Апаратура радіоактивного каротажу для дослідження приповерхневих гірських порід
Номер патенту: 114892
Опубліковано: 27.03.2017
Автори: Бондаренко Максим Сергійович, Дмитренко Олексій Володимирович, Євстахевич Зорян Миколайович, Кулик Володимир Васильович
Формула / Реферат
1. Апаратура радіоактивного каротажу для дослідження приповерхневих гірських порід, що містить прилад нейтрон-нейтронний каротаж (ННК), прилад гамма-гамма каротаж (ГГК), що без джерела гамма-квантів служить як прилад гамма-каротажу (ГК) та пульту керування і реєстрації, яка відрізняється тим, що прилад ННК доповнено другим детектором нейтронів, розташованим на іншій відстані від джерела нейтронів, а прилад ГГК доповнено другим детектором гамма-квантів, розташованим на такій відстані від джерела гамма-квантів, щоб на показання другого детектора вплив гамма-квантів від джерела був відсутній, так що другий детектор гамма-квантів служить детектором ГК.
2. Апаратура РК за п.1, яка відрізняється тим, що пульт керування і реєстрації приладів ННК і ГГК+ГК оснащено блоком оперативної настройки і контролю сигналів детекторів та блоком реєстрації і обробки інформативних імпульсів від детекторів разом з флеш-пам'яттю для збереження, відтворення і передачі інформації.
Текст
Реферат: Апаратура радіоактивного каротажу для дослідження приповерхневих гірських порід містить прилад нейтрон-нейтронний каротаж (ННК), прилад гамма-гамма каротаж (ГГК), що без джерела гамма-квантів служить як прилад гамма-каротажу (ГК) та пульту керування і реєстрації. Прилад ННК доповнено другим детектором нейтронів, розташованим на іншій відстані від джерела нейтронів, а прилад ГГК доповнено другим детектором гамма-квантів, розташованим на такій відстані від джерела гамма-квантів, щоб на показання другого детектора вплив гамма-квантів від джерела був відсутній, так що другий детектор гамма-квантів служить детектором ГК. UA 114892 U (12) UA 114892 U UA 114892 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі інженерно-геофізичних свердловинних досліджень гірських порід (ґрунтів) методами радіоактивного каротажу (РК), що включає гамма-каротаж (ГК), гамма-гамма каротаж (ГГК) і нейтрон-нейтронний каротаж (ННК), та призначена для визначення низки інженерно-геологічних (петрофізичних) параметрів природних і техногенних порід в приповерхневій зоні (до глибини 30 метрів). Відома апаратура РК складається з свердловинного приладу та наземного пульту керування і реєстрації, які з'єднані між собою каротажним кабелем [1]. Основними елементами свердловинного приладу є датчик та електронний блок. Для зонда ННК датчиком служать джерело швидких нейтронів разом з детектором повільних нейтронів, відстань між центрами яких називають довжиною зонда ННК. Для зонда ГГК датчиком служать джерело гамма-квантів і детектор гамма-квантів. Як прототип вибрано апаратуру РК-гамма-гамма густиномір ППГР-1 [2] та нейтроннейтронний вологомір ВПГР-1 [3] разом з пультом керування і реєстрації. 137 7 Датчик приладу ППГР-1 складається з джерела гамма-квантів Cs потужністю до 1,2·10 Бк з початковою енергією Е0=0,66 МеВ і кристала-сцинтилятору Nal (TI) разом з фотоелектронним помножувачем (ФЕП). Довжина зонда приладу ГГК (відстань між центрами джерела та кристала) складає 30 см. Прилад ППГР-1 без джерела гамма-квантів використовують і для проведення ГК; при цьому дані ГК служать також для врахування вкладу природного гамма-випромінювання як фону в показаннях детектора ГГК. 4 Датчик приладу ВПГР-1 споряджено Pu-Ве джерелом нейтронів потужністю до 5·10 нейтр./с 3 і Не-детектором СНМ-17. Джерело нейтронів розташоване посередині детектора ("нульова" довжина зонда). Технологія вимірювань з апаратурою РК типу ВПГР-ППГР передбачає наявність обсадженої сухої свердловини глибиною до 30 м, яку створюють ударно-вібраційним способом із стальних труб з зовнішнім діаметром 2"≈51 мм і товщиною стінок 5,5 мм. Свердловинні вимірювання проводять дискретно при підйомі приладів РК, здебільшого через кожні 0,5 м з експозицією 10 с, 2-3 реєстрації в кожній точці. Недоліками апаратури РК типу ВПГР-ППГР при проведенні свердловинних вимірювань є - необхідність тричі виконувати спуско-підіймальні операції при дискретній реєстрації ГК, ГГК, ННК, що знижує продуктивність праці та оперативність проведення досліджень; - неконтрольований вплив на показання детектора ННК ряду елементів - аномальних та сильних поглиначів теплових нейтронів (Li, В, СІ, Ті, Μn, Κ, Fe, рідкісноземельні елементи), які можуть бути присутніми в досліджуваному розрізі і приводити до значних похибок при визначенні вологості та інших параметрів; - неможливість здійснення оперативної настройки і контролю сигналів детекторів; - застарілий блок реєстрації вимірювань - числові показання (кількість імпульсів за певний час, наприклад, за 10 сек.) заносять на папір ручкою, а потім "вручну" вносять в комп'ютер. В основу корисної моделі поставлена задача створення апаратури РК з підвищеною продуктивністю, розширеними можливостями інтерпретації та отримання ряду параметрів ґрунтів, на основі сучасної елементної бази. Поставлена задача вирішується тим, що розроблення і створення двоканального приладу ГГК+ГК і двозондового (двоканального) приладу ННК на основі одноканальних приладів типу ППГР і ВПГР. Запропонована апаратура РК усуває вказані недоліки апаратури попереднього покоління і дозволяє використовувати як традиційні напрацювання, так і перейти на новий рівень при поверхневих досліджень. Суть корисної моделі пояснюють креслення. На фіг. 1 показано схему двоканального приладу ГГК+ГК з такими позначеннями: 1 - джерело гамма-квантів; 2 - захисний екран із свинцю; 3 - блок електроніки каналу ГГК; 4 - детектор гамма-квантів (кристал-сцинтилятор) каналу ГГК; 5 - фотоелектронний помножувач (ФЕП) каналу ГГК; 6 - блок електроніки каналу ГК; 7 - детектор гамма-квантів (кристал-сцинтилятор) каналу ГК; 8 - ФЕП каналу ГК; 9 - наземний пульт керування і реєстрації. На фіг. 2 показано схему двозондового (двоканального) приладу ННК з такими позначеннями: 1 - джерело нейтронів; 1 UA 114892 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2 - детектор нейтронів меншого зонда ("нульової" довжини); 3 - детектор нейтронів більшого зонда; 4 - блок електроніки; 5 - наземний пульт керування і реєстрації. Для обох приладів РК, що входять до складу апаратури РК, створено єдиний наземний пульт керування і реєстрації. Він дозоляє виконувати: - оперативну настройку і контроль сигналів детекторів; - реєстрацію та обробку інформативних імпульсів; - збереження, відтворення та передачу інформації для оперативної та остаточної інтерпретації. Це досягається наступним: - переміщенням дискримінатора імпульсів з електронного блока каротажного зонда в переносний пульт керування і реєстрації, що дає можливість виконувати настройку і контроль сигналів датчиків за допомогою осцилографа в лабораторних умовах; - розміщенням мікропроцесора в переносному пульті для реєстрації і обробки інформативних імпульсів; - встановленням флеш-пам'яті в переносний пульт керування і реєстрації для збереження, відтворення та передачі інформації через послідовний порт в комп'ютер для подальшої інтерпретації вимірювань. На фіг. 3 подано ґрадуювальну залежність показань приладу ГГК від густини породи. ГГК Показання В приладі представлені у відносних ("водяних") одиницях; при цьому "електронна" 3 густина води прийнята рівною 1,11 г/см . Ґрадуювальна залежність ГГК отримана на фізичних моделях водоносного піску, перетнутих обсадженою сухою свердловиною, що відповідає умовам вимірювань. На фіг. 4. представлено ґрадуювальну залежність показань меншого зонда приладу ННК від ННК водонасиченої пористості чистого (неглинистого) пісковику. Показання B1 приладу представлені у відносних ("водяних") одиницях. Ґрадуювальна залежність ННК отримана розрахунковим способом з нормуванням показань за вимірюваннями на фізичних моделях, перетнутих обсадженою сухою свердловиною, при значеннях пористості 40 % і 100 %. Як приклад використання корисної моделі на фіг. 5 представлено дані вимірювань апаратурою РК в при поверхневій зоні аерації піщано-глинистих порід, а також результати комплексної інтерпретації результатів досліджень. Позначення на фіг. 5: ΓΚ 1 - діаграма ГК; показання виражені в одиницях відносного різницевого параметра Δ/ ; 2 - діаграма ГГК в умовних ("водяних") одиницях; 3 - діаграма ННК для меншого зонда в умовних ("водяних") одиницях; 4 - Кгл - об'ємна глинистість на основі ГК; 5 - загальна густина породи за ГГК; 6 - позірна пористість за ННК+ГК; 7 - позірна пористість за ГГК; 8 - істинна пористість за ГГК+ННК+ГК: 9 - об'ємна вологість за ГГК+ННК+ГК; 10 - коефіцієнт водонасиченості. Технічним результатом корисної моделі є підвищення продуктивності і оперативності виконання інженерно-геофізичних досліджень гірських порід, розширення можливостей використання апаратури РК для розв'язання інженерно-геологічних задач при підготовці будівельних майданчиків і при сейсмічному мікрорайонуванні площ для важливих об'єктів, можливість попередньої оперативної інтерпретації та видачі ряду інженерно-геологічних і петрофізичних параметрів на місці вимірювань. 50 55 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. Плотномер поверхностно-глубинный радиоизотопный ППГР-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации /Изд. "Полтава", 1986. - 60 с. 3. Влагомер поверхностно-глубинный радиоизотопный ВПГР-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации /Изд. "Полтава", 1982. - 43 с. 2 UA 114892 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Апаратура радіоактивного каротажу для дослідження приповерхневих гірських порід, що містить прилад нейтрон-нейтронний каротаж (ННК), прилад гамма-гамма каротаж (ГГК), що без джерела гамма-квантів служить як прилад гамма-каротажу (ГК) та пульту керування і реєстрації, яка відрізняється тим, що прилад ННК доповнено другим детектором нейтронів, розташованим на іншій відстані від джерела нейтронів, а прилад ГГК доповнено другим детектором гамма-квантів, розташованим на такій відстані від джерела гамма-квантів, щоб на показання другого детектора вплив гамма-квантів від джерела був відсутній, так що другий детектор гамма-квантів служить детектором ГК. 2. Апаратура РК за п. 1, яка відрізняється тим, що пульт керування і реєстрації приладів ННК і ГГК+ГК оснащено блоком оперативної настройки і контролю сигналів детекторів та блоком реєстрації і обробки інформативних імпульсів від детекторів разом з флеш-пам'яттю для збереження, відтворення і передачі інформації. 3 UA 114892 U 4 UA 114892 U 5 UA 114892 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: G01V 5/00
Мітки: радіоактивного, приповерхневих, каротажу, порід, дослідження, апаратура, гірських
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-114892-aparatura-radioaktivnogo-karotazhu-dlya-doslidzhennya-pripoverkhnevikh-girskikh-porid.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Апаратура радіоактивного каротажу для дослідження приповерхневих гірських порід</a>
Попередній патент: Спосіб відновлення фізичної активності у хворих на бронхіальну астму середнього ступеня тяжкості
Наступний патент: Спосіб ендоскопічної репараторно-гемостатичної ін’єкційної терапії шлунково-кишкових кровотеч
Випадковий патент: Дистанційний анеморумбометр