620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева 30, уггу, игиГ, гин. Тел. (343)-2576661

Вид материала

Реферат

Содержание 3.Разработка программно-управляемоЙ аппаратуры ИНГКС (АИМС) и технологии измерений методом углеродно-кислородного каротажа Таблица 10  Основные технические характеристики аппаратуры АИМС 3.2.1.Термостатирование блока детектирования

Подобный материал:

• Прогнозирование параметров дробления горных пород в условиях направленного изменения, 339.94kb.
• Направленное изменение свойств и состояния скальных пород поверхностно-активными веществами, 306.47kb.
• 620142, Екатеринбург, ул. Чапаева,7, офис 9 тел, 57.03kb.
• 620014, г. Екатеринбург, ул. Чернышевского 16, оф. 607, тел.: (343) 380-88-66, 253-22-05, 65.22kb.
• «Завод Промавтоматика», 1116.03kb.
• Геоинформационная система оценки влияния инженерно-геологических факторов на возникновение, 359.67kb.
• Первый лысьвенский экономический форум мунициальные образования урала, 46.47kb.
• Первый лысьвенский экономический форум муниципальные образования урала, 386.7kb.
• Первый лысьвенский экономический форум мунициальные образования урала, 325.94kb.
• Крупнейших и крупных городов, 543.56kb.

3.Разработка программно-управляемоЙ аппаратуры ИНГКС (АИМС) и технологии измерений методом углеродно-кислородного каротажа

3.1.Технические характеристики аппаратуры АИМС

Использование результатов теоретико-экспериментальных исследований позволило создать программно-управляемый спектрометрический прибор импульсного нейтронного гамма каротажа получившего коммерческое название аппаратуры импульсной многоканальной спектрометрии (АИМС) [12].

Аппаратура АИМС, спроектированная и изготовленная согласно требованиям изложенным в гл.1, предназначена для регистрации и анализа амплитудно-временных спектров неупругого рассеяния и радиационного захвата нейтронов в горных породах и способна работать с различными типами современных компьютеризованных каротажных станций.

В состав АИМС входит скважинный прибор, наземная система сбора и обработки информации, программы регистрации данных и первичной обработки спектров. Скважинный прибор содержит вторичные источники питания, импульсный генератор быстрых нейтронов, спектрометр для регистрации гамма-излучения с блоком детектирования на основе сцинтилляционного кристалла и систему приема-передачи данных “бортовой компьютер-скважин­ный прибор”, таблица 10.

Таблица 10  Основные технические характеристики аппаратуры АИМС

3.2.

Характеристика	Значение
Диаметр прибора	89 мм (110 мм с муфтой)
Длина прибора	3600 мм
Максимальная рабочая температура	125 С
Максимальное рабочее давление	40 МПа
Детектор сцинтилляционный	NaI(50×150) или Bi4Ge3O12 (56130)
Разрешение по линии 137Cs, не более	8.5 или 11 %
Частота генерации нейтронов	~10 кГц
Ресурс работы излучателя, не менее	200 часов
Питание скважинного прибора	200 В
Ширина окна временного анализатора	2÷6 мкс
Количество каналов в спектре	256
Количество регистрируемых спектров	24 (23 информационных+1 служебный)
“Мертвое” время спектрометрического тракта, не более	0.8 мкс
Код телеметрии	“Манчестер-2
Скорость приема-передачи по геофизическому кабелю	2080 кБод

Конструкция аппаратуры АИМС

Первый макет прибора был изготовлен в охранном кожухе из нержавеющей стали марки 08Х18Н10Т. В результате модельных и скважинных испытаний отмечено значительное влияние активации стального корпуса на результаты измерений. В настоящее время в аппаратуре АИМС используется охранный кожух из труб размером 898 мм, состоящий из двух половин: верхней части (блок электроники) из титана марки 6Al4V, нижней части (блок детектирования и генераторный) из сплава циркония марки Э125.

Применение циркония в качестве охранного кожуха блока детектирования обусловлено его нейтронными свойствами. Сечение взаимодействия по тепловым нейтронам Ơ_{циркония}, незначительно и составляет ~ 200 мбарн (для сравнения, Ơ_титана ~ 7000 мбарн, Ơ_железа ~ 2800 мбарн). Таким образом, цирконий слабее поглощает нейтроны, а, следовательно, соз­даёт меньшее фоновое излучение. Это обстоятельство положительно сказывается на результатах измерения.

Диаметр охранного кожуха аппаратуры АИМС определён исходя из максимального диаметра генератора нейтронов ИНГ-06, который равен 70 мм (п.2.1.1). Анализ геолого-технических условий измерений (п.1.4) показал, что 75 % скважин Самотлорского месторождения обсажены колонной диаметром 139 мм, максимальное давление на забое Р ~ 30 МПа. Для исследования скважин, обсаженных такими колоннами, выбраны геометрические размеры охранного кожуха: наружный диаметр 89 мм, толщина стенки 8 мм. Для проверки прочности охранного кожуха с выбранными геометрическими размерами воспользуемся известным соотношением:

, (1)

где _т  предел текучести применяемого материала; К_зп  коэффициент запаса прочности, который принимается равным 1,75  для циркония и 2,0  для стали; Р  рабочее давление; α  геометрический фактор, представляющий собой отношение наружного диаметра корпуса к внутреннему, α = 89/73=1.22.

Согласно табличным данным значение показателя прочности для циркония
_т_Zr =2500 (кг/см²), для титана марки 6Al4V _т_Ti = 8300 (кг/см²), то есть, наименьшим пределом прочности обладает цирконий. Исходя из условия равнопрочности конструкции прибора проверим выполнение выражения (1) для выбранных геометрических размеров охранного кожуха из циркония при рабочем давлении 40 МПа:

кг/см³.

Согласно расчёту охранный кожух из циркония с наружным диаметром 89 мм и толщиной стенки 8 мм обеспечит работоспособность АИМС в скважинах с рабочим давлением до 40 МПа. Общий вид конструкции скважинного прибора АИМС представлен на рисунке 3.1.

3.2.1.Термостатирование блока детектирования

При использовании в блоке детектирования кристалла BGO необходимо применение термостатата (п.2.2.5).

В данной конструкции блок детектирования, состоящий из кристалла BGO и ФЭУ с делителем, помещён в металлический термостат с наружным диаметром 68 мм, внутренним -57мм. Учитывая хрупкость системы (кристалл+ФЭУ) конструкция блока детектирования имеет амортизаторы в виде пружины и прокладки из термостойкой резины.