用于可控中子源補(bǔ)償中子儀器的集成高壓電路系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于補(bǔ)償中子測(cè)井儀器的前端電路，更具體地涉及用于可控中子源補(bǔ)償中子儀器的集成高壓電路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)井，也叫地球物理測(cè)井或石油測(cè)井，簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)井，是利用巖層的電化學(xué)特性、導(dǎo)電特性、聲學(xué)特性、放射性等地球物理特性，測(cè)量地球物理參數(shù)的方法，屬于應(yīng)用地球物理方法之一。在油田勘探與開(kāi)發(fā)過(guò)程中，測(cè)井是確定和評(píng)價(jià)油、氣層的重要手段之一，也是解決一系列地質(zhì)問(wèn)題的重要手段。石油鉆井時(shí)，在鉆到設(shè)計(jì)井深深度后都必須進(jìn)行測(cè)井，又稱(chēng)完井電測(cè)，以獲得各種石油地質(zhì)及工程技術(shù)資料，即油層深度、厚度等信息，作為完井和開(kāi)發(fā)油田的原始資料。
[0003]測(cè)井能直接為石油地質(zhì)和工程技術(shù)人員提供各項(xiàng)資料和數(shù)據(jù)。根據(jù)需要，人們研制了各種測(cè)井儀器如聲波測(cè)井儀、感應(yīng)測(cè)井儀和地層傾角測(cè)井儀等等、以及各種輔助測(cè)井短節(jié)以獲取各種地層的巖石物理參數(shù)和工程技術(shù)參數(shù)。這些測(cè)井儀器由于工作在高溫、高壓的惡劣環(huán)境下(例如，在井下深度至7000 m時(shí)，溫度可達(dá)175°C，壓力達(dá)140 MPa)而必須具有耐聞溫、耐聞壓的性能。
[0004]補(bǔ)償中子測(cè)井儀器是放射性測(cè)井儀器的一種。它有兩個(gè)不同源距的熱中子-超熱中子的探測(cè)器，通過(guò)長(zhǎng)、短源距探測(cè)器的計(jì)數(shù)率比值來(lái)確定地層的孔隙度。
[0005]具體而言，補(bǔ)償中子探頭段裝載著16居里的Am-Be中子源，每秒種將產(chǎn)生4X 17個(gè)快中子，這些快中子射入地層，與地層中的物質(zhì)碰撞。根據(jù)碰撞學(xué)說(shuō)，中子碰撞中的能量損失與被碰撞物體的質(zhì)量和入射角有關(guān)?？熘凶优c質(zhì)量相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)碰撞(彈性碰撞)損失的能量最大。經(jīng)過(guò)幾次碰撞后，快中子將被減速，平均能量從5.6MeV衰減到0.25eV，變成熱中子。這些熱中子有一部分進(jìn)入探測(cè)器，撞擊He3核，引起核反應(yīng)，產(chǎn)生H3(氚)和質(zhì)子，該質(zhì)子使其它一部分He3電離，產(chǎn)生帶電的離子和電子。此時(shí)，在高壓電場(chǎng)作用下，電子向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生一負(fù)脈沖，該脈沖被電子線(xiàn)路放大并記錄下來(lái)。因?yàn)闅湓拥馁|(zhì)量與中子相當(dāng)，所以探測(cè)器接受熱中子的數(shù)量就反映了地層中氫原子的數(shù)量。因此，由探測(cè)器及其電子線(xiàn)路組成的測(cè)井儀可以測(cè)量地層中的含氫量。
[0006]然而，現(xiàn)有的補(bǔ)償中子儀器的高壓電源電路具有如下缺陷:高壓的數(shù)值不大，穩(wěn)定性不高，并且采用分離電子元件構(gòu)造，集成度低，不便于使用和維護(hù)。因此，本領(lǐng)域存在對(duì)改進(jìn)補(bǔ)償中子測(cè)井儀器的高壓電源電路系統(tǒng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種集成度高、穩(wěn)定性強(qiáng)且便于使用和維護(hù)的新型高壓電源電路。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于可控中子源補(bǔ)償中子儀器的集成高壓電路系統(tǒng)，其特征在于所述集成高壓電路系統(tǒng)包括:低壓電源，用于提供第一低壓輸出；低壓分配電路，與所述第一低壓輸出連接，所述低壓分配電路從所述第一低壓輸出中獲得可調(diào)控制電壓；高壓模塊，與所述低壓分配電路和所述低壓電源連接，所述高壓模塊至少包括用于接收所述第一低壓輸出的第一端子、用于接收所述可調(diào)控制電壓的第二端子以及用于提供高壓輸出的第三端子，其中通過(guò)改變所述可調(diào)控制電壓來(lái)調(diào)節(jié)所述高壓輸出；以及高壓分配模塊，通過(guò)分壓電路從所述高壓輸出中產(chǎn)生第一副高壓輸出、第二副高壓輸出和第二低壓輸出；其中通過(guò)對(duì)所述第二低壓輸出進(jìn)行采集來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述高壓輸出是否正常。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述集成高壓電路系統(tǒng)還包括:用于對(duì)所述第一低壓輸出進(jìn)行濾波的第一濾波電路，包括第一電阻器和第一電容器并且布置在所述第一低壓輸出與所述低壓分配電路之間。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述可調(diào)控制電壓是通過(guò)所述低壓分配電路中包括的可調(diào)電阻器實(shí)現(xiàn)的。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述第一副高壓輸出和所述第二副高壓輸出中的至少一個(gè)被提供給可控中子源補(bǔ)償中子儀器中的探測(cè)器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述探測(cè)器包括短源距和長(zhǎng)源距He-3探測(cè)器。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述第一低壓輸出的幅度的絕對(duì)值為5伏特到33伏特，并且所述高壓輸出的幅度的絕對(duì)值為O伏特到2400伏特。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述第一低壓輸出為+12伏特或-12伏特；并且所述分壓電路包括多個(gè)串聯(lián)電阻器，其中所述第一副高壓輸出為1450V，所述第二副高壓輸出為1350V并且所述第二低壓輸出為2.5V。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述高壓模塊包括:控制放大器，放大所述可調(diào)控制電壓；DC-AC轉(zhuǎn)換器，將放大后的所述可調(diào)控制電壓轉(zhuǎn)換成AC電壓信號(hào)；以及，高壓倍增器，倍增所述AC電壓信號(hào)以得到所述高壓輸出。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述高壓模塊還包括:用于對(duì)所述高壓輸出進(jìn)行濾波的第二濾波電路，包括第二電阻器和第二電容器并且布置在所述高壓輸出與所述高壓分配電路之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述高壓模塊包括:協(xié)同操作的晶體管、變壓器、多個(gè)二極管以及多個(gè)電容器。
[0018]通過(guò)結(jié)合附圖來(lái)閱讀后面的【具體實(shí)施方式】，可以更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]現(xiàn)在將參照附圖來(lái)解釋本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，這些實(shí)施例用于圖示基本原理，使得僅圖示為了理解基本原理而必需的那些特征。附圖未按比例。另外，相似標(biāo)號(hào)在附圖中通篇表示相似特征。
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于可控中子源補(bǔ)償中子儀器的集成高壓電路系統(tǒng)的示意框圖。
[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于可控中子源補(bǔ)償中子儀器的集成高壓電路系統(tǒng)的外圍電路圖。
[0022]圖3a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2所示的集成高壓電路系統(tǒng)的上半部分的具體電路圖。
[0023]圖3b是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖3a所示的集成高壓電路系統(tǒng)的上半部分的負(fù)電壓控制響應(yīng)圖。
[0024]圖3c是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖3a所示的集成高壓電路系統(tǒng)的上半部分的正電壓控制響應(yīng)圖。
[0025]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可集成在集成高壓電路系統(tǒng)中的高壓分配模塊的不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下具體描述涉及附圖，這些附圖通過(guò)圖示方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)和實(shí)施例。充分具體描述這些實(shí)施例以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明?？梢岳闷渌鼘?shí)施例并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯和電改變而不脫離本發(fā)明的范圍。各種實(shí)施例未必互斥，因?yàn)橐恍?shí)施例可以與一個(gè)或者多個(gè)其它實(shí)施例組合以形成新實(shí)施例。
[0027]在下面的詳細(xì)描述中參照形成本詳細(xì)描述的一部分的附圖，在所述附圖中通過(guò)說(shuō)明的方式示出了其中可以實(shí)踐本發(fā)明的具體實(shí)施例。在這方面，參照所描述的附圖的取向使用了諸如“頂”、“底”、“前”、“后”、“首”、“尾”等等的方向術(shù)語(yǔ)。由于實(shí)施例的組件可以被定位在若干種不同的取向中，因此所述方向術(shù)語(yǔ)被用于說(shuō)明的目的而決不是進(jìn)行限制。要理解的是，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以利用其他實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)或邏輯的改變。因此，不要將下面的詳細(xì)描述視為限制性意義，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
[0028]要理解的是，如在本說(shuō)明書(shū)中所采用的術(shù)語(yǔ)“耦合”和/或“電耦合”并不意味著意指所述元件必須直接耦合在一起；可以在“耦合”或“電耦合”的元件之間提供中間元件。如在本說(shuō)明書(shū)中所采用的術(shù)語(yǔ)“連接”和/或“電連接”并不意味著意指所述元件必須直接耦合在一起；可以在“連接”或“電連接”的元件之間提供中間元件。
[0029]進(jìn)一步要理解的是，除非具體另行聲明，否則這里所描述的各個(gè)示例性實(shí)施例的特征可以彼此組合。應(yīng)該理解的是，實(shí)施例僅用以說(shuō)明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的