專利名稱：低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于通過測量流體密度或比重分析材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置。
背景技術(shù)：
使用放射性源測量流體的密度是在石油生產(chǎn)井內(nèi)用來測量流體密度的一種常規(guī)方法。目前使用的用來測量石油井內(nèi)流體密度的儀器有放射性流體密度測井儀，由安裝在外殼內(nèi)的源倉、伽馬源、源窗、探測器窗、探測器晶體、屏蔽環(huán)、鋁桶、光電倍增管聯(lián)接構(gòu)成。當流過采樣通道的流體密度發(fā)生改變時，探測器晶體得到的伽馬射線計數(shù)率將發(fā)生相應的變化，經(jīng)計算可得到采樣通道里的流體密度。
上述的放射性流體密度測井儀采用了Cs137伽瑪放射性源，伽馬射線能量為661Kev，源倉的中心加工有中心孔，伽瑪源放置在源倉的中心孔內(nèi)，源窗、探測器窗采用不銹鋼板材料，鋁桶的低部厚度為3mm。由于石油生產(chǎn)井內(nèi)徑向空間小，放射性流體密度測井儀的直徑都要求小于38mm，在這樣小的空間里用現(xiàn)有的高密度材料對Cs137伽瑪放射性源和放射性流體密度測井儀很難得到有效地屏蔽，表面放射性劑量率可高達數(shù)百mre/h，對操作人員和環(huán)境有較強的輻照，安全性差，不符合國家環(huán)保標準。另外在井內(nèi)因來自放射源的射線沒有得到屏蔽，放射源對探測器周圍的物質(zhì)產(chǎn)生大量的散射射線，因其能量高使探測器不能有效屏蔽而接收到無用信號，成為“噪聲“干擾，流體密度測量的分辨率大大下降，使油水密度的分辨率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述放射性流體密度測井儀器的缺點為測量油井流體密度提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用效果好、放射性污染小、分辨率高的低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置。
解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在外殼內(nèi)左側(cè)設(shè)置有源倉、右側(cè)設(shè)置有光電倍增管，源倉是鎢鎳鐵合金源倉或鉛源倉，源倉的中心位置左側(cè)加工有中心孔、右側(cè)加工有左端孔徑大于右端孔徑且與左端中心孔相聯(lián)通的錐形準直孔，能量為60Kev的伽瑪源Am241設(shè)置在源倉內(nèi)左端封裝有屏蔽蓋的中心孔內(nèi)，在源倉的右端面上設(shè)置安裝有源窗的左隔板，源窗是壁厚為1.5～3mm的鈦合金源窗或是壁厚為5～8mm的鈹合金源窗或是壁厚為3.5～6.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料源窗，在左隔板右側(cè)設(shè)置安裝有探測器窗的右隔板，探測器窗是壁厚為1.5～3mm的鈦合金探測器窗或是壁厚為5～8mm的鈹合金探測器窗或是壁厚為3.5～6.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗，左隔板與右隔板之間形成采樣通道，在右隔板的右端面上設(shè)置內(nèi)安裝有鋁桶的屏蔽環(huán)，鋁桶是探測器窗一側(cè)的厚度小于等于2mm、其余厚度為0.3～0.5mm、長度為15～18mm、內(nèi)徑為13～15mm的箱體，鋁桶內(nèi)設(shè)置有探測器晶體，探測器晶體中點到放射源中點的距離為140～160mm。
本實用新型的錐形準直孔是長度為15～30mm、放射源一側(cè)的孔徑為12～15mm、錐度為3°～4.5°。
本實用新型采用射線能量為60Kev的低能伽瑪源Am241，源倉的中心左側(cè)加工有中心孔、右側(cè)加工有錐型準直孔，低能伽瑪源Am241放置在源倉的中心左側(cè)中心孔內(nèi)，錐型準直孔減少了對低能伽瑪射線的吸收，源窗采用鈦合金源窗或鈹合金源窗或碳纖維環(huán)氧復合材料源窗，探測器窗采用鈦合金探測器窗或鈹合金探測器窗或碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗，這種源窗和探測器窗，既能對低能伽瑪射線衰減吸收量減少，又能承受井下的高壓，使得本實用新型的測井精度達到0.03g/cc，分辨率達到0.01g/cc。本實用新型具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用效果好、放射性污染小、測井精度高、分辨率高等優(yōu)點，可在油井內(nèi)用于測量石油等流體的密度，特別適宜在徑向空間小的石油生產(chǎn)井內(nèi)測量流體的密度。


圖1是本實用新型的主視圖。
圖2是圖1的剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這些實施例。
在圖1、2中，本實施例的低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置是由源倉1、放射源2、源窗3、左隔板4、探測器窗5、探測器晶體6、屏蔽環(huán)7、光電倍增管8、鋁筒桶9、右隔板10、屏蔽蓋11、外殼12聯(lián)接構(gòu)成。
在外殼12內(nèi)左側(cè)安裝有源倉1、右側(cè)安裝有光電倍增管8，本實施例的源倉1為鎢鎳鐵合金源倉，也可采用鉛源倉，源倉1可在外殼12內(nèi)左右移動，在源倉1的軸向中心位置左側(cè)加工有中心孔、右側(cè)加工有錐形準直孔a，錐形準直孔a與中心孔相聯(lián)通，在源倉1左側(cè)的中心孔內(nèi)安裝有放射源2，本實施例的放射源2是能量為60Kev的伽瑪源Am241，為低能放射源，放射源2的左端封裝有屏蔽蓋11，屏蔽蓋11用于防止放射源2的射線向左輻射。錐形準直孔a的左端孔徑大于右端的孔徑，為收斂形孔，錐形準直孔a的長度為20mm、放射源2一側(cè)的孔徑為14mm、錐度為4°，錐型準直孔a減少了對低能伽瑪射線的吸收。放射源2被封在可移動源倉1內(nèi)，因放射源2的能量低，在外殼12的直徑為26～38mm的情況下，經(jīng)計算和實驗結(jié)果表明外殼12周圍的輻照劑量率遠小于國家運輸容器表面允許輻照劑量率20希沃/小時的規(guī)定標準。在源倉1右端面上與外殼12連為一體有左隔板4，左隔板4的中心位置安裝有源窗3，本實施例的源窗3是壁厚為2.5mm的鈦合金源窗，也可采用壁厚為6.5mm的鈹合金源窗，還可采用壁厚為4.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料源窗。在左隔板4的右側(cè)有與外殼12連為一體的右隔板10，左隔板4與右隔板10之間形成采樣通道b，采樣通道b處外殼12的軸向?qū)ΨQ地加工有兩道通槽孔，使得油井內(nèi)的流體可從通槽孔進入采樣通道b內(nèi)，樣品筒4內(nèi)可裝被測試樣。在右隔板10的右端面安裝有探測器窗5，本實施例的探測器窗5是壁厚為2.5mm的鈦合金探測器窗，也可采用壁厚為6.5mm的鈹合金探測器窗，還可采用壁厚為4.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗。本實用新型采用這種源窗和探測器窗，既能對低能伽瑪射線衰減吸收量減少，又能承受井下的高壓，使得本實用新型的測井精度達到0.03g/cc，分辨率達到0.01g/cc。在探測器窗5的右端面上安裝有屏蔽環(huán)7，屏蔽環(huán)7內(nèi)安裝有鋁桶9的探測器窗5一側(cè)的厚度為2mm、其余厚度為0.4mm、長度為16mm、內(nèi)徑為14mm的圓箱體，鋁桶9內(nèi)安裝有探測器晶體6，探測器晶體6中點到放射源2中點的距離為150mm，探測器晶體6用于將接收到經(jīng)過流體衰減后的低能伽馬射線轉(zhuǎn)換成光信號，本實施例的探測器晶體6為碘化鈉閃爍晶體，探測器晶體6被封裝在一個探測端面極薄的鋁桶9內(nèi)，使到達探測器晶體6的低能伽瑪射線得到最有效的探測。
實施例2在本實施例中，錐形準直孔a的長度為15mm、放射源2一側(cè)的孔徑為12mm、錐度為3°。源窗3是壁厚為1.5mm的鈦合金源窗，也可采用壁厚為5mm的鈹合金源窗，還可采用壁厚為3.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料源窗，探測器窗5是壁厚為1.5mm的鈦合金探測器窗，可采用壁厚為5mm的鈹合金探測器窗，還可采用壁厚為3.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗。鋁桶9的探測器窗5一側(cè)的厚度為2mm、其余厚度為0.3mm、長度為15mm、內(nèi)徑為13mm的圓箱體。探測器晶體6中點到放射源2中點的距離為140mm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。
實施例3在本實施例中，錐形準直孔a的長度為30mm、放射源2一側(cè)的孔徑為15mm、錐度為4.5°。源窗3是壁厚為3mm的鈦合金源窗，也可采用壁厚為8mm的鈹合金源窗，還可采用壁厚為6mm的碳纖維環(huán)氧復合材料源窗，探測器窗5是壁厚為3mm的鈦合金探測器窗，可采用壁厚為8mm的鈹合金探測器窗，還可采用壁厚為6mm的碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗。鋁桶9的探測器窗5一側(cè)的厚度為2mm、其余厚度為0.5mm、長度為18mm、內(nèi)徑為15mm的圓箱體。探測器晶體6中點到放射源2中點的距離為160mm。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例1相同。
本實用新型的工作原理如下源倉1內(nèi)的能量為60Kev的伽瑪源Am241所射出的低能伽馬射線經(jīng)錐形準直孔a到采樣通道b，照射到進入采樣通道b內(nèi)的井下流體，低能伽馬射線按指數(shù)規(guī)律衰減，衰減后的低能伽馬射線照射到探測器晶體6，經(jīng)探測器晶體6轉(zhuǎn)換成光信號，光電倍增管8將所接收到探測器晶體6的光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)處理，并計算出流體的密度。
權(quán)利要求1.一種低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置，在外殼[11]內(nèi)左側(cè)設(shè)置有源倉[1]、右側(cè)設(shè)置有光電倍增管[8]，在源倉[1]的軸向中心位置加工有中心孔，放射源[2]設(shè)置在源倉[1]內(nèi)左端封裝有屏蔽蓋[11]的中心孔內(nèi)，在源倉[1]的右端面上設(shè)置安裝有源窗[3]的左隔板[4]，在左隔板[4]右側(cè)設(shè)置安裝有探測器窗[5]的右隔板[10]，左隔板[4]與右隔板[10]之間形成采樣通道[b]，在右隔板[10]的右端面上設(shè)置內(nèi)安裝有鋁桶[9]的屏蔽環(huán)[7]，鋁桶[9]內(nèi)設(shè)置有探測器晶體[6]，其特征在于所說的源倉[1]是鎢鎳鐵合金源倉或鉛源倉，源倉[1]的中心位置左側(cè)加工有中心孔，右側(cè)加工有左端孔徑大于右端孔徑且與左端中心孔相聯(lián)通的錐形準直孔[a]；所說的放射源[2]是能量為60Kev的伽瑪源Am241，設(shè)置在源倉1左側(cè)的中心孔內(nèi)；所說的源窗[3]是壁厚為1.5～3mm的鈦合金源窗或是壁厚為5～8mm的鈹合金源窗或是壁厚為3.5～6.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料源窗；所說的探測器窗[5]是壁厚為1.5～3mm的鈦合金探測器窗或是壁厚為5～8mm的鈹合金探測器窗或是壁厚為3.5～6.5mm的碳纖維環(huán)氧復合材料探測器窗；所說的鋁桶[9]是探測器窗[5]一側(cè)的厚度小于等于2mm、其余厚度為0.3～0.5mm、長度為15～18mm、內(nèi)徑為13～15mm的箱體；所說探測器晶體[6]中點到放射源[2]中點的距離為140～160mm。
2.按照權(quán)利要求1所述的低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置，其特征在于所說的錐形準直孔[a]是長度為15～30mm、放射源[2]一側(cè)的孔徑為12～15mm、錐度為3°～4.5°。
專利摘要一種低能伽瑪源流體密度測井儀的探測裝置，在外殼內(nèi)左側(cè)設(shè)置有鎢鎳鐵合金源倉或鉛源倉、右側(cè)設(shè)置有光電倍增管，源倉的中心位置左側(cè)加工有中心孔、右側(cè)加工有錐形準直孔，低能伽瑪源Am
文檔編號E21B47/00GK2737943SQ200420086098
公開日2005年11月2日 申請日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者何軍, 何捷 申請人:西安市首創(chuàng)科技工程有限公司