Патент ссср 410353

 

4I0353

Союз Советских

ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

M. Кл. G 01v 5f00

Е 21b 47/00

Заявлено 13.Х.1969 (№ 1367290/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 05.1.1974. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 22Х.1974

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий

УДК 550.835(088.8) Авторы изобретения

Л. Н. Воронков, В. Г. Гредвшко и Ю. М. Малыгин

Трест «Татнефтегеофизика»

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОАКТИВНОГО KAPOTA)KA СКВА)КИН

Изобретение относится к устройствам для радиоактивного каротажа скважин с целью исследования действующих нефтяных скважин через насосно-компрессорные трубы методами импульсного нейт ронного-гамма каротажа (ИНГК), наведенной активности кислорода и методом естественного гамма-излучения (ГК).

Устройство позволяет также определить вертикальное движение воды за обсадной колонной и в стволе скважины.

Известно устройство для радиоактивного каротажа действующих скважин через насосно-компрессорные трубы, содержащее импульсный источник нейтронов и радиометр со сцинтилляционным детектором нейтронов или гамма-квантов. Радиометр, кроме детектора, включает в себя последовательно соединенные усилитель импульсов, формирователь импульсов и усилитель мощности. Источник нейтронов и детектор излучения образуют прямой зонд (детектор расположен выше источника нейтронов) . Устройство позволяет исследовать скважину методом импульсного нейтронного каротажа (ИНК) при использовании детектора нейтронов или методами ИНГК и ГК при использовании детектора гамма-излучения. В последнем случае методические возможности устройства расширяются.

Для того чтобы записать кривые ГК при неработающем источнике нейтронов, а затем кривые ИНГК при работающем источнике нейтронов одним и тем же радиометром, порог формирователя импульсов устанавливают очень низким (порядка 100 кэв). Этот фактор не позволяет только за счет временного анализа проводить исследование методами ИНГК и наведенной активности кислорода, поскольку, кроме естественного гамма-излучения, которое можно было бы учесть, записав предваритель16 но кривую ГК, мешают гамма-излучения, возникающие при активации других элементов быстрыми нейтронами. Таким образом, необходимо использовать гамма-спектрометр совместно с временным анализатором. Анализ энер15 гетического спектра гамма-излучения поверхностной аппаратурой затруднен, поскольку амплитуда импульсов при передаче их по линии связи (кабелю) искажается.

Целью изобретения является создание уст20 ройства для радиоактивного каротажа с использованием импульсного источника нейтронов, который бы за один цикл (спуск в скважину и подъем) позволил записывать кривые

ГК, ИНКГ и активации кислорода двумя (пря25 мым и обращенным) зандами, т. е. расширение методических возможностей устройства и сокращение времени исследования скважин.

Цель достигается тем, что в предложенном устройстве в одно из плеч одновибратора

ЗО управления подключены нормально разомкну410353

1О

15 тые контакты реле, обмотка которого через среднюю точку вторичной обмотки трансформатора и жилу кабеля подключена к источнику питания, Выходы одновибратора подключены ко вторым входам схем пропускания прямого и обращенного зондов.

На фиг. 1 приведена блок-схема глубинного прибора; на фиг. 2 — диаграмма одного цикла работы прибора при записи кривых ИНГК и наведенной активности кислорода.

Устройство состоит из глубинного прибора, наземного блока питания и управления, временного анализатора и регистратора. В качестве блока питания и управления и временного анализатора используют известные устройства с небольшими изменениями.

Глубинный прибор (фиг. 1) содержит импульсный источник нейтронов 1 и два сцинтилляционных детектора гамма-излучения 2 и 3.

Детектор 2 расположен выше источника нейтронов 1 и образует с ним прямой зонд, детектор 3 расположен ниже источника нейтронов

1 и образует с ним обращенный зонд. Детектор 2 соединен с усилителем импульсов 4, к выходу которого подсоединены два формирователя импульсов 5 и 6, Порог дискриминации формирователя 5 порядка 0,1 Мэв. Порогдискриминации формирователя 6 установлен на энергетическую линию гамма-излучения активированного быстрыми нейтронами кислорода. Выход формирователя 5 соединен с первым входом схемы пропускания 7, выход формирователя 6 соединен с первым входом схемы пропускания 8. Второй вход схемы пропускания 7 соединен с первым выходом одновибратора управления 9. Второй вход схемы пропускания 8 соединен со вторым выходом одновибратора управления 9. Выходы схем пропускания

7 и 8 соединены со схемой сбора информации

10, выход которой соединен с усилителем мощности 11, выход усилителя мощности 11 соединен с одним концом первичной обмотки трансформатора 12.

Детектор 3 соединен с усилителем импульсов 13, выход которого соединен с формирователем импульсов 14. Порог дискриминации формироватля 14 установлен, как и у формирователя 6, на энергетическую линию гаммаизлучения, активированного быстрыми нейтронами кислорода. Выход формирователя 14 соединен с первым входом схемы пропускания

15. Второй вход схемы пропускания 15 соединен со вторым выходом одновибратора 9. Выход схемы пропускания 15 соединен с усилителем мощности !6, выход которого соединен с другим концом первичной обмотки трансформатора 12.

В разрыв коллекторной цепи одновибратора управления 9 включены нормально разомкнутые контакты реле управления 17. Обмотка реле соединена со среднй точкой вторичной обмотки трансформатора 12. Ксредней точке первичной обмотки трансформатора 12 подсоединен положительный полюс источника питания

18 с напряжением 24 в.

4

Источник питания 18 (например, батарея) может быть установлен или в глубинном приборе или на поверхностном блоке, В последнем случае связь осуществляется через жилы кабеля (например, через третью жилу) с помощью развязывающих фильтров. Трансформатор 12 измотан бифилярно, К двум концам вторичной обмотки трансформатора 12 подсоединены две жилы 19, 20 кабеля. Третья жи-ла 21 кабеля соединена со входом одновибратора 9 и входом схемы запуска импульсного источника нейтронов. Глубинный прибор соединен с поверхностной аппаратурой при помощи трехжильного бронированного каоеля (например, КТБ-6). Для записи кривых ГК на схему регистрации глубинного прибора подается питание от источника 18.

Одновибратор 9, коллекторная цепь которого разорвана нормально разомкнутыми контактами реле 17, обеспечивает состояние пропускания схемы 7, а схемы пропускания 8 и 15 в это время не пропускают. Зарегистрированные детектором 2 импульсы счета естественной радиоактивности проходят по тракту усилитель 4 — формирователь 5 — схема пропускапия 7 — схема сбора информации 10 — усилитель мощности 11 — трансформ атор 12 и через жилы 19 и 20 кабеля к поверхностному регистратору.

Устройство позволяет также регистрировать гамма-излучение естественной нли наведеIIHolf радиоактивности с энергетической дискриминацией на установленном уровне (в данном случае на уровне гамма-излучения активированного кислорода). Для этого на схему регистрации подается питание от источника 18 и переменный ток по жилам 19 и 20 кабеля для питания импульсного источника нейтронов 1 и обмотки реле 17, Контакты реле замыкаются, коллекторная цепь одновибратора 9 восстанавливается и обеспечивается пропускание схем 8 и 15. Схема 7 не пропускает. Импульсы регистрации от детектора 2 проходят через элементы 2 4 6 — 8 — 10 — 11 — 12 и кабель к регистратору, а импульсы регистрации от детектора 3 — по элементам 3 — 13 — 14 — 15 — 16—

12 и кабель к регистратору. Импульсы передаются в разной полярности или кодируются по ам пл итуде.

Для записи кривых ИНГК и наведенной активности кислорода на схему регистрации подается переменное напряжение питания импульсного источника нейтронов 1 и обмотки реле 17, затем по жиле 21 кабеля с поверхностной схемы управления подается импульс запуска импульсного источника нейтронов 1 и одновибратора 9. При этом происходит вспышка нейтронного источника и перебрасывание одновибратора 9 на время T„„„„„„(фиг. 2).

В течении этого времени в состоянии пропускания находится схема 7, схемы 8 и 15 не пропускают. Время Т„„,„определяется длительностью импульса, формируемого одновибратором 9.

4I0353

75 lg g7

Счетные импульсы ИНГК от детектора 2 проходят по элементам 2 — 4 — 5 — 7 — 10 — 11—

12 и по жилам 19 и 20 к временному анализатору и регистратору. По истечении времени

Тйнгк одновибратор 9 переходит в исходное состояние, обеспечивая пропускание схем 8 и г

15. Время пропускания схем 8 и 1о Тнло длится до следующего запускающего импульса. В течение этого времени регистрируется гамма-излучение активации кислорода прямым и обращенным зондами. Импульсы регистрации проходят по описанным трактам (во втором случае). Разделение импульсов ИНГК и активации кислорода производится временным анализатором.

Направление вертикального движения воды за колонной или в стволе скважины может быть определено увеличением количества зарегистрированных импульсов одним детектором относительно импульсов, зарегистрированных другим, Для учета постоянной разности эффективности детекторов и электронной схемы устройство перед работой должно быть проэталонировано в известной среде без движения.

Предмет изобретени я

Устройство для радиоактивного каротажа скважин, состоящее из наземного блока питания и управления, временного анализатора и гл> бинного пр»оора, содержащего их!Пу.1ьсны!! источник нейтронов, два детектора гаммаизлучения, один из которых расположен выше

5 источника нейтронов и образует прямой зонд, а другой расположен ниже источника нейтронов и образует обращенный зонд, усилители, формирователи импульсов, схемы пропускания в цепях прямого и обращенного зондов, 10 схему сбора информации, одновибратор управления, вход которого параллельно с запускающим входом источника нейтронов соединен через жилу каротажного кабеля с расположенным на поверхности земли генератором им15 пульсов управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения методических возможностей устройства и сокращения времени исследования скважин, в одно из плеч одновибратора управления подключены нормально

20 разомкнутые контакты реле, обмотка которого через среднюю точку вторичной обмотки трансфор!|атора связи и жилу кабеля подключена к источнику питания, выходы одновибратора подключены к вторым входам схем

25 пропускания, причем выход одновибратора, в цепь которого подключены контакты реле, соединен с одной из схем пропускания прямого зонда и схемой пропускания обращенного зонда, другой выход соединен с другой схемой

ЗО пропускания прямого зонда.

410353

Составитель Б. Трофимова

Техред Т. Ускова Корректор Т. Хворова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1071 5 Изд. № 339 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5