Прибор нейтронного каротажа скважин многозондовый

Использование: в приборах нейтронного каротажа для определения пористости и влагосодержания пород. Задача: расширение функциональных возможностей прибора. Сущность изобретения: введены второй двухзондовый измерительный блок с детекторами тепловых и надтепловых нейтронов и переходник, соединяющий между собой измерительные блоки, в котором выполнена герметичная полость, расположенная перпендикулярно продольной оси прибора, в которую установлен съемный шток с источником излучения нейтронов. Положительный эффект: повышение качества получаемой информации и расширение функциональных возможностей метода в результате чего достигается технический эффект, заключающийся в увеличении эффективности исследований за счет послойного изучения пород.

Полезная модель относится к области ядерно-физических методов исследований скважин и может быть использована в приборах нейтронного каротажа скважин.

Наиболее близким по технической сущности является принятый за прототип двух зондовый прибор нейтронного каротажа скважин содержащий герметичный корпус, включающий источник нейтронов, детекторы тепловых и надтепловых нейтронов, расположенные вдоль оси прибора по разные стороны от источника, фильтры из нейтроно-поглощающего материала, расположенные между источником и детекторами, подключенными к электронному блоку, причем фильтр нижнего зонда имеет осевое отверстие, в котором размещен съемный шток с источником нейтронов на конце, при этом, шток выполнен из нейтроно-поглощающего материала и имеет диаметр близкий к диаметру осевого отверстия, а детектор нижнего зонда выполнен в виде нескольких однотипных детекторов, размещенных параллельно оси фильтра и прибора в кольцевой зоне с образованием осевого канала для ввода и перемещения штока. (Пат. №1290893, Россия, МКИ. кл. G 01 V 5/00, 1995 г.).

Недостатком известного прибора является ограниченность функциональных возможностей, обусловленная ограниченным количеством измерительных зондов.

Технической задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей прибора.

Указанная задача достигается тем, что прибор нейтрон-нейтронного каротажа скважин, содержащий герметичный корпус, включающий источник нейтронов, установленный на съемном штоке, двух зондовый измерительный блок, состоящий из детекторов тепловых и надтепловых нейтронов, расположенных по разные стороны от источника нейтронов, фильтров из нейтроно-поглощающего материала, расположенных между источником и детекторами, подключенными к электронному блоку, причем, один из детекторов измерительного зонда выполнен в виде однотипных детекторов, размещенных параллельно оси фильтра и прибора в кольцевой зоне, снабжен вторым двух зондовым измерительным блоком, состоящим из последовательно соединенных фильтров из нейтроно-поглощающего материала и детекторов тепловых и надтепловых нейтронов, и переходником, соединяющим между собой двух зондовые измерительные блоки, помещенные в герметичные охранные кожуха, а в переходнике выполнена перпендикулярно оси прибора герметичная полость, в которую установлен съемный шток с источником нейтронов.

Новыми признаками прибора является то, что:

- введен второй двух зондовый измерительный блок, состоящий из одного зонда надтепловых и одного зонда тепловых нейтронов, включающий последовательно установленные фильтры из

нейтроно-поглощающего материала и детекторы тепловых и надтепловых нейтронов, при этом, прибор существенно расширяет свои функциональные возможности, так как все измерительные зонды обоих измерительных блоков прибора имеют разную длину, а, следовательно, глубину и область исследования;

- введен переходник с герметичной полостью, расположенной перпендикулярно продольной оси прибора, в которую установлен съемный шток с источником нейтронов, что обеспечивает свободу доступа к месту установки источника и позволяет обеспечить герметичность места нахождения источника. Из анализа патентной и научно-технической литературы подобное решение для приборов нейтронного каротажа не известно, что позволяет сделать вывод о «Новизне» предложенного изобретения.

На фиг.1 представлен вариант конструкции прибора нейтронного каротажа скважин.

Прибор на фиг.1 содержит источник нейтронов 1, установленный на съемном штоке 2, два двух зондовых измерительных блока 3 и 4, расположенных по разные стороны от источника излучения нейтронов 1 и содержащие детекторы 5 и 6 тепловых и детекторы 7 и 8 надтепловых нейтронов, фильтры 9...13, выполненные из нейтронопоглощающего материала, расположенные как между источником и детекторами, так и между детекторами, причем детекторы 7 и 8 надтепловых нейтронов окружены специальными комбинированными фильтрами, состоящими

из слоя замедлителя нейтронов, например полиамида или полиэтилена, и слоя поглотителя нейтронов, например кадмия, а детектор 6 тепловых нейтронов наибольшего измерительного зонда выполнен в виде трех однотипных детекторов, расположенных паралельно оси фильтра и прибора в кольцевой зоне, что обеспечивает возможность получить больший объем регистрируемой информации из зоны наиболее удаленной от источника излучения нейтронов 1, переходник 14, в котором выполнена перпендикулярно продольной оси переходника, а следовательно прибор, герметичная полость, в которую на съемном штоке 2 установлен источник излучения нейтронов 1, а с двух сторон от герметичной полости установлены фильтры 15 и 16 из нейтроно-поглощающего материала, а два двух зондовых измерительных блока 3 и 4, установленных на переходнике 14 и электронный блок 17, подсоединенный к измерительному блоку 3, помещены в герметичные корпуса 18 и 19, каждый из которых заканчивается центраторами 20.

Длины всех измерительных зондов устанавливаются в зависимости от решаемой задачи и скважинных условий и могут быть либо соответственно равны в обоих измерительных зондах, либо различны.

При необходимости специальные комбинированные фильтры, установленные на детекторы надтепловых нейтронов 7 и 8 могут быть преобразованы в простые путем удаления из фильтров 7 и 8 промежуточных слоев из кадмия.

Прибор работает следующим образом.

Прибор на кабеле опускают в скважину на глубину исследуемого интервала и, при последующем подъеме, производят запись каротажных диаграмм.

При этом источник нейтронов 1, установленный на съемном штоке 2 в герметичной полости переходника 14, излучает нейтроны в пространство, а приемные детекторы нейтронов 5...8 принимают и преобразуют рассеиваемое в исследуемом пространстве излучение нейтронов.

При этом, детекторы 7 и 8 надтепловых нейтронов регистрируют плотность нейтронов надтепловой энергии, поскольку нейтроны тепловой энергии, отфильтрованные специальными комбинированными фильтрами 10 и 11 практически полностью поглощаются кадмием, являющимся промежуточным слоем фильтров, а надтепловые нейтроны замедляются слоем из полиамида до тепловой энергии и регистрируются, а детекторы 5 и 6 тепловых нейтронов регистрируют нейтроны тепловой энергии, поступающие от зоны исследования и проходящие через корпуса прибора 18 и 19. Регистрируемые детекторами 5...8 сигналы передаются в электронный блок 17, где они преобразуются, формируются, пакуются и по кабелю передаются на наземный регистратор.

Детекторы 5...8, установленные на разном удалении от источника нейтронов, определяющим длину измерительного зонда в измерительных блоках 3 и 4, позволяют проводить регистрацию

плотности нейтронов с разной глубины и зоны исследования, что повышает объем и достоверность информации, и позволяет исключать взаимное влияние исследуемых слоев породы на результаты измерений.

Предлагаемый прибор реализован при разработке и выпуске модуля нейтронного каротажа многозондового МНК комплекса АМК-2000, опробован в скважинах и доказал свою работоспособность, что позволяет сделать вывод о «Промышленной применимости» предлагаемого изобретения.

Таким образом, прибор позволяет повысить качество получаемой информации и расширить функциональные возможности метода, в результате чего, достигается технический эффект, заключающийся в увеличении эффективности исследований за счет послойного изучения пород.

Прибор нейтрон-нейтронного каротажа скважин многозондовый, содержащий герметичный корпус, включающий источник нейтронов, установленный на съемном штоке, двухзондовый измерительный блок, состоящий из детекторов тепловых и надтепловых нейтронов, расположенных по разные стороны от источника нейтронов, фильтров из нейтронопоглощающего материала, расположенных между источником и детекторами, подключенными к электронному блоку, причем один из детекторов измерительного зонда выполнен в виде однотипных детекторов, размещенных параллельно оси фильтра и прибора в кольцевой зоне, отличающийся тем, что прибор снабжен вторым двухзондовым измерительным блоком, состоящим из последовательно соединенных фильтров из нейтронопоглощающего материала и детекторов тепловых и надтепловых нейтронов, и переходником, соединяющим между собой двухзондовые измерительные блоки, помещенные в герметичные охранные корпуса, а в переходнике выполнена перпендикулярно оси прибора герметичная полость, в которую установлен съемный шток с источником нейтронов.