3中子探测器，其中源距及响应关系针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布而设置以达到最佳的地层孔隙度分辨率，并且氦3中子探测器的气压和大小针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量被设置以达到最佳的探测效率，203为前置放大器(例如包括用于短源距氦3中子探测器201的第一路前置放大电路和用于长源距氦3中子探测器202的第二路前置放大电路，其中第一路前置放大电路例如包括电荷灵敏和微分放大电路204、比较甄别电路205、脉冲整形电路206，并且第二路前置放大电路例如包括电荷灵敏和微分放大电路207、比较甄别电路208、脉冲整形电路209)，210为通过例如主控电路板所实现的信号处理器(例如包括FPGA电路211、MCU电路212、用于提供例如所需的3.3V和1.5V电压的供电电路213)，214为通讯板，215为可控氘氘2.5MeV中子源，其能够向主控电路板反馈其参数并且接受主控电路板的控制，216为高压电源(例如提供可控中子源所需的高压1450V和1350V)，217为高压分压电路(例如分压得到6V电压)，218为供电电源模块(例如提供前放电路、通讯板和主控电路所需的+12V，-12V, +5V, -9V电压，以及可控中子源所需的+50V，+15V电压)，219为井下总线。本领域技术人员应该意识至IJ，以上所提到的具体数值仅仅是出于说明目的，而非意在将本实用新型限制于此。
[0021]在仪器工作时，可控氘氘2.5MeV中子源215向地层发射快中子，短源距氦3中子探测器201和长源距氦3中子探测器202探测到信号，同时通过高压电源216所输出的1450V和1340V高压，然后通过前置放大器203，得到可测量信号以输入至主控电路板210中，最后通过通讯板214传至PC机。主控电路板210在将所采集的信号发送到PC机之前对信号进行预处理，同时主控电路板210接收来自可控氘氘2.5MeV中子源215的包括其当前各个参数的反馈信号并且基于该反馈信号对可控氘氘2.5MeV中子源215进行控制，从而调节可控氘氘2.5MeV中子源215的高压、束流，占空比等参数。
[0022]参考图3，图3示出根据本实用新型的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器300的剖面图。该氘氘可控源补偿中子测井仪器整体上呈圆柱体。远端探测器110、近端探测器114和中子管122等器件布置在圆柱体的壳体内。中子管122为氘氘2.5MeV中子源，其被布置于氘氘可控源补偿中子测井仪器的前端用于向地层发射快中子。分别用作长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器的远端探测器110、近端探测器114被沿着纵轴方向布置，并且远端探测器110比近端探测器114更远离中子管122。
[0023]优选地，该氘氘可控源补偿中子测井仪器例如还包括中子上接头102、上接头垫块103、高压模块护盖104、电子线路骨架105、底部探头护套上端头106、远端探测器左胶环107、底部探头护套108、探头护套盖109、远端探测器右胶环111、隔离屏蔽体112、近端探测器左胶环113、近端探测器右胶环115、前屏蔽体116、近端屏蔽体右胶环117、0.5_垫片118、探头护套盖端头119、底部探头护套下端头120、中子管外壳121、中子管胶环123、变压器骨架下接头124等部件，这些部件如图3所示的那样布置以用于对相应元件进行固定和保护。并且该氘氘可控源补偿中子测井仪器例如还包括常压31芯插座101、常压31芯插头125以用于提供电源接口。其中上述屏蔽体是针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布进行优化的以阻挡轴向中子的探测。
[0024]在如图1-3所示的根据本实用新型实施例的氘氘可控源补偿中子测井仪器中，针对利用氘氘中子源时所带来的中子能谱、强度和角分布的改变，对仪器的几何材料、探测系统、仪器的响应、校正解释、电子线路部分等进行全新设计和实现，从而提供了可控源补偿中子测井仪器的全套解决方案。
[0025]应该理解的是，以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围，而所附权利要求意在涵盖落入本实用新型精神和范围中的这些修改或者等同替换。
【主权项】
1.一种电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，包括: 氘氘中子源，用于向地层发射快中子； 针对氘氘中子源的中子探测器，用于探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，其中所述中子探测器包括离所述氘氘中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离所述氘氘中子源距离较近的短源距氦3中子探测器，其中所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器均针对氘氘中子源的中子能量和角分布进行优化；以及 信号处理器，用于对所探测的信号进行预处理，并且基于来自氘氘中子源的实时反馈而实时控制氘氘中子源的参数。2.根据权利要求1所述的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，还包括:前置放大器，用于放大由中子探测器所探测的热中子信号并且将经放大的信号发送到信号处理器。3.根据权利要求1所述的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，其中所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器用于测量热中子计数率的比值以反映地层中的含氢指数。4.如权利要求1所述的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，其中所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器的源距及响应关系针对氘氘中子源的中子能量和角分布而设置，并且所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器的气压和大小针对氘氘中子源的中子能量被设置。5.如权利要求1所述的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，其中在所述氘氘中子源距离与短源距氦3中子探测器之间以及在所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器之间都放置针对氘氘中子源的中子能量和角分布进行优化的屏蔽体。6.如权利要求1所述的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，其中所述参数包括电压、粒子源束流、占空比中的至少一个。
【专利摘要】本实用新型涉及电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器。该测井仪器包括：氘氘中子源，向地层发射快中子；针对氘氘中子源的中子探测器，用于探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，包括离中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离中子源距离较近的短源距氦3中子探测器，其中源距及响应关系针对氘氘中子源的中子能量和角分布而设置且其气压和大小针对氘氘中子源的中子能量被设置；以及信号处理器，对所探测的信号进行预处理，并基于来自中子源的实时反馈而实时控制中子源的参数本实用新型采用氘氘型中子源，从根本上避免传统化学源、装卸源、运输、卡源等对人和环境的危害并且降低了环保成本。
【IPC分类】E21B49/00
【公开号】CN204920942
【申请号】CN201520105422
【发明人】裴宇阳, 白庆杰, 王威, 闫俊杰
【申请人】中国石油集团长城钻探工程有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年2月13日