一种双窗口晶体自然伽马能谱仪的制作方法

1.本实用新型属于石油测井技术领域，具体涉及一种双窗口晶体自然伽马能谱仪。


背景技术：

2.在石油测井领域中农，井下岩石中往往存在着一些放射性核素，该放射性核素存在的多少往往和地层的沉积环境、物质来源、成岩作用、地下水活动、粘土类型以及粘土含量等一系列地质因素有关，因此分别记录出不同放射性核素所造成的放射性强度对于解决许多地质问题是很有意义的。在实际中，岩石中自然放射性的强度，主要是由钾、铀、钍放射性核素的含量决定的。而钾、铀、钍所放射伽马射线的能量不同，分别为1.46mev、1.76mev、2.62mev。
3.目前，自然伽马能谱仪，在测量地层自然伽马射线总水平的同时，可以对自然伽马射线进行谱分析，即对自然伽马射线的能量进行分析。选定与主要放射性同位素40k、238u、252th相关，能量为1.46mev、1.76mev、2.62mev的伽马射线谱段分别做记录，运用数字方法对混合谱进行剥谱，求出地层中钾、铀、钍的含量，从而确定地层放射性类型和数量。从而评价地层的岩性，产油能力以及解决更多的地质和油田开发过程中出现的问题。
4.传统的自然伽马能谱仪大都采用单窗模式，也即只采用一个光电倍增管，这将导致部分光子未能传播到光电倍增管便衰减消失，从而使采集到的信号比真实信号小，影响检测精度。随着对井下仪器的可靠性、测井精度以及测井质量等要求越来越高，传统的单窗自然伽马能谱仪显然已经无法满足高质量的测井要求。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种双窗口晶体自然伽马能谱仪。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种双窗口晶体自然伽马能谱仪，包括外套筒，设置于所述外套筒两端的下堵头和上堵头，设置在所述外套筒内部的探头单元以及与所述探头单元连接的电路单元；其中，所述探头单元包括反射层、伽马筒、第一光电倍增管、第一导光胶垫、第二导光胶垫、第二光电倍增管、遮光套以及晶体；
7.所述晶体的两端分别通过所述第一导光胶垫和所述第二导光胶垫与所述第一光电倍增管和所述第二光电倍增管连接；所述伽马筒设置于所述晶体与所述第一导光胶垫、所述第二导光胶垫之间；所述反射层套装在所述晶体上，所述遮光套套装在所述第一光电倍增管和所述第二光电倍增管上。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述晶体为碘化钠晶体。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述电路单元包括相互电连接的高压模块、信号采集电路板、主控电路板、信号连接器以及dac电路板；其中，
10.所述高压模块连接所述探头单元，所述信号连接器固定设置于所述上堵头上，并嵌入所述上堵头内部。
11.在本实用新型的一个实施例中，该双窗口晶体自然伽马能谱仪还包括设置在所述外套筒内部并作用于所述探头单元的减震单元。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述减震单元包括外减震胶套和内减震胶套，其中，
13.所述外减震胶套设置于所述反射层和所述伽马筒之间以及所述伽马筒和所述遮光套之间；
14.所述内减震胶套设置于所述第一光电倍增管、所述第二光电倍增管与所述外套筒之间。
15.在本实用新型的一个实施例中，所述减震单元还包括套装在所述伽马筒上的减震环。
16.在本实用新型的一个实施例中，所述减震单元还包括第一减震弹簧和第二减震弹簧，所述第一减震弹簧和第二减震弹簧分别固定在第一弹簧座和第二弹簧座上；所述第一弹簧座固定在所述下堵头上，所述第二弹簧座与电路单元连接。
17.本实用新型的有益效果：
18.1、本实用新型提供的双窗口晶体自然伽马能谱仪通过采用双光电倍增管的方式实现了双窗口采集结构，提高了采集信息的密度和强度，进而提高了仪器的可靠性，能够满足高质量的测井要求；
19.2、本实用新型提供的双窗口晶体自然伽马能谱仪采用碘化钠晶体结构与双窗结构结合，提高了晶体利用率。
20.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
21.图1是传统自然伽马能谱仪的单窗结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例提供的双窗口晶体自然伽马能谱仪结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例提供的双窗结构示意图。
24.附图标记说明：1-下堵头，2a-第一减震弹簧，2b-第一弹簧座，3-反射层，4-外减震胶套，5-伽马筒，6a-第一导光胶垫，6b-第二导光胶垫，7-内减震胶套，8-遮光套，9-外套筒，10-高压模块，11-信号采集电路板，12-主控电路板，13-信号连接器，14-上堵头，15-dac电路板，16-第二弹簧座，17-第二减震弹簧，18-减震环，19-晶体，p1-第一光电倍增管，p2-第二光电倍增管。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
26.实施例一
27.请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的双窗口晶体自然伽马能谱仪结构示意图，包括：
28.一种双窗口晶体自然伽马能谱仪，其特征在于，包括外套筒9，设置于外套筒9两端的下堵头1和上堵头14，设置在外套筒9内部的探头单元以及与探头单元连接的电路单元；
其中，探头单元包括反射层3、伽马筒5、第一光电倍增管p1、第一导光胶垫6a、第二导光胶垫6b、第二光电倍增管p2、遮光套8以及晶体19；
29.晶体19的两端分别通过第一导光胶垫6a和第二导光胶垫6b与第一光电倍增管p1和第二光电倍增管p2连接；伽马筒5设置于晶体19与第一导光胶垫6a、第二导光胶垫6b之间；反射层3套装在晶体19上，遮光套8套装在第一光电倍增管p1和第二光电倍增管p2上。
30.具体地，伽马射线通过晶体后，会产生一定强度的光子，光子传播到光电倍增管经多级高压倍增之后，在光电倍增管的阳极产生负脉冲信号，并经采集分析，以完成测量。
31.由于传统的单窗自然伽马能谱仪会出现部分光子未能传播到光电倍增管便衰减消失的现象，从而使采集到的信号比真实信号小，影响检测精度。基于此，本实施例提出了一种双窗结构，请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的双窗结构示意图。
32.本实施例通过采用两个光电倍增管对置，在光电倍增管中间的组成双窗采集，在单窗采集的基础上增强了信号采集，提高了采集信息的密度，强度，进而提高了仪器的可靠性。
33.需要说明的是，本实施例中的晶体19为特制的碘化钠晶体，与双窗结构结合，可以提升晶体的利用率。
34.进一步地，请继续参见图2，电路单元包括相互电连接的高压模块10、信号采集电路板11、主控电路板12、信号连接器13以及dac电路板15；其中，高压模块10连接探头单元，信号连接器13固定设置于上堵头14上，并嵌入上堵头14内部。
35.具体地，由主控电路板12根据来自信号采集电路板11的信号确定并经dac电路板15放大生成控制电压，送至高压模块10，进行高压调节。控制高压模块10产生高电压信号提供给第一光电倍增管p1和第二光电倍增管p2，以保证其正常工作。
36.为了进一步提高仪器的抗震能力，保护仪器免受损伤，本实施例在双窗口晶体自然伽马能谱仪上还设置了减震单元，其主要设置在外套筒9内部并作用于探头单元。
37.具体地，减震单元包括外减震胶套4和内减震胶套7，其中，
38.外减震胶套4设置于反射层3和伽马筒5之间以及伽马筒5和遮光套8之间；
39.内减震胶套7设置于第一光电倍增管p1、第二光电倍增管p2与外套筒9之间，以保护第一光电倍增管和第二光电倍增管。
40.进一步地，减震单元还包括套装在伽马筒5上的减震环18，以减少径向震动分量，
41.减震单元还包括第一减震弹簧2a和第二减震弹簧17，第一减震弹簧2a和第二减震弹簧17分别固定在第一弹簧座2b和第二弹簧座16上；第一弹簧座2b固定在下堵头1上，第二弹簧座16与电路单元连接，以减少轴向震动分量。
42.本实施例通过内外两级减震结构，提高了自然伽马探头抗冲击和震动的能力，使该探头能用于随钻测量。
43.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。