专利名称：低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于通过测量流体密度或比重分析材料的技术领域，具体涉及到低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置。
背景技术：
使用放射性源测量流体的密度是在石油生产井内用来测量流体密度的一种常规方法。目前使用的用来测量石油井内流体密度的仪器有放射性流体密度测井仪，由安装在外壳内的源仓、伽马源、源窗、探测器窗、探测器晶体、屏蔽环、铝桶、光电倍增管联接构成。当流过采样通道的流体密度发生改变时，探测器晶体得到的伽马射线计数率将发生相应的变化，经计算可得到采样通道里的流体密度。
上述的放射性流体密度测井仪采用了Cs137伽玛放射性源，伽马射线能量为661Kev，源仓的中心加工有中心孔，伽玛源放置在源仓的中心孔内，源窗、探测器窗采用不锈钢板材料，铝桶的低部厚度为3mm。由于石油生产井内径向空间小，放射性流体密度测井仪的直径都要求小于38mm，在这样小的空间里用现有的高密度材料对Cs137伽玛放射性源和放射性流体密度测井仪很难得到有效地屏蔽，表面放射性剂量率可高达数百mre/h，对操作人员和环境有较强的辐照，安全性差，不符合国家环保标准。另外在井内因来自放射源的射线没有得到屏蔽，放射源对探测器周围的物质产生大量的散射射线，因其能量高使探测器不能有效屏蔽而接收到无用信号，成为“噪声“干扰，流体密度测量的分辨率大大下降，使油水密度的分辨率降低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述放射性流体密度测井仪器的缺点为测量油井流体密度提供一种设计合理、结构简单、使用效果好、放射性污染小、分辨率高的低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是在外壳内左侧设置有源仓、右侧设置有光电倍增管，源仓是钨镍铁合金源仓或铅源仓，源仓的中心位置左侧加工有中心孔、右侧加工有左端孔径大于右端孔径且与左端中心孔相联通的锥形准直孔，能量为60Kev的伽玛源Am241设置在源仓内左端封装有屏蔽盖的中心孔内，在源仓的右端面上设置安装有源窗的左隔板，源窗是壁厚为1.5～3mm的钛合金源窗或是壁厚为5～8mm的铍合金源窗或是壁厚为3.5～6.5mm的碳纤维环氧复合材料源窗，在左隔板右侧设置安装有探测器窗的右隔板，探测器窗是壁厚为1.5～3mm的钛合金探测器窗或是壁厚为5～8mm的铍合金探测器窗或是壁厚为3.5～6.5mm的碳纤维环氧复合材料探测器窗，左隔板与右隔板之间形成采样通道，在右隔板的右端面上设置内安装有铝桶的屏蔽环，铝桶是探测器窗一侧的厚度小于等于2mm、其余厚度为0.3～0.5mm、长度为15～18mm、内径为13～15mm的箱体，铝桶内设置有探测器晶体，探测器晶体中点到放射源中点的距离为140～160mm。
本实用新型的锥形准直孔是长度为15～30mm、放射源一侧的孔径为12～15mm、锥度为3°～4.5°。
本实用新型采用射线能量为60Kev的低能伽玛源Am241，源仓的中心左侧加工有中心孔、右侧加工有锥型准直孔，低能伽玛源Am241放置在源仓的中心左侧中心孔内，锥型准直孔减少了对低能伽玛射线的吸收，源窗采用钛合金源窗或铍合金源窗或碳纤维环氧复合材料源窗，探测器窗采用钛合金探测器窗或铍合金探测器窗或碳纤维环氧复合材料探测器窗，这种源窗和探测器窗，既能对低能伽玛射线衰减吸收量减少，又能承受井下的高压，使得本实用新型的测井精度达到0.03g/cc，分辨率达到0.01g/cc。本实用新型具有设计合理、结构简单、使用效果好、放射性污染小、测井精度高、分辨率高等优点，可在油井内用于测量石油等流体的密度，特别适宜在径向空间小的石油生产井内测量流体的密度。
图1是本实用新型的主视图。
图2是图1的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
在图1、2中，本实施例的低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置是由源仓1、放射源2、源窗3、左隔板4、探测器窗5、探测器晶体6、屏蔽环7、光电倍增管8、铝筒桶9、右隔板10、屏蔽盖11、外壳12联接构成。
在外壳12内左侧安装有源仓1、右侧安装有光电倍增管8，本实施例的源仓1为钨镍铁合金源仓，也可采用铅源仓，源仓1可在外壳12内左右移动，在源仓1的轴向中心位置左侧加工有中心孔、右侧加工有锥形准直孔a，锥形准直孔a与中心孔相联通，在源仓1左侧的中心孔内安装有放射源2，本实施例的放射源2是能量为60Kev的伽玛源Am241，为低能放射源，放射源2的左端封装有屏蔽盖11，屏蔽盖11用于防止放射源2的射线向左辐射。锥形准直孔a的左端孔径大于右端的孔径，为收敛形孔，锥形准直孔a的长度为20mm、放射源2一侧的孔径为14mm、锥度为4°，锥型准直孔a减少了对低能伽玛射线的吸收。放射源2被封在可移动源仓1内，因放射源2的能量低，在外壳12的直径为26～38mm的情况下，经计算和实验结果表明外壳12周围的辐照剂量率远小于国家运输容器表面允许辐照剂量率20希沃/小时的规定标准。在源仓1右端面上与外壳12连为一体有左隔板4，左隔板4的中心位置安装有源窗3，本实施例的源窗3是壁厚为2.5mm的钛合金源窗，也可采用壁厚为6.5mm的铍合金源窗，还可采用壁厚为4.5mm的碳纤维环氧复合材料源窗。在左隔板4的右侧有与外壳12连为一体的右隔板10，左隔板4与右隔板10之间形成采样通道b，采样通道b处外壳12的轴向对称地加工有两道通槽孔，使得油井内的流体可从通槽孔进入采样通道b内，样品筒4内可装被测试样。在右隔板10的右端面安装有探测器窗5，本实施例的探测器窗5是壁厚为2.5mm的钛合金探测器窗，也可采用壁厚为6.5mm的铍合金探测器窗，还可采用壁厚为4.5mm的碳纤维环氧复合材料探测器窗。本实用新型采用这种源窗和探测器窗，既能对低能伽玛射线衰减吸收量减少，又能承受井下的高压，使得本实用新型的测井精度达到0.03g/cc，分辨率达到0.01g/cc。在探测器窗5的右端面上安装有屏蔽环7，屏蔽环7内安装有铝桶9的探测器窗5一侧的厚度为2mm、其余厚度为0.4mm、长度为16mm、内径为14mm的圆箱体，铝桶9内安装有探测器晶体6，探测器晶体6中点到放射源2中点的距离为150mm，探测器晶体6用于将接收到经过流体衰减后的低能伽马射线转换成光信号，本实施例的探测器晶体6为碘化钠闪烁晶体，探测器晶体6被封装在一个探测端面极薄的铝桶9内，使到达探测器晶体6的低能伽玛射线得到最有效的探测。
实施例2在本实施例中，锥形准直孔a的长度为15mm、放射源2一侧的孔径为12mm、锥度为3°。源窗3是壁厚为1.5mm的钛合金源窗，也可采用壁厚为5mm的铍合金源窗，还可采用壁厚为3.5mm的碳纤维环氧复合材料源窗，探测器窗5是壁厚为1.5mm的钛合金探测器窗，可采用壁厚为5mm的铍合金探测器窗，还可采用壁厚为3.5mm的碳纤维环氧复合材料探测器窗。铝桶9的探测器窗5一侧的厚度为2mm、其余厚度为0.3mm、长度为15mm、内径为13mm的圆箱体。探测器晶体6中点到放射源2中点的距离为140mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
实施例3在本实施例中，锥形准直孔a的长度为30mm、放射源2一侧的孔径为15mm、锥度为4.5°。源窗3是壁厚为3mm的钛合金源窗，也可采用壁厚为8mm的铍合金源窗，还可采用壁厚为6mm的碳纤维环氧复合材料源窗，探测器窗5是壁厚为3mm的钛合金探测器窗，可采用壁厚为8mm的铍合金探测器窗，还可采用壁厚为6mm的碳纤维环氧复合材料探测器窗。铝桶9的探测器窗5一侧的厚度为2mm、其余厚度为0.5mm、长度为18mm、内径为15mm的圆箱体。探测器晶体6中点到放射源2中点的距离为160mm。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
本实用新型的工作原理如下源仓1内的能量为60Kev的伽玛源Am241所射出的低能伽马射线经锥形准直孔a到采样通道b，照射到进入采样通道b内的井下流体，低能伽马射线按指数规律衰减，衰减后的低能伽马射线照射到探测器晶体6，经探测器晶体6转换成光信号，光电倍增管8将所接收到探测器晶体6的光信号转换成电信号输出到数据处理系统进行数据处理，并计算出流体的密度。
权利要求1.一种低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置，在外壳[11]内左侧设置有源仓[1]、右侧设置有光电倍增管[8]，在源仓[1]的轴向中心位置加工有中心孔，放射源[2]设置在源仓[1]内左端封装有屏蔽盖[11]的中心孔内，在源仓[1]的右端面上设置安装有源窗[3]的左隔板[4]，在左隔板[4]右侧设置安装有探测器窗[5]的右隔板[10]，左隔板[4]与右隔板[10]之间形成采样通道[b]，在右隔板[10]的右端面上设置内安装有铝桶[9]的屏蔽环[7]，铝桶[9]内设置有探测器晶体[6]，其特征在于所说的源仓[1]是钨镍铁合金源仓或铅源仓，源仓[1]的中心位置左侧加工有中心孔，右侧加工有左端孔径大于右端孔径且与左端中心孔相联通的锥形准直孔[a]；所说的放射源[2]是能量为60Kev的伽玛源Am241，设置在源仓1左侧的中心孔内；所说的源窗[3]是壁厚为1.5～3mm的钛合金源窗或是壁厚为5～8mm的铍合金源窗或是壁厚为3.5～6.5mm的碳纤维环氧复合材料源窗；所说的探测器窗[5]是壁厚为1.5～3mm的钛合金探测器窗或是壁厚为5～8mm的铍合金探测器窗或是壁厚为3.5～6.5mm的碳纤维环氧复合材料探测器窗；所说的铝桶[9]是探测器窗[5]一侧的厚度小于等于2mm、其余厚度为0.3～0.5mm、长度为15～18mm、内径为13～15mm的箱体；所说探测器晶体[6]中点到放射源[2]中点的距离为140～160mm。
2.按照权利要求1所述的低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置，其特征在于所说的锥形准直孔[a]是长度为15～30mm、放射源[2]一侧的孔径为12～15mm、锥度为3°～4.5°。
专利摘要一种低能伽玛源流体密度测井仪的探测装置，在外壳内左侧设置有钨镍铁合金源仓或铅源仓、右侧设置有光电倍增管，源仓的中心位置左侧加工有中心孔、右侧加工有锥形准直孔，低能伽玛源Am
文档编号E21B47/00GK2737943SQ200420086098
公开日2005年11月2日 申请日期2004年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者何军, 何捷 申请人:西安市首创科技工程有限公司