RU2009130106A

RU2009130106A - Бетатрон с простым возбуждением

Info

Publication number: RU2009130106A
Application number: RU2009130106/06A
Authority: RU
Inventors: Феликс ЧЕН (US); Феликс ЧЕН
Original assignee: Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. (Nl); Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2011-02-10
Also published as: US20090153279A1; CA2678650A1; CA2678650C; EP2140740B1; US7638957B2; RU2439865C2; JP2010521057A; JP5042321B2; WO2009079063A1; EP2140740A1

Abstract

1. Магнит бетатрона, содержащий: ! первый направляющий магнит, имеющий первый полюсный наконечник, и второй направляющий магнит, имеющий второй полюсный наконечник, причем как упомянутый первый направляющий магнит, так и упомянутый второй направляющий магнит имеют центрально расположенную апертуру, причем упомянутый первый полюсный наконечник отделен от упомянутого второго полюсного наконечника зазором направляющего магнита; ! сердечник, расположенный в пределах упомянутых центрально расположенных апертур, примыкая и к упомянутому первому направляющему магниту, и к упомянутому второму направляющему магниту, причем упомянутый сердечник имеет, по меньшей мере, один зазор сердечника; ! возбуждающую катушку, намотанную вокруг упомянутого первого полюсного наконечника и упомянутого второго полюсного наконечника; ! катушку орбитального управления, имеющую участок сжимающей катушки, намотанной вокруг упомянутого, по меньшей мере, одного зазора сердечника, и участок катушки смещения, намотанной как вокруг упомянутого первого полюсного наконечника, так и вокруг упомянутого второго полюсного наконечника, причем упомянутый участок сжимающей катушки и упомянутый участок катушки смещения соединены в противоположной полярности; ! причем магнитные потоки в упомянутом сердечнике и упомянутых первом и втором направляющих магнитах возвращаются через один или несколько периферических участков магнита бетатрона; ! схему, выполненную с возможностью выдачи импульсов напряжения на упомянутую возбуждающую катушку и на упомянутую катушку орбитального управления; и ! электронный ускорительный канал, расположен�

Claims

1. Магнит бетатрона, содержащий:

первый направляющий магнит, имеющий первый полюсный наконечник, и второй направляющий магнит, имеющий второй полюсный наконечник, причем как упомянутый первый направляющий магнит, так и упомянутый второй направляющий магнит имеют центрально расположенную апертуру, причем упомянутый первый полюсный наконечник отделен от упомянутого второго полюсного наконечника зазором направляющего магнита;

сердечник, расположенный в пределах упомянутых центрально расположенных апертур, примыкая и к упомянутому первому направляющему магниту, и к упомянутому второму направляющему магниту, причем упомянутый сердечник имеет, по меньшей мере, один зазор сердечника;

возбуждающую катушку, намотанную вокруг упомянутого первого полюсного наконечника и упомянутого второго полюсного наконечника;

катушку орбитального управления, имеющую участок сжимающей катушки, намотанной вокруг упомянутого, по меньшей мере, одного зазора сердечника, и участок катушки смещения, намотанной как вокруг упомянутого первого полюсного наконечника, так и вокруг упомянутого второго полюсного наконечника, причем упомянутый участок сжимающей катушки и упомянутый участок катушки смещения соединены в противоположной полярности;

причем магнитные потоки в упомянутом сердечнике и упомянутых первом и втором направляющих магнитах возвращаются через один или несколько периферических участков магнита бетатрона;

схему, выполненную с возможностью выдачи импульсов напряжения на упомянутую возбуждающую катушку и на упомянутую катушку орбитального управления; и

электронный ускорительный канал, расположенный в пределах упомянутого зазора направляющего магнита.

2. Бетатрон по п.1, причем упомянутый сердечник является гибридным, имеющим центральный участок с высокой плотностью потока насыщения и периметр, сформированный из магнитного материала высокой проницаемости с быстрым откликом.

3. Бетатрон по п.2, причем упомянутый центральный участок является аморфным металлом и упомянутый периметр является ферритом с магнитной проницаемостью более 100.

4. Бетатрон по п.2, причем совокупная ширина упомянутого, по меньшей мере, одного зазора сердечника эффективна для удовлетворения бетатронного условия.

5. Бетатрон по п.4, причем упомянутая совокупная ширина упомянутого, по меньшей мере, одного зазора сердечника составляет от 2 до 2,5 мм.

6. Бетатрон по п.4, причем упомянутый, по меньшей мере, один зазор сердечника сформирован из множества зазоров.

7. Бетатрон по п.4, причем диаметры и упомянутого первого полюсного наконечника, и упомянутого второго полюсного наконечника составляют от 2,75 до 3,75 дюймов.

8. Бетатрон по п.4, причем отношение количества витков упомянутого участка сжимающей катушки к количеству витков упомянутого участка управления смещением составляет 2:1.

9. Бетатрон по п.8, причем отношение количества витков упомянутой возбуждающей катушки к количеству витков упомянутой катушки смещения, составляет, по меньшей мере, 10:1 и количество витков возбуждающей катушки составляет, по меньшей мере, 10.

10. Бетатрон по п.9, причем упомянутая схема обеспечивает номинальный пиковый ток 170 A и номинальное пиковое напряжение 900 В.

11. Бетатрон по п.10, прикрепленный к зонду, выполненному с возможностью его введения в нефтяную буровую скважину.

12. Способ для генерации рентгеновских лучей, содержащий этапы:

предоставления магнита бетатрона, который включает в себя первый направляющий магнит, имеющий первый полюсный наконечник, и второй направляющий магнит, имеющий второй полюсный наконечник, причем как упомянутый первый направляющий магнит, так и упомянутый второй направляющий магнит имеют центрально расположенную апертуру, причем упомянутый первый полюсный наконечник отделен от упомянутого второго полюсного наконечника зазором направляющего магнита, а также включает в себя сердечник, расположенный в пределах упомянутых центрально расположенных апертур, примыкая как к упомянутому первому направляющему магниту, так и к упомянутому второму направляющему магниту, причем упомянутый сердечник имеет, по меньшей мере, один зазор сердечника;

окружения упомянутого зазора направляющего магнита электронным каналом;

формирования первого магнитного потока первой полярности, которой соответствует противоположная вторая полярность, который проходит через центральные участки упомянутого магнита бетатрона и упомянутого сердечника, а также через упомянутый электронный канал и затем возвращается через периферические участки упомянутого магнита бетатрона;

инжекции электронов в электронную орбиту в пределах упомянутого электронного канала, когда упомянутый первый магнитный поток имеет приблизительно минимальную напряженность при упомянутой первой полярности;

формирования второго магнитного потока при упомянутой противоположной второй полярности, который проходит через периметр упомянутого сердечника и возвращается через упомянутый электронный канал при первой полярности в первый период, эффективный для сжатия упомянутых орбит инжектированных электронов до оптимальной орбиты бетатрона, причем после упомянутого первого периода упомянутый периметр упомянутого сердечника магнитно насыщается и упомянутый второй магнитный поток проходит через внутренний участок упомянутого сердечника и в комбинации с упомянутым первым магнитным потоком ускоряет упомянутые электроны, посредством чего осуществляет условие форсинга потока; и

обращения полярности упомянутого второго магнитного потока, когда упомянутый первый магнитный поток приближается к максимальной напряженности, тем самым расширяя упомянутую электронную орбиту, приводя упомянутые электроны к столкновению с мишенью, вызывающему эмиссию рентгеновских лучей.

13. Способ по п.12, причем упомянутый первый магнитный поток формируется посредством возбуждения возбуждающей катушки, намотанной и вокруг упомянутого первого полюсного наконечника, и вокруг упомянутого второго полюсного наконечника.

14. Способ по п.13, причем упомянутый второй магнитный поток формируется посредством возбуждения сжимающей катушки, намотанной вокруг упомянутого, по меньшей мере, одного зазора сердечника.

15. Способ по п.14, причем обратный участок упомянутого второго магнитного потока в упомянутых периферических участках упомянутого магнита бетатрона подавляется посредством потока, создаваемого посредством катушки смещения, намотанной как вокруг упомянутого первого полюсного наконечника, так и вокруг упомянутого второго полюсного наконечника.

16. Способ по п.15, причем упомянутая катушка смещения электрически соединена последовательно, но при противоположной полярности с упомянутой катушкой ограничения.

17. Способ по п.16, причем отношение потока катушки смещения ко второму потоку таково, что приводит к возвращению упомянутого второго потока через упомянутый электронный канал.

18. Способ по п.17, причем отношение количества витков сжимающей катушки к количеству витков катушки смещения составляет 2:1.

19. Способ по п.17, включающий в себя формирование упомянутого сердечника как гибридного, имеющего внутреннюю часть с высокой плотностью потока насыщения и проницаемый периметр с быстрым откликом.

20. Способ по п.19, причем упомянутый первый период составляет по порядку 100 нс.

21. Способ по п.20, причем время от минимальной напряженности при упомянутой первой полярности до максимальной напряженности при упомянутой первой полярности составляет по порядку 30 мкс.

22. Способ по п.17, причем упомянутый первый магнитный поток и упомянутый второй магнитный поток сформированы с возможностью ускорения упомянутых электронов до энергии более 1 МэВ.

23. Способ по п.17, причем отношение количества витков упомянутой возбуждающей катушки к количеству витков упомянутой катушки смещения составляет 10:1.

24. Способ по п.23, причем упомянутая возбуждающая катушка возбуждается посредством схемы модуляции, которая обеспечивает циклическое напряжение с номинальным пиковым током 170 A и номинальным пиковым напряжением 900 В.

25. Способ по п.24, причем упомянутая цикличность напряжения имеет номинальное значение 2 кГц.

26. Способ по п.25, причем упомянутая катушка орбитального управления питается импульсным напряжением 120-150 В во время расширения или сжатия электронной орбиты и закорачивается во время ускорения электронов.

27. Способ по п.22, причем упомянутые рентгеновские лучи направляют на формации в недрах, доступных через буровую нефтяную скважину.