Устройство для радиоактивного каротажа
ОП ИСАКИИ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
4 01Ч 5/04 9кударстекнный кокнтет СССР (2З) Приоритет (53) УДК 550.835 (O88.8) но делам нзобретеннй н открытий Опубликовано 07-03 82- Бюллетень № 9 Дата опубликования описания 09.03.82 Ком плексный научно-исследовательский и проек июконс тфукФорр институт обогащения твердьи горючих ископаемых (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОАКТИВНОГО КАРОТАЖА Изобретение относится к радиоизотопному приборостроению, а именно к устройствам для гамма-гамма каротажа, позволяющим определить плотность и состав пород, окружающих скважину, и может быть использовано в геофизике, а также как приставной датчик для эксперессного определения состава и плотности проб руд полезных ископаемых, например содержания железа в железных рудах, зоf лы в углях, марганца в марганцевых рудах и т.п. Известны устройства для геофизического исследования скважин, которые содержат два источника гамма-излучения различных энергий, установленные на. таких расстояниях от детектора, чтобы зависимости обоих интенсивностей были одинаковы or плотности и состава, при определении воздушного зазора между скважинным снарядом и стенкой скважины 51). Однако из-за использования двух исто чников гамма-излучения различной энергии устройство предполагает спектрометрию, регистрируемого детектором гаммаизлучения, что снижает его надежность и увеличивает сложность. Кроме того, это устройство не позволяет одновременно определять плотность и состав пород и руд. Недостатком таких устройств явля, ется также трудность достижения неза» виси мости интенсивности or плотности или состава различных пород и руд в одном и том же устройстве. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для радиоактивного каротажа, содержащее глубинный измерительный зонд, снабженный прижимным устройством, несущий. источник гамма-излу чения и детектор, а также измерительную схему, состоящую из амплитудного ана лизатора и регистраторов, например измерителей скорости счета и щнощония скоростей счета, в котором для повыше ния точности имеется механизм смены положения источника с приводом в изме911422 ф 55 рительном зонде и распределительное устройство с тактовым генератором и двумя группами схем И, причем один из выходов распределительного устройства, управляемого тактовым генератором, соединен с цепью питания привода, а два других парафазных выхода распределительного устройства соединены соответственно с первыми входами двух групп схем И, к вторым входам которых подключены выходы амплитудного анализатора, а выходы схем И соединены с входами регистраторов p2). Недостатками известного устройства, являются: низкая точность, так как при обоих положениях источника зависимости регистрируемой интенсивности от состава мало отличаются лишь характером зависимости от плотности (доинверсионное и заинверсионное положение источника); .невысокая надежность, так как в процес.се каждого цикла измерения необходимо с помощью электромеханического привода изменять положение источника по отношению к детектору; сложность конструкции, так как в каждом положении очень точно воспроизводимая установка источ,ника и его коллимация; большие линейные 1 габариты зонда, так как предполагается близкое и дальнее по отношению к детектору положение источника гамма-излуче ния. litemü изобретения — повышение точности измерения и надежности, а также упрощение конструкции и уменьшение ли« нейных габаритов зонда. Указанная цель достигается тем, что устройство для радиоактивного каротажа, содержащее зонд, в котором смонтированы источник гамма-излучения и детектор, измерительную схему, состоящую из двух измерителей скорости счета, измерителя отношения скоростей счета, и распредели, тельного устройства с тактовым генератором, двух схем И, причем два парафазных выхода распределительного устройства соединены соответственно с первыми входами двух схем И, выходы которых соединены со входами двух измерителей скоростей счета, выход одного из которых соединен с первым входом измерителя отношения скоростей счета, снабжено фильтром из тулия посредством привода соединенным с механизмом смены его положения, и установленным перед коллимационным отверстием детектора, а в измерительную схему введен триггер и измеритель разности скоростей счета, первый вход которого через триггер соединен с выходом второго измерителя скорости счета, а второй вход соединен с C выходом первого измерителя скорости счета, а выход измерителя разности скоростей счета соединен со вторым входом измерителя отношения скоростей счета, выход детектора соединен со вторыми входами схем И, третий выход распреде10 лительного устройства соединен с механизмом смены положения фильтра, а источник излучения выполнен из америция24 1. На фиг. l схематически показано уст15 ройство для радиоактивного каротажа с разрезом зонда; на фиг. 2 - зависимость массового коэффициента ослабления гаммаизлучения тулием от энергии гаммаквантов. щ Устройство для радиоактивного каротажа имеет зонд l, в котором смонтированы источник гамма-излучения 2 из америция 241, привод 3 с механизмом смены положения, состоящим из ферромагнитного сердечника 4 и штока 5, детектор, состоящий из сцитилляционного кристалла 6 и фотоумножителя 7, электронная схема детектора 8 и цепь питания привода 9. В корпусе зонда 1 перед источником гамма-излучения имеется коллимационное отверстие 10, перед детектором имеется коллимационное отверстие 11. На штоке 5 жестко закреплен фильтр 12 из тулия. Зонд l расположен в скважине, стенками которой является горная 3S порода 13. Измерительная схема состоит из тактового генератора 14, распределительного устройства 15, двух схем И 16 и 17, двух измерителей скоростей 40 счета 18 и 19 триггера 20, измерителя разности скоростей счета 21 и измерителя отношения скоростей счета 22. Выход тактового генератора 14 соединен со входом распределительного устройства 15, один из выходов которого соединен с цепью питания привода 9, а два других парафазных выхода соединены соответственно с первыми входами схем И 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с входами из.мерителей скоростей счета 18 и 19. Выход первого измерителя скорости счета l9 соединен с первым входом измерителя разности скоростей счета 21. Выход второго измерителя скорости счета 18 соединен со входом триггера 20, выход которого соединен с вторым входом измерителя разности скоростей счета 21. Вы5 911 ход измерителя разности скоростей счета 21 соединен со вторым входом измерителя отношения скоростей счета 22. Выход фотоумножителя 7 соединен со входом электронной схемы 8, выход которой соединен со вторыми входами схем И 16 и 17. Устройство для радиоактивного каротажа работает следующим образом. При включении устройства тактовый генератор вырабатывает запускающий импульс, под действием которого распределительное устройство открывает схему И 17. В это время из цепи питания 9 в привод 3 не поступает ток и коллимаци онное отверстие 11 перед сцинтилляционным кристаллом перекрыто тулиевым фильтром 12. Гамма-кванты от источника 2 с энергией 59-59,6 кэВ попадают на горную породу 13. Рассеянные горной йородой кванты попадают на тулиевый фильтр 12. Для примера поверхностная плотность pd фильтра выбрана равной 0,225 г/см1, Некогерентно рассеянные гамма-кванты будут иметь энергию ниже энергии Кскачка тулия (Е = 59,39 кэВ) так как угол рассеяния квантов всегда больше 15 . Для этой энергии массовый коэффици ент ослабления излучения тулием (фиг. 2) зо равен 3,1 г/см1. Некогерентно рассеянные кванты ослабляются фильтром и их поток на детектор против попадающего на фильтр потока 2, составляет: ,э =3„ехр(-мха)=э„ехр И+о,ю7= 0,50g). (w) u И Н Когерентно рассеянные гам ма-кванты не изменяют энергию и для ннх М1 = =14,4 г/см . Поток когерентно рассеянных квантов также ослабится фильтром 40 и на детектор попадет лишь часть попадающего на фильтр потока л 3 И ЕХР (-Ь Уй>= КЕХР(-Н, О, 2$)=
