可控中子源補(bǔ)償中子測井儀及其控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種在石油測井中所使用的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀以及可 控中子源補(bǔ)償中子測井儀中的控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 測井，也叫地球物理測井或石油測井，簡稱測井，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)行測井，又稱完井電測，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，作為完井和開發(fā)油田的原始資料。
[0003] 此外，核測井物理學(xué)是應(yīng)用原子核物理的理論、方法和核技術(shù)來研究井下地層及 介質(zhì)性質(zhì)的一門科學(xué)。中子測井是把裝有中子源和探測器的下井儀器放入井內(nèi)，由于中子 源發(fā)射的快中子按球狀向外遷移，在穿過井孔介質(zhì)進(jìn)入巖層的過程中，高能量中子與物質(zhì) 的原子核相互作用而減速、擴(kuò)散和被吸收其能量不斷損失或減弱。采用兩個(gè)不同源距探測 器來測量熱中子計(jì)數(shù)率的比值，以反映地層中的中子密度隨源距衰減的速率。將探測結(jié)果 通過電纜輸送到地面儀器，經(jīng)過計(jì)算處理記錄曲線。
[0004] 在傳統(tǒng)的中子源測井儀中，中子發(fā)生器采用放射性物質(zhì)，但是，這存在如下問題。 艮P，放射性物質(zhì)是不可控的，無論是否需要測井儀進(jìn)行工作，放射性物質(zhì)都會(huì)產(chǎn)生放射線， 因此，會(huì)對測井人員的安全產(chǎn)生危險(xiǎn)并且對環(huán)境造成破壞。此外，傳統(tǒng)的中子源測井儀還存 在如下問題，即，成本高，數(shù)據(jù)采集以及處理速度慢，并且在耐高溫方面也存在缺陷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型是為了解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種在石油測井中所 使用的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀以及該可控中子源補(bǔ)償中子測井儀中的控制電路，能夠 在進(jìn)行測井時(shí)使中子發(fā)生器產(chǎn)生中子，在不需要使測井儀工作時(shí)中子發(fā)生器不產(chǎn)生中子， 艮P，中子的產(chǎn)生與否可以控制，此外，本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀制造成本 低，數(shù)據(jù)處理速度快，并且具有抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
[0006] 本實(shí)用新型提供一種可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路，其特征在于，具 有：
[0007] 控制單元，用于處理與可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的通訊板以及中子發(fā)生器的通 f目；
[0008] 采集單元，用于對可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的前置放大電路所輸出的脈沖信號(hào) 進(jìn)行處理，并且進(jìn)行脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)測量；
[0009] 通信單元，由所述控制單元進(jìn)行控制，與外部計(jì)算機(jī)以及中子發(fā)生器的控制電路 進(jìn)行通信，從而能夠調(diào)節(jié)中子發(fā)生器的各項(xiàng)參數(shù)；
[0010] 復(fù)位電路，用于對所述采集單元進(jìn)行復(fù)位；以及
[0011] 晶振，用于對所述采集電路提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0012] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，還具有：電平轉(zhuǎn) 換單元，用于將來自可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的前置放大電路的信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為所述采 集單元能夠處理的電壓。
[0013] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述電平轉(zhuǎn)換 單元采用SN74LVC1G08芯片，所述SN74LVC1G08芯片的第一輸入端子和第二輸入端子彼此 連接并且被輸入來自所述前置放大電路的脈沖信號(hào)，并且SN74LVC1G08芯片的GND端子接 地。
[0014] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，在所述第一輸 入端子和所述第二輸入端子的連接點(diǎn)與所述GND端子之間連接有電容器。
[0015] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，在所述電平轉(zhuǎn) 換單元的前級連接有用于對脈沖信號(hào)進(jìn)行降噪的降噪器件。
[0016] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述降噪器件 是磁珠。
[0017] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，還具備：下載電 路，用于對所述采集單元輸入其工作所需要的各種數(shù)據(jù)。
[0018] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述下載電路 采用JTAG。
[0019] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，還具有與所述 采集單元連接的A/D芯片，所述A/D芯片將表示可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的高壓電源模 塊的電壓大小的信號(hào)發(fā)送到所述采集單元。
[0020] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述A/D芯片 采用AD7656芯片。
[0021] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，還具有用于對 所述A/D芯片提供參考電壓的參考電壓提供器件。
[0022] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述參考電壓 提供器件采用AD780芯片。
[0023] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述控制單元 采用PIC24HJ128GP504單片機(jī)，所述采集單元采用A3P060-VQG-100型號(hào)的FPGA。
[0024] 此外，在本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的控制電路中，所述通信單元 通過RS485芯片與中子發(fā)生器連接，能夠在所述控制單元的控制下對中子發(fā)生器的各項(xiàng)參 數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
[0025] 此外，本實(shí)用新型提供一種可控中子源補(bǔ)償中子測井儀，其特征在于，具有：
[0026] 中子發(fā)生器，用于發(fā)射中子；
[0027] 第一以及第二中子探測器，用于探測熱中子的數(shù)量；
[0028] 總電源板，用于提供可控中子源補(bǔ)償中子測井儀所需的電源；
[0029] 通訊板，用于與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信；
[0030] 第一前置放大電路板，用于處理所述第一中子探測器送出的電荷信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化 為可測量的電壓信號(hào)；
[0031] 第二前置放大電路板，用于處理所述第二中子探測器送出的電荷信號(hào)，將其轉(zhuǎn)化 為可測量的電壓信號(hào)；
[0032] 信號(hào)處理板，用于對來自所述第一以及第二前置放大電路板的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì) 數(shù)；以及
[0033] 高壓電源模塊，用于提供所述中子探測器和所述第一以及第二前置放大電路板所 需的高壓電源，
[0034] 在所述信號(hào)處理板上形成有如上所述的控制電路，
[0035] 所述中子發(fā)生器是可控中子源。
[0036] 根據(jù)本實(shí)用新型的可控中子源補(bǔ)償中子測井儀及其控制電路，能夠克服現(xiàn)有技術(shù) 中放射性物質(zhì)不可控，對環(huán)境產(chǎn)生破壞的問題。此外，在本實(shí)用新型中，采用了具有固件免 疫錯(cuò)誤功能并且速度快安全性高的Flash型FPGA，所以，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集以及處理速度提 高的目的，并且，由于采用了PIC單片機(jī)，所以解決了測井儀器體積大、價(jià)格高維護(hù)困難的 問題。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本實(shí)用新型的控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖2是本實(shí)用新型的控制電路的電路板在可控中子源補(bǔ)償中子測井儀中的位置 圖。
[0039] 圖3是可控中子源補(bǔ)償中子測井儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖4是本實(shí)用新型的控制電路的另一例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖5是本實(shí)用新型的控制電路的原理框圖。
[0042] 圖6是本實(shí)用新型中的用于對控制電路提供3. 3V直流電壓的電路的電路原理圖。
[0043] 圖7是本實(shí)用新型中的用于對控制電路提供1. 5V直流電壓的電路的電路原理圖。