使用脉冲识别的辐射检测装置和使用该装置的方法
【技术领域】
[0001] 以下涉及辐射检测装置，并且更具体地涉及使用脉冲识别的辐射检测装置和使用 该装置的方法。
【背景技术】
[0002] 光谱伽玛射线测量通过提供解析周围岩层中的孔隙率-岩性学和自然出现的辐 射性材料的方式，在石油和天然气测井作业中扮演重要作用。岩层的某些性质可能直接与 某区域内地层的石油或天然气产生性能相关联。例如，自然出现的辐射性材料的数量可能 与指示碳氢化合物生产层的条件相关联。
[0003] 然而，检测伽玛射线需要灵敏的材料和复杂的电子装置。特别是，电子部件通常是 分析光谱信息以查明周围岩层的特定性质的高度专用部件。此外，灵敏材料和复杂电子装 置常遭受严酷的环境条件，包括机械冲击和振动以及从-60°C到室温到可能超过150°C的 升高温度的宽的温度范围。行业仍然需要在宽的温度范围上能够可靠服务、稳定分析的改 进的辐射检测装置。
【附图说明】
[0004] 通过示例图解说明实施例，实施例不受附图的限制。
[0005] 图1包括探测器的示意绘图，探测器包括根据实施例的辐射检测装置。
[0006] 图2包括根据实施例的控制模块的一部分的示意图。
[0007] 图3包括由光传感器生成的闪烁脉冲的强度相对时间的图形。
[0008] 图4包括与图3的闪烁脉冲对应的比例因子S相对时间t的图形。
[0009] 图5包括由光传感器生成的噪声脉冲的强度相对时间的图形。
[0010] 图6包括与图5的噪声脉冲对应的比例因子s相对时间t的图形。
[0011] 图7包括对于辐射检测装置快速傅立叶变换参数相对光电倍增管电荷的四个图 形，以图示当辐射检测装置近似在室温时，有和没有辐射源以及有和没有振动的图形。
[0012] 图8包括对于辐射检测装置小波脉冲形状识别参数相对光电倍增管电荷的四个 图形，以图示当辐射检测装置近似在室温时，当前有和没有辐射源以及有和没有振动的图 形。
[0013] 图9包括对于辐射检测装置快速傅立叶变换参数相对光电倍增管电荷的四个图 形，以图示当辐射检测装置近似在150°C时，有和没有辐射源以及有和没有振动的图形。
[0014] 图10包括对于辐射检测装置小波脉冲形状识别参数相对光电倍增管电荷的四个 图形，以图示当辐射检测装置近似在150°C时，当前有和没有辐射源以及有和没有振动的图 形。
[0015] 图11至15包括由光传感器生成的不同类型脉冲的强度相对时间的图形。
[0016] 本领域技术人员认识到图中的元件是出于简单和清楚示出的，不一定是按比例绘 制的。例如，图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大，以帮助促进对本发明的实 施例的理解。不同图中的相同的附图标记的使用指示相似或相同的物体。
【具体实施方式】
[0017] 提供以下结合附图的描述，以帮助理解本文中公开的教导。以下讨论将集中在教 导的特定的实施方式和实施例。提供这种集中点以帮助描述这些教导，不应当解读为对教 导的范围或适用性的限制。
[0018] 词语"高保真放大器"旨在表示放大或不放大输入信号以产生输出信号的装置，其 中，输出信号基本上具有输入信号内包含的所有信息或者基本上输入信号的所有这种信息 都可以从输出信号中得到。高保真放大器不包括集成预放大器或修整放大器。
[0019] 词语"稀土"或"稀土元素"旨在表示元素周期表中的钇Y、钪Sc和镧系元素（镧 La到镥Lu)。
[0020] 如本文中使用的词语"包括"、"包含"、"具有"或他们的任何其它变形旨在覆盖非 排他性的包括。例如，包括特征列表的过程、方法、物品或装置不一定只局限于那些特征，而 是可以包括没有显式列出或这些过程、方法、物品或装置固有的其它特征。进一步地，除非 明确表示为相反否则，"或"指包括性或而不是异或。例如，以下当中的任何一个都满足条 件A或B :A为真（或存在），并且B为假（或者不存在），A为假（或者不存在），并且B为 真（或者存在），以及A和B都为真（或存在）。
[0021] 使用英语不定冠词"一"来描述本文中描述的元件和部件。这只是为了方便以及 给出本发明的一般意义的范围而使用的。这种描述应当解读为包括一个或至少一个，单数 还包括复数或者反之亦然，除非很显然意思为相反。
[0022] 除非另外限定，否则本文中使用的所有科技词语具有本发明所属的本领域技术人 员通常理解的相同的含义。材料、方法和示例只是示意性的，不旨在是限制性的。至于本文 中没有描述的，关于特定材料和过程行为的许多细节是常规的，可以在闪烁和辐射检测领 域内的教科书和其它来源找到。
[0023] 图1包括探测器100的示意绘图，探测器100包括根据实施例的辐射检测装置 102。探测器100是可以包括可以用来探测不适合人类的地域和环境的各种装置的探测器。 这样的一个应用是勘探钻井或测井应用，其中，可以在地壳内钻孔以便探测和表征地表下 的岩石结构。探测器100可以是单独的工具或者可以与钻柱的远端附近的其它装置合并。 其它装置可以包括远端的顶端的钻头，耦合到钻头的涡轮机，耦合到涡轮机的发电机或交 流发电机，电池或其它能量储存装置，诸如旋转速度传感器、位置传感器、压力传感器等的 各种传感器。钻柱包括拧在一起并在处于地表的钻柱的近端处操作的管子的各部分。例 如，整个钻柱可以在钻探中旋转。井眼外面的抽泥泵沿钻柱泵注泥浆。泥浆用于多种用途， 其中的一种是使井下涡轮机的转子旋转。在钻探中，钻柱的许多不同的部件可能处于运动 中。例如，整个钻柱在泥浆沿钻柱泵注时可以是旋转的，这又使涡轮机工作，继而使钻头旋 转。钻探可以使辐射检测装置暴露于振动或在辐射检测装置附近产生或沿钻柱的任何部分 传输的另一噪声，包括来自于钻柱外部诸如抽泥泵的来源。噪声的重要性在此说明书中稍 后讨论。
[0024] 如图示，探测器100可以包括用于封装和围住辐射检测装置102的外壳101，探测 器100可以是随钻测量（"MWD"）装置的一部分。外壳101可以由适于承受严酷环境（包 括从环境条件到超过150°C、超过200°C或者更高温度的大的温度变化）的材料制成。密封 外壳以抵抗高达70MPa(10, OOO镑每平方英寸）的压力。另外，外壳101可能能够承受严重 的机械应力和振动。因此，外壳101可以由金属或金属合金材料制成。通常，外壳101可以 被密封，以保护内部的敏感部件不受诸如在测井应用中遇到的流体（诸如水）的影响。
[0025] 辐射检测装置102可以包括适于检测某种类型的辐射的材料和部件，以便促进分 析和表征探测器100周围的岩石结构，包括诸如存在碳氢化合物材料，存在水，岩石的密 度，地质组成的孔隙率等等的性质。在一个特定的实施例中，辐射检测装置102包括校准源 103、闪烁体105、光耦合部件106、光传感器107和控制模块109。校准源103可以耦合到闪 烁体105,闪烁体105可以光耦合