一种用于小直径放射性仪器的源室结构的制作方法

本发明属于石油井下测井仪器技术领域，是一种可广泛应用在放射性测井仪器上的源室结构。

背景技术：

放射性测井是根据岩石及其孔隙流体和井内介质的核物理性质，研究井下地质剖面，寻找石油等有用矿藏，研究油田开发及油井工程的一类测井方法。它既可以在裸眼井中又可以在套管井中进行测量，而且不受井眼介质的限制，因此放射性测井具有其独特的优点，随着放射性测井技术的不断发展，放射性测井仪器在测井行业中占用重要地位并应用越来越广泛。

放射性测井的测试机理就是利用放射源与地层(介质)相互作用而产生出各种效应为基础的测井方法。放射源即为放射性测井仪器的关键所在。

随着测井仪器的不断发展，仪器尺寸小型化、性能一体化的综合性测试平台已经是测井行业的必然发展趋势，小直径测井仪器在生产测井、过钻具测井、过套管测井、水平井测井等环境中的优势所在，使得小直径测井仪器必定是测井仪器的发展方向。

同样，放射性测井仪器的小直径化也是大势所趋。针对小直径放射性仪器无合适“放射性源室”可用的问题，我们发明了这种可用于小直径放射性仪器的源室结构。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于小直径放射性仪器的源室结构，解决小直径放射性测井仪器无合适“放射性源室”可用的问题，仪器最小直径可做到Φ54mm，同时也可应用在大直径放射性仪器上，其应用范围广泛。

本发明采用以下技术方案：

一种用于小直径放射性仪器的源室结构，包括十字型结构的源室壳体和U型结构的密封帽，所述源室壳体的十字上部开有凹槽，所述凹槽内设置有屏蔽块，所述屏蔽块用于放置放射源，所述密封帽用于倒扣密封所述屏蔽块上的放射源，所述源室壳体的十字下部设置有凸起，用于安装定位。

进一步的，所述放射源设置在所述密封帽的内腔中，所述内腔中设置有减震垫用于防震。

进一步的，所述源室壳体和密封帽之间设置有O型密封圈，采用径向密封。

进一步的，所述源室壳体的十字一端为半圆形，一端为直边形。

进一步的，所述源室壳体和密封帽选用高强度沉淀不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb材料制成。

进一步的，所述源室壳体十字下部的凸起为燕尾榫结构。

进一步的，所述屏蔽块选用密度≥18g/cm³、尺寸≥Φ8mm×20mm的钨镍合金制成。

进一步的，所述放射源的尺寸≥Φ8mm×9mm。

进一步的，所述源室结构组成源室组件，所述源室组件通过固定螺钉紧固在所述放射性仪器的仪器主体内，所述仪器主体上部设置有源仓盖，所述源仓盖通过螺钉与所述仪器主体连接，所述仪器主体下部设置有定位槽，所述源室组件通过所述定位槽进行定位。

进一步的，所述仪器主体的直径大于等于54mm，所述仪器主体与所述源室壳体之间设置有O型密封圈，用于整体密封。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种用于小直径放射性仪器的源室结构，通过十字型结构的源室壳体和U型结构的密封帽相互配合形成密封空间，密封空间内设置有屏蔽块，将放射源放置在屏蔽块上进行试验，安装与拆卸快捷方便、牢固可靠，能够满足小直径放射性仪器的各种测试需要，

进一步的，在密封帽的内腔设置减震垫，能够有效防止放射源受到外力的挤压或者碰撞情况。

进一步的，采用径向密封，在源室壳体和密封帽之间设置O型密封圈，耐高温、耐高压、耐腐蚀，安全可靠。

进一步的，源室壳体的十字一端为半圆形，一端为直边形，保证仪器测量的准确性和一致性，在安装时方向具有唯一性，安全可靠。

进一步的，选用高强度沉淀不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb制作源室壳体和密封帽，能够承受200℃温度和175Mpa高压要求。

进一步的，采用钨镍合金作为屏蔽材料，屏蔽效果好，不具毒性也不会产出放射性物质。

进一步的，放射源的尺寸≥Φ8mm×9mm能够满足放射性仪器的各种测试需要，该源室结构能够保证源的强度。

进一步的，整个源室结构组成源室组件后放入仪器主体内，下部通过定位槽定位安装，再通过固定螺钉紧固，上部开有源仓盖便于测试、观察与泥浆流动，设计简便、安全，结构拆卸快捷，有效节省时间，避免引起放射性危险。

进一步的，源室结构尺寸达到了小型化要求，满足小直径放射性仪器的要求又可替代大直径仪器现用的源。

综上所述，本发明源室结构能够在大多数放射性测井仪器上使用，尤其应用于小井眼、过钻具的放射性仪器上，优势更加明显，填补了国产小直径放射性仪器无合适“放射性源室”可用的问题。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本发明的实施例提供源室结构示意图，其中，(a)为主视图，(b)为俯视图；

图2为本发明的实施例源室组件在仪器上的安装示意图，其中，(a)为主视图，(b)为侧视图。

其中：1.密封帽；2.减震垫；3.放射源；4.屏蔽块；5.O型密封圈；6.源室壳体；7.仪器主体；8.螺钉；9.源仓盖；10.源室组件；11.固定螺钉；12.定位槽。

【具体实施方式】

为满足放射性测井仪器设计指标的各项要求，使该源室结构可用于小井眼、过钻具的放射性仪器，设计指标达到：耐高压175Mpa、高温200℃。既要保证源的强度，满足仪器测试需要；又要达到尺寸的小型化；更要在保证国家对于放射性源安全要求的前提下，安装与拆卸快捷方便、牢固可靠。

请参阅图1所示，本发明公开了一种用于小直径放射性仪器的源室结构，包括十字型结构的源室壳体6和U型结构的密封帽1，所述源室壳体6的十字上部开有凹槽，所述凹槽内设置有屏蔽块4，所述屏蔽块4用于放置放射源3，所述密封帽1用于倒扣密封所述屏蔽块4上的放射源3，所述源室壳体6的十字下部设置有凸起，用于安装定位。

其中，所述放射源3设置在所述密封帽1的内腔中，所述内腔中设置有减震垫2用于防震。所述源室壳体6和密封帽1之间设置有O型密封圈5，采用径向密封。所述源室壳体6的十字一端为半圆形，一端为直边形。所述源室壳体6和密封帽1选用高强度沉淀不锈钢0Cr17Ni4Cu4Nb材料制成。所述源室壳体6十字下部的凸起为燕尾榫结构。所述屏蔽块4选用密度≥18g/cm³、尺寸≥Φ8mm×20mm的钨镍合金制成。所述放射源3的尺寸≥Φ8mm×9mm。

请参阅图2所示，源室结构组成源室组件10，源室组件10通过固定螺钉11紧固在所述放射性仪器的仪器主体7内，所述仪器主体7上部设置有源仓盖9，所述源仓盖9通过螺钉8与所述仪器主体7连接，所述仪器主体7下部设置有定位槽12，所述源室组件10通过所述定位槽12进行定位。

所述仪器主体7的直径大于等于54mm，所述仪器主体7与所述源室壳体6之间设置有O型密封圈5，用于整体密封。

本发明源室结构的整体结构独特：为满足小直径放射性仪器的需要，通过相近的结构和相关资料，经过分析各种大直径的源室结构在各个方面的优点和不足之处，结合自身需要达到的设计目的和特点，设计出满足需要且独特的源室结构。源室结构外形尺寸做到了可满足小直径放射性仪器使用的尺寸。源室外壳结构的不对称型使得源室组件在仪器上安装是具有唯一性。

本发明源室结构的材料选择：根据放射性仪器探头测试原理、方法以及机械上的各项要求，使用材料选用为，源室外壳和密封帽材料选用高强度沉淀不锈0Cr17Ni4Cu4Nb；屏蔽块材料选用高密度材料钨镍合金(密度≥18克/厘米³)。

本发明源室结构强度分析：根据源室结构需要的指标要求(175Mpa、200℃)，对源室结构做了强度计算和分析，并做了高温高压试验进行了验证，设计方案满足强度的要求。

本发明源室结构安装与拆卸：源室结构设计一个关键所在，就是源室的安装与拆卸。通过了解了许多其他的源室结构(57源、CSU源等)安装与拆卸的各个特点，在保障安全、快捷、牢靠的前提条件下，做出了符合自身特点的设计结构：设计了专用的不会自动脱落、安装与拆卸更加快捷的固定螺钉。并设计了专用的拆卸工具与之配套。

安装过程具体为：

源室结构由源室外壳主体、密封帽、减震垫、屏蔽块、密封圈、减震O型圈及放射源组成，首先由专业人员将放射源(比如铯137等)安全的装入密封帽的腔体内，为防止放射源有可能受到外力的挤压或者碰撞的可能出现，做好防震的措施(加入减震垫)；然后将屏蔽块装入源室壳体内，不能留有缝隙，安装牢固；最后把带好O型密封圈的源室壳体(已装好了屏蔽块)与密封帽(已装好放射源)牢固的安装在一起。源室组件安装完成。

由于放射源的辐射性对人体会产生伤害。源室结构在做调试安装、以及高温、高压等不需要放射源的一些试验时，放射源可用同样尺寸的假源(不锈钢件)代替。放射源一旦装入源室结构后。放射源便不会轻易取出来，其安放保存必须有专用的源仓装置。并在源库内存放。

请参阅图2所示，源室结构在仪器上安装时，首先使用专用的源室拆装工具从源仓内取出后迅速地完成源室在仪器上的定位槽12处，定位槽12与源室壳体6十字下部的燕尾榫结构凸起对应，源室结构在仪器上的位置具有唯一性，源室壳体6的十字一端为半圆形，一端为直边形，由于源室外壳主体不对称性，决定其在仪器上的安装位置一定。然后使用专用的螺钉拆装工具完成对固定螺钉安装。安装牢固后，即可使用了。源室结构从仪器上拆卸时则按照相反步骤操作即可。源室结构从仪器上拆下后，迅速放置于源仓内。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。