Прилад радіоізотопного каротажу для приповерхневих досліджень

Реферат: UA 68819 U UA 68819 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до геофізичних свердловинних досліджень приповерхневих гірських порід методами радіоізотопного каротажу (РК), що включають гамма-гамма каротаж (ГГК), нейтрон-нейтронний каротаж (ННК), гамма-каротаж (ГК), і призначена для визначення інженерно-геологічних та петрофізичних параметрів природних і техногенних порід в приповерхневій зоні (до глибини ~ 50 м). Відомі прилади РК складаються з каротажного (свердловинного) зонда та наземної частини, що з'єднані між собою каротажним кабелем [1]. Як прототип вибрано радіоізотопний прилад ГГК для приповерхневих досліджень - гаммагустиномір ППГР-1 [2], що містить каротажний зонд і наземний переносний блок керування разом з кабелем довжиною 30 м. Основними елементами каротажного зонда приладу ППГР-1 є датчик та електронний блок, які розташовані в захисному сталевому кожусі. 137 Датчик являє собою зондовий пристрій, що складається з джерела гамма-квантів Cs (Е0=0,66 МеВ) та детектора (кристал-сцинтилятор Nal (TI) і фотоелектронний помножувач (ФЕП)). Датчик разом з електронним блоком поміщені в захисний сталевий кожух діаметром 35 мм. Сигнал від детектора надходить на електронний блок, який складається з підсилювача сигналів, дискримінатора імпульсів, узгоджувального та вихідного каскадів і високовольтного перетворювача джерела струму. Переносний блок керування має наступні основні елементи: підсилювач, формувач імпульсів за амплітудою і тривалістю, цифровий реєстратор імпульсів, дисплей. Вибраний прототип має такі недоліки: - ускладненість настройки і контролю сигналів датчика, в т. ч. відсутність можливості селекції імпульсів за амплітудою, неможливість візуального контролю за роботою датчика; - відсутність сучасних елементів для реєстрації та обробки імпульсів, а також для збереження, відтворення і передачі інформації; - неможливість оперативної попередньої інтерпретації результатів вимірювань. Задачею корисної моделі є створення, на основі сучасної елементної бази, систем, що забезпечують: - оперативну настройку і контроль сигналів датчика; - реєстрацію та обробку інформативних імпульсів; - збереження, відтворення та передачу інформації. Шуканий результат досягається наступним: - переміщенням дискримінатора імпульсів з електронного блока каротажного зонда в переносний блок керування, що дозволяє виконувати настройку і контроль сигналів датчика за допомогою осцилографа; - розміщенням мікропроцесора в переносному блоці керування для реєстрації і обробки інформативних імпульсів; - встановленням флеш-пам'яті в переносний блок керування для збереження, відтворення та передачі інформації через послідовний порт в комп'ютер для подальшої оперативної інтерпретації вимірювань. На фіг. 1 показана блок-схема запропонованого приладу РК. А - каротажний зонд: 1 - датчик; 2 - електронний блок; 3 - з'єднувальний кабель; Б - переносний блок керування: 4 - підсилювач; 5 - дискримінатор; 6 - мікропроцесор; 7 флеш-пам'ять; 8 - дисплей-табло. Фіг. 2 демонструє залежність показань приладу ГГК від густини гірської породи при різних рівнях дискримінації, виражених у мілівольтах (мВ). Рівні дискримінації на фіг. 2: 1-50 мВ; 2-100 мВ; 3-200 мВ; 4-300 мВ; 5-400 мВ; 6-500 мВ. Залежності 1-6 на фіг. 2 отримані на фізичних моделях гірських порід, перетнутих обсадженою свердловиною, за допомогою приладу ГГК типу ГСР-1 (густиномір свердловинний радіоізотопний), створеного в Інституті геофізики НАН України на базі серійного приладу ППГР1. Розміщення дискримінатора в переносному блоці керування фактично дозволяє перейти від режиму приладу як радіометра до режиму спектрометра. Для необсаджених свердловин це дає можливість на базі одного і того ж приладу працювати в режимах густинного та селективного ГГК, а також використовувати метод однократного розсіяння гамма-квантів. Розроблену корисну модель можна застосувати і в інших приладах РК, що використовуються в приповерхневих дослідженнях, зокрема, в приладі ННК типу ВПГР-1 [3]. Так, створений в ІГФ НАН України прилад ННК типа ВСР-1 (вологомір свердловинний 1 UA 68819 U 5 10 15 радіоізотопний) дозволяє, зокрема, контролювати рівень шумів детектора повільних нейтронів та вибирати точку його робочої напруги. Технічним результатом корисної моделі, створеної на основі сучасної елементної бази, є: - оперативне регулювання і контроль рівня дискримінації в лабораторних умовах; - попередня оперативна інтерпретація та видача шуканих інженерно-геологічних і петрофізичних параметрів на місці вимірювань; - розширення можливостей використання приладів РК при розв'язанні інженерно-геологічних та інших задач. Джерела інформації: 1. Скважинная ядерная геофизика. Справочник геофизика. Под ред. О.Л. Кузнецова и А.Л. Поляченко.-2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 318 с. 2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Плотномер поверхностноглубинный радиоизотопный ППГР-1 / Изд. "Полтава", 1986. - 60 с. 3. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Влагомер поверхностно-глубинный радиоизотопный ВПГР-1 / Изд. "Полтава", 1982. - 43 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Прилад радіоізотопного каротажу для приповерхневих досліджень, що містить каротажний зонд, основними елементами якого є датчик і електронний блок, та наземний переносний блок керування, з'єднані каротажним кабелем, який відрізняється тим, що дискримінатор імпульсів переміщено з електронного блока каротажного зонда в наземний переносний блок керування з можливістю настройки і контролю сигналів датчика, а блок керування додатково оснащено мікропроцесором для реєстрації і обробки інформативних імпульсів та флеш-пам'яттю для збереження, відтворення і передачі інформації. 2 UA 68819 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3