Устройство для гамма-гамма-каротажа

Авторы патента:

G01V5/08 - с использованием первичных источников ядерного излучения или рентгеновских лучей

Использование: для гамма-каротажа. Сущность изобретения: устройство содержит измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника и двух детекторов излучения, при этом расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями f_o = f₁ = 1, f_k = f_k-1 + f_k-2, где k = 2,3..., а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 - 40^o. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для гамма-гамма-каротажа в процессе инженерно-геологических исследований или разведки полезных ископаемых.

Известно устройство для радиоактивного каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, а также источника гамма-квантов и детектора рассеянного гамма-излучения [1] Однако достоверность данных, получаемых с помощью известного устройства, невысока прежде всего из-за недостаточной степени корреляции между плотностью пород и выходным сигналом датчика.

Наиболее близким к предложенному является устройство для радиоактивного каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника и двух детекторов излучения [2] Наклонные окна и введение дополнительного датчика рассеянного излучения способствуют повышению чувствительности устройства, повышению достоверности его выходной информации. Однако, как показали проведенные исследования, при изменении угла наклона окон и расстояния между датчиками и источником излучения имеет место изменение чувствительности и корреляционной функции в широких пределах, что не позволяет успешно использовать известное устройство для разведки и геологических исследований.

Таким образом, недостатками известного устройства являются низкая чувствительность и недостаточная достоверность выходных данных.

Технической задачей изобретения является повышение чувствительности устройства при одновременном повышении достоверности его выходной информации.

Указанная техническая задача достигается тем, что в устройстве для радиоактивного каротажа, содержащем измерительный прибор и скважинный снаряд в виде корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси корпуса, а также расположенных в корпусе источника излучения и двух детекторов рассеянного излучения, расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями f_o f₁ 1, f_k f_k-1 + f_k-2, k 2,3, а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 40^o.

Кроме того, в рекуррентном соотношении выбирают k не менее 10, а величину острого угла равной 36

0,1^o.

Предлагаемое устройство схематично изображено на чертеже.

Устройство включает измерительный прибор 1 и скважинный снаряд 2. Последний состоит из корпуса 3, источника 4 и детекторов 5 и 6 излучения. Корпус 3 выполнен с коллимационными окнами 7, 8 и может содержать экран 9. Позицией 10 обозначена скважина, позицией 11 кабель, соединяющий прибор 1 со снарядом 2.

Следует подчеркнуть, что конкретная реализация прибора 1, корпуса 2 с экраном 9, алгоритм обработки измерительной информации в приборе 1 и т.п. определяются в каждом конкретном случае с использованием известных в данной области сведений. При малых k и рыхлом сложении пород целесообразно выбирать угол, под которым окна 7 и 8 расположены к оси корпуса 3, в диапазоне 32 - 36^o, а для плотных пород в диапазоне 36 40^o. При k, большем или равном 10, для любых пород указанный угол целесообразно выбирать в диапазоне 35,9 36,1^o.

Необходимо учитывать также, что достоверность выходной информации и чувствительность устройства достигает максимума только при одновременном нахождении указанного угла в данном диапазоне и выборе отношения расстояний l₁ и l₂ равным отношению соседних членов ряда, заданного вышеприведенными соотношениями.

Устройство работает следующим образом. Излучение от источника 1, например гамма-кванты или нейтроны, воздействует на горную породу в скважине 10. Рассеянное излучение через окна 7 и 8 попадает на датчики 5 и 6, выходной сигнал которых подвергается усилению и обработке в приборе 1.

Например, расстояние между датчиками 5, 6 и источником 4 выбирают равными 8,9 и 5,5 см, а угол между осями окон 7, 8 и корпуса 2 равным 36^o. Эти расстояния могут быть выбраны также равными 14,4 и 8,9 см и т.д. так как ряд, образован членами, равными 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144.

Проведенные исследования показали, что предлагаемое устройство обеспечивает повышение чувствительности на 30-40% по сравнению с известным и не менее существенное повышение достоверности выходной информации. Так, например, при измерении плотности пород методом гамма-гамма-каротажа точность измерения повысилась на 20%

Формула изобретения

1. Устройство для гамма-гамма-каротажа, содержащее измерительный прибор и скважинный снаряд в виде экранирующего корпуса с коллимационными окнами, расположенными под острым углом к оси последнего, а также размещенных в корпусе источника и двух детекторов излучения, отличающееся тем, что расстояния между источником и детекторами излучения относятся как соседние члены ряда, определяемого рекуррентными соотношениями f_o f₁ 1, f_k f_k-1 + f_k-2, k 2,3, а величина острого угла, под которым расположены коллимационные окна, лежит в диапазоне 32 40^o.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в рекуррентном соотношении выбирают k не менее 10, а величину острого угла равной 36

1^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1

Похожие патенты:

Способ гамма-гамма каротажа // 1823605

Изобретение относится к геофизике для поиска и разведке полезных ископаемых

Способ поиска магнетитовых рудных тел // 1467528

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при детальной разведке железорудных месторождений

Способ оценки перспективности пегматитовых полей на редкометальную минерализацию // 947804

Устройство для каротажа скважин // 830270

Инжектор твердого индикатора // 824101

Прибор для исследования цементного кольца за обсадной колонной в скважинах // 792196

Скважинный инжектор радиоактивных изотопов // 655210

Скважинный прибор радиоактивного каротажа // 509146

Способ определения характера насыщения пласта в обсаженной скважине // 428335

Патент 370569 // 370569

Способ проведения операций каротажа буровой скважины с целью безопасного перемещения радиоактивных источников в инструментах для измерения при бурении и устройство для его осуществления // 2102778

Способ безопасного обращения с радиоактивными источниками излучений при проведении геофизических исследований скважин и устройство его реализации // 2185641

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности

Спектральная идентификация проппанта в зонах разрывов подземных пластов // 2572871

Изобретение относится к операциям гидроразрыва, в частности к средствам идентификации трещи. Техническим результатом является упрощение, снижение трудозатрат на проведение операций в скважине и повышение безопасности и эффективности исследований. Предложен способ каротажа скважины, проходящей через подземный пласт, включающий осуществление по меньшей мере одной операции каротажа на отрезке скважины, причем в процессе каждой такой операции в скважине перемещают каротажный прибор, содержащий источник излучения нейтронов и по меньшей мере один детектор, измеряющий гамма-излучение захвата тепловых нейтронов, с получением спектров энергии захватного гамма-излучения, зависящих от продольного положения прибора в скважине. При этом используют указанные спектры энергии захватного гамма-излучения, полученные в результате по меньшей мере одной операции каротажа, для определения присутствия проппанта, содержащего материал с большой величиной сечения захвата тепловых нейтронов, в пласте и/или в зоне скважины. Причем указанное использование включает различение захватного гамма-излучения, исходящего из проппанта, содержащего материал с большой величиной сечения захвата тепловых нейтронов, и захватного гамма-излучения, возникающего в результате реакций тепловых нейтронов с другими составляющими компонентами пласта и скважины. При этом указанное различение включает вычитание эталонных спектров отдельных элементов, аппроксимацию с использованием способа наименьших квадратов или другие способы обработки/деконволюции спектров для отграничения захватного гамма-излучения, исходящего из материала с большой величиной сечения захвата, содержащегося в проппанте, от захватного гамма-излучения, исходящего из других элементов/материалов, присутствующих в пласте и в зоне скважины. Причем указанное определение на стадии использования включает идентификацию отрезков в скважине, в которых обнаружено захватное гамма-излучение, исходящее из материала с большой величиной сечения захвата тепловых нейтронов. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 27 ил., 8 табл.

Скважинный прибор // 2577255

Использование: для каротажа изменений формации в стволе скважины. Сущность изобретения заключается в том, что скважинный прибор содержит источник излучения, предназначенный для излучения взаимодействующего сигнала, детектор, предназначенный для детектирования отраженного сигнала, и экран, предназначенный для ограничения объема, исследуемого источником излучения и детектором, причем прибор содержит первую часть и вторую часть, при этом вторая часть выполнена с возможностью вращения вокруг продольной оси относительно первой части в процессе использования, а вторая часть содержит экран, при этом скорость вращения второй части регулируется вращателем так, чтобы она была пропорциональна выходному сигналу детектора. Данное изобретение также относится к способу снятия характеристик геологической формации, окружающей ствол скважины, посредством скважинного прибора согласно данному изобретению. Технический результат: обеспечение возможности исследования геологической формации, окружающей стволы скважины, в процессе поисково-разведочных работ, добычи и мониторинга состояния грунтовой воды и залежи полезных ископаемых. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Скважинный каротажный прибор // 2591233

Использование: для геофизических исследований скважин методами радиоактивного и акустического каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что скважинный прибор содержит зонд акустического каротажа с размещенным между его преобразователями зондом радиоактивного каротажа, коллимационное окно источника излучения зонда РК образовано зазором между неподвижной и двигающейся вдоль оси прибора частями экрана, подвижная часть экрана соединена с механизмом открывания - закрывания этого окна, фиксатором положения открытого окна и пружиной, причем последняя при выключении электропитания фиксатора автоматически закрывает коллимационное окно. Технический результат: обеспечение возможности снижения дозы радиоактивного облучения обслуживающего персонала при каротаже, а также обеспечение возможности работы с более мощными источниками излучения, позволяющими повысить скорость исследований методом радиоактивного каротажа до скорости акустического каротажа. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.