![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Аппаратура СРК-01. Назначение, компоновка
Прибор СРК предназначен для исследования нефтяных и газовых скважин методами двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым и надтепловым нейтронам (2ННКТ и 2ННКНТ), нейтронного гамма-каротажа (НГК) и гамма-каротажа (ГК), по данным которых определяется водонасыщенная пористость (водородосодержание) и мощность экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород. Скважинный прибор эксплуатируется с использованием: - источника быстрых нейтронов полоний-бериллиевым типа ВНИ-2 или плутоний- бериллиевым типа ИБН8-5; - кабеля типа КГ3-60-180 длиной до 7000м. Диапазон измерений мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, обеспечиваемый скважинным прибором, от 1.4 до 251.4 мкР/час. Диапазон измерений водонасыщенной пористости (водородосодержания), обеспечиваемый скважинным прибором, от 1 до 40%. Регистрация гамма-излучения осуществляется блоком детектирования, содержащим два детектора NaI(Tl) размерами 40x80 мм два фотоэлектронных умножителя ФЭУ-74А. Регистрация нейтронного излучения осуществляется блоком детектирования, который содержит два гелиевых счетчика тепловых нейтронов типа СНМ-56 (по 1 шт. в каналах ННКТ МЗ и ННКТ БЗ). Расстояние между центром источника нейтронов и ближними к нему торцами счетчиков СНМ-56: - для зонда ННКТ МЗ - 258 ± 5 мм; - для зонда ННКТ БЗ - 508 ±5 мм. Схема зондовых установок прибора СРК-01 приведена на рис.14.
Рис.14. Схема зондовых установок прибора СРК-01
9.2. Назначение и устройство детекторов γ -излучения. Принцип их работы Сцинтилляционные счетчики - Предназначены для преобразования регистрируемых гамма- квантов или нейтронов в электрические импульсы тока Сцинтилляционный счетчик (рис. 88) имеет два основных элемента: сцинтиллятор, реагирующий на ядерное излучение вспышки света, и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), преобразующий эти слабые вспышки света в электрические импульсы и усиливающий последние в миллионы раз. Сцинтилляторы (люминофоры) работают следующим образом. Гамма-квант, попадая в сцинтиллятор, взаимодействует с его атомами, в результате чего образуются вспышки света. Рис. 88. Принципиальная схема сцинтилляционного счетчика. /—сцинтиллятор (люминофор); 2 — отражатель; 3 — ФЭУ; 4 — фотокатод; 5 — фокусирующий динод; й—диноды; 7—собирающий электрод (анод); 8— делитель напряжения
Фотоны из сцинтиллятора попадают на фотокатод ФЭУ. Электроны, вылетающие из фотокатода, ускоряются электрическим полем и через диафрагму устремляются на первый электрод (динод) умножителя. Вследствие вторичной эмиссии каждый упавший электрон выбивает из диода несколько вторичных электронов. Эти электроны, находясь в поле притяжения второго динода, также ускоряются и вызывают вторичную электронную эмиссию на следующем диноде. Таким образом, происходит скачкообразное увеличение числа электронов на каждом диноде фотоэлектрического умножителя. Последним электродом в этой цепи служит анод. Основные преимущества сцинтилляционных счетчиков: 1) высокая чувствительность (эффективность), в том числе к гамма-лучам; 2) большая разрешающая способность Недостатки сцинтилляционных счетчиков: 1) высокая чувствительность к изменению температуры окружающей среды; 2) повышенные требования к стабильности питающего напряжения; 3) большой разброс параметров фотоумножителей и изменение характеристик и параметров фотоумножителей в процессе их работы.
Газоразрядный счетчик представляет собой газонаполненный прибор, обеспечивающий регистрацию интенсивности ядерных частиц по возникновению газового разряда. Газовым разрядом называют явление протекания ионизационного тока через газы. Газоразрядный счетчик — это своеобразный конденсатор. Одним электродом (анодом) в нем служит тонкая нить из вольфрама, железа или другого металла диаметром 0, 1—0, 5мм, натянутая вдоль оси стеклянного цилиндра диаметром 1—3 см, вторым электродом (катодом) является внутреннее металлическое покрытие этого цилиндра. Роль диэлектрика выполняет смесь газов, заполняющая под давлением 1, 33-Ю4 Па Принципиальная схема устройства и включения газоразрядных счетчиков.1 — стеклянный баллон; 2 — металлический цилиндр или металлическое покрытие (катод); 3—нить (анод); 4 — контакты и изоляторы. С—емкость; и—сопротивление; ИТ — источник постоянного тока К электродам приложена достаточно высокая разность потенциалов электрического поля. Образование ионов и электронов в заполняющем газе происходит под действием попавших в счетчик движущихся ядерных частиц. гамма-кванты выбивают из металлического покрытия электроны, которые взаимодействуя с молекулами газа в трубке образуют лавину электронов. Электроны, попадая на анод образуют импульс тока, регистрируемый на выходе.тили квантов электромагнитных излучений. Для регистрации гамма-квантов в радиометрии скважин используют газоразрядные счетчики, работающие в области Гейгера — Мюллера, не чувствительной к интенсивности первичной ионизации исследуемых частиц. Счетчики, работающие в таком режиме, называются счетчиками Гейгера — Мюллера. Их особенностью является большая величина выходного сигнала, достигающая единиц и даже первых десятков вольт, и, как следствие, простота последующей измерительной схемы аппаратуры. Существуют два основных способа гашения разряда: 1) с применением гасящих радиотехнических схем; 2) с заполнением счетчиков подобранными смесями газов. В соответствии с этим в первом случае счетчики называются несамогасящимися, во втором — самогасящимися. В аппаратуре, применяющейся для радиометрии скважин, используются самогасящиеся счетчики, которые обладают рядом преимуществ (быстрота действия, упрощенная схема включения и др.). Чтобы сделать счетчик самогасящимся, следует устранить вырывание электронов из катода при поглощении им ультрафиолетового излучения, так как вырывание является главной причиной образования непрерывного разряда. Для этого к обычному наполнителю — одноатомному газу (например, аргону) следует добавить до 10 % газа или паров многоатомных молекул некоторых веществ (этиловый спирт, метан, пентан, хлор и др.). Образующиеся фотоны будут полностью поглощаться многоатомными молекулами на расстоянии 1— 2 мм от места их возникновения и не смогут поэтому долететь до катода и вызвать заметный фотоэффект. При этом многоатомные молекулы либо ионизируются, либо распадаются на нейтральные части. Вместе с тем многоатомные молекулы обладают связанными электронами и легко отдают их положительным ионам аргона при столкновениях, и к катоду подходят лишь тяжелые, с малой кинетической энергией положительные ионы многоатомных органических молекул, которые там нейтрализуются. Основные преимущества газоразрядных счетчиков: 1) стабильность работы в большом диапазоне изменения температуры (от —55 до -300°С); 2) необязательность постоянства напряжения питания; 3) повышенная чувствительность к жесткому гамма-излучению при решении некоторых геолого-промысловых задач. К недостаткам газоразрядных счетчиков относятся: 1) высокое рабочее напряжение питания (700—1600 В); 2) ограниченный срок службы вследствие диссоциации многоатомных молекул; 3) низкая максимальная скорость счета.
|