Способ измерения спектра при гамма-каротаже

ОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН РЕСПУБЛИК 01 У 5/ В ЯЮЗЦЬ 11- 1.ьф 1 ДЗЦ") ",д ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ И ОБР СА нко, В.В альК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики(56) Брагин А.А. Состояние и перспективы развития спектрометрической аппаратуры для геофизических исследований. Сб. Отбор и передача информации. Киев, Наукова Думка, 1970, У 26.Ларионов В.В. Радиометрия сквазян, М.: Недра, 1969, с. 294-299.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРА ПРИ ГАММА-КАРОТАЖЕ(57) Изобретение относится к области , геофизики и моает быть использовано при радиоактивном каротаае. Целью изобретения является упроа 1 ение спосо ба. Для этого электрические импульсы с блока детектирования формируют в прямоугольные импульсы с равной амплитудой и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого излучения. Сформированные прямоугольные импульсы подают в каротазный кабель для передачи на поверхность и одновременного преобразования их в импульсы с амплитудой, пропорцион ной энергии регистрируемого излучения. 5 ил.,геоФизических исследований скважини может быть использовано прн радиоактивном каротаже в том числе сверхВ5глубоких скважин,Цель изобретения - упрощение способа иэмерения спектра путем исключения амплитудно-временного преобразования. 10На фиг. 1 приведена зависимость длительностиимпульсов,1, поступающих с блока детектирова ния от энергии Е регистрируемогогамма-излучения; на фиг. 2 - форманапряжения на выходе интегрирующейцепи; на фиг. 3 - зависимость амплитуды импульсов на выходе каротажногокабеля от длительности импульсов, поступающих в кабель; на фиг. 4 представлен спектр гамма-излучения, полученный со сцинтилляционного блокадетектирования; на фиг. 5 - спектр,переданный по кабелю,Способ осуществляется следующим об разом.3На нагрузке ФЭУ в результате регистрации га 1 лма-излучения получаютсяэлектрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии регист- ЗОрируемого гамма-излучения. Форма импульсов может быть описана выражениемА:1,Е(1,-),- (где Л - амплитуда напряжения нааноде ФЭУ в зависимостиот времени,Е - энергия гамма-излучения,зарегистрированного в сцинтилляторе; 40- текущее время от моментапоглощения гамма-кванта всцинтилляторе;- постоянная времени высвечивания сцинтиллятора; 45. - постоянная времени аноднойнагрузки ФЭУ.При этом длительность импульсов Тпри рассмотрении на каком-либо уровне 11, пропорциональна энергии регистрируемого гамма-излучения Е;.На фиг. 1 приведена экспериментальная зависимость в диапазоне энергийгамма-излучения 0,6-2,8 МэВ. Определение длительности информационных импульсов на фиксированном энергетическом уровне О установленном вьппеуровня помех, позволяет формироватьнормализованные по амплитуде прямоугольные импульсы, имеющие длительность, пропорциональную энергии регистрируемого излучения, исключая процесс амплитудно-временного преобразования исходных импульсов. Нормализованные прямоугольные импульсы подают в каротажный кабель, который можно рассматривать как распределенную интегрирующую цепь. Прямоугольные импульсы при прохождении черезинтегрирующую цепь преобразуются.На фиг. 2 показана форма напряжения на выходе интегрирующей цепи приподаче на ее вход прямоугольного импульса с амплитудой, равной условнойединице, для различных отношений постоянной времени цепи к длительностиимпульсов Т;. Прн С /Т; 0,2 наблюдается пропорциональная зависимость проинтегрированных импульсов А от длительности исходных(фиг,3),На фиг. 3 приведена зависимостьА, =Е(Т,) для реального каротажногокабеля с=30 мкс, которая в областизначений Т; =1-10 мкс практическилинейна.Импульсы, поступающие со сцинтилляционного блока детектирования (СБД),с помощью амплитудного дискриминатора (АД), выполненного по схеме триггера Шмидта, отделяются от помехгпреобразуются в импульсы равной амплитуды и длительностью, пропорциональной энергии регистрируемого из"лучения.Выходной каскад (ВК), работающийв ключевом режиме, обеспечивает передачу импульсной информации по каротажному кабелю на поверхность к анализирующему блоку (АИ) и регистратору ЦПУ.Питание схемы скважинного прибораосуществляется с поверхности блокомпитания (БП), высокое напряжение наСБД поступает с блока высокого напрякения (БВН). СБД изготовлен на основе сцинтиллятора Над(Те) (40 х 80)и фотоэлектронного умножителя ФЭУ 74 А, в качестве АИ использован амплитудный анализатор импульсов АИ 256, а в качестве линии связи - одножильный каротажный кабель.С помощью такого устройства проведены исследования по передачеспектра натрий, цезий, ко"балыпо каротажному кабелю.На фиг. 4 изображен спектр гаммаизлучения, полученный с СБД, наблю1349538 здаются: пик 0,661 ИэВ (цезий), пики1,37 и 2,75 ИэВ (натрий) и два пика образования пар 1,73 и 2,24 ИэВ.Спектр гамма-излучения (фиг.5), переданный по кабелю описанным выше спс"собом, содержит те же характерныепики. Полученный спектр (фиг,5) несодержит мягкой составляющей, которая "вырезается" иэ спектра АД и, 1 пследовательно, не передается по кабелю и не загружает линию связи, Влияние реперного сигнала (используетсядля стабилизации энергетической шкалы) на исследуемый спектр оценивалось 15при загрузках измерительной линиипревышающих ожидаемые: интенсивностьзагрузки от реперного источника цезий900 имп/с.Способ измерения спектра позволяет исключить энергетически невыгодныелинейные режимы преобразования сигнала, а также амплитудно-временное преобразование, Становится возможнымпостроение простой схемы скважинного 25прибора, реализующей описанный способ,на элементах, работающих в экономичном ключевом режиме, что очень важнопри исполнении схемы скважинного прибора на полупроводниковых элементах ЗОс последующим размещением в термостатирующем сосуде,Формирование импульсов различной амплитуды пропорциональной энергии регистрируемого излучения, происходя" щее на кабеле, дает возможность использовать в качестве наземного ана" лиэирующего устройства обычные амплитудные анализаторы импульсов. Формула изобретения Способ измерения спектра при гамма-каротаже, включающий преобразование блоком детектирования энергии гамма-иэлучения в электрические импульсы, амплитуда которых пропорциональна энергии регистрируемого гамма- излучения, последующее их формирование и передачу по каротажному кабелю к наземным блокам, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения способа, определяют длительность электрических импульсов, поступающих с блока детектирования на фиксирован ном энергетическом уровне, установленном выше уровня помех, формируют прямоугольные импульсы с этой длительностью и равной амплитудой, давт сформированные таким образом прямоугольные импульсы в каротажный каЭбель, регистрируют амплитуды импульсов на выходе каротажного кабеля.1349538 иг т,о Фиу МОО 10 Ж 80 ю И НОнВР КОНОКО Составитель А.Тороповаыбалова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец Редак Заказ 99 Производственно-полиграфическое лредприятие, г,уагород, ул,Проек ИОО РООО О Вд 1 О Фиг. ФВНИИПИ Госу по делам 113035, Мос407 Подписное арственного комитета СССР изобретений и открытий ва, Ж, Раушская наб., л.