用于井下核应用的闪烁体检测器中的暗电流校正的制作方法

本公开涉及用于与钻井系统一起使用的用于核信号检测的设备和系统以及相关感测设备，或者部署在烃井和其他井中的其他这种井系统工具管柱。

背景技术：

光敏器件可以用作用于检测核信号的闪烁体检测器，所述核信号用于为电缆和随钻测井应用评估地层。暗电流固有地由光敏器件产生。暗电流可能表现为低水平噪声，并且可能影响工具(诸如密度工具)的低辐射能量测量。暗电流可以随着温度的升高而增大。一些光敏器件可能无法承受在高温下产生的暗电流噪声。施加到光敏器件的电压可以增加，以补偿由于温度升高或光敏器件随时间漂移而损失的光敏器件的增益。但是，暗电流产生的噪声也会随着施加到光敏器件的电压的增加而增加。

附图说明

以下参考以下附图详细描述本公开的说明性方面和实例。

图1是根据本公开的一些方面的具有部署在井筒中的核信号检测器的钻井工具管柱的示意图。

图2是根据本公开的一些方面的包括闪烁体检测器和辐射发射器的辐射测井工具的示意图。

图3是根据本公开的一些方面的具有邻近闪烁体检测器的检查源的闪烁体检测器的实例的示意图。

图4是根据本公开的一些方面的具有与闪烁体检测器结合的检查源的闪烁体检测器的另一实例的示意图。

图5是根据本公开的一些方面的闪烁体检测器的另一实例的示意图，所述闪烁体检测器具有与带有检查源的屏蔽的次级闪烁晶体串联布置的未屏蔽的闪烁晶体。

图6是根据本公开的一些方面的闪烁体检测器的另一实例的示意图，所述闪烁体检测器具有带有检查源的与未屏蔽的闪烁晶体串联布置的屏蔽的次级闪烁晶体。

图7是根据本公开的一些方面的用于从发射辐射的感测工具组件收集采样信号数据并且校准采样信号数据以解决装置噪声的过程的流程图。

具体实施方式

闪烁体检测器是用于检测和测量电离辐射的仪器，所述仪器在钻井或烃类井筒应用中尤其可以专注于收集伽玛(γ)或中子辐射。闪烁体检测器可以包括闪烁体元件，诸如闪烁晶体，其响应于入射辐射而产生光的光子。闪烁体检测器的光电传感器可以接收来自闪烁体元件的光子并将所述光转换成电信号，并且经常可以将电信号放大。闪烁体检测器可以与可以传输、存储和处理电信号的电子部件一起使用。闪烁体检测器的输出可以称为计数。闪烁体检测器可以测量入射辐射的强度和能量。在井筒应用中，入射辐射可以是反向散射信号辐射。具体地，工具管柱上的辐射测井工具可以将核辐射信号发射到周围的地球岩层中，并且发射的信号能够从地球岩层或地球岩层中的地层反射、折射或衍射(例如散射)。重定向回工具管柱的量是反向散射信号。反向散射信号可以是标准采样信号的分量。闪烁体检测器可以基于从反向散射信号导出的光谱数据、密度读数等(例如，通过确定特性或者识别区域的内容)来表征地球岩层中的地层。闪烁体检测器也可以用来对天然存在的辐射进行采样。在此类系统中，可以不使用活动测井源；然而，可以使用参考检查源(或种子源)。

本公开的某些方面涉及具有快门的闪烁体检测器，所述快门位于光电传感器与闪烁晶体之间并且可以用于在井下核应用中校正暗电流。暗电流是来自光敏器件的电流，从而当没有光子实际上进入装置中时固有地和随机地生成光子和电荷空洞。快门可以通过电压在打开位置与关闭位置之间操作。在打开位置中，快门可以允许由闪烁晶体产生的光传递到光电传感器，并且对光电传感器的暗电流进行测量。在关闭位置中，快门可以阻挡光线传递到光电传感器，但是仍然可以测量光电传感器的暗电流。当快门处于关闭位置时，暗电流在一定的时间内可以由光电传感器测量。测量的暗电流可以在正常测量时间段期间(诸如当快门处于打开位置时)从光测量值中减去，以从测量的光中去除测量值的暗电流分量。去除暗电流的测量光可以被进一步处理。去除暗电流或附加类型的噪声(诸如电子噪声和装置振动噪声)可以统计上改进由光敏器件获得的测量值的精度和灵敏度。

在一些实例中，快门可以是液晶快门，所述液晶快门可以通过电压被实时激活处于关闭位置。当快门处于关闭位置时，光电传感器的输出可以仅表示由于暗电流而产生的计数。在其他实例中，输出可以表示暗电流和其他类型的系统噪声。作为自校准周期的一部分，可以在预定的时间段内对暗电流进行采样。当快门处于打开位置时，测量的暗电流和其他类型的测量的系统噪声可以随后被减去，以便进行正常的测量。这可以用于批量计数或光谱测量。

钻具可能具有干扰由工具管柱上的传感器收集的信号的其他噪声源。工具管柱上存在的电子设备产生电子噪声，诸如热噪声、闪光噪声、干扰、串扰等。本公开的各个方面可以用于电缆或钢丝绳采样操作、永久或半永久生产监测、随钻测井(lwd)应用或随钻测量(mwd)应用。在lwd和mwd应用中，工具管柱的振动可能产生振动噪声，所述振动噪声可以包括静电效应、导线移动和对应的电磁效应以及单独由物理运动触发的信号。工具管柱与井筒壁之间的接触也可能是振动噪声的来源。暗电流、电噪声和振动噪声可以表征为系统噪声。

从标准采样信号中去除由暗电流、电子噪声和振动噪声中的任何或全部引起的噪声的过程可以包括校准过程。校准过程可以作为闪烁体检测器的标准信号采样之间的周期来执行，使得校准过程是实时的校准过程。通过关闭闪烁体检测器中的快门以进行校准周期，耦接到闪烁体元件的光电传感器可以测量影响装置的系统噪声。在一些方面，校准周期可以在可以是毫秒级、秒级或其总计的一段时间内执行。当快门打开时，可以从收集的入射辐射的采样信号中去除系统噪声。

给出本文所讨论的说明性实例来将读者引至本文所讨论的一般主题，并且不意图限制公开概念的范围。以下部分参考附图描述了各种另外的方面和实例，其中相同的数字指示相同的元件，并且指向性说明被用来描述说明性方面。以下部分使用了当说明性方面在附图中进行描绘时与其有关的指向性说明，诸如“井上”和“井下”等，井上方向是朝向井的表面，并且井下方向是朝向井的趾部。工具管柱的纵向轴线可以称为工具管柱的“中心线”。此外，本文描述的结构元件的部分可以在部署时通过它们的总体取向来指代，例如井上端或井下端。如同说明性方面，包括在以下部分中的数字和指向性说明不应当被用来限制本公开。

图1是具有部署在井筒102中的工具管柱106的钻井系统100的示意图。工具管柱106可以具有传感器。在钻井系统100中，通过旋转耦接到工具管柱106的钻头118来钻出在地球岩层104中形成的井筒102。在一些方面，井套管105可以沿着限定井筒102的地球岩层104的侧面设置和布置。在其他方面中，钻井系统100可以应用在裸眼井筒中。

工具管柱106可以包括具有一个或多个辐射测井工具110的心轴108。辐射测井工具110可以沿着心轴108定位，在其他辐射测井工具110的井上或井下。在一些方面，其他传感器、工具、通信设备、仪器和其他工具管柱设备(未示出)可以被用在钻井系统中的沿着心轴108上至井表面103或者下至井筒102的底部(或趾部)的任何地方。每个辐射测井工具110可以被机械地耦接到心轴108，从而从心轴108的中心线径向延伸，或者定位在除心轴108以外的部件上。每个辐射测井工具110可以包括将核信号发射到地球岩层104中的辐射发射器，所述核信号散射离开地球岩层内的地层107。每个辐射测井工具110还可以包括闪烁体检测器，所述闪烁体检测器具有用于测量反向散射信号并且从测量的信号中去除暗电流和其他噪声的部件。

图1进一步示出具有钻头118的钻井工具，并且在钻井期间(例如，采用lwd/mwd记录)以及在钻头118不在井筒102内主动钻井或旋转的时间段期间，可以操作辐射测井工具110。控制单元120可以位于钻井系统100的表面103处。控制单元120可以包括非暂时性计算机可读介质和微处理器，所述微处理器被配置来从沿着工具管柱106定位的辐射测井工具110接收数据。在一些方面，控制单元120可以进一步控制工具管柱106和钻头118或者耦接到工具管柱106的任何其他设备、工具或仪器的操作。在一些方面，控制单元120可以收集或聚集从辐射测井工具110接收的数据，并且生成接近井筒102的地球岩层104和地层107的剖面或特征描述。控制单元120还可以包括用户界面，以允许操作者监视和控制工具管柱106的功能，并且评估从位于井下的辐射测井工具110或其他感测设备接收的信号的任何测量结果。

图2是根据一个实例的辐射测井工具110的示意图。辐射测井工具110包括闪烁体检测器201以及用于发射核信号213的辐射发射器203。闪烁体检测器201可以包括光电传感器202、快门元件204和闪烁晶体206。辐射发射器203可以与闪烁体检测器201一起位于井下，并且可以将核信号213发射到周围地层中。信号213可以作为可以是入射信号214的分量的反向散射信号反射、折射或衍射离开地球岩层以及地球岩层中的地层。入射信号214可以由闪烁体检测器201的闪烁晶体206接收，从而引导闪烁晶体206产生光子。在一些方面，周围地球岩层和地层的自然伽玛辐射也可以是入射信号214的分量。直接屏蔽元件205可以位于辐射发射器203与闪烁体检测器201之间，使得通常防止核信号213直接由闪烁晶体206接收。因此，闪烁体检测器201可以收集和测量表征地球岩层的反向散射信号，而没有由于从辐射发射器203无意收集直接核信号213而引起的噪声或干扰。

在替代方面中，可以在没有辐射发射器203的情况下构造辐射测井工具110，使得闪烁体检测器201主要基于自然伽玛辐射来收集入射信号214。

快门元件204位于闪烁晶体206与光电传感器202之间并且耦接到闪烁晶体206和光电传感器202。当快门元件204处于关闭构型时，可以阻挡光从闪烁晶体206进入光电传感器202中。当快门元件204处于打开构型时，可以允许光传递到光电传感器202。快门元件204可以由快门控制电压210驱动，以在打开构型与关闭构型之间致动快门。当快门元件204处于打开构型时，闪烁体检测器201可以基于入射信号214记录采样信号。例如，闪烁体检测器201可以基于系统噪声(包括暗电流)记录光电传感器202中的信号，而快门元件204可以在校准周期过程中处于关闭构型。输出信号212由光电传感器202产生，并且闪烁体检测器201将输出信号212传送到其他电子器件，诸如井筒表面处的本地处理单元207或控制单元，以用于处理、操纵和分析收集的输出信号212。

快门元件204可以是液晶快门、机械快门、光学快门、压电元件、光栅或者可以在打开构型与关闭构型之间致动的其他元件。在快门元件204是液晶快门的方面中，当快门控制电压210被施加到快门元件204时，液晶快门可以变成不透明或黑色并且阻挡光。在闪烁体检测器201被部署在井下的任何时间，可以控制并执行对快门元件204施加快门控制电压210。在快门元件204是机械快门或其他光学快门的方面中，当快门控制电压210被施加到快门元件204时，快门元件的光圈可以被打开、关闭或循环。在快门元件204是压电元件或光栅的方面中，当快门控制电压210被施加到快门元件204时，来自闪烁晶体206的光的光路可以朝向或远离光电传感器202移位。即使光路继续穿过压电元件或光栅元件，作为快门元件204的压电元件或光栅元件的特定取向也可以操作为关闭构型。

光电传感器202可以在足以为光电传感器202的元件供电的操作电压208下供电，以收集来自闪烁晶体206的信号。在一些方面，驱动光电传感器202的操作电压208的电力可以来自耦接到本地处理单元207或在本地处理单元207内的电源。光电传感器202可以是光电倍增管(pmt)，并且操作电压208可以足以将电子倍增器的倍增器电极的相对电压维持在pmt内。在替代方面，光电传感器202可以是光电二极管、雪崩光电二极管、固态光电倍增器或者可以生成与入射信号214相关的输出信号212的其他这种半导体器件。输出信号212可以由电耦接到闪烁体检测器201的本地处理单元207来存储、处理和发送。

本地处理单元207可以包括处理器和非暂时性计算机可读介质。本地处理单元207可以接收、存储、处理和发送来自位于钻井系统中其他地方的控制单元的数据和信号，诸如操作指令。本地处理单元207还可以包括计算机可执行指令或算法，以处理、转换、变换或以其他方式操纵从闪烁体检测器201接收的数据或信号。本地处理单元207可以将信号作为输出信号212(直接或间接地通过总线主控装置)发送到控制单元或者其他数据处理模块。输出信号212可以作为数据的连续流、作为数据批或数据包、或者以任何其他传输方案来发送。在其他方面，给定辐射测井工具110的本地处理单元207可以在给定的工具管柱上电耦接到其他辐射测井工具110的本地处理单元207，并且可以通过其他辐射测井工具110来发送信号以便进行处理。

在一些方面，钻井系统可以包括井下计算机(称为“总线主控装置”)，其沿着工具管柱电连接到一个或多个工具，并且还电连接到井表面处的控制单元120。井下计算机(未示出)可以包括具有非暂时性计算机可读介质的微处理器，所述非暂时性计算机可读介质还包括用于存储、处理、转换、变换或以其他方式操纵从一个或多个辐射测井工具110接收的数据或信号的计算机可执行指令或算法。由井下计算机从一个或多个辐射测井工具110接收的数据可以最终被中继到控制单元120。

本地处理单元207可以通过去除在一个或多个校准周期过程中收集的系统噪声来校正从标准信号采样导出的输出信号212。在校准周期过程中，快门元件204被关闭，并且输出信号212表示系统噪声，所述系统噪声包括光电传感器202和闪烁体检测器201固有的噪声。本地处理单元207可以基于在校准周期过程中收集的输出信号212来计算和存储校正值。校正值可以是在校准周期过程中收集的输出信号212的平均值、在校准周期过程中收集的输出信号212的中值、在两个或更多个校准周期过程中收集的输出信号212的组合、它们的组合、或者另一个统计计算值。在标准信号采样期间，快门元件打开，并且输出信号212表示触发通过闪烁晶体206发送的光子的入射信号214。在标准信号采样期间，光电传感器202固有的暗电流和其他系统噪声也是输出信号212的一部分。本地处理单元207可以将从一个或多个校准周期确定的校正值应用于在标准信号采样期间收集的输出信号212，以去除暗电流(和其他类型的系统噪声)以产生经校准的一组地层数据。经校准的一组地层数据可以更准确地表示入射信号214。

在一些方面，可以将经校准的一组地层数据存储在位于本地处理单元207中的非暂时性计算机可读介质上一段时间，并且随后将其作为数据流或作为数据包发送到电耦接到辐射测井工具110的控制单元。在其他方面，一旦由本地处理单元207计算，经校准的一组地层数据可以被实时地直接发送到电耦接到辐射测井工具110的控制单元。在另外的方面，可以将经校准的一组地层数据存储在位于井下计算机中的非暂时性计算机可读介质上一段时间，并且随后将其作为数据流或作为数据包发送到控制单元120。校准数据也可以用作诊断值以确定辐射测井工具110的标称噪声或者辐射测井工具110的操作寿命。

可以根据诸如周围环境的阈值温度的外部刺激来启动校准周期。在其他方面，校准周期可以手动启动或者由操作者通过井筒表面处的控制界面直接启动。在另外的方面，校准周期可以根据自动时序来启动，其中时序可以是等间隔的或者以定时间隔的模式。

闪烁晶体206可以由任何合适的材料制成。合适的材料的实例包括基于但不限于以下各项的无机晶体：碘化铯(csi)、碘化钠(nai)、掺杂铊的碘化钠(nai:tl)、硫化锌(zns)、碘化锂(lii)或锗酸铋(bigeo)。闪烁晶体206还可以在晶体结构中包括其他元素作为掺杂剂以修改闪烁晶体206的电特性。无机闪烁晶体可以被选择用于特定的应用。结晶形式的碘化铯可以用作用于检测质子和阿尔法(α)粒子的闪烁体。硫化锌也可以用作阿尔法(α)粒子的检测器。含有一定量铊作为掺杂剂的碘化钠可以用作用于检测伽玛(γ)波的闪烁体。碘化锂(lii)可以用作中子检测器。用于闪烁晶体206的合适材料的其他实例包括由蒽、二苯乙烯、萘或其他芳族烃制成的透明无机晶体。

在一些方面，透明的基于硅的凝胶垫或润滑脂(未示出)可以位于光电传感器202与闪烁晶体206之间。垫或润滑脂垫可以提供缓冲并且减少由物理运动(诸如钻柱的端部处的钻头的振动)引起的闪烁体检测器201的元件之间的强力冲击。

辐射发射器203可以具有用于发射核信号213的多个源中的任何一个。在一些方面，辐射发射器203可以具有元素同位素源，其可以用来将伽玛或中子辐射发射到井筒的地球岩层中。在一些方面，元素或同位素可以包括但不限于铯(cs)源、钴(co)源或镅源(am)。用于辐射发射器203的元素和元素的同位素可以具有利用从约几十千电子伏特到约几十兆电子伏特的能量的发射。在其他实例中，辐射源可以产生具有约六十千电子伏特(60kev)的能量的伽玛辐射。地球岩层也可以具有自然伽玛辐射的分量，其可以作为闪烁体检测器201的入射信号214来收集。在替代方面，辐射发射器203可以发射中子辐射，或者辐射发射器203可以是光谱工具。

根据其他实例的闪烁体检测器可以包括用于参考信号的源，通过所述源可以检查去除暗电流或其他类型的系统噪声的有效性。图3是闪烁体检测器301的另一实例的示意图。闪烁体检测器301包括与图2的闪烁体检测器201相同的部件但是还包括与闪烁晶体206相邻的检查源216。类似地，图4是闪烁体检测器401的另外的实例的示意图，其包括与图2所示的闪烁体检测器201相同的部件，但是包括结合在闪烁晶体206内的检查源216。检查源216可以提供光电传感器202的附加增益稳定。

例如，检查源216可以与闪烁晶体206结合使用以提供参考信号218。如在图3中，检查源216可以接近闪烁晶体206发射小的微量的放射性，或者如在图4中作为闪烁晶体206的一部分并入。由检查源提供的参考信号218可以引起闪烁晶体206产生光子。检查源216可以以比相应的闪烁体检测器301、401被配置来检测的反向散射信号更低的能量级来发射参考信号218。然而，在一些方面，检查源216发射参考信号218，所述参考信号218具有与暗电流发射在相同范围内的能量级。从输出信号212去除暗电流噪声可以通过从检查源216去除预期的参考信号218来确认。

由于参考信号218具有已知且稳定的峰值能量，所以检查源216可以有助于增加光电传感器的稳定性，并且与所述能量级的偏差可以用来确定光电传感器202中的漂移程度(如果有的话)。对于入射信号214可以具有相对较高的能量级的应用，可以选择检查源216以发射与预期的入射信号214可区分的相对较低的能量级参考信号218。如果基于由参考信号218触发的光子的输出信号212的分量指示光电传感器202的漂移，那么可以调整光电传感器的操作电压208以改变和稳定光电传感器202的增益。

检查源216可以在与从暗电流期望的相同能量级范围内发射参考信号218。参考信号218由此可以提供可以从其计算输出信号212的暗电流分量的基准信号。在一些方面，光电传感器202的操作电压208不需要仅被增加来补偿降低的增益。光电传感器202可以因此在光电传感器操作寿命的过程中以相对较低的平均操作电压208来操作，从而通过减慢光电传感器202的退化速率来间接地延长光电传感器202的操作寿命。在一些方面，检查源216可以包括诸如镅(am)、钴(co)或铯(cs)的元素的同位素。

根据各个实例的闪烁体检测器可以包括附加部件。图5是闪烁体检测器501的另一实例的示意图。除了闪烁晶体206与包括检查源216的屏蔽的次级闪烁晶体222串联布置之外，闪烁体检测器501类似于图4所示的闪烁体检测器401。闪烁体检测器501还可以进一步包括经由光纤230耦接到次级闪烁晶体222的次级快门元件220以及直接耦接在次级闪烁晶体222周围的屏蔽壳体224。除了次级闪烁晶体222耦接到进一步光学耦接到次级快门元件220的光纤230的部分之外，屏蔽壳体224可以围绕次级闪烁晶体222。可选地，透镜228可以位于屏蔽壳体224内的次级闪烁晶体222附近。光学耦接的透镜228可以将在次级闪烁晶体222内产生的光朝向光纤230聚焦。当次级快门元件220处于打开构型时，在次级闪烁晶体222中产生的光子可以通过光纤230和次级快门元件220朝向光电传感器202。闪烁晶体206在此实例中可以是未屏蔽的闪烁晶体。在另外的替代方面中，可以在光纤230与次级快门元件220之间放置可选的次级透镜(未示出)，以使经由光纤230接收的光发散(反转透镜228的聚焦功能)，并且将光提供到闪烁晶体206的比光纤230的直径更宽的一段。可选的次级透镜可以位于次级快门元件220与闪烁晶体206之间，或者位于次级快门元件220与光纤230之间。

来自检查源216的参考信号218可以被选择成使最小数目的光子影响闪烁晶体206。通过将屏蔽壳体224、次级闪烁晶体222和检查源216放置在距离闪烁体检测器501的其他部件的一定距离处并且将参考信号218通过光纤230路由到次级快门元件220，可以实现通过参考信号218最小化闪烁晶体206上的任何非预期效应。在此类方面中，次级闪烁晶体222可以被定位在远离检查源216一英尺或多英尺(1英尺)的距离处或者足够远，使得来自检查源的计数对闪烁晶体206的影响最小。

当快门元件204处于关闭构型时，可以阻挡光从未屏蔽闪烁晶体206进入光电传感器202中。独立地，当次级快门元件220处于关闭构型时，可以阻挡光从屏蔽的次级闪烁晶体222(经由未屏蔽的闪烁晶体206)进入光电传感器202中，从而控制来自检查源216的参考信号218穿过未屏蔽的闪烁晶体206朝向光电传感器202的次数。当快门控制电压210被施加到快门元件204时，快门元件204的光圈可以被打开、关闭或循环。类似地，当次级快门控制电压226被施加到次级快门元件220时，次级快门元件220的光圈可以被打开、关闭或循环。快门控制电压210和次级快门控制电压226两者可以由位于容纳闪烁体检测器501的辐射测井工具中的电源驱动，其中电源可以在本地处理单元207内。

在一些方面，未屏蔽的闪烁晶体206和屏蔽的次级闪烁晶体222可以由相同的闪烁晶体材料构成。在其他方面，未屏蔽的闪烁晶体206和屏蔽的次级闪烁晶体222可以由不同的闪烁晶体材料构成。在另外的方面，透明硅基凝胶垫或润滑脂(未示出)可以位于光电传感器未屏蔽的闪烁晶体206与屏蔽的次级闪烁晶体222之间以提供缓冲并且减小闪烁体检测器501的元件之间由物理运动或振动引起的强力冲击。

在另外的方面，围绕屏蔽的次级闪烁晶体222的屏蔽壳体224可以由高质量元件制成，所述高质量元件阻挡参考信号218穿过屏蔽壳体224以防止当次级快门元件220关闭时参考信号218直接刺激光子在未屏蔽的闪烁晶体206中的生成。类似地，在一些方面，围绕屏蔽的次级闪烁晶体222的屏蔽壳体224可以由高质量元件制成，所述高质量元件阻挡入射信号214穿过屏蔽壳体224。屏蔽壳体224的高质量特性可以防止入射信号214在不基于检查源216的次级闪烁晶体222中产生光子。在一些方面，用于构建屏蔽壳体224的高质量元件可以是铅(pb)或者具有足够质量的另一元件以阻挡参考信号218和预期的入射信号214两者。在其他方面，用于构造屏蔽壳体224的高质量元件可以具有一定厚度以提供足以阻挡参考信号218和预期的入射信号214两者的总质量。

图6是闪烁体检测器601的另一实例的示意图。除了具有由屏蔽壳体224屏蔽的检查源216的次级闪烁晶体222被定位成比快门元件204和接收来自地层和地球岩层的入射信号214辐射的未屏蔽的闪烁晶体206更接近光电传感器202之外，闪烁体检测器601类似于如图5所示的闪烁体检测器501。在这种配置中，当快门元件204处于关闭构型时，仅收集来自检查源216的参考信号218和系统噪声(包括来自光电传感器202的暗电流)。当快门元件204处于关闭构型时收集的输出信号212可以用于稳定，并且可以从当快门元件204打开时收集的信号数据中减去。这种配置允许由于检查源216而减去背景信号。

图7是用于从发射辐射的感测工具组件收集采样信号数据并且校准采样信号数据以解决系统噪声的过程的流程图。在一些方面，感测工具组件在标准信号采样阶段和校准周期阶段过程中收集测井数据，并且使用在校准周期阶段过程中收集的测井数据对在标准信号采样过程中收集的测井数据应用计算的校正。最初，将具有钻井设备的工具管柱部署在井筒中。工具管柱可以包括辐射测井工具，诸如图2的辐射测井工具110。在方框700中，过程开始，其中将要检测的信号可以来自辐射测井工具本身和天然存在的辐射中的任一者或两者。在方框702中，控制辐射测井工具以操作闪烁体检测器的快门元件处于打开构型或关闭构型中。

在方框704中，快门在打开构型中操作，并且从入射信号收集检测的信号(诸如采样信号)，所述入射信号是从围绕在其中部署组件的井筒周围的地球岩层和地层接收的。例如，辐射测井工具的辐射发射器将放射性信号发射到周围的井筒中。发出的直接信号可以反射、折射或转向离开周围井筒的地球岩层和地层。可以是入射辐射的分量的反向散射信号的一部分可以由闪烁传感器接收。辐射测井工具可以在部署钻井设备的任何时间或任何时候发射信号。感测工具组件的闪烁体检测器可接收入射信号，所述入射信号可以是单个信号或者反向散射信号、自然伽玛辐射或自然中子辐射的组合信号。闪烁体检测器的闪烁晶体响应于接收到的入射信号而发射光子。闪烁晶体中产生的光子的一部分进入光电传感器，并且由此在本地处理器单元处被测量并记录为计数。

可以处理存储在本地处理器单元中的测井数据，在一些方面，这可以是对采样信号数据应用校正值，其中采样信号数据随后被发送到控制单元或者由控制单元读取。在一些方面，在快门打开的情况下闪烁体检测器的操作可以持续预定的时间段。在其他方面，操作者可以经由远离感测工具组件的控制单元来在快门打开的情况下控制闪烁体检测器的操作。在各个方面，可以将来自本地处理器单元的采样信号数据实时地流式传输到控制单元、以数据包或数据批发送到控制单元、或者作为实时的和打包的数据传输的组合发送到控制单元。在其他方面，来自本地处理器单元的采样信号数据在被发送到控制单元之前可以通过井下计算机中继。

在方框706中，在快门元件关闭的情况下，闪烁体检测器收集表示包括暗电流的系统噪声的信号。例如，虽然辐射测井工具可以将放射性信号发射到周围的井筒中，但是由于闪烁体检测器的快门元件关闭，所以光电传感器不会接收到在耦接的闪烁晶体中产生的任何光子。因此，在校准周期过程中，光电传感器处于光电传感器检测系统噪声的构型中，同时在本地处理器单元处测量并记录暗电流、振动噪声和静电噪声作为计数。

在方框708中，本地处理器单元基于所收集的系统噪声来计算校正值。除了由闪烁传感器的光电传感器元件产生的暗电流之外，校正值可以代表工具管柱的振动噪声、静电噪声以及任何其他系统噪声。在方框710中，本地处理单元可以将校正值应用于当快门元件打开时检测到的采样信号(来自方框704)。

在方框704中的采样信号收集过程中收集的数据可以根据是否在工具管柱钻井设备处于钻井过程中而收集钻井记录来进一步区分。类似地，在方框706中的校准周期过程中收集的系统噪声信号数据可以根据是否在工具管柱钻井设备处于钻井过程中而收集钻井记录来进一步区分。当工具管柱钻井设备处于钻井过程中至少由于存在的振动噪声的量而使得系统噪声将会不同。本地处理单元可以根据钻井设备在测井时是否活动来计算不同的校正值并将其应用于采样信号。

在方框712中，提供被处理以从数据中去除系统噪声的采样信号的校正数据集或者将其发送到处理装置，诸如位于井筒表面处的控制单元。可以进一步处理和传送可以代表围绕井筒的地球岩层和地层的特征的校正数据集，以便分析井筒周围的地球岩层和地层。

在方框714中，可以使用方框708中确定的校正值来产生诊断值，以确定给定的辐射测井工具的标称噪声或者给定的辐射测井工具的操作寿命。

在其他实例中，在方框704中收集检测的信号还包括来自检查源的用于稳定闪烁体检测器的增益的信号。

在完成标准采样周期或校准周期之后，感测工具过程可以响应于物理刺激、响应于编程序列或者响应于用户发起的命令而周期性地、循环地返回到方框702。

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