CN218293571U - 一种伽马测井仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种伽马测井仪，包括伽马信号检测电路、分压电阻、热敏电阻、电位器、比较器和计数器，伽马信号检测电路对γ射线进行采集，得到伽马信号，热敏电阻的阻值与温度呈正相关，当伽马测井仪的工作环境温度升高时，热敏电阻的阻值随温度的升高而升高，从而实现了自动调整比较器反向输入端的基准门槛电压值，从而达到温度补偿的目的，比较器根据伽马信号的电压值与基准门槛电压值的比较结果输出伽马脉冲信号，计数器对伽马脉冲信号进行计数得到伽马计数率，测井准确度更高。

Description

一种伽马测井仪

技术领域

本实用新型涉及油气勘探中的放射性测井领域，特别是涉及一种伽马测井仪。

背景技术

在石油勘探开发过程中，伽马测井是必测项目之一。具体的，伽马信号检测电路输出伽马信号进入比较器的同相输入端，比较器的反相输入端为固定电压的门槛脉冲信号，低于门坎电压的伽马信号作为噪声干扰被消除掉，高于门坎电压的伽马信号经过比较器输出为标准的TTL(Transistor-Transistor Logic，逻辑门电路)电平的伽马脉冲信号，送入计数器进行计数处理，实现对伽马计数的测量。但是在实际测量中，由于温度对伽马测井仪的影响，当工作环境温度升高时，伽马脉冲信号的幅度降低，从而引起伽马计数率有明显降低，致使测量的数据失真，从而引起测井解释结果出现误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种伽马测井仪，实现了自动调整比较器反向输入端的基准门槛电压值，从而达到温度补偿的目的，测井准确度更高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种伽马测井仪，包括伽马信号检测电路、分压电阻、热敏电阻、电位器、比较器和计数器；

所述伽马信号检测电路的输出端与所述比较器的同相输入端连接，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

所述分压电阻与所述热敏电阻串联且串联后的电路的一端与电源连接，另一端与所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端接地，所述电位器的中心抽头与所述比较器的反相输入端连接，所述热敏电阻的阻值与温度呈正相关，用于提供基准门槛电压值；

所述比较器的输出端与所述计数器的输入端连接，用于根据所述伽马信号的电压值与所述基准门槛电压值的比较结果输出伽马脉冲信号；

所述计数器用于对所述伽马脉冲信号进行计数得到伽马计数率。

优选的，所述伽马信号检测电路包括：

由碘化钠晶体和光电倍增管构成的探头，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

放大电路，用于放大所述伽马信号。

优选的，所述伽马信号检测电路还包括：

设置于所述探头与所述放大电路之间的跟随电路，用于对所述伽马信号进行跟随。

优选的，所述分压电阻的数量为多个。

优选的，所述比较器的型号为LM111D。

优选的，所述热敏电阻的型号为PT1000。

优选的，所述分压电阻与所述电位器的电阻之和为

R_X＝(V_H*P_H-P_L*V_L)/(V_L-V_H)；

所述电位器的中心抽头的电阻为R_Y＝(V_L*(V_H*P_H-P_L*V_H)/(V_L-V_H))/V；

其中，V_L为第一温度时的第一门槛电压值、V_H为第二温度时的第二门槛电压值、V为所述电源的电压值、P_L为在所述第一温度时所述热敏电阻的阻值、P_H为在所述第二温度时所述热敏电阻的阻值，所述第一温度小于所述第二温度；

在所述第一温度时所述计数器输出的伽马计数率和在所述第二温度时所述计数器输出的伽马计数率相同。

本实用新型公开了一种伽马测井仪，包括伽马信号检测电路、分压电阻、热敏电阻、电位器、比较器和计数器，伽马信号检测电路对γ射线进行采集，得到伽马信号，热敏电阻的阻值与温度呈正相关，当伽马测井仪的工作环境温度升高时，热敏电阻的阻值随温度的升高而升高，从而实现了自动调整比较器反向输入端的基准门槛电压值，从而达到温度补偿的目的，比较器根据伽马信号的电压值与基准门槛电压值的比较结果输出伽马脉冲信号，计数器对伽马脉冲信号进行计数得到伽马计数率，测井准确度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种伽马测井仪的结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种伽马测井仪的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种伽马测井仪的电路参数计算流程图；

图4为本实用新型提供的固定与自动温度补偿基准门坎电压时的伽马计数率对比图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种伽马测井仪，实现了自动调整比较器反向输入端的基准门槛电压值，从而达到温度补偿的目的，测井准确度更高。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1，图1为本申请提供的一种伽马测井仪的结构示意图。

本实用新型提供了一种伽马测井仪，包括伽马信号检测电路1、分压电阻2、热敏电阻3、电位器4、比较器5和计数器6；

伽马信号检测电路1的输出端与比较器5的同相输入端连接，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

分压电阻2与热敏电阻3串联且串联后的电路的一端与电源连接，另一端与电位器4的第一端连接，电位器4的第二端接地，电位器4的中心抽头与比较器5的反相输入端连接，热敏电阻3的阻值与温度呈正相关，用于提供基准门槛电压值；

比较器5的输出端与计数器6的输入端连接，用于根据伽马信号的电压值与基准门槛电压值的比较结果输出伽马脉冲信号；

计数器6用于对伽马脉冲信号进行计数得到伽马计数率。

油气田的勘探开发过程中，伽马测井是最基本的方法之一，主要用于划分岩性、地层对比、确定泥质含量、校深等。在同一环境位置时，伽马测井仪检测到的伽马脉冲信号的伽马计数率的大小具有统计起伏的现象，符合一定的统计规律，但是在实际应用中，由于伽马测井仪在井下工作，工作环境温度随井深增加而升高，由于伽马测井仪的温度性能，采用固定的门槛电压，导致产生的伽马脉冲信号的幅度降低，致使测井曲线的数值失真，从而引起测井解释结果误差。

为了能够克服现有的伽马测井仪器输出的伽马脉冲信号受温度影响的缺点，保证测井数据的准确性，本申请中的伽马测井仪包括伽马信号检测电路1、分压电阻2、热敏电阻3、电位器4、比较器5和计数器6，所提供的基准门槛电压值可以随着温度的变化而变化，保证伽马计数率在常温和高温都能基本保持一致。

具体的，伽马信号检测电路1可以对γ射线进行采集，得到伽马信号，并将得到的伽马信号输出至比较器5的正向输入端，比较器5的反向输入端有分压电阻2、热敏电阻3和电位器4，当伽马测井仪的工作环境温度升高时，由于热敏电阻3的阻值与温度呈正相关，当环境温度升高时，热敏电阻3的阻值也会升高，从而电位器4的中心抽头所分到的电源的电压也会随之降低，实现了对基准门槛电压的自动调整，比较器5能够将伽马信号的电压值与反向输入端的基准门槛电压值进行比较，其中伽马信号的电压值高于基准门槛电压值的伽马信号可以经过比较器5输出为伽马脉冲信号，最后经计数器6 对伽马脉冲信号的脉冲数量进行统计，从而得到伽马计数率。可见，采用本申请的伽马测井仪由于基准门槛电压随温度变化而变化，使得检测到的伽马脉冲信号的幅度不会降低，在不同温度环境所测得的伽马计数率都能基本保持一致。此外，整体的电路结构简单。

此外，比较器5输出的伽马脉冲信号可以但不仅限为标准的TTL电平的脉冲信号。

电源可以采用正电源也可以采用负电源，具体根据伽马信号检测电路1 输出的伽马信号的正负而定，当伽马信号检测电路1输出的是正的伽马信号时，点烟采用正电源，基准门槛电压值也为正；当伽马信号检测电路1输出的是负的伽马信号时，电源采用负电源，基准门槛电压值也为负，本申请在此不做特别的限定。

综上，本申请的伽马测井仪，当伽马测井仪的工作环境温度升高时，能够实现自动调整基准门槛电压值，从而最大限度地改善了伽马测井仪的温度特性，保证在不同工作环境温度伽马计数率的一致性，测井准确性和稳定性更高。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本申请提供的另一种伽马测井仪的结构示意图。

作为一种优选的实施例，伽马信号检测电路1包括：

由碘化钠晶体和光电倍增管构成的探头11，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

放大电路13，用于放大伽马信号。

在本实施例中，伽马信号检测电路1可以包括由碘化钠晶体和光电倍增管构成的探头11及放大电路13。具体的，当γ射线经过碘化钠晶体时，碘化钠晶体与γ射线发生相互作用产生正比于γ射线能量的可见光，这些光子经过光电倍增管后输出伽马信号，然后经过放大电路13，提高噪声信号与有用的伽玛信号的幅度的差别，以便对伽马信号的测量。

作为一种优选的实施例，伽马信号检测电路1还包括：

设置于探头11与放大电路13之间的跟随电路12，用于对伽马信号进行跟随。

为了提升伽马信号的驱动能力，在本实施例中，伽马信号检测电路1还包括设置于探头11与放大电路13之间的跟随电路12，可以对伽马信号进行跟随处理，从而提高伽马信号的驱动能力。

作为一种优选的实施例，分压电阻2的数量为多个。

为了能够在选择分压电阻2时更灵活方便，在本实施例中，分压电阻2 的数量可以为多个，从而可以更灵活的调整合适的电阻值。

例如，分压电阻2的数量为2个，根据电阻的标称值系列，R1选用412 Ω，R2选用60Ω。

作为一种优选的实施例，比较器5的型号为LM111D。

在本实施例中，比较器5的型号可以选用LM111D，该比较器5应用广泛，工作稳定且维护简单。

作为一种优选的实施例，热敏电阻3的型号为PT1000。

在本实施例中，热敏电阻3的型号可以选用PT1000，其阻值随温度的升高而升高，其电阻值随温度的变化量呈近似线性关系，应用在伽马测井仪中可以实现随温度自动调整基准门槛电压，从而保证伽马计数率的一致性。

例如，在温度T_L＝20℃时，此时对应的热敏电阻3的阻值为P_L＝1097Ω。在温度T_H＝150℃时，此时对应的热敏电阻3的阻值为P_H＝1573Ω。

请参照图3，图3为本申请提供的一种伽马测井仪的电路参数计算流程图。

作为一种优选的实施例，分压电阻2与电位器4的电阻之和为 R_X＝(V_H*P_H-P_L*V_L)/(V_L-V_H)；

电位器4的中心抽头的电阻为R_Y＝(V_L*(V_H*P_H-P_L*V_H)/(V_L-V_H))/V；

V_L为第一温度时的第一门槛电压值、V_H为第二温度时的第二门槛电压值、V为电源的电压值、P_L为在第一温度时热敏电阻3的阻值、P_H为在第二温度时热敏电阻3的阻值，第一温度小于第二温度；

在第一温度时计数器6输出的伽马计数率和在第二温度时计数器6输出的伽马计数率相同。

为了能够精确地控制基准门槛电压，在本实施例中，可以精确地确定分压电阻2与电位器4的电阻之和R_X和电位器4的中心抽头的电阻R_Y。

具体的，根据分压公式，第一温度时的第一门槛电压值V_L＝V*R_Y/ (R_X+P_L)，第二温度时的第二门槛电压值V_H＝V*R_Y/(R_X+P_H)，从而可以得到分压电阻2与电位器4的电阻之和R_X＝(V_H*P_H-P_L*V_L)/(V_L-V_H)；

电位器4的中心抽头的电阻R_Y＝(V_L*(V_H*P_H-P_L*V_H)/(V_L-V_H))/V，其中， V_L为第一温度时的第一门槛电压值、V_H为第二温度时的第二门槛电压值、V 为电源的电压值、P_L为在第一温度时热敏电阻3的阻值、P_H为在第二温度时热敏电阻3的阻值。

当分压电阻2的数量为2个时，R_X＝R1+R2+R_W，其中R1和R2分别为两个分压电阻2的阻值，从而可以根据计算出的R_X的数据，选择R1，R2和电位器4阻值R_W。

例如，在温度T_L＝20℃时，此时对应的热敏电阻3的阻值为P_L＝1097Ω，通过调整电位器4，使得达到设定的基准门槛电压值V_L＝-0.65V，此时记录伽马计数率为C＝125API。在温度T_H＝150℃时，此时对应的热敏电阻3的阻值为P_H＝1573Ω，通过调整电位器4，使得达到设定的基准门槛电压值V_H＝--0.5v，此时记录伽马计数率为C＝125API。

将V_L＝-0.65V，V_H＝-0.5V，P_L＝1078Ω，P_H＝1573Ω，V＝-15V代入 R_X＝(V_H*P_H-P_L*V_L)/(V_L-V_H)和R_Y＝(V_L*(V_H*P_H-P_L*V_H)/(V_L-V_H))/V，可以得到 R_X＝572Ω，R_Y＝71.5Ω。由于电位器4的标称值大小都是整百数值，还要大于 71.5Ω，所以选用阻值为100Ω的电位器4，即R_X＝100Ω，代入 R_X＝R1+R2+R_W可以得到R1+R2＝472Ω，根据电阻的标称值系列，R1选用412Ω，R2选用60Ω。此外，调节电位器4使其输出的中心抽头的电阻值 R_Y＝71.5Ω，并将电位器4的调整旋钮用胶水固定。

将以上选择的器件阻值焊接在电路板上即完成相应电路板的制作。电路板制作完毕，组装到仪器上，进行加温实验。加温实验采用固定基准门坎电压和自动温度补偿基准门坎电压两种方法对比，分别记录30℃，60℃， 90℃，120℃，150℃，175℃伽马脉冲信号的计数率。

请参照图4，图4为本申请提供的固定与自动温度补偿基准门坎电压时的伽马计数率对比图。

横轴为温度，纵轴为计数率。实线为应用自动温度补偿基准门坎电压所测数据，虚线为采用固定基准门坎电压所测数据，由图上可以看到，在温度较低时，两者的测量结果相一致，均为125API左右，随着温度的升高，应用自动温度补偿基准门坎电压所测数据基本保持不变，其变化符合测井对伽马仪器的统计起伏要求小于7％，而采用固定基准门坎电压所测数据则数值下降比较大，充分说明应用本实用新型达到了较好的效果，克服了温度影响而引起的计数率的变化。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种伽马测井仪，其特征在于，包括伽马信号检测电路、分压电阻、热敏电阻、电位器、比较器和计数器；

所述伽马信号检测电路的输出端与所述比较器的同相输入端连接，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

所述分压电阻与所述热敏电阻串联且串联后的电路的一端与电源连接，另一端与所述电位器的第一端连接，所述电位器的第二端接地，所述电位器的中心抽头与所述比较器的反相输入端连接，所述热敏电阻的阻值与温度呈正相关，用于提供基准门槛电压值；

所述比较器的输出端与所述计数器的输入端连接，用于根据所述伽马信号的电压值与所述基准门槛电压值的比较结果输出伽马脉冲信号；

所述计数器用于对所述伽马脉冲信号进行计数得到伽马计数率。

2.如权利要求1所述的伽马测井仪，其特征在于，所述伽马信号检测电路包括：

由碘化钠晶体和光电倍增管构成的探头，用于对γ射线进行采集，得到伽马信号；

放大电路，用于放大所述伽马信号。

3.如权利要求2所述的伽马测井仪，其特征在于，所述伽马信号检测电路还包括：

设置于所述探头与所述放大电路之间的跟随电路，用于对所述伽马信号进行跟随。

4.如权利要求1所述的伽马测井仪，其特征在于，所述分压电阻的数量为多个。

5.如权利要求1所述的伽马测井仪，其特征在于，所述比较器的型号为LM111D。

6.如权利要求1所述的伽马测井仪，其特征在于，所述热敏电阻的型号为PT1000。

7.如权利要求1至6任一项所述的伽马测井仪，其特征在于，所述分压电阻与所述电位器的电阻之和为R_X＝(V_H*P_H-P_L*V_L)/(V_L-V_H)；

所述电位器的中心抽头的电阻为R_Y＝(V_L*(V_H*P_H-P_L*V_H)/(V_L-V_H))/V；

其中，V_L为第一温度时的第一门槛电压值、V_H为第二温度时的第二门槛电压值、V为所述电源的电压值、P_L为在所述第一温度时所述热敏电阻的阻值、P_H为在所述第二温度时所述热敏电阻的阻值，所述第一温度小于所述第二温度；

在所述第一温度时所述计数器输出的伽马计数率和在所述第二温度时所述计数器输出的伽马计数率相同。

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