专利名称：一种核测井抗振伽马能谱探测器的制作方法
技术领域：
—种核测井抗振伽马能谱探测器技术领域[0001]本实用新型涉及核测井技术领域，是一种输出性能稳定且耐高温的伽马射线探测器件。
背景技术：
[0002]随着国际国内能源市场的飞速发展，放射性石油测井仪器的市场占有率也在逐渐扩大。[0003]随着全国石油行业的改革和重组的完成，石油测井仪器市场又焕发了新的生机。到目前为止，各型放射性测井仪器定购合同已经达到了上千万。[0004]放射性仪器的核心部件探测器中的光电倍增管的运行周期较长，因此对探测器的可靠性要求较高，而通常探测器的实际质量很难保证，这就导致了整支放射性测井仪器的系统质量的不稳定，加之测井仪器通常工作在比较恶劣的环境中，外部环境的震荡与温度变化都会影响到测井仪器数据的稳定输出。[0005]现有的测井仪器由于其内部结构比较复杂，难以从结构方面达到理想的抗振性；而且测井仪器核心部件耐温性较差，在高温作业时往往会造成仪器的损坏。因此测井仪器核心部件的推出和改进已经迫在眉睫。发明内容[0006]有鉴于此，本实用新型提出一种核测井抗振伽马能谱探测器，该探测器能够实现良好的抗振性，输出数据稳定，能够保证放射性仪器核心部件对于仪器可靠性的要求，同时温度适应性增强，使反射性测井仪器系统的对环境的适应能力得到提升。[0007]为达到上述目的，本实用新型的技术方案为:[0008]一种核测井抗振伽马能谱探测器，包括:光电倍增管，光耦合器，闪烁体，径向右减振轮、径向左减振轮、闪烁体自带固定螺杆，探测器连接孔，稳谱源，仪器外壳，探测器封装壳体，光电倍增管减振器，氟橡胶减振套，轴向减振弹簧，压力调节螺杆，高压输入线；[0009]探测器封装壳体为中空的圆柱体结构，内部安装闪烁体、光耦合器、光电倍增管、光电倍增管减振器、压力调节螺杆、轴向减振弹簧:[0010]闪烁体为圆柱体结构，圆柱体的直径与探测器封装壳体内径一致；闪烁体轴向一端装有固定螺杆，另一端的端面涂覆有导光硅脂，为联接端面，联接端面上粘贴有光耦合器；闪烁体内部带有稳谱源；[0011]光电倍增管为阶梯圆柱，分为小直径端和大直径端；大直径端直径与闪烁体的直径一致，大直径端端面与闪烁体的联接端面通过光耦合器相连；小直径端套有氟橡胶减振套；[0012]光电倍增管减振器为带有圆柱形凹槽的圆柱结构，压力调节螺杆穿过光电倍增管减振器的凹槽底面中心，压力调节螺杆和光电倍增管减振器之间机械固定，带压力调节功能的螺杆凹槽内的一端带有螺杆平台，螺杆平台上装有轴向减振弹簧；光电倍增管减振器的凹槽内径与光电倍增管的套有氟橡胶减振套的小直径端直径一致，供小直径端装入，小直径端端面与轴向减振弹簧相抵；光电倍增管减震器与探测器封装壳体固连；[0013]探测器封装壳体轴向两端分别带有径向右减振轮和径向左减振轮，压力调节螺杆穿过径向左减振轮的中心，固定螺杆穿过径向右减振轮的中心；压力调节螺杆与径向左减振轮固连，固定螺杆与径向右减振轮固连；探测器封装壳体连同径向左减振轮和径向右减振轮置于仪器外壳内；[0014]仪器外壳为圆柱形壳体，仪器外壳轴向两端带有机械连接端面，固定螺杆和压力调节螺杆固定在机械连接端面中心，将带有径向右减振轮和径向左减振轮的探测器封装壳体悬空支撑于仪器外壳壳体内部；[0015]高压输入线连接光电倍增管，通过压力调节螺杆穿出仪器外壳外。[0016]进一步地，该探测器还包括有:探测器右定位卡环和探测器左定位卡环；[0017]仪器外壳的机械连接端面上设有环状卡槽，环状卡槽内分别安装探测器右定位卡环和探测器左定位卡环，固定螺杆穿过探测器右定位卡环的中心，压力调节螺杆穿过探测器左定位卡环的中心；压力调节螺杆、左定位卡环和左减振轮之间固连；固定螺杆、右定位卡环和径向右减振轮之间固连；[0018]仪器外壳的壳体内径与径向右减振轮和径向右减振轮直径一致，均大于探测器封装壳体的外径。[0019]进一步地，该探测器还包括卡销；光电倍增管减震器通过卡销与探测器封装壳体固连。[0020]优选地，闪烁体采用NaI单晶。[0021 ] 优选地，光电倍增管采用快响应双碱光电倍增管。[0022]优选地，所述的径向左减振轮和径向右减振轮为锯齿轮。[0023]有益效果:[0024](I)、本核测井抗振伽马能谱探测器，通过径向、轴向减振结构的设计，能够实现良好的抗振性能，使得探测器受外界环境影响较小，最大程度地实现了系统的稳定，能够满足核测井对于系统稳定性的要求。[0025](2)、本核测井抗振伽马能谱探测器，其内部的光电倍增管采用耐高温材料，因此探测器温度性能好，能够适应石油井的高温环境。[0026](3)、本核测井抗振伽马能谱探测器，其结构紧凑、各器件之间联接紧密、功能结构无冗余，安装使用方便。
[0027]图1探测器单元结构图；[0028]图2轴向减振结构图；[0029]图3减振轮结构；[0030]图4径向减振结构图；[0031]图中:1光电倍增管，2光耦合器，3闪烁体，4径向右减振轮，4’径向左减振轮，5闪烁体自带固定螺杆，6探测器连接孔，7和7’为探测器定位卡环，8稳谱源，9仪器外壳，10探测器封装壳体，11光电倍增管减振器，12氟橡胶减振套，13横向减振弹簧，14压力调节螺杆，15高压输入线，16卡销。
具体实施方式
[0032]本实用新型提供了一种核测井抗振伽马能谱探测器，该探测器通过横向减振弹簧联接光电倍增管减振器、压力调节螺杆、光电倍增管、光耦合器、闪烁体，实现轴向减振；通过径向减振轮将探测器封装壳体悬空在仪器外壳中，实现径向减振。其中闪烁体与光电倍增管均采用耐高温材料，能够适应石油井的高温环境。本实用新型适用于但不仅限于核测井伽马能谱测井仪使用。[0033]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明:[0034]本实用新型提供了一种核测井抗振伽马能谱探测器，包括:光电倍增管1、光耦合器2、闪烁体3、径向右减振轮4、径向左减振轮4’、闪烁体自带固定螺杆5、探测器连接孔6、探测器右定位卡环7、探测器左定位卡环7’、稳谱源8、仪器外壳9、探测器封装壳体10、光电倍增管减振器11、氟橡胶减振套12、轴向减振弹簧13、压力调节螺杆14、高压输入线15、卡销16。[0035]探测器结构如图1所示，探测器封装壳体10为中空的圆柱体结构，内部安装闪烁体3、光耦合器2、光电倍增管1、光电倍增管减振器11、压力调节螺杆14、轴向减振弹簧13:[0036]闪烁体3为圆柱结构，圆柱体的直径与探测器封装壳体10内径匹配，闪烁体3轴向一端装有固定螺杆5，另一端的端面涂覆有导光硅脂，为联接端面，联接端面上粘贴有光耦合器2 ;闪烁体3内部镶嵌稳谱源8，稳谱源能够产生稳定的核脉冲，实现能谱探测器的状态标定。闪烁体3为核辐射的接收和响应单元。本实施例中，闪烁体采用直径70_的NaI单晶，耐温175。。。[0037]光电倍增管I为阶梯圆柱，分为小直径端和大直径端，大直径端直径与闪烁体3的直径一致，光电倍增管I通过大直径端端面与闪烁体3的联接端面通过光耦合器2相连，小直径端套有氟橡胶减振套12。本实施例中，光电倍增管I采用70mm大口径快响应双碱光电倍增管，即内部的光电倍增管I倍增极采用高温双碱材料，耐高温175°C。[0038]光电倍增管减振器11为带有圆柱形凹槽的圆柱结构，压力调节螺杆14穿过光电倍增管减振器11的凹槽底面中心并通过机械固定实现固连，压力调节螺杆14位于圆柱形凹槽内的部分带有螺杆平台，螺杆平台上装有轴向减振弹簧13，光电倍增管减振器11的圆柱形凹槽内径与光电倍增管I的套有氟橡胶减振套12的小直径端直径一致，光电倍增管减震器11与探测器封装壳体10固连，在本实施例中使用卡销16将光电倍增管减震器11固定在探测器封装壳体10上；将光电倍增管I的小直径端以紧配合方式推入光电倍增管减振器11的圆柱形凹槽槽内，光电倍增管I的小直径端端面与减振弹簧13相互抵触连接。[0039]图2所示为本实用新型的轴向减振结构，轴向减振弹簧13产生的压力使闪烁体3、光率禹合器2、光电倍增管1、光电倍增管减振器11联接在一起并完成轴向减振。减振弹簧13使探测器具有轴向弹力，能够避免光电倍增管I在探测器封装壳体10的内部错位偏移。[0040]高压输入线15穿过压力调节螺杆14伸出仪器外壳9外。[0041]探测器封装壳体10的轴向两端分别装有径向左减振轮4’、径向右减振轮4，其中压力调节螺杆14穿过左减振轮4’的中心，固定螺杆5穿过径向右减振轮4的中心，其中压力调节螺杆14和左减振轮4’实现机械固定，固定螺杆5和径向右减振轮4实现机械固定；探测器封装壳体10和径向左减振轮4’、径向右减振轮4仪器封装入仪器外壳9内。在本实施例中，径向左减振轮4’和径向右减振轮4均设计成如图3所示锯齿轮，此形状具有一定的抗振效果。[0042]仪器外壳9为圆柱体壳体，圆柱体的轴向两端带有卡槽，卡槽内分别安装探测器右定位卡环7和探测器左定位卡环V ;固定螺杆5穿过探测器右定位卡环7和径向右减振轮4的中心，压力调节螺杆14穿过探测器左定位卡环V和径向左减振轮4’的中心；压力调节螺杆14、左定位卡环7’和左减振轮4’之间机械固定；固定螺杆5、右定位卡环7和径向右减振轮4之间机械固定；[0043]仪器外壳9的壳体内径与径向右减振轮4和径向右减振轮4’直径一致，均大于探测器封装壳体10的外径，将探测器封装壳体10悬空置于仪器外壳9内部，探测器封装壳体10的悬空设计使得探测在遇到外界震荡时能够具有一定的缓冲余地，从而达到整体纵向减振的效果。图4所示为本实用新型的纵向减振结构。[0044]抗振伽马能谱探测器的实验室组装过程如下:[0045]按照图1联接探测器各个部件:[0046]首先将闪烁体3表面用酒精清洁干净，在闪烁体3的联接端面上涂覆导光硅脂，将光耦合器2粘贴在闪烁体3的联接端面上，轻推入探测器封装壳体10中，直至底部，露出闪烁体自带固定螺杆5。将径向右减振轮4和探测器右定位卡环7固定在固定螺杆5上。[0047]将压力调节螺杆14和轴向减振弹簧13依次置入光电倍增管减震器11中。将氟橡胶减振套12包裹在光电倍增管I的小直径端，轻推入光电倍增管减震器11中，形成径向紧配合方式，并具有轴向弹力。[0048]在光电倍增管I端面上涂覆导光硅脂，将光电倍增管I端面对准光耦合器2，把光电倍增管减震器11和光电倍增管I整体轻推入探测器封装壳体10中，形成端面压力联接。用卡销16将探测器封装壳体10和光电倍增管减震器11固定为一体。[0049]调节压力调节螺杆14，压缩轴向减振弹簧13，促使光电倍增管1、光耦合器2和闪烁体3耦合良好。高压输入线15通过压力调节螺杆14穿出体外。将径向左减振轮4’和探测器左定位卡环V固定在压力调节螺杆14上。[0050]把组装好的径向左减振轮4’、探测器封装壳体10和径向右减振轮4 一同提起，将探测器定位卡环7和7’嵌入到仪器外壳9的卡槽内，完成组装。[0051]综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，包括:光电倍增管(1)，光耦合器(2 )，闪烁体(3 )，径向右减振轮(4 )、径向左减振轮(4 ’)、闪烁体自带固定螺杆(5 )，探测器连接孔(6 )，稳谱源(8 )，仪器外壳(9 )，探测器封装壳体(10 )，光电倍增管减振器(11)，氟橡胶减振套(12)，轴向减振弹簧(13)，压力调节螺杆(14)，高压输入线(15); 所述的探测器封装壳体(10)为中空的圆柱体结构，内部安装闪烁体(3)、光耦合器(2)、光电倍增管(I)、光电倍增管减振器(11)、压力调节螺杆(14)、轴向减振弹簧(13): 所述的闪烁体(3)为圆柱体结构，圆柱体的直径与探测器封装壳体(10)内径一致；闪烁体(3)轴向一端装有固定螺杆(5)，另一端的端面涂覆有导光硅脂，为联接端面，联接端面上粘贴有所述的光耦合器(2);所述的闪烁体(3)内部带有稳谱源(8)； 所述的光电倍增管(I)为阶梯圆柱，分为小直径端和大直径端；大直径端直径与闪烁体(3)的直径一致，大直径端端面与闪烁体(3)的联接端面通过光耦合器(2)相连；小直径端套有所述的氟橡胶减振套(12)； 所述的光电倍增管减振器(11)为带有圆柱形凹槽的圆柱结构，压力调节螺杆(14)穿过光电倍增管减振器(11)的凹槽底面中心，压力调节螺杆(14)和光电倍增管减振器(11)之间机械固定，带压力调节功能的螺杆(14)凹槽内的一端带有螺杆平台，螺杆平台上装有所述的轴向减振弹簧(13);光电倍增管减振器(11)的凹槽内径与光电倍增管(I)的套有氟橡胶减振套(12)的小直径端直径一致，供小直径端装入，小直径端端面与轴向减振弹簧(13)相抵；光电倍增管减震器(11)与探测器封装壳体(10)固连； 所述的探测器封装壳体(10)轴向两端分别带有径向右减振轮(4)和径向左减振轮(4’)，压力调节螺杆(14)穿过径向左减振轮(4’)的中心，固定螺杆(5)穿过径向右减振轮(4)的中心；压力调节螺杆(14)与径向左减振轮(4’)固连，固定螺杆(5)与径向右减振轮(4)固连；探测器封装壳体(10)连同径向左减振轮(4’)和径向右减振轮(4)置于仪器外壳(9)内； 所述的仪器外壳(9)为圆柱形壳体，仪器外壳(9)轴向两端带有机械连接端面，固定螺杆(5)和压力调节螺杆(14)固定在机械连接端面中心，将带有径向右减振轮(4)和径向左减振轮(4’)的探测器封装壳体(10)悬空支撑于仪器外壳(9)壳体内部； 所述的高压输入线(15)连接 光电倍增管(1)，通过压力调节螺杆(14)穿出仪器外壳(9)外。
2.如权利要求1所述的一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，该探测器还包括有:探测器右定位卡环(7)和探测器左定位卡环(7’)； 所述的仪器外壳(9)的机械连接端面上设有环状卡槽，环状卡槽内分别安装探测器右定位卡环(7)和探测器左定位卡环(7’)，固定螺杆(5)穿过探测器右定位卡环(7)的中心，压力调节螺杆(14)穿过探测器左定位卡环(7’)的中心；压力调节螺杆(14)、左定位卡环(7’)和左减振轮(4’)之间固连；固定螺杆(5)、右定位卡环(7)和径向右减振轮(4)之间固连； 仪器外壳(9)的壳体内径与径向右减振轮(4)和径向右减振轮(4’)直径一致，均大于探测器封装壳体(10)的外径。
3.如权利要求1或2所述的一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，该探测器还包括卡销(16)；所述的光电倍增管减震器(11)通过卡销(16)与探测器封装壳体(10)固连。
4.如权利要求1或2所述的一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，所述的闪烁体(3)采用NaI单晶。
5.如权利要求1或2所述的一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，所述的光电倍增管(I)采用快响应双碱光电倍增管。
6.如权利要求1或2所述的一种核测井抗振伽马能谱探测器，其特征在于，所述的径向左减振轮(4’)和径向右减振轮(4)为锯齿轮。
专利摘要本实用新型提供了一种核测井抗振伽马能谱探测器，属于核测井技术领域。该探测器通过横向减振弹簧联接光电倍增管减振器、压力调节螺杆、光电倍增管、光耦合器、闪烁体，实现轴向减振；通过径向减振轮将探测器封装壳体悬空在仪器外壳中，实现径向减振。采用闪烁体与光电倍增管配合进行的光－电转换技术，通过测量探测器光电转换后的核脉冲数量，分道址存放后进行谱分析，确定地层铀钍钾含量，实现地层天然伽马射线的测量。本实用新型适用于但不仅限于核测井伽马能谱测井仪使用。
文档编号E21B47/00GK202970684SQ20122061691
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者蔡晓波, 刘东友, 张建军, 孟刚, 田彦民, 郭嗣杰, 程静 申请人:中国船舶重工集团公司第七一八研究所