelistet und werden ebenfalls im Rechner 42 in Korrespondenz mit den zugeordneten F-Werten und Vferhältnisgattersätzen gespeichert. Es versteht sich, daß die Werte der Koeffizienten a und b sich von denen nach Tabelle VII unterscheiden, wenn andere F-Werte als 1/ ~\Γ~3, 1, -^T und 3 verwendet worden, oder wenn abweichende Gatter für die Bestimmung der Verhältnisse R eingesetzt werden.

Wie erwähnt, sind die Zählraten für die verschiedenen, bei der Berechnung der Verhältnisse R. und Rp eingesetzten Gatter Nettozäh1-raten über der Akkumulaticnsperiode Δ τ. Un die Nettozählraten zu erhalten, ist es notwendig, die Hintergrundzählrate zu bestimmen und den entsprechenden Betrag von den Bruttogatterzählraten zu subtrahieren.

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Da die HintergrundzähIrate unbekannt und variabel ist, muß sie abgeschätzt werden. Da die Hintergrundzählraten im allgemeinen sich langsam ändern, ist es zulässig, sie über einen relativ langen Zeitraum zu mitteln, d.h. 4-8 Sekunden im \fergleich mit einer normalen Akkumulaticnsperiode

Δ T vcn einer Sekunde für die Bruttogatterzählrate. Es hat sich gezeigt, daß für die vier ersten Sätze von Gattern und Gleichungen für jeden P-Wert nach Tabelle VII es genügt, anzunehmen, daß Gatter 15 und 16 nur Hintergrundsignal enthalten, und die Bruttozahlenraten N₁₁. und N₁- van diesen Gattern einfach akkumuliert und gemittelt werden können über die Hintergrundakkumulationsperiode und danach subtrahiert werden können von den Bruttozählraten für die Gatter, die für die Bestimmung der \ferhältnisse eingesetzt werden. Im Falle der letzten drei Gattersätze und Gleichungen für jeden P-Wert jedoch hat es sich als erforderlich erwiesen, die Koeffizienten a und b nachzujustieren zwecks Korrektur hinsichtlich des Vorhandenseins eines kleinen, jedoch signifikanten Betrages des Dämpfungssignals in den Bruttozählraten der Gatter 15 und 16. Die Art und Weise, in der diese Hintergrundkorrektur erfolgt, kann dargestellt werden durch Betrachtung als Beispiel des Falles von F = 1 und R (G- + Fg)Z(G₁ +G^+G^+G^). Zunächst müssen die wahren mittleren Zählraten N-, N_ft, N₁ usw. in jedem der Gatter G₇, G_ft, G₁ usw. bestimmt werden. Dies kann, wie oben beschrieben, gemäß Gleichung (2) erfolgen. Für das hier gewählte Beispiel und mit der Annahme T'= 185 MikroSekunden, A = I00 und F = 1 und bei Verwendung der Neutronenbestrahlungs- und Erfassungsgatterzeiten nach Fig. 2, ergibt die Gleichung (2) die folgenden "wahren" Abklingsignalzählraten (in Impulsen pro Sekunden) in jedem der interessierenden Gatter: N₇ = 881,0, N_g = 672,3, N₁₀ = 526,9, N₁₁ = 3o6,8, N₁₂ = 178.8, N₁₃ = 164,8, N₁₅ = 18.9 und N₁₆ = 6,4. Die Größe des Abklingsignals, die von einem 2oo-Mikrosekunden-Zeitgatter entsprechend dem Hintergrund deshalb abzuziehen wäre, betrüge (N., + N₁₆)/2= 12,65 Impulse pro Sekunde. Dies gäbe scheinbare "Netto-" Zählraten (in Impulsen pro Sekunde) für die interessierenden Gatter entsprechend N -(Netto) = 881,o - 12, 65/4 = 877,8, N_g = 672,3 - 12,65/4 = 669,1, N₁₀ = 526,9 - 12.65/2 = 52o,6, N₁₁ = 3o6,8 - 12.65/2 = 3oo,5, N₁₂ = 178,8 - 12.65/2 = 172.5 und N₁₂ = 164,8 - 12.65 = 152.2. Ähnlich ergäbe für T'= 21o Mikrosekunden (alle anderen Parameter

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gleichbleibend angenanien)die Gleichung (2) wahre Abklingsignalzählraten (Inpulse pro Sekunde) von N_ = 1o19.2, N₀ = 8o3,o, N, = 7o2,8, N₁₁ =

/ ö IO Il

436,8, N₁₂ = 271,6, N₁₃ = 273, N₁₅ = 4o,6 und N₁₆ = 15.7. Aufsuttmieron der Zählraten von Gattern G₁₅ und G₁₆ und Division durch zwei, das Abklingsignal subtrahiert zusatmen mit dem Hintergrund von einem 2co-Mikrosekundengatter zum Ableiten der Nettozählrate, würden 28, Γ> pro Sekunde ergeben. Die entsprechenden Nettozählraten (in impulsen pro Sekunde) sind demgemäß N₇ = 1o12,2, N₃ = 796,0, N₁ = 688,7, N^ = 422,7, N₁₂ = 257,5, N₁₃ = 244,9.

Mit Bildung des Verhältnisses R = (N- + N_Q)/(N, +N₁ ..+N₁₀-HSl₁ J

/ ο IO \ I \i. U

für beide T = 185 Mikrosekunden und T= 21o MikroSekunden ergibt entsprechende Vierte von R von 1.35o bzw. 1.12o5 mit entsprechenden Werten von R zu o,74o7 und o,8925. Die zwei Sätze von s und Rs können dann verwendet werden für die lösung entsprechend den nachkorrigierten Werten für die Koeffizienten a und b der Gleichung (1). Dies ergibt a = 63,ο und b = 164,7, so daß, wenn die Gatter G₁. und G₆ für den Hintergrund verwendet werden, die resultierende Gleichung für die Gatter- +N^+N^+N^) ist gleich T"= 63,o + 164,7 .R~¹. Dies

ist nicht ganz identisch mit der Gleichung für diesen Gattersatz gemäß Tabelle VII, da jene Gleichung so aufgebaut wurde, daß sie der Kurve der wahren -Werte über R bei T's von 187 Mikrosekunden und 212,5 Mikrosekunden entsprach, während T s von 185 und 21o verwendet wurden für den Zweck dieses Beispiels. Die Unterschiede zwischen den beiden Gleichungen sind jedoch ziemlich gering. Man erkennt deshalb, daß das Vorhandensein des Abklingsignals in den Hintergrund-GatternG ₅ und G₁₆ zutreffend berücksichtigt wurde in der vorbeschriebenen Weise für jeden der letzten drei Gattersätze und Gleichungen für alle

Gleichung (7) für K unterstellt, daß kein signifikantes Abklingsignal in den Gattern G₁₅ und G₁₆, sondern nur Hintergrundssignal vorliegt. Eine altenative Methode für die Bestimmung von K, die benutzt werden kann, unabhängig davon, ob mit dem Hintergrund in den Gattern G und G₁₆ ein nicht vernachlässigbares Signal gemischt ist oder nicht, basiert auf der Berechnung eines A R~ mit dem entsprechend ΔΤ und Lösung nach K gemäß:

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Un beispielsweise K zu finden für den Fall vcn F = 1 und Ύ = 2oo MLkrosekunden unter Verwendung des Gattersatzes (G₇+G )/ (G. +G^+G^+G ) und weiter unter Verwendung der Gatter G₁₅ und G , für den Hintergrund werden die Werte vcn R berechnet wie zuvor unter Lösung der Gleichung (2) für die entsprechenden Gatterzählraten und unter Verwendung der Inversion des Verhältnisses für zwei Werte von 1", die gleichförmig im Abstand liegen beidseits des hier interessierenden T-Viertes, nämlich T= 2co Mikrosekunden. Beispielsweise mit T*- 213 Mikrosekunden bzw. 187 Mikrosekunden bei &T~ von 26 MikroSekunden erhält man Werte von R~ von o,91o5 bzw. o,7527 für ein T^ R~ vcn o, 1578. Für das mittlere T^von 2oo Mikrosekuidenist das mittlere R o,8316. K erhält man dann ohne weiteres gemäß Gleichung (8) durch Einsetzen von 2oo MLkrosekunden für ^j 8316 für R~¹, 26 Mikrosekunden für ΔΤ^ηφ, 1578 für Δ R^-"¹, was einen K-Wert von o,685 ergibt. Dieser Wert wird dann in Gleichung (6) benutzt zum Bestimmen der Bruchteilsstandardabweichung für

Wie eben erwähnt, werden die gleichen Zeitgatter verwendet für den Ferndetektor 26 und den Nahdetektor 24, nämlich NG₁ = FG₁, NG- = FGL,....NG₁₆ = FG₁₆, und derselbe F-Vfert, ausgewählt auf der Basis des neuen V wird ebenfalls für beide Detektoren eingesetzt.

N
Ähnlich wird t Jaerechnet, basierend auf dem gleichen Gleichungstyp für für ¹V , nämlich den Gleichungen nach Tabelle VII, jedoch natürlich unter Verwendung der Zählraten von den Femdetektorgattern. Die Hintergrundkorrektur der Femdetektorzählraten und der Koeffizienten a und b, falls erforderlich, wird in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, im Zusammenhang mit dem Nahdetektor vorgenommen. Da ¹T" die Tendenz hat, größer zu sein als T', ist das erste für die Berechnung von T" _ gewällte Gatter im allgemeinen kleiner als 2 χ Τ^,

Γ Γ

gerechnet vom Ende der Neutronenbestrahlung. Zwar beeinflußt dies nicht sehr stark den Wert von ^rl~~'_T, doch hat das öffnen der Femdetektorgatter eher als 2 χ T~_p den erheblichen statistischen Vor-

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teil merkbar die Zählraten in den Ferndetektcrgattem zu erhöhen. Wenn beispielsweise T*_F = 1,15'x^ ist, liegen die Ferndetektorzählraten F₁, F-...F., in der Größenordnung von1.3 mal höher als der Fall wäre, wenn τ-p gleich Tp wäre. Die Tatsache, daß Tp" größer ist als Tj^, führt zu einem relativ größeren Abklingsignal in den Gattern FG _Γ) und FG . Dieser Effekt ist jedoch nicht sehr signifikant, und t-„ könnte höchstens absinken als ein Ergebnis davon um etwa 1%, wenn Ti =1,15 T"«. Ein wesentlicher vorteil von T' liegt darin, daß es im wesentlichen frei ist von Neutronendiffusicnseffekten. Es ist deshalb sehr brauchbar für Anwendungsfälle, bei denen Diffusionseffekte Berücksichtigung finden müssen.

Wenn einmal τ~_Ν und T"_F bestimmt worden sind, können Z _N und 2j ρ ohne weiteres unter Verwendung der Gleichung

Σ = 455o (9)

berechnet werden, wobei Σ. in Einfangeinheiten und T"_N oder T~_F in Mikrosekunden angegeben sind.

Es kann auch erwünscht sein, ein verhältnis zu bilden, daß allgemein als H/iP-verhältnis bezeichnet wird, zwischen den Zählraten von bestimmten Nah- und Femdetektorgattern. Ein solches Verhältnis, aufgezeichnet über £„und/oder £ _,, ist anwendbar beim Ableiten scheinbarer Werte der Porosität und der Wassersalzhaltigkeit entsprechend LB-PS 3,971,935. Das verhältnis N/F kann unterschiedliche Formen annehmen, wird jedoch vorzugsweise gebildet von den Gattern, die für die Berechnung von 7* verwendet werden plus allen zwischenliegenden Gattern. Beispielsweise für den Fall von F = 1 und R = ^+G₇) /(G₉ ⁺G₁₀ ⁺G₁ y +^ 2*°13* wäre eine geeignete Form des Verhältnisses: N . M* ♦ M₇ ♦ Ma ♦ M» ♦ Hip ♦ Wu + M₁₂ + HlS ^

Fi ♦ Tl'+ F₈ ♦ F₉ + Fio ♦ ^Fll ^{+ P}12 * ^Tli

worin ^...N₁₃ und F_fi F₁₃ die Nettozählrafcen sind, gemittelt über die

Akkumulaticnsperiode Δ- t.

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Wie eben erwähnt, können die Telemetriekreise 34 tnd 36 ein geeignetes bidirektionales Telemetriesystem bilden, tnd die Einzelheiten desselben bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Es versteht sich, daß die vorstehenden Ausführungsbeispiele den Unf ang der Erfindung tnd deren Anwendbarkeit nicht beschränken.

Der wesentliche Inhalt der vorstehenden Beechreibuig soll nachstehend nach einmal kurz zusaimengefaßt werden.

Die Ihernoneutronenabkling- oder Dtbnpfungscharakteristiken einer Erdforneticn werden genessen durch Erfassen vcn Indikationen der Ihermoneuticnenkonzentraticn in der Formation wahrend eines auegewählten Satzes von zwei hteßintervallen, welche der Bestrahlung der formation mit ein·» Impuls schneller Neutronen folgen.

Diese Mißintervalle kennen aus einer Sequenz von aneinander anschlieesnden diskreten Zeitgattern bestehen, die beginnen nach einer diskreten Zeitverzögerung nach dem vorangehenden Neutronenimpuls und sich erstreckt über Im wesentlichen des Rest des Intervalles zwischen den Neutrcneninpulaen. Die Zeit gatter werden in eine Anzahl vcn Gruppen aufgeteilt. Die Dauern der einzelnen diskreten Zeit gatter innerhalb der Gruppen sind gleich, doch ist die Dauer der Zeitgatter progressiv zunehmend vcn Gruppe zu Gruppe in jeder Sequenz. Die Dauer des NeutrcnenlBpulses, die Zeitverzögerung zwischen den Impulsen und der Beginn der Sequenz und der einzelnen Zeitgatter können sämlich mittels eines gemeinsamen, aus einer endlichen Zahl vcn Skalenfaktorwerten ausgewhlten Skalen faktorwertes justiert werden.

Der jeweilige Satz von fteßintervallen, der verwendet wird, wird ausgewählt unter einer Anzahl möglicher Sätze in Funktion eines vorher gesessenen Wertes der Abklingcharakteristik. Jeder Meßintervallsatz wird nur über einen spezifischen Bereich von Abklingcharakteristikwerten eingesetzt, für weichen er bestimmt worden ist, entsprechend einer vorher ermittelten Beziehung zwischen den Abklingcharakteristikwert und einer Funktion der Thernoieutrcnenkonzentraticnsmessungen für den Satz, um so eine verbesserte statistische Genauigkeit in dem gemessenen Wert der Abklingcharakteristik zu liefern.

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Claims

Societe de !"'rospecticn Electric [ue Schlumberger,

Paris/Frankreich 2 9 A 1 5 3 S

Paten tansprüche

1J verfahren zun Bestiittnen des zeitlichen Abklingens oder der

Dämpfung thermischer Neutrcnen in einer Erdformaticn zwecks Messung der Iherrnoneutronenabklingcharakteristiken der Formation, bei welchem Verfahren die Erdformaticn mit einem diskreten Impulszug ("burst") schneller Neutrcnen während jedes einer Folge vcn Bestrahlungsintervallen bestrahlt wird, Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach jeder Neutronenbestrahlung erfaßt und entsprechende Signale erzeugt werden, und die Signale während einer Sequenz aneinanderanschlieflender diskreter Zeitgatter während eines Bestrahlungsintervalles übertragen werden, welche Sequenz nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung der Neutronenbestrahlung innerhalb des Bestrahlungsintervalles beginnt und sich über einen Abschnitt des Restes des Bestrahlungsintervalles erstzeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalifcertragungsschritt gesteuert wird in Abhängigkeit ναι einem Kommandosignal, '■das sich auf die Messung einer Therncneutronenabklingcharakteristik der Formation bezieht, basierend auf Indikationen der Ihermcneutrcnenkcnzentraticn, welche während eines oder mehrerer vorangehender Bestrahlungsintervalle in der Abfolge von Bestrahlungsintervallen erfaßt worden waren, derart, daß die Dauer jedes diskreten Zeitgatters, das innerhalb eines nachfolgenden Bestrahlungsintervalles auftritt, justiert wird um einen gemeinsamen, aus einer endlichen Zahl von diskreten Skalenfaktorwerten ausgewählten Skalenfaktor.
2. Vterfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Steuerschritt femer den Schritt umfaßt, daß die Dauer der diskreten Zeitverzögerung, die in dem nachfolgenden Bestrahlungsintervall auftritt, um den gewählten Zahlenfaktorwert justiert wird.

0300 !9/0674 _QR,_{GlNAL INSPEC}t_Ed
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Steuerschritt die Dauer der diskreten Neutronenüipulszüge, welche in dem nachfolgenden Bestrahlungsintervall auftreten, um den gewählten Skalenfaktorwert justiert wird.
4. verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz der Zeitgatter eine Mährzahl aneinanderanschließender Gruppen von Gattern umfaßt, wobei jede Gruppe selbst aus einer Mehrzahl diskreter, aneinanderanschließender Gatter besteht, und daß die Dauer der Zeitgatter im wesentlichen gleich ist innerhalb jeder einzelnen Gattergruppe und progressiv zunimmt von Gruppe zu Gruppe in der Sequenz.
5. verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der diskreten Zeitgatter innerhalb jeder Gruppe gleich ist der Anzahl von Gattegrppen in der Sequenz.
6. verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter in der Gattergruppe nach der erstauftretenden Gattergruppe in der Sequenz um einen endlichen Faktor größer ist als die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe in der Sequenz.
7. verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der endliche Faktor ein Vielfaches der Dauer der einzelnen Zeitgatter innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß vier Gruppen von Gattern in jeder Sequenz von Zeitgattern vorgesehen sind und vier diskrete Zeitgatter innerhalb jeder Gruppe, und daß der endliche Faktor, um den die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter in aufeinanderfolgenden Gattergruppen größer ist als jene der einzelnen diskreten Zeitgatter in der nächstvorangehenden Gruppe, zwei beträgt, wobei die Gatterdauer in der zweitauftretenden Gruppe das Zweifache der Gatterdauer in der erstauftretenden Gattergruppe beträgt, die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe das Zweifache der Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe ist, und die Gatterdauer in der viertauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe ist.

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9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der gewählte eine Skalenfaktor ausgewählt wird durch Ändern der Ausgangsfrequenz eines Mehrfrequenzoszillators in Abhängigkeit vcn dem Kommandosignal, wobei der Oszillator für jeden der endlichen Skalenfaktorwerte eine getrennte diskrete Ausgangsfrequenz aufweist.
10. verfahren zum Ermitteln des Abklingens oder der zeitlichen Dönpfung thermischer Neutronen in einer Erdformation, bei welchem die Erdformaticn mit einem diskreten Impulszug ("burst") schneller Neutronen bestrahlt wird, und bei dem Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Pormaticn nach der Neutrcnenbestrahlung erfaßt werden und Signale im Ansprechen darauf erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Signale von Detektoren während einer Zeitgattersequenz übertragen werden, die beginnt nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung der Neutronenbestrahlung und die eine Mahrzahl von aneinanderanschließenden Gruppen ναι Zeitgattern umfaßt,wobei jede Gruppe ihrerseits eine Mehrzahl von aneinanderanschließenden diskreten Zeitgattem umfaßt, und die Dauer der Zeitgatter im wesentlichen gleich ist innerhalb jeder getrennten Gattergruppe und progressiv zunimmt von Gruppe zu Gruppe in der Sequenz.
11. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl diskrter Zeitgatter innerhalb jeder Gattergruppe gleich ist der Anzahl von Gattergruppen in der Sequenz.
12. Verfahren nach Anspruch 1o oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen Zeitgatter in jeder Gattergruppe nach der erstauftretenden Gattegrppe in der Sequenz um einen endlichen Faktor größer ist als die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter innerhalb der nächstvorangehenden Gattergrppe in der Sequenz.
13. verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der endliche Faktor ein Vielfaches der Dauer der einzelnen Zeitgatter innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe ist.
14. verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vier Gruppen ναι Gattern in der Sequenz von Zeitgattem und vier diskrete

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Zeitgatter innerhalb jeder Gattergruppe vorgesehen sind, und daß der endliche Faktor, um den die Dauern der einzelnen diskreten Zeitgatter in aufeinanderfolgenden Gattergruppen größer ist als jene der einzelnen Zeitgatter in der nächstvarangehenden Gattergruppe zwei beträgt, derart, daß die Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer in der erstauftretenden Gattergruppe ist, die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe ist, und die Gatterdauer in der viertauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe ist.
15. \ferfahren zum Erfassen des Abklingens oder der zeitlichen Dämpfung

thermischer Neutronen in einer Erdformation zwecks Massung der Ihernoneutrcnenabklingcharakteristiken der Formation, bei welchem Verfahren die folgenden Schritte Anwendung finden:

(a) Bestrahlung der Erdformaticn mit einem diskreten Impulszug ("burst") schneller Neutronen mit dar Dauer T während jedes einer Aufeinanderfolge von Bestrahlungsintervallen,

(b) Erfassung vcn Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach jedem Neutrcneninpulszug und Erzeugung entsprechender Signale,

gekennzeichnet durch den Schritt:

(c) tJbertragen der Signale während einer Sequenz von aneinandergrenzenden diskreten Zeitgattem innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles, welche Sequenz nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutrcnenirapulszuges innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles beginnt und sich über im wesentlichen den gesamten Rest des Bestrahlungsintervalles erstreckt, und wobei zumindest eine Mshrzahl der diskreten Zeitgatter in der Sequenz zugeordnete Dauern aufweist, welche progessiv zunehmen mit der auf die Beendigung des Neutrcneninpulszuges folgenden Zeit voneiner kürzesten Dauer, die kleiner als T, bis zu einer längsten Dauer, die mindestens ebenso groß wie T ist.
16. Erfahren zur Messung einer Ihernoneutronenabkling- oder Dämpfungs-

charakteristik einer Erdformaticn, bei dem

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(a) eine Formation mit einem diskreten Impuls zug schneller Neutronen bestrahlt wird, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

(b) Auswählen in Funktion eines bekannten Wertes der Ihernoneutrcnenabklingcharakteristik der Formation, die zu messen ist, eines bestiirmten Satzes ναι zwei unterschiedlichen Meßintervallen nach jedem Neutrcnenimpulszug unter einer Anzahl solcher Sätze von zwei Meßintervallen, wcbei jeder solche Satz von Meßintervallen einem bestimmten Bereich der Vierte der Abklingcharakteristik zugeordnet ist und der bestimmte Satz vcxi Meßintervallen als derjenige ausgewählt wird, welcher dem Abklirigciiarakteristikwertebereich entspricht, der den bekannten Wert der Abklingcharakteristik einschließt,

(c) Messung von Indikationen der thermischen Neutronenken zentraticn in der Formation während jedes solchen Msßintervalles in dem gewählten Satz, folgend jedem Neutrcnenimpulszug,

(d) Bildung einer Funktion R der in Schritt (c) durchgeführten Messungen,

(e) Bestimmung eines neuen Wertes der Abklingcharakteristik in Funktion des Wertes der Funktion R gemäß Schritt (d), und

(f) Wiederholen der Schritte (a) bis (e) unter verwendung des neuen Wertes der Abklingcharakteristik, der in Schritt (e) bestimmt worden ist als bekannte Wert der Abklingcharakteristik im nächsten Schritt (b).
17. verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Formation mit einem diskreten Impulszug ("burst") schneller Neutronen während jedes einer Abfolge vcn Bestrahlungsintervallen bestrahlt wird, und daß die Funktion R aus den in Schritt (c) durchgeführten Messungen gebildet wird, akkumuliert über eine Mehrzahl von Bestrahlungsintervallen.
18· verfahren nach Ansprüchen 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abklingcharakteristik die thermische Neutronendämpfungszeitkonstante T* ist.
19. verfahren nach Ansprüchen 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) umfaßt:

vorläufiges Festlegen, für jeden Satz von Meßintervallen, einer

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emp irischen Beziehung zwischen der Abklingcharakteristik und dem Verhältnis R von Neutrcnenkcnzentraticnsmessungen für den betreffenden Satz, welche gültig ist über im wesentlichen den gesamten Bereich von Abklingcharakteristikwerten, der dem Satz vcn Maßintervallen zugeordnet ist, und Bestürmung des neuen Wertes der Abklingcharakteristik aus der empirischen Beziehung, die vorher festgelegt worden ist, für den Satz vcn Maßintervallen, der gemäß Schritt (c) ausgewählt wurde.
20. Jferfahnen nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die empirische Beziehung eine lineare Beziehung ist im wesentlichen der Form T=a + b .R , worin R der Kehrwert des Verhältnisses der Messingen ist, ausgeführt in dem gewählten Satz von Msßintervallen, und a bzw. b Konstanten sind, die T^und R in Beziehung setzen über den Bereich vcn T-Werten entsprechend dem gewählten Satz von Maßintervallen.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrittszeiten der Meßintervalle jedes Satzes von Meßintervallen derart gewählt werden, daß sich eine minimale Abweichung in dem Abklingcharakteristikwert ergibt, wenn er bestimmt wird in der durch die Schritte (c), (d) und (e) definierten Weise über im wesentlichen alle Abklingcharakteristikwerte über den gesamten Bereich von Abklingcharakteristikwerten entsprechend jedem Satz.
22. \ferfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erstauftretende der beiden Meßintervalle, das in Schritt (b) ausgewählt wird, zu einer Zeit im wesentlichen doppelt so lang nach Beendigung des Neutrcneninpulszuges beginnt wie der bekannte Wert der Abklingcharakteristik, der in Schritt (b) verwendet wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

(g) Auwählen in Funkticn des neuen Wertes der Abklingcharakteristik, der in Schritt (e) bestimmt worden ist, eines aus einer Anzahl diskreter Zahlenfaktorwerte F und

(h) Justierung der Dauern von mindestens den beiden Meßintervallen, die in Schritt (b) ausgewählt wurden, um den gewählten F-Wert.

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24. verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch den Schritt der Justierung der Dauer'jedes Neutrcneninpulszugs im neuen Schritt (a) um den gewählten F-Wert.
25. \ferfahnen nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl unterschiedlicher Abklingcharakteristikbereich für jeden Skalenfaktor F vorliegen und jedem solchen Bereich ein bestürmter Satz von zwei Meßintervallen zugeordnet wird, und daß der erwähnte bestimmta Satz vonzwei Meßintervallen, der im neuen Schritt (b) ausgewählt wird, derjenige Satz ist, welcher sowohl dem neuen Wert der Abklingcharakteristik gemäß dem vorhergehenden Schritt (e) zugeordnet ist, als auch dem erwähnten ausgewählten Wert von F.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß vier Skalenfaktorwerte F vorgesehen sind und sieben Sätze von Meßintervallen, welche Sätze sieben unterschiedlichen Bereichen von Abklingcharakteristikwerten für jeden F-Wert entsprechend.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalenfaktorwerte progressiv in ihrer Größe von F-Wert zu F-Wert zunehmen um einen konstanten inkrementalen Faktor.
28. \ferfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Skalenfaktorwerte und die Größe des inkremsntalen Faktors Ί 3 beträgt.
29. Verfahren nach Anspruch 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (e) umfaßt:

vorheriges Festlegen, für jeden F-Wert, eines bestimmten Wertes von Abklingcharakteristikwerten,innerhalb dessen der F-Wert verwendbar ist und Auswahl des F-Wertes, der zu verwenden ist, als derjenige Wert, dessen zugeordneter Abklingcharakteristikbereich den neuen Abklingcharakteristikwert, der in Schritt (e) bestimmt wird, umschließt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßintervalles eine Sequenz aneinanderanschließender Zeitgatter umfassen, und daß die fürdie Konzentration der thermischen Neutrcnen in der Formation nach jedem Neutronenimpulszug repräsentativen

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Signale während der Zeitgatter in jedem der Bestrahlungsintervalle gespeichert werden, wcbei die Sequenz nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutrcneniitpulszuges in dem Bestrahlungsintervall beginnt und sich über im wesentlichen den fest des Bestrahlungsintervalles erstreckt, und daß die Messungen aus diesen Signalen gewonnen werden.
31. verfahren nach Anspruch 3o, dadurch gekennzeichnet, daß die JustierXmg der Dauer der Meßintervalle das gleichzeitige Justieren der Dauern der diskreten Zeitgatter in einer nachfolgenden Anzahl von Bestrahlungsintervallen um den gewählten F-Wert umfaßt.
32. verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (h) weiterhin umfaßt:

Justieren, in einer nachfolgenden Anzahl von Bestrahlungsintervallen, der Dauer der diskreten Zeitverzögerung zwischen dem Ende des Neutrcnenimpulszuges und dem Beginn der Gatterungssequenz um den gewählten F-Wert, derart, daß sowohl die Zeit des Auftretens als auch die Dauern dieser diskreten Zeitgatter gemeinsam um den gewählten F-Wert justiert werden.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (h) weiterhin umfaßt:

Justieren der Dauer und der Wiederholungsperiode des Neutrcneniitpulszuges in der nachfolgenden Anzahl von Bestrah lungs Intervallen um den gewählten F-Wert.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche von 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (g) ferner umfaßt:

vorheriges Festlegen, innerhalb jedes Bereiches von Abklingcharakteristikwerten, für jeden F-Wert einer Anzahl von Unterbereichen von Abklingcharakteristikwerten und eines unterschiedlichen Gattersatzes, entsprechend jedem solchen Uiterbereich, und

Auewählen, als der bestürmte Gattersatz, der in Schritt (b) zu verwenden ist, während der nachfolgenden Anzahl von Bestrahlungsintervallen, desjenigen Gattersatzes, welcher sowohl dem in Schritt (g)

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ausgewählten F-Wert, als auch dem neuen in Schritt (e) bestiimitcn Abklingcharakteristikwert zugeomdet ist.
35. \ferfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die F-Werte progessiv in ihrem Wert zunehmen um einen konstanteninkrcmentalen Faktor vcn einem niedrigsten Wert zu einem höchsten Wert, und daß die Abklingcharakteristikbereiche, die festgelegt werden für benachbarte F-Werte in der Progression von F-Werten, einander überlappen derart, daß sich eine Regien innerhalb jedes bestimmten Abklingcharakteristikbereiches ergibt, innerhalb we Icher einer der beiden benachbarten F-Werte anwendbar ist.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Abklingcharakteristik die lhermoneutrcnenabklingzeitkcnstante f ist, und daß die empirische Beziehung eine lineare Beziehung ist im wesentlichen der Form T = a + b . R , worin R der Kehrwert des Verhältnisses R der Messungen ist, ausgeführt in den bestimmten ausgewählten Gattersätzen, und a sowie b Konstanten sind, welche T und R~ Über dem Bereich von T'-Werten entsprechend dem bestimnben ausgewählten Gattersatz in Beziehung setzen.
37. Einrichtung zum Bestimmung des Abklingens oder der zeitlichen Dänpfung von thermischen Neutronen in einer Erdformation für die Msssung der thermischen Neutrcnenabklingcharakteristiken der Formation mit einer Einrichtung für die Bestrahlung einer Erdformation mit einem diskreten Impuls ("burst") schneller Neutronen während jedes einer Folge vcn Bestrahlungsintervallen, mit Detektoren für das Erfassen von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach einem Neutronenimpuls und für die Erzeugung von dementsprechenden Signalen, und mit Signalgattern, die ansprechend auf Steuersignale ind auf die detektorerzeugten Signale für den Durchlaß von Signalen von den Detektoren während einer Sequenz aneinandergrenzender diskreter Zeitgatter während eines Bestrahlungsintervalles, welche Sequenz beginnt nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutronen impulses in jedem Bestrahlungsintervall und sich über einen Teil des Restes des Bestrahlungsintervalles erstreckt, gekennzeichnet durch:

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Steuerschaltkreise die ansprechend ausgebildet sind auf ein Kcmmandosignal, welches abhängt von der Massing einer Thermeneutronenein fan gcharakteristik der Formation, basierend auf Indikationen der Thermoneutrcnenkcnzentraticn, die erfaßt wurden während eines oder mehrerer vorhergehender Bestrahlungsintervalle in der Abfolge von Bestrahlungsintervallen zur Erzeugung von Steuersignalen zur Steuerung des Betriebes der Signalgatter, um so die DAuer jedes diskreten Zeitgatters zu justieren, das in einem nachfolgenden Bestrahlungsintervall auftritt, um einen gemeinsamen, aus einer endlichen Anzahl von diskreten Skalenfaktorwerten ausgewählten Wert.
38. Einrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltkreise Schaltkreise umfassen für die Justierung der Dauer der diskreten Zeitverzögerung, die in den nachfolgenden Bestrahlungsintervallen auftritt, um den ausgewählten Skalenfaktorwert.
39. Einrichtung nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltkreise Schaltkreise umfassen für die Justierung der Dauer der diskreten Neutraneninpulse, die auftreten in den nachfolgenden Bestrahlungsintervallen, um den gewählten Skalenfaktorwert.
40. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Einrichtung nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz von Zeitgattern eine Mehrzahl aneinandergrenzender Gruppen von Gattern umfaßt, wobei jede Gruppe ihrerseits aus einer Mehrzahl diskreter aneinandergrenzender Zeitgatter besteht, und daß die Dauer der Zeitgatter im wesentlichen gleich ist innerhalb jeder getrennten Gattergruppe und progressiv von Gruppe zu Gruppe in der Sequenz zuniitmt.
41. Einrichtung nach Anspruch 4o, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der diskreten Zeitgatter innerhalb jeder Gruppe gleich ist der Anzahl der Gatteguppen in der Sequenz.
42. Einrichtung nach Anspruch 4o oder 41, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter in jeder Gattergruppe nach der erstauftretenden Gattergruppe in der Sequenz um einen endlichen Faktor größer ist als die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter

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innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe in der Sequenz.
43. Einrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der endliche Faktor ein Vielfaches der Dauer der einzelnen Zeitgatter ist innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe.
44. Einrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß vier Gattergruppen in der Sequenz von Zeitgattem und vier diskrete Zeitgatter .innerhalb jeder Gruppe vorgesehen sind, und daß der endliche Faktor,um den die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter in aufeinanderfolgenden Gattergruppen größer ist als die der einzelnen diskreten Zeitgatter in der nächstvorangehenden Gattergruppe zwei beträgt, derart, daß die Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer in der erstauftretenden Gattergruppe ist, die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe doppelt so groß ist wie die Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe und die Gatterdaue r in der viertauftretenden Gattergruppe doppelt so groß ist wie die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe.
45. Einrichtung nach einem der Ansprüche 37-44, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltkreise umfassen: Oszillatorschaltkreise für die Erzeugung der Steuersignale, welche Oszillatorschaltkreise eine getrennte diskrete Taktfajuenz für jeden der endlichen Skalenfaktorwerte aufweisen, und auf die Kommandosignale ansprechende Schaltkreise für die Auswahl einer der diskreten Taktfrequenzen zur \ferwendung in der Erzeugung von Steuersignalen zum Anlegen an die Signalgatterschaltkreise.
46. Einrichtung für die Erfassung der zeitlichen Dämpfungoder des Abklingens thermischer Neutrcnen in einer Erdfarmation mit einer Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen einer Erdformaticn mit einem diskreten Impulszug schneller Neutrcnen, mit Detektoreinrichtungen zum Erfassen von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach dem Neutrcnenimpulszug und zum Erzeugen von darauf ansprechenden Signalen, gekennzeichnet durch: Signalgatterschaltkreise für die übertragung von Signalen von den Detektoreinrich-

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turigen während einer Zeitgattersequenz, beginnend eine diskrete Zeitverzögerung nach der Beendigung des Neutrcneninpulszuges, welche Gattersequenz eine Mehrzahl vcn aneinanderanschließenden Gruppen von Zeitgattem umfaßt, von denen jede Gruppe ihrerseits von einer Mehrzahl aneinanderanschließender diskreter Zeitgatter besteht, und wcbei die Dauern der Zeitgatter im wesentlichen gleich sind innerhalb jeder getrennten Gattergruppe und progressiv von Gruppe zu Gruppe in der Sequenz zunehmen.
47. Einrichtung nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl diskreter Zeitgatter innerhalb jeder Gattergruppen gleich ist der Anzahl von Gattergruppen in der Sequenz.
48. Einrichtung nach Ansprüchen 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauern der einzelnen diskreten Zeit gatter in jeder Gattergruppe nach der erstauftretenden Gattergruppe in der Sequenz um einen endlichen Faktor größer ist als die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter innere halb der nächstvorangehenden Gattergruppe in der Sequenz.
49. Einrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß der endliche Faktor ein Vielfaches der Dauer der einzelnen Zeitgatter innerhalb der nächstvorangehenden Gattergruppe ist.
50. Einrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß vier Gruppen von Gattern in der Sequenz vcn Zeitgattern und vier diskrete Zeitgatter innerhalb der Gattergruppe vorgesehen sind, unddaß der endliche Faktor, um den die Dauer der einzelnen diskreten Zeitgatter in aufeinanderfolgenden Gattergruppen größer ist als diejenige der einzelnen diskreten Zeitgatter in der nächstvorangehenden Gattergruppe zwei betrügt, derart, daß die Gatterdauer in der zweitauftretenden Gattergruppe das Doppelte der Gatterdauer der erstauftretenden Gattergruppe ist, die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe doppelt so groß ist wie die Dauer in der zweitauftretenden Gattergruppe und die Gatterdauer in der viertauftretenden Gattergruppe doppelt so groß ist wie die Gatterdauer in der drittauftretenden Gattergruppe.

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51. Einrichtung zum Erfassen des zeitlichen Abklingens oder der Dämpfung thermischer Neutrcnen in einer Erdformaticn für die Verwendung bei der Messung thermischer Neutrcnenabklingcharakteristiken der Formaticn mit einer Einrichtung für die Bestrahlung einer Erdformation mit einem diskreten Impulszug schneller Neutronen mit einer Dauer T während jedes Bestrahlungsintervalls einer Fblge von Bestrahlungsintervallen, mit Detektoreinrichtungen für die Erfassung von Indikationen der Konzentration thermischer Neutronen in der Formation nach jedem Neutrcneninpulszug und für die Erzeugung von entsprechenden Signalen, gekennzeichnet durch Signalgatterschaltkreise, die ansprechend lusgebildet sind auf Steuersignale und auf die detektorerzeugten Signale zur übertragung der Detektorsignale während einer Sequenz aneinanderanschließender diskreter Zeitgatter während jedes Bestrahlungsintervalles, welche Sequenz beginnt nach einer diskreten Zeitverzögerung nach Beendigung des Neutrcnen impulses in jedem Bestrahlungsintervall und sich erstreckt über im wesentlichen den Rest des Bestrahlungsintervalles, wobei zumindest eine Mahrzahl der diskreten Zeitgatter in der Sequenz jeweils eine Dauer aufweisen, die progressiv zunimmt mit der der Beendigung des Neutroneninpulszuges folgenden Zeit von einer kürzesten Dauer, die geringer ist als TJ bis zu einer längsten Dauer von mindestens gleich T.
52. Einrichtung zur Messung einer thermischen Neutronenabklingcharakteristik einer Erdformation mit

(a) einer Bestrahlungseinrichtung zum Bestrahlen einer Formation mit einem diskreten Impulszug schneller Neutrcnen, gekennzeichnet durch

(b) eine Einrichtung für die Auswahl, in Funktion eines bekanntes Wertes der thermischen Neutronenabklingcharakteristik der Ftormation, die zu untersuchen ist, eines bestimmten Satzes von zwei unterschiedlichen Meßintervallen nach jedem Neutronenimpulszug aus einer Anzahl solcher Sätze von zwei Mäßintervallen, wobei jeder solche Satz von Meßintervallen einem bestimmten Wertebereich der Abklingcharakteristik zugeordnet ist, und der bestimmte Satz von Meßintervallen, der ausgewählt wird, derjenige ist, der dem Abklingcharakteristikwertebereich

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zugeordnet ist, welcher den bekannten Wert der Abklingcharakteristik einschließt,

(c) Meßeinrichtungen für Indikationen der thermischen Neutronenkonzentraticn in der Formation während jedes solchen Meßintervalles in dem ausgewähltei Satz und zur Erzeugung ναι dementsprechenden Signalen,

(d) Einrichtungen, die ansprechend ausgebildet sind auf die erwähnten Signale nach dem Neutronenimpulszug zur Erzeugung eines auf eine Funktion R der Messungen bezogenen Signals, vnd

(e) auf das Funktionssignal ansprechend ausgebildete Einrichtungen zum Bestirnten eines neuen Wertes der Abklingcharakteristik und zum Erzeugen eines dafür repräsentativen Signals.
53. Einrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die ansprechend ausgebildet auf die Signale zum Erzeugen eines Funkticnssignals, bezogen auf eine Funktion R, ansprechend sind auf die Signale, die einer Serie von Neutroneninpulszügen folgen.
54. Einrichtung nach Anspruch 52 oder 53, bei der die Bestrahlungseinrichtung für die Bestrahlung der Formation mit einer zweiten Serie von diskreten Inpulszügen schneller Neutronen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtungen (b) Schaltkreise umfassen, die ansprechend ausgebildet sind das den neuen Wert der Abklingcharakteristik repräsentierende Signal zur Auswahl dieses neuen Wertes als der neue bekannte Wert der Abklingcharakteristik nach der zweiten Serie von Neutronenimpulszügen.
55. Einrichtung nach Ansprüchen 52, 53 oder 54, dadurch gekennzeichnet, daß die Abklingcharakteristik die thermische Neutronenabklingzeitkonstante T* ist.
56. Einrichtung nach Ansprüchen 52, 53, 54 oder 55, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (e) umfaßt: Schaltkreise, die für jeden Satz von Maßintervallen eine vorher festgelegte empirische Beziehung zwischen der Abklingcharakteristik und der Funktion R der Neutrcnenkcnzentraticnsmessungen für denjenigen Satz enthalten, der über im wesentlichen den gesamten Bereich der Abklingcharakteristikwerte Gültigkeit besitzt, welcher dem Satz von Meßintervallen zugeordnet ist,

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und Einrichtungen für die Bestürmung des neuen Wertes der Abklingcharakterfetik aus der vorher festgelegten empirischen Beziehung für den Satz von Meßintervallen, ausgewählt durch die Auswahleinrichtungen (b).
57. Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die

enpirische Beziehung eine lineare Beziehung im wesentlichen der Form

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Ί* - a + b R , worin R der Kehrwert des Verhältnisses der Messungen ist, die in dem ausgewählten Satz von Msßintervallen vorgenonnen wurden, und a und b Konstantjen sind, welche T" und R~ über den Bereich der T^Werte entsprechend dem gewählten Satz von Msßintervallen zueinander in Beziehung setzen.
58. Einrichtung nacheinem der Ansprüche 52 bis 57, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftrittszeiten der Maßintervalle relativ zum Ende des Neutronenimpulszuges für jeden Satz von Meßintervallen voreingestellt in den Auswahleinrichtungen (b) auf jene Zeiten sind, welche ein MLnimalabweichung in den Abklingcharakteristikwert zur Folge haben, wenn die Bestimmung in der Art und Weise erfolgte, wie sie in den Merkmalen (c), (d) und (e) festgelegt wurde, für im wesentlichen alle Abklingcharakteristikwerte über den Gesamtbereich der Abklingcharakteristikwerte entsprechend jedem Satz.
59. Einrichtung naci einem der Ansprüche 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, daß das erstauftretende der beiden Meßintervalle,die von den Auswahleinrichtungeι (b) ausgewält wurden, zu einer Zeit im wesentlichen doppelt so lang nach der Beendigung des Neutrcneninpulszuges wie der bekannte Wert der Abklingcharakteristik ist, verwendet von den Auswahleinrichtungen (b >.
60. Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 bis 59, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmle:

(f) Einrichtungώ für die Auswahl, in Abhängigkeit von dem den neuen Wert der Abklingcharakteristik repräsentierenden Signal, bestimmt von der Bestimnungseinr: chtung (e), einer aus einer endlichen Anzahl von diskreten Zahlenfakt orwerten F und für die Erzegung eines diese repräsentierenden Steuersignals, und

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(g) Einrichtungen, die auf das Steuersignal ansprechend ausgebildet sind für die Justierung der Dauern von mindestens den beiden Msßintervallen, die ausgewählt wurden durch die Auswahleinrichtungen (b) nach der zweiten Serie von Neutroneninpulszügen um den ausgewählten Wert vcn F.
61. Einrichtung nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtungen (g) Schaltkreise umfassen für die Justi e rung der Dauer des zweiten Neutrcnenimpulszuges um den gewählten Wert F.
62. Einrichtung nach Ansprüchen 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl unterschiedlicher ^»klingcharakteristikbereiche für jeden Skalenfaktorwert F vorhanden sind und jeder solche Bereich einen bestimmten Satz von ihm zugeordneten zwei Meßintervallen hat, und daß der bestimmte Satz von zwei Meßintervallen, ausgewählt durch die Auswahleinrichtungen (b) nach dem zweiten Neutronenimpuls derjenige Satz ist, der sowohl dam neuen Wert der Alklingcharakteristik, bestimmt durch die Bestimmungseinrichtungen (e) nach der ersten Serie von Neutronenimpulszügen, als auch zu dem gewählten Wert F zugeordnet ist,
63. Einrichtung nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet, daß vier Skalenfaktorwerte F und sieben Sätze von Msßintervallen vorgesehen sind/ welche Sätze sieben unterschiedlichen Bereichen von Abklingcharakteristikwerten für jeden F-Wert zugeordnet sind.
64. Einrichtung nach Ansprüchen 60, 61, 62 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Skalen faktewerte progressiv in ihrer Höhe zunehmen von F-Wert zu F-Wert um einen konstanten inkrementalen Faktor.
65. Einrichtung nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des inkrementalen Faktors ~^~3 beträgt.
66. Einrichtung nach Ansprüchen 60 oder 61, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auswahl des F-Wartes durchführenden Einrichtungen (F) unfassen: Schaltkreise, die für jeden F-Wert einen bestimmten Bereich von Abklingcharakteristikwerten enthalten,innerhalb welcher der F-Wert verwendet werden kann, Schaltkreise für die Auswahl des zu benutzenden F-Wertes nach der zweiten Serie von Neutronenimpulzügen als einen

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Wert, dessen zugeordneter Abklingcharakteristikbereich den neu^n Abklingcharakteristikwert umschließt, der bestimmt wird von der Bestünmungseinrichtung (e) nach der ersten Serie von Neutroneniitpulszügen.
67. Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 bis 66, gekennzeichnet durch Schaltkreise für die Speicherung, während einer Sequenz aneinandergrenzender diskreter Zeitgatter einschließlich der Msßintervalle, von Signalen, die repräsentativ sind für die Konzentrationen thermischer Neutronen in der Formation nach jedem Neutroneniirpulszug, weicht? Sequenz eine bestimmte Zeitverzögerung später als die Beendigung des Neutronenimpulszuges in dem betreffenden Bestrahlungsintervall beginnt und sich im wesentlichen über den Rest des Bestrahlungsintervalles erstreckt, und daß die Meßeinrichtung auf diese Signale ansprechend ausgebildet ist.
68. Einrichtung nach Anspruch 67, gekennzeichnet durch Schaltkreise für die simultane Justierung der Dauern der diskreten Zeitgattern in einer nachfolgenden Anzahl von Bestrahlungsintervallen um den gewählten F-Wert.
69. Einrichtung nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtung ferner Schaltkreise umfaßt für die Justierung, in einer nachfolgenden Anzahl von Bestrahlungsintervallen, der Dauer der diskreten Zeitverzögerung zwischen dem Ende des Neutronenimpulszuges und dem Beginn der Gattersequenz um den gewährten Wert F, derart, daß sowohl die Auftrttszeiten als auch die Dauern solcher diskreter Zeitgatter gemeinsam um den gewählten Wert von F justiert werden.
70. Einrichtung nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß die Justiereinrichtung ferner Schaltkreise umfaßt für die Justierung der Dauer und der Wiederholungsperiode des Neutronenimpulszuges in der erwähnten nachfolgenden Anzahl vcn Bestrahlungsintervallen um den gewählten Wert von F.
71. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6o bis 7o, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtungen (f) femer Schaltkreise umfassen, die innerhalb jedes Bereiches von Abklingcharakteristikwerten für jeden F-Wert eine Anzahl von Lhterbereichen der Abkling-

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charakteristikwerte enthalten und einen ιuterschiedlichen Gattersatz entsprechend jedem solchen Lhterbereich sowie Schaltkreise für die Auswahl als der bestürmte Gattersatz, der während der nachfolgenden Anzahl ven Bestrahluigsintervallen zu verwenden ist als denjenigen Gattersatz, der sowohl dem durch die Auswahleinrichtung (f) ausgewählten P-WErt zugeordnet ist als auch dem neuen Abklingcharakteristikwert, bestimmt durch die Bestiimnungseinrichtung (e).
72. Einrichtung nach Anspruch 71, dadurch gekennzeichnet, daß die F-Werte progessiv in ihrem Wert zunehmen jn einen konstanten ink rementalen Pak tor von einem niedrigsten Wert bis zu einem höchsten Wert, und daß die für benachbarte F-Werte in det* Folge ven F-Werten vorgehenen Abklingcharakteristikbereiche einander überlappen derart, daß es eine Region innerhalb jedes einzelnen Abklingcharakteristikbereiches gibt, innerhalb der beide aufeinanderfolgende F-Werte verwendbar sind.
73. Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 bis 72, dadurch gekennzeichnet, daß die Abklingcharakteristik de Ihemcneutronenabklingzeitkenstante T ist, und daß die enpirisdie Beziehung eine lineare Beziehung ist mit im wesentlichen der Form Ύ = a + b.R , worin R der Kehrwert des \ferhältnisses R der Messungen ist, die in den bestimmten ausgewählten Gattersätzen gemacht werden und a und b Kenstanten sind, welche f und R^- über den Bereich von T^Werten entsprechend dem bestimmten ausgewählten Gattersatz miteinander in Beziehung setzen.
74. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Signale während jedes Bestrahlungsintervalles und während einer Sequenz aneinanderschlieBender diskreter Zeitgatter übertragen werden.
75. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 74, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz diskreter Zeitgatter sich über im wesentlichen den Rest des Bestrahlungsintervalles erstredet.
76. Verfahren nach einem öer Ansprüche 1 bis 9, 74 oder 75, dadurch gkennzeichnet, daß die endliche Anzahl diskreter Skalenfaktorwerte kleiner ist als die Anzahl diskreter Zeitgatter in jedem Bestrahlungsintervall.

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77. Erfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion R das Verhältnis der in Schritt (c) ausgeführten Messungen ist.
78. Einrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 45, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatterschaltkreise Signale von den Datektoreinrichtungen während einer Sequenz aneinaidergrenzender diskreter Zeitgatter innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles durchlassen.
79. "Einrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 35 oder 78, dadurch gekennzeichnet, daß die Sequenz diskreter Zeitgatter sich über im wesentlichen den Rest des Bestrahlungsintervalles erstreckt.
80. Einrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 45, 78 oder 79, dadurch gekennzeichnet, daß die endliche Anzahl diskreter Skalenfaktorwerte kleiner ist als die Anzahl diskreter Zeitgatter in jedem Bestrahlungsintervall .
81.' Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 bis 73, dadurch cjekennzeichnet, daß die Punktion R das verhältnis der genannten Messungenist.
82. verfahren zum Gewinnen einer hintergrundkcnpensierten Messung des Pegels Induzierter Strahlung innerhalb einer Erdformation mit den Schritten (a), Bestrahlen einer Erdformation mit einem diskreten Neutronenimpuls ("burst") während jedes Bestrahlungsintervalles aus einer Folge solcher Bestrahlungsintervalle, (b) Erfassen von Indikationen des Strahlungspegels in der Formation während mindestens eines ersten Erfassungsintervalles, das zu einem ersten Zeitpunkt innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles auftritt, (c) Erfassung von Indikationen des Pegels der Hintergrundstrahlung während eines zweiten Erfassungsintervalles, das zu einem zweiten Zeitpunkt innerhalb jedes Bestrahlungsintervalles auftritt, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte (d) Messung des mittleren Pegels der ersten erfaßten Indikationen über eine erste Mehrzahl der Bestrahlungsintervalle, (e) Messung des mittleren Pegels der zweiten erfaßten Indikationen über eine zweite größere Mehrzahl der Bestrahlungsintervalle und (f) Konbinieren der ersten und zweiten Messungen zum Gewinnen einer ersten hintergrundkcnpensierten Messung des mittleren Pegels der induzierten Parmaticnsstrahlung.

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83. Erfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 36 oder 77, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (c) ferner die Messung von Indikationen der Hintergrundstrahlung während eines dritten Meßintervalles nach jedem Neutroneninpulszug umfaßt und der Schritt (d) ferner umfaßt: (1) Bildung einer Hintergrundkonpensaticnsmessung aus den Hintergrundmessungen gemäß Shritt (c), akkumuliert über zwei oder mehr Intervalle der Mehrzahl von Neutronenijtpulszügen und (2) KOibinieren der Hintergrundkompensationsnessuig mit den Neutrcnenkonzentrationsmessungen gemäß Schritt (c), akkumuliert über die Mehrzahl der Neutroneniitpulszüge zur Ausbildung einer hintergrundkonpensierten Rmktion R.
84. Einrichtung nach einem der Ansprüche 53 bis 73 oder 81, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen gemäß Merkmal (c) Schaltkreise umfassen für die Messung vonlndikationen der Hintergrundstrahlung während eines dritten Maßintervalls nach jedem Neutrcnenimpulszug und für die Erzeugung von dafür repräsentativen Signalen, und daß die ansprechend ausgebildeten Einrichtungen gemäß Markmal (c) umfassen: (1) Schaltkreise für die Bildung einer Hintergrundkompensationsmessung aus den Hintergrundmessungen gemäß Merkmal (c), akkumuliert über zwei oder mehr Serien der Mehrzahl von Neutronenimpuls zügen, und (2) Schaltkreise für die Kombination der Hintergrundkompensationsmessung mit den Neutronenkcnzentraticnsmessungen nach Merkmal (c), akkumuliert über die Serien von Neutronenimpulszügen zur Ausbildung einer hintergruidkcmpensierten Formation R.

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