模拟负载电路及基于该电路的中子仪器模拟发生器负载的制作方法

本发明属于生产井过套管测井仪器技术领域，具体涉及一种模拟负载电路及基于该电路的中子仪器模拟发生器负载。

背景技术：

目前国内油田开发进入到高含水、高采出程度开发后期阶段，地下油水分布更加复杂、剩余油分布高度分散，剩余潜力难以挖潜。套管井剩余油饱和度测井技术，越来越受到地质工程师和油藏工程师的青睐，目前过套管饱和度测试还是以核测井方法为主，脉冲中子-中子(PNN)仪器具有直径小、可过油管测井和双探测器等特点，对储层含油饱和度评价、寻找潜力气层和水淹层识别等方面应用效果明显，在国内海洋陆上各油田广泛使用，虽然该仪器使用为可控中子源，可保障施工过程安全，但因中子辐射安全问题，现场测试要求下入井内50米以下才能进行发射中子状态检验，地面基地检验则必须将仪器放入直径不小于1.5m水罐，严禁在地面无防护安全的情况下进行打中子模式，因此该仪器在室内无法进行整体联调和检验。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种模拟负载电路及基于该电路的中子仪器模拟发生器负载，用于脉冲中子-中子(PNN)仪器室内整串仪器电路调校和故障检测判断。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种模拟负载电路，包括电阻R1，电阻R1一端连接接地电阻R2，另一端分别连接有3kv电源模块和电容C1的一端，电容C1另一端通过电容C2连接接地电阻R3，所述电阻R1与接地电阻R2之间设置有中子激发波形监测点TP2，所述电阻R1与3kv电源模块之间设置有3kv高压监测点TP1。

所述电阻R1为68MΩ，接地电阻R2为68KΩ，接地电阻R3为0.1Ω，电容C1与电容C2均为330nF，且电容C1与电容C2耐压至少为2kV。

一种中子仪器模拟发生器负载，包括顶端开口的外筒，外筒顶端开口处安装有上接头，外筒内设置有用于模拟PNN发生器注硅油后密封短节内部电路负载的模拟负载电路模块，模拟负载电路模块上端与上接头固定连接，下端与3kv电源模块连接，所述上接头顶端与PNN探测短节连接，上接头沿其轴线方向开设有过线孔，3KV电源模块电性连接有三条连接线的一端，三条连接线的另一端连接至PNN通讯短节各对应点上，三条连接线包括150VDC电源连接线、接地线和触发命令连接线；

所述模拟负载电路模块上设置有电源接线点，电源接线点通过电源线与3kv电源模块的高压输出接线点连接，所述模拟负载电路模块上还设置有用于监测3kv高压的TP1接线柱和用于监测中子激发波形的TP2接线柱。

所述模拟负载电路模块

所述外筒底端还安装有用以封闭外筒内腔的底堵，外筒顶端与上接头之间以及外筒底端与底堵之间均设置有螺纹连接结构。

所述上接头上还设置有用于连接其他短节的由壬。

所述3kv电源模块上高压开关由PNN通讯短节发送触发脉冲命令控制，当工作于打中子状态时，触发脉冲间隔75ms。

所述上接头与PNN探测短节之间通过十芯插头实现电性和机械连接，所述十芯插头采用上孔5下针5共10芯插头，插头承载块用四个M3mm内六方螺丝与上接头连接，用于连接PNN探测短节接通电源和触发命令，上接头与PNN探测短节连接的一端还包括两半组合的由壬和两道密封O圈，用于与PNN探测短节机械连接和密封。

所述上接头通过M36×21公扣与外筒实现连接。

所述过线孔的孔径为16mm。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果，从电性参数设计与中子发生器相同，为整串仪器的室内调校提供条件，中子仪器模拟发生器负载的机械结构，也与中子发生器相同，便于连接安装，传统的中子发生器短节接收到下发触发命令后，带电粒子束轰击靶极，向地层发射能量为14MeV；而本发明的中子仪器模拟发生器负载A在进行仪器调试时，由地面软件供电并下发中子激发命令，此时，因为连接的不是实际中子管，不会造成危害，命令执行后，整串仪器电流电压应符合中子发射模式正常电流电压，从通讯短节上端供电部分可以用示波器测试出正确通讯波形，从地面软件窗口可读出磁定位、温度、伽玛的测量数值；如出现异常，则可拆下外筒的条件下在工作模式按照信号通讯流程逐点检测，直至发现问题，这是连接实际中子发生器所无法安全实施的，本发明便于整串仪器的配接检验，提高维修效率，使整串仪器在室内的命令发送检测全部完成。

附图说明

图1为模拟负载电路图；

图2为中子仪器模拟发生器负载结构示意图；

图3为中子仪器模拟发生器负载与PNN其他短节连接示意图。

附图中，1、十芯插头，2、上接头，3、由壬，4、连接线，5、机械骨架，6、模拟负载电路，7、外筒，8、3kv电源模块，9、底堵，A、中子仪器模拟发生器负载，B、PNN探测器短节，C、PNN伽玛测试短节，D、PNN通讯短节。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

如图2所示，本发明的中子仪器模拟发生器负载包括十芯插头1，上接头2，由壬3，连接线4，机械骨架5，模拟负载电路6，外筒7，3kv电源模块8和底堵9，通过电路和机械结构的整体组合，使该负载可以直接与PNN探测器进行机械和电性参数的匹配，用于PNN仪器室内整串仪器通讯和工作状态调校和故障检测判断，其中：

上接头2与PNN探测短节B做电性和机械连接，其上端内嵌上孔5下针5的十芯插头1，十芯插头1承载块用四个M3mm内六方螺丝与上接头2连接，用于PNN探测短节B接通电源和触发命令，上端还包括两半组合的由壬3和两道密封O圈，用于与PNN探测短节B机械连接和密封，中间为16mm过线孔，下端有M36×21公扣连接外筒7，还伸出有设置两个M2孔的固定板，用以连接上接头2和模拟负载电路模块6。

模拟负载电路模块6用于模拟PNN发生器注硅油的密封短节内部电路负载，其固定在机械骨架5上，机械骨架5顶端伸出固定板与上接头2上的固定板通过螺栓固定，机械骨架5末端与3KV电源模块8的顶端螺纹连接，如图1所示，模拟负载电路由电阻电容组合电路构成，包括电阻R1，电阻R1一端连接接地电阻R2，另一端分别连接有3kv电源模块和电容C1的一端，电容C1另一端通过电容C2连接接地电阻R3，所述电阻R1与接地电阻R2之间设置有中子激发波形监测点TP2，所述电阻R1与3kv电源模块之间设置有3kv高压监测点TP1，使用示波器可进行波形测量，可检测模拟发生器在触发模式工作的信号波形，进而判断整串仪器在打中子工作模式下仪器工作是否正常；作为优选实施例的，电阻R1为68MΩ/0.25w，电阻R2为68KΩ/0.24w，电阻R3为0.1Ω/10w，电容C1与电容C2均为330Nf/2kv。

3kv电源模块用于给模拟负载电路模块6提供直流高压，其高压开关通过PNN通讯短节D触发脉冲命令控制，仪器工作于打中子状态时，触发脉冲间隔75ms。

外筒7作为模拟负载电路模块6和3kv电源模块8的保护外壳，其上端和上接头2以螺纹连接，下端和底堵9以螺纹连接，底堵9与外筒7连接，与上接头2配合封闭外筒7的两端，进而保护保护电路部分。

三条连接线4分别为150VDC电源连接线、接地线和触发命令连接线，三条连接线自遥传短节D起，通过PNN伽玛测试短节C和PNN探测器短节B引入到3KV电源模块8的各对应点上，触发命令线使命令从遥传传输到3kv模块上，150v电源线使仪器供电到3kv模块。

如上所述，中子仪器模拟发生器负载可实现脉冲中子-中子(PNN)仪器室内整串仪器电路调校，装置包括机械部分和电路部分，机械部分包含外筒7和上接头2，用以承载电路部分并和PNN仪器探测器部分连接，该机械部分直径和连接接头与真实中子发生器相同，方便与现有的仪器短节连接，电路部分包括3KV模块和本发明的模拟负载电路，3KV模块向模拟负载电路提供3KV电压，模拟负载电路是按照电性参数模拟中子发生器除3KV电源模块外密封段内负载，该段负载包括倍压电路和中子管电路两部分负载，通过电路和机械结构的设计，使该负载可以直接与PNN探测器进行机械和电性参数的匹配，用于PNN仪器室内整串仪器通讯和工作状态调校和故障检测判断。

进行仪器调试时，由地面软件供电并下发中子激发命令，此时，因为连接的不是实际中子管，不会造成危害，命令执行后，整串仪器电流电压应符合中子发射模式正常电流电压，从通讯短节上端供电部分可以用示波器测试出正确通讯波形，从地面软件窗口可读出磁定位、温度、伽玛的测量数值；如出现异常，则可拆下外筒，在工作模式按照信号通讯流程逐点检测，直至发现问题。

如图3所示，PNN仪器室内整串仪器通讯和工作状态调校和故障检测判断时，将中子仪器模拟发生器负载A按图2连接示意图依次与其PNN探测器短节B、PNN伽玛测试短节C、PNN通讯短节D连接，接头方式为由壬连接；

其中，通讯短节D与地面仪器通信，接受命令和下发命令，控制所有传感器和中子发生器；并接受不同传感器的数据，将他们以数字式形式送到地面；实现温度、接箍的信号采集；

PNN伽玛测试短节C用于对地层γ射线信号进行采集处理，用于曲线校深；

PNN探测器短节B的功能：双路He3热中子探测器探测中子发生器发射的中子。

中子仪器模拟发生器负载A模拟中子发生器短节，传统的中子发生器短节接收到下发触发命令后，带电粒子束轰击靶极，向地层发射能量为14MeV；而本发明的中子仪器模拟发生器负载A在进行仪器调试时，由地面软件供电并下发中子激发命令，此时，因为连接的不是实际中子管，不会造成危害，命令执行后，整串仪器电流电压应符合中子发射模式正常电流电压，从通讯短节上端供电部分可以用示波器测试出正确通讯波形，从地面软件窗口可读出磁定位、温度、伽玛的测量数值；如出现异常，则可拆下外筒的条件下在工作模式按照信号通讯流程逐点检测，直至发现问题，这是连接实际中子发生器所无法安全实施的。