NO343806B1 - Uelastisk bakgrunnskorreksjon for et pulset nøytroninstrument - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Teknisk område

[0001] Den oppfinnelsen som beskrives her, angår nukleær instrumentering og spesielt et nøytroninstrument som er nyttig i forbindelse med geologiske evalueringer.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0002] I jakten etter petrokjemiske materialer slik som olje og gass blir mange teknikker brukt til å evaluere undergrunnsmaterialer. Undergrunnsmaterialene blir typisk evaluert ved boring av borehull inn i jorden og utførelse av målinger med forskjellige instrumenter. Utførelse av målinger blir vanligvis referert til som "brønnlogging".

[0003] Brønnlogging er en teknikk som brukes til å ta målinger av egenskaper ved undergrunnsmaterialene fra borehullene. I en utførelsesform blir et "loggeinstrument" senket ned på enden av en kabel i et borehull. Loggeinstrumentet sender data via kabelen til overflaten for registrering. I noen andre utførelsesformer blir logging utført under boring ved bruk av instrumentering som er innbefattet i en borestreng.

[0004] Måling av naturlig forekommende gammastråling (eller gammastråler) er en måte å bestemme karakteristikker ved undergrunnsmaterialer på. En gammastrålingsdetektor kan følgelig brukes som en komponent i loggeinstrumentet.

[0005] Gammastråler kan utsendes fra forskjellige undergrunnsmaterialer. Gammastråler kan for eksempel bli utsendt fra de forskjellige formasjonslagene og fra borehullsmaterialer slik som slam. Slammet kan spesielt inneholde naturlige emittere for gammastråling, slik som kalium. Etter hvert som gammastrålingsdetektoren beveges langs borehullet, kan gammastråler fra de forskjellige kildene nå gammastrålingsdetektoren og bli detektert.

[0006] Gammastrålingsdetektoren kan brukes til å estimere energien til hver gammastråle som treffer detektoren. Energinivåene til gammastrålene kan brukes til å skape energispektre for gammastrålene. Energispektrene for gammastrålene avspeiler typer og mengder med elementer (referert til som elementytelser ved separering) i formasjonslagene og i borehullsmaterialene.

[0007] Andre teknikker kan trekke fordel av målinger av gammastråler. En nøytronkilde kan for eksempel brukes til å aktivere de forskjellige undergrunnsmaterialene i nærheten av og som omgir borehullet. Nøytronaktivering resulterer i ytterligere gammastråleutsendelser. Nøytronaktivering av undergrunnsmaterialer er følgelig nyttige for generering av ytterligere data som beskriver undergrunnsmaterialene.

[0008] Et instrument som er nyttig for å utføre nøytronaktivering og aktiveringsanalyser er FLEX<SM>-instrumentet som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Hughes Incorporated, Houston, Texas. Med FLEX-instrumentet blir generelt en puls med nøytroner brukt til å aktivere kjerner i undergrunnsmaterialer. Nøytronene vekselvirker med kjernene som kan utsende karakteristiske gammastråler, for det meste gjennom en av to prosesser, uelastisk nøytronspredning og nøytroninnfanging.

Gammastråler fra uelastisk nøytronspredning inntreffer under eller meget kort etter pulsen med nøytroner. Gammastrålene som er et resultat av nøytroninnfangingshendelser, er typisk forsinket. Gammatråler kan detekteres med forskjellige gammastrålingsdetektorer.

[0009] Gammastråler som er et resultat av uelastiske nøytronvekselvirkninger blir brukt til å skape "uelastiske gammastråle-energispektre" mens forsinkede gammastråleutsendelser generelt gir "innfangingsgammastråle-energispektre". Data fra de to typer gammastråle-energispektre blir brukt til å utlede elementbidragene fra de omgivende undergrunnsmaterialene. US 5,440,118 vedrører fremgangsmåter og apparater for bestemmelse av formasjonslitologi ved gammastrålespektroskopi. Uelastiske spredningsgammastrålespektre som er tatt i et borehull, analyseres ved hjelp av en minste kvadraters spektralpassingsprosess for bestemmelse av de relative elementære bidrag av kjemiske elementer som er postulert for å være tilstede i ukjente formasjoner og som bidrar til de målte spektra fra formasjonene. US 5,804,820 angir en fremgangsmåte for bestemmelse av densiteten av en undergrunnsformasjon. US 5,521,378 omhandler en fremgangsmåte og et apparat for gammastrålelogging av undergrunnsformasjoner.

[0010] Et betydelig antall bakgrunnsgammastråler blir dessverre generert av stoffet i selve instrumentet. Disse bakgrunnsgammastrålene interfererer med innsamlingen av datasignaler fra undergrunnsmaterialene. Selv om bakgrunnsgammastråler som er et resultat av nøytroninnfanging, kan reduseres ved å anvende et materiale slik som bor på utsiden av instrumenthuset for å hindre termisk nøytronvekselvirkning fra utsiden med verktøymaterialer, finnes det ikke noe kjent materiale for absorpsjon av hurtige nøytroner som vekselvirker med verktøymaterialer. Følgelig blir analyse av gammastrålespekteret i forbindelse med uelastisk nøytronspredning vanskeligere å analysere.

[0011] Hva som er nødvendig, er teknikker for å korrigere målinger av gammastråling utsendt fra undergrunnsmaterialer, hvor gammastrålingen er frembrakt ved uelastisk nøytronspredning. Teknikkene er spesielt nødvendige for å kompensere for gammastråling som er et resultat av interfererende signaler, slik som gammastråler fra selve måleinstrumentet.

KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0012] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav. Det er beskrevet en fremgangsmåte for å korrigere data innsamlet med et nøytronemitterende instrument, som innbefatter: å fremskaffe karakteristiske data for instrumentet, hvor de karakteristiske dataene innbefatter uelastiske bakgrunnsdata for instrumentet; og å korrigere de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene.

[0013] Det er også beskrevet et datamaskin-programprodukt som innbefatter maskinlesbare instruksjoner lagret på maskinlesbare media, hvor instruksjonene for å korrigere de data som er innsamlet med et nøytronemitterende instrument, ved implementering av en fremgangsmåte som innbefatter: å fremskaffe lagrede karakteristiske data for instrumentet, hvor de karakteristiske dataene innbefatter uelastiske bakgrunnsdata for instrumentet; og å korrigere de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene.

[0014] Videre blir det beskrevet et instrument for evaluering av undergrunnsmaterialer, som innbefatter: en nøytronkilde i nukleær kommunikasjon med undergrunnsmaterialer; minst en gammadetektor i nukleær kommunikasjon med undergrunnsmaterialene; en datautmating fra den minst ene gammadetektoren for å tilveiebringe innsamlede data til en prosessor; hvor prosessoren er utstyrt med tilgang til maskinlesbare instruksjoner lagret på maskinlesbare media, der instruksjonene er innrettet for å korrigere de innsamlede dataene ved å fremskaffe lagrede karakteristiske data for instrumentet, idet de karakteristiske dataene innbefatter uelastiske bakgrunnsdata for instrumentet; og korrigering av de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene; og en utmating for å levere de korrigerte dataene til en bruker.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0015] Det materialet som anses som oppfinnelsen, er spesielt utpekt og tydelig angitt i patentkravene som følger etter beskrivelsen. De foran angitte og andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå tydelig fra den følgende detaljerte beskrivelse tatt i forbindelse med de vedføyde tegningene, hvor:

Figur 1 illustrerer et eksempel på en utførelsesform av et loggeinstrument i et borehull som trenger inn i jorden;

Figur 2 skisserer aspekter ved et annet utførelseseksempel av loggeinstrumentet; Figur 3 skisserer eksempler på undersøkelsesvolumer eller målevolumer for et pulset nøytroninstrument;

Figur 4 skisserer innfangingsspekteret for et volum med kalkstein. I kombinasjon viser spektrene effekten av å plassere bor på instrumenthuset;

Figur 5 skisserer spekteret som et resultat av fjerning av uelastiske bakgrunnsgammastråler fra instrumentet; og

Figur 6 skisserer et eksempel på en fremgangsmåte for å estimere og fjerne et interfererende bakgrunnssignal fra instrument.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0016] Det blir beskrevet teknikker for å ta hensyn til data i forbindelse med nøytronaktivering av komponenter i et brønnhullsinstrument som brukes til å utføre nøytronaktivering av undergrunnsmaterialer. Denne teknikken sørger for effektiv fjerning av interfererende bakgrunnsstrålingssignal fra et bruttodatasignal og resulterer i et korrigert datasignal. Teknikkene sørger for eksempel for å ta hensyn til interfererende bakgrunnsstrålingssignaler som er et resultat av aktivering av komponenter i instrumentet, fra det totale datasignalet som er målt ved hjelp av en gammadetektor. Dette hensynet resulterer i et korrigert datasignal som er beskrivende for egenskapene til undergrunnsmaterialene og som er forholdsvis frie for data fra det interfererende bakgrunnsstrålingssignalet.

[0017] Det vises nå til fig.1, hvor et eksempel på et brønnloggingsinstrument 10 er vist anbrakt i et brønnhull 2. Borehullet 2 er boret gjennom jorden 7 og trenger inn i formasjoner 4, som innbefatter forskjellige formasjonslag 4A-4E. Loggeinstrumentet 10 kan senkes ned og trekkes opp fra borehullet 2 ved bruk av en armert elektrisk kabel 6 eller en lignende transportanordning som kjent på området.

[0018] I typiske utførelsesformer innbefatter borehullet 2 materialer slik som man vil finne ved oljeleting, innbefattende en blanding av væsker, slik som vann, borevæske, slam, olje, gass og formasjonsfluider som kan være hjemmehørende i omgivelsene. En fagkyndig på området vil innse at de forskjellige geologiske egenskapene som kan påtreffes i et undergrunnsmiljø, kan refereres til som "formasjoner" og at gruppen med materialer ned i borehullet (dvs. i brønnhullet) kan refereres til som "undergrunnsmaterialer". Det vil si at formasjonene er dannet av undergrunnsmaterialer. Følgelig, som brukt her, vil man forstå at selv om uttrykket "formasjon" generelt refererer til geologiske formasjoner av interesse og "undergrunnsmateriale" innbefatter hvilke som helst materiale av interesse, slik som fluider, gasser, væsker og lignende, og kan innbefatte andre materialer slik som boreslam.

[0019] Den læren som beskrives her, sørger for å ta nøyaktige målinger av egenskaper ved undergrunnsmaterialene. Visse målinger blir spesielt korrigert for å fjerne gammastråling utsendt fra instrumentet 10. Før loggeinstrumentet 10 og teknikker blir diskutert i detalj, blir visse definisjoner angitt.

[0020] Uttrykket "gammastrålingsdetektor" slik det brukes her, angår instrumenter som måler gammastråling som kommer inn i instrumentet. Gammastrålingsdetektoren kan for eksempel bruke et scintillator-materiale som vekselvirker med gammastråling og produserer fotoner som blir detektert ved hjelp av et fotomultiplikatorrør koblet til elektronikken. Eksempler på gammastrålingsdetektorer innbefatter, uten at dette er begrensende, natriumjodid-krystaller (NaI), cesiumjodidkrystaller (CsI), vismutgerminat-krystaller (BGO), talliumjodid-krystaller (TlI) og andre organiske krystaller, uorgantiske krystaller, plaststoffer og kombinasjon av disse.

[0021] Uttrykket "karakteristiske data" slik det brukes her, refererer også generelt til en radiologisk profil (f.eks. en gammautsendingsprofil) for instrumentet. Mer spesielt vil instrumentet oppvise visse radiologiske karakteristikker. I forskjellige utførelsesformer er disse karakteristikkene et resultat av bestråling med nøytroner og aktivering av komponenter i instrumentet som tilslutt kan resultere i utsendelse av gamma stråler fra komponentene. Ikke-begrensende utførelsesformer for generering av karakteristiske data blir gitt her.

[0022] Uttrykket "detektorgeometri" vedrører en utforming av gammastrålingsdetektoren. Detektorgeometrien kan innbefatte en dimensjon og en form for scintillator-materiale og fotomultiplikatoren. Uttrykket "plasseringsgeometri" relaterer til plasseringen av en gammastrålingsdetektor i loggeinstrumentet 10 eller i relasjon til det omgivende volumet. Uttrykket "logging-under-boring" (LWD) relaterer til måleparametere fra borehullet 2 mens boring finner sted. Uttrykket "sonde" angår en seksjon av brønnloggingsverktøyet 10 som inneholder målesensorer, i motsetning til den seksjonen som inneholder elektronikk og kraftforsyninger.

[0023] Uttrykkene "nøytroninnfanging" eller "innfanging" refererer til en type nukleær vekselvirkning hvor et nøytron kolliderer med en atomkjerne og blir sammensmeltet i kjernen for å danne en tyngre kjerne. Den tyngre kjerne går følgelig inn i en høyere energitilstand. I det minste noe av energien ved nøytroninnfangings-vekselvirkningen går vanligvis tapt ved utsendelse av gammastråler.

[0024] Uttrykkene "uelastisk kollisjon", "uelastisk nøytronspredning" eller "uelastisk" refererer til en kollisjon hvor et innkommende nøytron vekselvirker med en målkjerne og gjør at kjernen blir eksitert for derved å frigjøre en gammastråle før den returnerer til grunntilstanden. Ved uelastiske kollisjoner overfører det innkommende nøytronet en del av sin energi til målkjernen før denne energien blir frigjort i form av en gammastråle.

[0025] Det skal videre bemerkes at en lang rekke forskjellige nøytronemitterende kilder er kjent. Eksempler innbefatter americium-beryllium-kilder (AmBe), plutoniumberyllium-kilder (PuBe), californium-kilder (f.eks. Cf-242) og andre. Selv om den her angitte læren generelt er rettet mot en pulset nøytronkilde, skal det derfor bemerkes at uttrykket "nøytronemitterende" kan betraktes under henvisning til de forskjellige kildene som nå er tilgjengelige eller som senere vil bli funnet.

[0026] Det vises nå til fig.2 hvor det er vist et eksempel på et loggeinstrument som bruker pulset nøytronutsendelse. I dette ikke-begrensende eksempelet gjør instrumentet 10 bruk av en BGO-scintillasjonsdetektor, høyhastighets brønnhullselektronikk og en akseleratorbasert nøytronkilde som er i stand til å pulse med høye frekvenser. Denne instrumenteringen er pakket inne i et titanhus med høy styrke. Nøytron- og gammastråle-skjermende materialer er strategisk plassert inne i instrumentet 10 for å hindre deteksjon av gammastråler fra ugunstige retninger. En slitasjebestand borkarbid-skjerm (B4C-skjerm) er plassert på huset over detektorseksjonen for å redusere bakgrunnsstråling fra innfangingsgammastråler.

[0027] Selv om den opererer i borehullsmiljøet, utsender den elektronisk tidsstyrte, pulsede nøytronkilden nøytroner som har en energi på over 14 MeV. Nøytronene blir utsendt i den ene eller de flere omgivende formasjonene 4 og undergrunnsmaterialene. I løpet av omkring 1-2 μs, vekselvirker disse hurtige nøytronene med en gang med kjerner i de omgivende undergrunnsmaterialene og spres elastisk så vel som uelastisk, og mister tilslutt sin energi. Noen av kjernene i atomene som nøytronene vekselvirker med, blir energetisk eksitert under den uelastiske spredningsprosessen hvoretter de returnerer til grunntilstanden ved å sende ut en eller flere gammastråler med energier som er karakteristiske for mor-atomet. Denne prosessen resulterer i det målte uelastiske spekteret for gammastråleenergier, og kan bare finne sted hvis energien til det innfallende nøytronet er tilstrekkelig til å heve kjernen i mor-atomet til et eller flere av dets eksiterte energinivåer eller bundne tilstander.

[0028] Nøytronene fortsetter sin nedbremsingsprosess inntil de når termisk likevekt med det omgivende mediet. Termiske nøytroner innehar typisk energier på omkring 0,025 eV, og kan forbli i en diffusjonsprosess i opptil omkring 800 μs før de blir absorbert av kjernene i de omgivende atomene. Denne absorpsjonen resulterer i nye isotoper av de samme elementene. Ved absorpsjon blir kjernene til disse isotopene vanligvis de-eksitert ved forsinket utsendelse av en eller flere gammastråler. Som i tilfellet med det uelastiske spekteret, kan disse energiene bære fingeravtrykket til mor-atomet og muliggjøre entydig identifikasjon av hvert element (dvs. isotop).

Denne absorpsjonsprosessen fører til innsamlingen av innfangingsspekteret. Innfangingspektrene og de uelastiske spektrene for hvert enkelt element er forskjellige.

[0029] Det vises nå til fig.3. I dette grafiske eksempelet blir gammastråler som vekselvirker inne i detektoren, frembrakt, generelt innenfor to konsentriske volumer som omgir instrumentet 10. Det vil si at fig.3 skisserer en innfangingsmåledybde 31, og en uelastisk måledybde 32 som generelt er kortere enn innfangingsmåledybden 31. Den ene eller de flere detektorene i instrumentet 10 identifiserer gammastrålene slik at informasjon om elementinnholdet i de omgivende undergrunnsmaterialene kan estimeres. Et betydelig antall bakgrunnsgammastråler blir dessverre generert fra stoffet i instrumentet 10 selv, og disse interfererer med det ønskede signalet fra undergrunnsmaterialene. Dette gjelder for gammastråleenergispektre indusert av både nøytroninnfangings-vekselvirkninger og uelastiske spredningsvekselvirkninger.

[0030] Bakgrunnsstrålingssignaler som er et resultat av nøytroninnfanging, kan reduseres betydelig ved å anvende et materiale med høyt tverrsnitt for nøytronabsorpsjon, slik som bor, i instrumenthuset 10. Virkninger av bruken av en borskjerm er vist på fig.4 hvor sammenlignende spektre som er et resultat av innfangingsvekselvirkninger fra et instrument med et borbelegg og et instrument uten et borbelegg, er vist. Spektrene ble innsamlet fra målinger i en formasjon 4 som hovedsakelig besto av kalkstein. Legg merke til at i dette diagrammet opptrer et bakgrunnssignal i nærheten av omkring 1,4 MeV og omkring 6,5 MeV. Dette signalet blir i stor grad fjernet når et belegg med bor er påført instrumenthuset 10. Energitoppen i forbindelse med kalsium (en av hovedkomponentene i kalkstein, oppviser en gammautsendelse på 6,42 MeV) er lettere å observere med bakgrunnssignalet fjernet.

Denne fjerningen skyldes det store nøytroninnfangingstverrsnittet til bor som er påført instrumentet 10 på en måte som sørger for nøytronabsorpsjon før nøytronene kommer inn i det ytre instrumenthuset 10.

[0031] Selv om materialer med høyt innfangingstverrsnitt, slik som bor, kan brukes til å absorbere termiske nøytroner med lav energi (« 0,025 MeV), finnes det ikke noe kjent materiale for absorpsjon av nøytroner med høy energi på 14 MeV (også referert til som "hurtige nøytroner"). De hurtige nøytronene blir utsendt fra den pulsede nøytronkilden med hastigheter på 115 millioner mph, eller omkring 17% av lysets hastighet. Siden de hurtige nøytronene stammer fra den pulsede nøytronkilden som er innbakt inne i verktøyet, vekselvirker en betydelig andel av disse nøytronene med materialer inne i instrumentet før de når undergrunnsmaterialene. Slike vekselvirkninger produserer et interfererende bakgrunnssignal med uelastiske bakgrunnsgammastråler i forbindelse med elementer inne i verktøyet.

[0032] Det er her beskrevet en fremgangsmåte hvorved et interfererende bakgrunnssignal blir fjernet fra det totale datasignalet for å frembringe et korrigert datasignal. Anvendelse av fremgangsmåten resulterer i det som kan kalles en "virtuell uelastisk skjerm".

[0033] En lignende korreksjon kan påføres innfangingsspekteret selv om effekten er betydelig mindre enn den korreksjon som er nødvendig for det uelastiske spekteret.

Korreksjonen til innfangingsspekteret er et resultat av innfangingsgammastråler som stammer fra materialer inne i instrumentet. Slike innfangingsgammastråler er et resultat av termiske nøytroner som ikke blir absorbert av borbelegget på utsiden av huset. Denne mindre korreksjonen av innfangingsspekteret blir referert til som den "virtuelle innfangingsskjermen".

[0034] Teknikkene krever generelt måling av det uelastiske bakgrunnsspekteret i fravær av andre materialer. Dette kan lett utføres ved for eksempel å måle det uelastiske bakgrunnsspekteret når instrumentet henger i luft. Når det uelastiske bakgrunnsspekteret er blitt målt, kan instrumentet straks karakteriseres. I karakteriseringen kan forskjellige andre oppgaver utføres for å forfine målingen. Under drift blir det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet som er målt og forfinet som ønsket, generelt subtrahert fra de totale datasignalene for å tilveiebringe det korrigerte datasignalet.

[0035] Det vises nå til fig.6, hvor det er vist et eksempel på en fremgangsmåte for å tilveiebringe korrigerte data 60. I fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60 blir det generert et uelastisk bakgrunnsspektrum 61. For å utføre denne oppgaven blir instrumentet 10 opphengt i luft, et vakuum eller et annet materiale eller en annen måte, slik at måling med instrumentet 10 hovedsakelig gjelder det uelastiske bakgrunnsspekteret til instrumentet. De uelastiske gammastrålene kommer fra vekselvirkninger med instrumentet 10 siden luften utenfor instrumentet ikke har stor nok densitet for at et særlig stort ytterligere uelastisk signal skal genereres.

[0036] Som et annet trinn i fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60, blir karakterisering av instrumentet 62 utført. Dette trinnet består i å innhente det uelastiske bakgrunnsspekteret på en måte som er egnet til etterfølgende bruk. Flere målinger kan for eksempel utføres. En passende innsamlingstid kan for eksempel være minst en av estimert og brukt. Innsamlingsresultatene kan være minst en av kombinerte og testede for å velge et beste spektrum. Statistiske tester kan for eksempel brukes til å bestemme karakteristikker for spekteret eller for andre formål. Slike tester kan innbefatte minst en av evaluering av oppløsning, tellehastighet og forsterkningsgrad.

[0037] I et etterfølge trinn av fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60, blir det totale datasignalet 63 korrigert. I en utførelsesform krever korrigering av det totale datasignalet 63 subtrahering av det uelastiske bakgrunnsspekteret fra det totale datasignalet. I en annen utførelsesform krever korrigering av det totale datasignalet 63 utførelse av en statistisk tilpasning eller en annen korrelasjon av det totale datasignalet med det uelastiske bakgrunnsspekteret.

[0038] I andre utførelsesformer kan også visse tester eller kvalitetsmålinger utføres. Minst en nuklide fra det uelastiske bakgrunnsspekteret til instrumentet kan for eksempel brukes til å korrelere det uelastiske bakgrunnsspekteret til instrumentet med det totale datasignalet. En nuklide kan mer spesielt brukes som en korrelasjonsnøkkel eller en korrelasjonsmarkør for å sikre riktig kvalitet. En spesiell isotop kan for eksempel brukes til å kontrollere forsterkningsinnstillingen for instrumentet (om den spesielle isotopen er en del av instrumentet eller er inkorporert for bruk som korrelasjonsnøkkel).

[0039] Fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60 kan fullføres som en innledende karakterisering av instrumentet 10, periodisk, forut for bruk eller ved ethvert mellomliggende tidspunkt som anses passende for en bruker. Fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60 sørger i virkeligheten for karakterisering av den uelastiske bakgrunnen som stammer fra innsiden av instrumentet.

[0040] I en utførelsesform er instrumentet karakterisert ved en instrumentkalibreringsanordning, slik som en nøytronkalibreringstrommel. En nøytronkalibreringstrommel er en sylindrisk tank fylt med en fluidblanding, som inneholder et stort konsentrisk hull gjennom senteret, hvor verktøyet kan plasseres og kalibreres. I dette eksempelet blir det uelastiske spekteret som genereres i trommelen av instrumentet, korrelert med antallet uelastiske bakgrunnsgammastråler for den spesifikke motorspenningen som påtrykkes nøytronkilden. I denne utførelsesformen er det derfor ikke nødvendig at instrumentet blir kjørt i luft. Instrumentet bør imidlertid være kalibrert, noe som skjer når det er plassert i nøytronkalibreringstrommelen.

[0041] Resultater av fremgangsmåten for å tilveiebringe korrigerte data 60 kan være utført i elektronikk, slik som minst en av et lager, et minne og en prosessor. Utførelsesformen som kan refereres til som den "virtuelle uelastiske skjermen" kan innbefatte maskinutførbare instruksjoner lagret på maskinlesbare media, hvor instruksjonene sørger for minst en av generering, karakterisering og korrigering.

[0042] For å understøtte det som er beskrevet her, kan forskjellige analysekomponenter brukes, innbefattende digitale og/eller analoge systemer. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedia, minne, innmating, utmating, en kommunikasjonsforbindelse (ledningsført, trådløs, pulset slam, optisk eller andre), brukergrensesnitt, programmer, signalprosessorer (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (slik som resistorer, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for drift og analyse av apparatene og fremgangsmåtene som er beskrevet her på en av flere måter som er velkjente på området. Det antas at disse teknikkene kan være, men ikke behøver å være, implementert i forbindelse med et sett med datamaskinutførbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, innbefattende minner (ROM, RAM), optiske (CD-ROM) eller magnetiske (plater, harddisker) eller av en hvilken som helst annen type, som når de utføres, får en datamaskin til å implementere fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjonene kan sørge for drift av utstyr, styring, datainnsamling og analyse og andre funksjoner som anses relevante av en systemdesigner, eier, bruker eller annet lignende personell, i tillegg til de funksjonene som er beskrevet i denne fremstillingen.

[0043] En fagkyndig på området vil innse at de forskjellige komponentene eller teknologiene kan tilveiebringe en viss nødvendig eller gunstig funksjonalitet eller trekk. Disse funksjonene og trekkene som kan være nødvendige for å understøtte de vedføyde patentkrav og varianter av disse, er derfor ment å være iboende inkludert som en del av den lære som er gitt her og en del av den beskrevne oppfinnelsen.

[0044] Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til utførelseseksempler, vil fagkyndige på området forstå at forskjellige endringer kan gjøres og ekvivalenter kan erstatte elementer i utførelseseksemplene uten å avvike fra oppfinnelsens ramme definert av vedføyde patentkrav. Mange modifikasjoner vil dessuten være opplagte for fagkyndige på området for å tilpasse et spesielt instrument, en spesiell situasjon eller spesielle materialer til læren i henhold til oppfinnelsen uten å avvike fra hovedomfanget til oppfinnelsen definert av vedføyde patentkrav. Det er derfor ment at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til den spesielle utførelsesformen som er beskrevet som den best tenkte måte å gjennomføre oppfinnelsen på, men at oppfinnelsen skal innbefatte alle utførelsesformer som faller innenfor rammen definert av de vedføyde patentkrav.

Claims (16)

PATENTKRAV

1. Fremgangsmåte for å korrigere data innsamlet med et nøytronemitterende instrument (10), hvor fremgangsmåten omfatter:

(a) å fremskaffe karakteristiske data for instrumentet (10), hvor de karakteristiske dataene omfatter uelastiske bakgrunnsdata for instrumentet (10), hvor de uelastiske bakgrunnsdataene omfatter et spektrum, idet det uelastiske bakgrunnsspekteret omfatter et målt bakgrunnssignal med uelastiske bakgrunnsgammastråler i forbindelse med elementer inne i verktøyet; og

(b) å korrigere de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene, hvor korrigeringen omfatter subtrahering av det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10) fra de innsamlede dataene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å estimere minst ett uelastisk bakgrunnsspektrum for instrumentet (10).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor estimeringen omfatter: å evaluere et antall av det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10).

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fremskaffelsen omfatter:

å estimere bidrag til de innsamlede dataene fra innfangingsgammastråler som stammer fra materialer inne i instrumentet (10).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende: å samle inn de uelastiske bakgrunnsdataene i minst én av en nøytroninstrument-kalibreringsanordning og i fri luft.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, hvor nøytroninstrument-kalibreringsanordningen omfatter en nøytronkalibreringstrommel.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fremskaffelsen omfatter: å estimere minst én av en innsamlingstid, en oppløsning, en forsterkningsgrad og en tellehastighet.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor korreksjonen omfatter: å korrelere de uelastiske bakgrunnsdataene med de innsamlede dataene.

9. Datamaskin-programprodukt omfattende maskinlesbare instruksjoner lagret på maskinlesbare media, hvor instruksjonene for korrigering av data innsamlet med et nøytronemitterende instrument (10) blir oppnådd ved å implementere en fremgangsmåte som omfatter:

(a) å fremskaffe lagrede karakteristiske data for instrumentet (10), hvor de karakteristiske dataene omfatter uelastiske bakgrunnsdata for instrumentet (10), hvor de uelastiske bakgrunnsdataene omfatter et spektrum, idet det uelastiske bakgrunnsspekteret omfatter et målt bakgrunnssignal med uelastiske bakgrunnsgammastråler i forbindelse med elementer inne i verktøyet; og

(b) å korrigere de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene, hvor korrigeringen omfatter subtrahering av det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10) fra de innsamlede dataene.

10. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, videre omfattende:

å estimere det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10).

11. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, hvor estimeringen omfatter: å evaluere minst ett uelastisk bakgrunnsspektrum for instrumentet (10).

12. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, hvor estimeringen omfatter: å utføre minst én statistisk test.

13. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, hvor fremskaffelsen omfatter: å estimere minst én av en innsamlingstid, en oppløsning, en forsterkningsgrad og en tellehastighet.

14. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, hvor korrigeringen omfatter: å korrelere det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10) med de innsamlede dataene.

15. Datamaskin-programprodukt ifølge krav 9, hvor de karakteristiske dataene omfatter et estimat av et bidrag fra innfangingsgammastråler som stammer fra materialer inne i instrumentet (10).

16. Instrument (10) for evaluering av undergrunnsmaterialer, hvor instrumentet (10) omfatter:

(a) en nøytronkilde i nukleær kommunikasjon med undergrunnsmaterialene; (b) minst én gammadetektor i nukleær kommunikasjon med undergrunnsmaterialene;

(c) en datautgang fra den minst ene gammadetektoren for å levere innsamlede data til en prosessor;

(d) hvor prosessoren er utstyrt med tilgang til maskinlesbare instruksjoner lagret på maskinlesbare media, idet instruksjonene for korrigering av de innsamlede dataene ved fremskaffelse av lagrede karakteristiske data for instrumentet (10), hvor de karakteristiske dataene omfatter uelastiske bakgrunnsdata fra instrumentet (10), hvor de uelastiske bakgrunnsdataene omfatter et spektrum, idet det uelastiske bakgrunnsspekteret omfatter et målt bakgrunnssignal med uelastiske bakgrunnsgammastråler i forbindelse med elementer inne i verktøyet; og korrigering av de innsamlede dataene i henhold til de karakteristiske dataene, hvor korrigeringen omfatter subtrahering av det uelastiske bakgrunnsspekteret for instrumentet (10) fra de innsamlede dataene; og

(e) en utgang for å levere de korrigerte dataene til en bruker.