NO801772L - Styresystem ved digital noeytron generator for borehull logging - Google Patents
Styresystem ved digital noeytron generator for borehull loggingInfo
- Publication number
- NO801772L NO801772L NO801772A NO801772A NO801772L NO 801772 L NO801772 L NO 801772L NO 801772 A NO801772 A NO 801772A NO 801772 A NO801772 A NO 801772A NO 801772 L NO801772 L NO 801772L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- neutron
- digital
- signal
- supplying
- generator tube
- Prior art date
Links
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 239000013643 reference control Substances 0.000 claims 7
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000004181 pedogenesis Methods 0.000 description 7
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 5
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- -1 deuterium ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000516 activation analysis Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001427 incoherent neutron scattering Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/06—Generating neutron beams
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
- G01V5/10—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Drilling Tools (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår pulset nøytron borehull logging og mer spesielt innretning for å styre nøy- . tronutgangen til et nøytron generator rør. benyttet ved pulset nøytron borehull logging.
I den senere tid har pulset nøytron borehull logging blitt en kommersielt viktig borehull logge teknikk. Pulset nøytron teknikk er blitt benyttet for å måle den termiske levetiden til nøytronet eller den termiske nøytron des-tignasjonstiden for jordformasjoner i nærheten av et borehull, for å utføre aktivierings-analyse av elementbestand-delene til jordformasjonen i nærheten av borehullet og for å utføre por-øsitet smålinger til jordformasjonen i nærheten av borehullet, og for å utføre uelastiske nøytron spredningsmålinger for hurtige nøytroner. Ved hver av disse borehull logge teknikk-ene har den pulsede nøytronkilden benyttet for å frembringe nøytronpulser for fysikalske målinger i alminnelighet vært et evakuert rør av deuterium-tritium akselerator til det. Andre teknikker, slik' som'de som beskrevet i US patent 3,9^0,611 krever andre bølgeformer enn firkant-bølge pulser. Systemet i følge foreliggende oppfinnelse er i stand til å frembringe slike andre bølgeformer som kan være ønskelig.
Slike forseglete eller evakuerte rør nøytron kilder innebefatter i alminnelighet en ytre omhylling av glass, metall, eller andre vakumomkapslings-materialer, slik som .kjeramikk, som inneholder elementene til nøytron generator røret. Elementene innebefatter i alminnelighet en treffplate som er elektrisk isolert ved et høyt spennings-potensial, en ione- kilde som kan bli akselerert mot treff-platen ved hjelp av dens høye spenningspotensial og en trykkregulator eller et suplementeringselement som kan bli benyttet for å stabilisere eller styre mengden av trykkgass■inne i den evakuerte ytre omhyllingen. Gass'trykk på o omkring 10. — 2mm Hg er vanlig for driften av disse rørene.
Suplementerings- eller trykk regulatoren til nøytrongenerator-rører innebefatter i alminnelighet et varme-element som er omgitt av en overflate . som er i stand til å absorbere eller emittere gassmolekyler til gassen som fyller den evakuerte røromhyllingen som i funksjon av dens temperatur. Evnen til en slik overflate å emittere eller absorbere gass i røromhyllingen blir styrt av temperaturen til et/varme-element tilknyttet dertil. Når varmeelementets temperatur blir hevet, blir den omgivende gass impregnerte overflaten brakt til å spre absorbert gass ved termisk emisjon. Når varmeelementet blir avkjølt blir den omgivende .overflaten tilknyttet dertil brakt til å absorbere gass fra atmosfæren inne i den evakuerte røromhyllingen. Mengden av gass tilstede i røromhyllingen styrer mengden av gass til stede i ionekilden og følgelig evnen til ione kilden å frembringe positive lade ioner med gass for å akselereres på treffplate materialet.
Ved en alminnelig nøytron generator rør-drift kan gassen i den evakuerte omhyllingen enten være deuterium gass eller en blanding av deuterium og tritium gass. Treff-platematerialet er impregnert med tritium. Når deuterium ioner således blir dannet i ione-kilden og akselerert mot treffplaten ved hjelp av dens høye spenningspotensial blir den elektrostatiske Coulomb tilbakevevingen mellom ionene som er akselerert og kjernen til tritiumatomene overvunnet og kjernefusjon finner sted. Dette gir ustabil isotop helium 5 som øyeblikkelig desintergrerer ved emisjon til en tilnærmet 1^1 MEV monoenergetisk nøytron karakteristikk til desinter-grasjonen.
Et problem som har vært forbunde.t med bruken
av slike nøytron generator rør ved borehull logging har vært at utgangen til nøytron generatoren har gått tilbake som en funksjon av tiden . da tritium .i treffplate-materialet blir virksomt forbrukt ved kjerne reaksjonen og ved oppvarmingen av treffplaten. Også høyspenningskraftforsyningen sin spen-ningsvariasjon, suplementeringsstrømvariasjonen og ione kilde emisjonsevnen kan føre til at nøytronutgangen varierer.
For de fleste brønnborehull logge operasjonene er det svært ønskelig at i løpet av en gitt loggekjøring for-blir' den gjennomsnitlige nøytronutgangen til røret konstant og også da så høyt som mulig. Høy utgang er ønskelig for å fremme den ,kjernemessige innebyrdese påvirkningen som blir forsøkt målt ved den anvendte borehulls logge-teknikken. Til-standen til nøytronutgangen er øaskelig for å fremme målings-
tilstanden og for å unngå systematiske feil.
Den gjennomsnitlige nøytronutgangen til et nøy-tron generator rør er en funksjon av den gjennomsnitlige treff-platestrømmen til røret. Treffplatestrømmen er på sin side en funksjon av treffplate- høyspenningen, ione kilde spenningen og suplementeringsvarmestrømmen. Ved foreliggende oppfinnelse har treffplatehøyspenningen en fast verdi. Ione -kilde spenningen blir variert på en forprogrammert måte for å frembringe nøytronpulser eller andre bølgeformer. Ved å variere suple-menteringsvarmestrømmen og følgelig dens varme-element-temperatur blir den gjennomsnitlige nøytronutgangen til røret styrt. Ved den foretrukkede utførelsesform i følge foreliggende oppfinnelse blir treff-platestrålestrømmen overvåket, omformet til spennings-signal og sammenlignet med en på forhånd prog-ramert referanse-spennings-styrefunksjon. En feilspenning utviklet fra denne sammenligningen blir benyttet for å .styre suplementeringsstrømrnen på en slik måte at suplementerings-strømmen automatisk blir justert til å opprettholde en konstant verdi for den gjennomsnitlige treffplate-strålestrømmen som korresponderer med referansespenningen. En krets for å utføre dette er frembrakt og kan. bli beskrevet som en rekke reguler-ingssuplementerings-strøm-styrekretser. Slike kan benyttes til å variere suplementeringsvarmestrømmen eller også slå av suple-menteringsstrømrnen fullstendig. Kretsutførelsesformen i følge foreliggende oppfinnelse gir fordeler ovenfor tidligere kjente styrekretser for å. styre- nøytron generator rørene ved at den forbedrete reguleringen til suplementeringsstrømrnen blir tilveiebrakt og at en relativ enkel krets som benytter få deler
■er nødvendig for dette. Den sup.lementeringsstrømregulerings-kretsen i følge foreliggende oppfinnelse har også et lavere kraftforbruk enn de tidligere kjente, og er i stand til å
kunne bli drevet ved temperaturer opp til 200°C. Et ytterligere trekk ved styrekretsen i følge foreliggende oppfinnelse er evnen til ved hjelp av fjernstyring å slå på og av nøytrongenerat-or-røret. Et ytterligere trekk ved foreliggende■oppfinnelse er evnen til å dynamisk variere nøytron puls-bredden og gjen-tagelseverdien eller å frembringe dynamisk varierende nøytron utgangs bølge former som opprettholder kontrollen over gjennom-
snitts nøytron utgangen til generatorrøret. Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene,
hvor:
Fig. 1 viser skjematisk et brønhhull bore loggesystem i'følge foreliggende oppfinnelse,- og hvor dette benytter en pulset nøytron generator.
Fig. 2 viser et skjematisk krets-diagram av
et programerbart digetal styresystem i følge foreliggende oppfinnelse.
Fig. 3 viser skjematisk et diagram av de for-skellige bølgeformene til nøytron utgangene.til et nøytron generator rør styrt i følge foreliggende oppfinnelse, og som en funksjon av tiden. Fig. 1 viser et brønnborehull loggesystem som anvender foreliggende oppfinnelse. Et brønnborehull 11 er 'foret med en stål omhylling 12 og fylt med et borehullfluid-ium.15. Stål omhyllingen 12 er sementert på plass ved hjelp av et sementlag 13 og virksomt tettet mot jordformasjonen 14 fra forbindelsen borehullet 11 med unntak av i tilfeller hvor stål omhyllingen og sementlaget er perforert for olje-produksjon. Et fluidium tett, hult legeme eller sonde 16 er opphengt- i borehullet 11 ved hjelp av en borehull logge kabel 17 av vanlig kjent armert kabel. Loggekabelen 17 .kommuniserer elektriske signaler til og fra sonden til over-flateut styret.
Ved overflaten går borehull logge-kabelen 17 over en trinse 18, som er elektrisk eller mekanisk koplet,
som antydet med stiplede linje 20, med en borehull-loggeopp-tegner 19- Denne koplingen muliggjør opptegningen av målinger gjordt i borehullet av sonden 16 ,som en funksjon av borehulldybden, i det opptegningen skjer ved hjelp av opptegneren 19. Signalene fra borehull loggekabel 17 blir brakt til overflate-databehandlingskretsen 21 og til en kontroll digital datamaskin' 30, som behandler måledata for å frembringe informasjon som blir tilført opptegneren 19 for opptegning som en funksjon av borehulldybden. Kraftforsyningen 22, plasert på overflaten, forsyner utstyret over kabelen 17 med kraft for driften... Styredatamaskinen 30 .... frembringer digitale styre-
signaler som vil bli beskrevet i nærmere detaljer i det på-følgende i.sammenheng med sonden 16 for å styre den gjennomsnitlige nøytron utgang og bølgeformen til nøytronutgangen som en funksjon av tiden-.
I sonden 1-6 er utstyr anbrakt for å utføre pulsede nøytronmålinger. Skjønt ikke vist på tegningen er det klart at egnede kraftforsyninger i instrumentene nede i hullet omformer kraften fra kilden 22 til nødvendig drifts-spenninger for utstyret i sonden 16. Styrekretsen '23, som blir beskrevet i nærmere detalj i påfølgende, frembringer styrefunksjoner for et nøytron generatorrør 27 og en høy-spenningskraftforsyning 28 tilknyttet derved og som er plas-sert nær den nedre enden til sonden. Nøytron beskyttelse materialet 29, som kan bestå av vekslende lag av jern, para-fin, cadmium og borholdinge folier eller lignende, er anbrakt for å skjerme nøytron generatoren 27 fra de øvrige instrumentene inne i sonden 16..
En gamma stråle detektor i form av et scintil-lasjon krystall 24 av thallium aktivert sodium jodid eller lignende, er optisk koplet til et foto multiplikator-r.ør 25. Denne er anordnet for å dektere gamma stråling frembrakt i jordformasjoner .i nærhet av borehullet og som resulterer fra nøytron bombardementet av nøytron generatoren 27. Som vel kjent frembringer innfallingen av gamma-stråler på detektor-krystallet 24 lysglimt hvis intensitet er proposjonal med energien til. gammastrålen som frembringer scintillasjonen. Foto multiplikasjonsrøret 25 er optisk koplet til detektor-krystallet 24 og forsterker lysglimtene frembrakt av detek-torkrystallet 24 og omformer dem til elektriske spennings-pulser, hvis amplitude er 'proposjonal med intensiteten til lysglimtene. Disse elektriske signalene blir videre forsterk-et i en forsterker 26 og ført inn i en dataoverføringskret.s 31, hvor de blir på egnet måte tilført en vanlig kabel driv kretser (ikke vist) for overføring til databehandlingskrets-en 21 og kontrolldatamaskinen 30 plasert på overflaten. Kontrolldatamaskinen 30 kan innebefatte, f.eks. en- liten, for dette formål egnet datamaskin, slik som modell PDP-ll levert av "Digital Equipment- Corporation^ of Cambridge, Plass".
Nøytron utganen til et nøytron generatorrør 27
på fig-. 1 er vist på fig. 3 som en funksjon av tiden. På diagrammet er det vist to forskjellige intensitetsmodulerte nøytron driftsmåter til et nøytron generatorrør. Høyspennings-kraft forsyningen er på hele tiden i systemet og modulerte bølgeformer av nøytroner som en funksjon av tiden er frembrakt, ved tilførsel av amplitude og/eller frekvens modulerte spenninger til ionekilden til nøytron generatoren. Nøytronene blir frembrakt av nøytron generatorrør 27 som' tidligere beskrevet. Spenningene ved forutbestemt amplitude og frekvensinn-hold blir tilført som en funksjon av tiden til ione-kilden til nøytron generatorrøret 41. På denne måten kan nøytron-utgangen til generatorrøret bli brakt til å variere som antydet i fig. 3-
Overflate styredatamaskinen 30 overvåker treffplate stråle strømmen, som vil bli beskrevet i det påfølgende,
og benytter strømverdien for å styre gjennomsnittsverdien N .. til nøytron utgangen. Ved overvåking av treffplatestråle-strømmen og telleverdien frembrakt av detektoren (24, 25 på
fig. 1) kan dessuten overflate styredatamaskinen .30 justere spenningens bølgeform som-blir tilført til ione-kilden til nøytrongeneratoren for å variere logge programene (eller bøl-geformene) om ønskelig eller opprettholde optimale tilstander for pulsbredden og repet isjonsverdien til pulset (på-av)
drift av generatoren ved en pulset loggemåling.
På fig. 3 er det vist to forskjellige bølge-former for nøytron utgangen som en funksjon av tiden. En første sinusformet modulasjon er betegnet PRO.G. 1 og en andre, sagtannet bølgeform.modulasjon er betegnet PROG. 2.
Disse nøytronbølgeformenes intensitet som en tidsfunksjon
er frembrakt ved tilførsel av egnete styrespenninger til generatorrør ione-kilden som en funksjon av tiden. Begge bølgeformene varierer omkring en gjennomsnitts nøytron ut-
gang N .. Styrekretsen som skal beskrives nærmere i det på-
S J •
følgende, styrer også N . ved å overvåke treffplate stråle-strømmen og å sammenligne denne med et referanse signal frembrakt av overflate styredatamaskinen '30 på fig. 1.
Por vanlige borehull logge operasjoner vil.på- ..
tiden til nøytron generatorrøret i pulset modul i alminnelighet ikke overskride en plikt syklus på tilnærmet 5-10 % av dens driftssyklus. D.v.s. nøytron generatoren vil i alminnelighet kun være. på fra 5-10 % av tiden og avperioden vil oppta tilnærmet 90-95 % av dens tid ved en alminnelig borehullsope-rasjon. Nøytronpulsvarigheten på tilnærmet 50 mikrosekunders varighet og gjentagelses verdi på fra 100-20,000 pulser pr. sekund er alminnelig for pulset nøytron borehull loggeteknikk. For modulerte bølgeformer vil generatoren i alminnelighet frembringe kontinuerlig nøytronutgang med intensiteten varierende omkring en gjennomsnittelig N . som vist på fig. 3-Nøytron generatorstyresystemet til foreliggende oppfinnelse drives for å opprettholde den gjennomsnitlige verdien N . til nøytron utgangen ved en konstant eller på forhånd bestemt verdi for hele borehull logge kjøringen. Naturligvis kan et slikt system, ikke erstatte tritium i røret
som blir benyttet for å frembringe nøytronutgangen. Lang tids ødeleggelse av nøytron utgangen er uunngåelig i generatorrøret som benytter kun deuterium i suplementanordningen. Rørene som har en en deuterium og en tritiumblanding kan unngå slike
langtids nøytron utgangs ødeleggelser.
Behovet for kort tids styring av nøytron utgangen øker sett ut fra forholdet mellom suplementeringsstrømrnen og nøytron utgangen, som er en komplisert funksjon. Svært små forandringer i suplementeringsstrømrnen kan forårsake svært store forandringer i nøytronutgangen. Ved overvåking av treffplatestrømmen (som står i forhold til nøytronutgangen)
og korrigering av suplementeringsstrømrnen for å holde treff-platestrømmen konstant, kan nøytron utgangen bli stabilisert for kort tids variasjoner slik som kunne forekomme i løpet aven borehull logge jobb.
Alternativt skal det bemerkes at nøytron generator 27 kunne bli kontinuerlig drevet som modulert som på fig. 3 for visse typer borehull logginger. I dette tilfellet vil styresystemet til foreliggende oppfinnelse opprettholde tilnærmet en konstant gjennomsnitlig nøytron utgang N . fra nøytron generator 27 for hele borehull logge jobben.
Fig. 2 viser en del_av styre kretsen 23 på fig. 1 som har å gjøre med styringen av nøytron utgangen fra et nøy-trongenerat-or-rør som vist i nærmere detaljer, men fremdeles skjematisk. Punkt A på kretsen er forbundet med den nedre siden av treffplate høyspenning kraft tilførselen (som i alminnelighet er negativ og 125 kilovolt). Nøytrongenerator-røret 4l sin treffplate strålestrørn (som er semplet ved punkt A) flyter til jorden gjennom motstand R-, og frembringer en spenning Vg ved punkt A som står i forhold til nøytronutgang-en til generator-røret. Den semplede spenningen ved punkt A benyttes til å regulere avløpsstrømmen 1^til VMOS kraft felt effekt transistor 45 (betegnet FETI). Denne strømmen er og-så suplementeringsstrømrnen til nøytron generator-røret 4l og blir samplet ved punkt 47- Den samplede'spenningen ved punkt A blir omformet til digital form av en analog/digital omformer 51 og tilført overflate styredatamaskinen 30. På lignende måte blir telleverdien fra detektoren 24, 25 på fig. 1 omformet til digetal form av en analog/digetal omformer 52 og tilført overflate' styredatamaskinen '30. Som reaksjon på dens forprogramerte logikk avgir overflate datamaskinen 30 digetale spenningsnivåer til en digetal/analog omformer 53, som en funksjon av tiden, for styring av ione kildespenningen til nøytron generatoren.
En digetal/analog omformer 50 omformer digetal spenningssignal fra datamaskinen 30 til analog form og frembringer en referansespenning for styring av gjennomsnittsnøy-tronutgangen N . til generatorrøret 41. Størrelsen til re-
S J •
feransespenningen frembrakt av DAC 50 blir bestemt av overføringskarakteristikkene til VMOS kraft FET 45 og forholdet mellom suplementeringsstrømrnen 1^og nøytronutgangen til gen-eratorrøret 41. Vanligvis vil overføringskarakteristikkene variere med hver FET og generatorrøret. Som et eksempel vil det bli antatt at den ønskede gjennomsnitlige nøytron utgangen blir oppnådd når den gjennomsnittlige treffplate stråle-strømmen er 100 mikroamper og .suplementeringsstrømrnen er 3 amper. Dette er typiske verdier ved driften av nøytron gene-ratorrør ved borehull logging. I dette tilfelle vil overflatedatamaskinen- 30 variere den digetale .spenningsverdien tilført'til DAC inntil suplementeringsstrømrnen er 3 A og treffplate-
strømmen er 100 yA som gir en referansespenning V ved punkt A på 3 V. Denne spenningen etablerer gjennomsnitts operasjons-punkt til nøytron generatorrøret 4l.
Operasjons forsterkeren 44 er forbundet som en inverterende spennings!'orsterker krets med forsterkning bestemt av forholdet R-^/P^. Utgagsspenningen V^til operasjonsforsterkeren 44 blir tilført porten til VMOS kraft felt effekt transistoren 45- Denne port spenningen styrer avløpsstr^. • ømmen 1^til felt effekt transistoren 45'som blir tilført en 5 A strøm fra forsyningen 42. Denne avløpsstrømmen blir samplet ved punktet 47 og tilbakekoplet gjennom motstand R^for å frembringe operasjonsforhold for operasjonsforsterkeren 44 som tidligere er beskrevet. Den ikke inverterende inngangen til operasjonsforsterkeren 44 blir forbundet med spennings-innstillingen frembrakt av overflatedatamaskinen 30 via DAC 50 gjennom motstand R^. Denne spenningen tilført den ikke' inverterende inngangen til operasjonsforsterkeren 44 plus spenningen over R^frembrakt av treffplatestrømmen til generator-røret 41, bestemmer utgangsspenningen V til operasjonsforsterkeren 4 4.
Dersom den gjennomsnitlige verdien til nøytron-utgangen N gj . •begynner å synke under operasjonsverdien som bestemt av spenningsnivået frembrakt- av overflate styredatamaskinen 30, vil treffplatestrålestrømmen synke. Dette vil få spenningen Vg til å synke. Når Vg synker vil dette føre til at utgangsspenningen V^ til operasjonsforsterkeren 44 øker. Den økede spenningsutgangen V^til operasjonsforsterkeren 44 gjør at suplementeringsstrømrnen 1^øker. Økningen i suplementeringsstrømrnen 1^tenderer mot å øke treffplatestrå-lestrømmen som er samplet ved. punkt A og tilført overflatedatamaskinen 30.
Dersom nøytronutgangen til generatorrøret 41 begynner å'øke over en forutbestemt -gjennomsnitlig drift-verdi'N . vil treffplate stråle strømmen øke. Dette gjør at spenningen VDover motstanden Rnøker. Når V øker gjør dette
B IB
at utgangsspenningen V^til operasjonsforsterkeren 44 avtar. Minskningen i V„, port spenningen til -felt effekt transistoren 45, gj ør _ at suplementeringsstrømrnen 1^, som samplet .ved punkt.
47, vil bli redusert. Dette på sin side reduserer utgangen til -nøytrongeneratorrøret 41 ved kjøling av suplementerings varmeelementet.
Når styrespenningsnivået frembrakt av overflatedatamaskinen 30, går mot 0 volt, går spenningen tilført den ikke inverterende inngangen til operasjonsforsterkeren 44
mot 0 volt. Når 0 volt blir tilført til den ikke inverterende inngangen til operasjonsforsterkeren 44 blir spenningsutgangen til operasjonsforsterkeren redusert tilstrekkelig til å sikre at felt effekt transistoren 45 blir fullstendig slått av. Denne avbrytelsen av suplementeringsstrømrnen 1^reduserer fullstendig og virksomt utgangen til nøytron generator-røret 4l til 0. Det er således tilveiebrakt en overflate-styring for å slå nøytron generatoren 41 av og- på.
Lignende tilbakekoblings logikk inneholdt i overflatedatamaskinen 30 kan bli benyttet for å variere bølge-formen til modulerte nøytronutgangsbølgeformer fra nøytron generatorrøret 4l.. Telleverdi informasjon fra detektoren 24, 25 på fig. 1 er tilført viaADC 52 til overflatedatamaskinen. Porprogramert logiske reaksj.oner på denne informasjon og andre- borehull informasjoner tilført til overf latedatamaskinen 30, kan bli benyttet for å variere nøytronutgangen til generatoren. Informasjon vedrørende levetiden til den termiske nøy-tronen eller termiske nøytrondisintegrasjonstiden til jordformasjonen i nærheten av borehullet 11 på fig.l, kan f.eks. bli bestemt fra detektoren 24, 25 sine telleverdier ved hjelp av datamaskinen 30. Denne informasjonen kan bli benyttet for å styre eller variere nøytron pulsvarigheten og gjentagelses-verdiene for å optimalisere detektoren 24, 25 sine telleverdier statisk som en funksjon av borehulldybden via signaler tilført fra overflatedatamaskinen 30 til DAC 53- Lignende modulerte nøytron flux teknikker for måling av den termiske nøytron disintegrasjonstiden og porøsiteten til formasjonen, som beskrevet i tidligere nevnte US-patent' nr. 3,940,611,
kan bli utført via forprogramert logikk anordnet i overflatedatamaskinen 30. Et mange-sidig og effektivt verktøy for und-ersøkelse av kjerne-egenskaper til jordformasjoner i nærheten av brønnborehull er således frembrakt ved foreliggende oppfin-
neise.
Claims (1)
1. Kjerne borehull loggesystem som anvender et forseglet nøytrongenerator-rør som har en treffplate, en. ione-kilde- og en suplementeringstrykk-regulator, karakterisert ved at den innebefatter en innretning for overvåkning av den gjennomsnitlige treffplate-strålestrømmen til generatorrøret og for frembringelse av et signal representativt dertil,
innretning for tilførsel av en suplementeringstrykk regulatorstrøm til generatorrøret,
innretning for overvåkning av suplementeringstrykk regulatorstrømmen og for å danne et andre signal som ■en funksjon av suplementeringstrykk regulatorstrømmen og treffplate strålestrømrnens representative signal,
innretning for tilførsel av et referansestyre-signal for å tilveiebringe en gjennomsnitlig drift stilstand for generatorrøret,
innretning for sammenligning av det andre signalet og referansesignalet for å frembringe .et suplementer-ingsstrøm feilsignal, og
innretning, som reagerer på feilsignalet, for å styre størrelsen av suplementeringstrykk-regulatorstrømmen, og derved styring av den gj.ennomsnitlige dirftstilstanden til generatorrøret.
2. System i følge krav 1, karakterisert ved -at det innebefatter innretning for tilførsel av digetale ione-kilde spenningsverdier som en funksjon av tiden til generatorrøret, og innretning for omforming av de digetale verdiene til analoge spenninger og for tilførsel av spenningene til ione-kilden.
.3- System i følge krav 2, karakterisert ved at innretningen for tilførsel av digetale ione-kilde spenningsverdier er avhengig av telleverdien til en strålings detektor i nærheten av generatorrøret.
4. 'System i følge krav 1, karakterisert ved at innretning for tilførsel av et referanse-styresignal innebefatter innretning for tilførsel av digetale referanse styresignal.
5.. System i følge krav 4, karakterisert ved at det innebefatter innretning for omforming av det digetale referanse styresignalet til et analogt spennings-signal.
6. System i følge krav 2 og ^ karakterisert ved innretning til tilførsel til digetale ione-kildespennings verdier eller/og innretning for tilførsel av et digetal referanse styresignal innebefattende en programerbar vanlig formålstjenelig digetal datamaskin.
7- Kjerne borehull loggesystem som anvender et forseglet nøytrongeneratorrør som har en treffplate, en ione-kilde og en suplementerings trykk regulator, karakterisert ved at den innebefatter en strålingsde-tektor plasert med mellomrom i forhold til nøytron generator-røret og som er i stand til å tilføre strålings utgangssignaler representativ til strålingsegenskapene til materialet i nærheten av borehulls logge systemet,
innretning for å overvåke den gjennomsnitlige treffplate stråléstrømmen til nøytronrøret for å1 frembringe utgangssignaler representative dertil, og
digetal styreinnretning som reagerer -på treff-platestrålestrømmens representative signal for å styre den gjennomsnitlige nøytronutgangen til generatorrøret.
8- .System i følge krav 7, karakterisert ved innretning anordnet i den digetale styreinnretningen, som reagerer på strålings utgangssignalene for til-førsel av ione-kilde styre signaler som en funksjon av tiden, for derved å styre den' dynamiske nøytronutgangen til generat-orrøret .
9- System i følge krav 8, karakterisert ved innretning for tilførsel av ion-kilde styresignaler.som innebefatter innretning for tilførsel av digetale ione-kilde styresignaler som en funksjon av tiden.
10. System i følge krav 9, karakterisert ved innretning for tilførsel av digetale ione-kilde styresignaler innebefattende en programerbar vanlig hensiktsmessig digetal datamaskin,.
11. System i følge krav 7, karakterisert ved digetal styreinnretning innebefattende innretning for tilførsel av digetale referanse styresignal som en funksjon av tiden og innretning for sammenligning av det representative treffplate strålestrøm signalet og referanse-styresignalet for å frembringe et feilsignal.
13- System i følge krav 11, . karakterisert ved innretning som reagerer på feilsignaler for å styre strømmen til suplementeringstrykk-regulatoren, som derved styrer den gjennomsnitlige nøytron utgangen til generator-røret.
14. System i følge krav 13, karakterisert ved at suplementeringsstrøm styreinnretningen er forbundet i et serie kretsforhold med suplementeringstrykk-regulatoren.
15- System i følge krav 14," karakterisert ved at suplementeringsstrøm styreinnretningen er i stand til å fullstendig slå av strømmen til suplement-eringsinnretningen, som derved' effektiv slår av nøytron generatorrøret.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/053,628 US4264823A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Well logging digital neutron generator control system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO801772L true NO801772L (no) | 1980-12-30 |
Family
ID=21985534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO801772A NO801772L (no) | 1979-06-29 | 1980-06-13 | Styresystem ved digital noeytron generator for borehull logging |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4264823A (no) |
| AU (1) | AU5972980A (no) |
| BR (1) | BR8003990A (no) |
| DE (1) | DE3020786A1 (no) |
| GB (1) | GB2054917A (no) |
| IT (1) | IT1131849B (no) |
| NL (1) | NL8003644A (no) |
| NO (1) | NO801772L (no) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4581194A (en) * | 1983-06-22 | 1986-04-08 | Mobil Oil Corporation | Method and system for controlling an accelerator-type neutron system |
| US4760252A (en) * | 1983-06-28 | 1988-07-26 | Schlumberger Technology Corporation | Well logging tool with an accelerator neutron source |
| US5982838A (en) | 1997-03-26 | 1999-11-09 | Western Kentucky University | Method and portable apparatus for the detection of substances by use of neutron irradiation |
| US5978745A (en) * | 1998-01-23 | 1999-11-02 | Apple Computer, Inc. | System and method for automatically calibrating display monitor beam currents |
| DE69812185D1 (de) * | 1998-04-13 | 2003-04-17 | Western Kentucky University Bo | Tragbares gerät zur bestimmung von substanzen durch neutronenstrahlung |
| US20080232532A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-09-25 | Larsen Lewis G | Apparatus and Method for Generation of Ultra Low Momentum Neutrons |
| US20100314102A1 (en) * | 2009-06-15 | 2010-12-16 | David Yerusalimsky | Method of investigation of oil and gas-producing wells |
| US20130256522A1 (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-03 | Luke T. Perkins | Titanium based gas reservoir for low power sealed tube neutron generators |
| CN104538072A (zh) * | 2014-12-08 | 2015-04-22 | 中广核工程有限公司 | 核电站安全级dcs多功能接口和控制方法 |
| US10114130B2 (en) | 2016-11-29 | 2018-10-30 | Battelle Energy Alliance, Llc | Detectors for use with particle generators and related assemblies, systems and methods |
| US11558037B2 (en) | 2020-12-10 | 2023-01-17 | Gary Hanington | High efficiency high voltage pulse generator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3176136A (en) * | 1961-09-29 | 1965-03-30 | Dresser Ind | Control system for artificial sources of radiation |
| FR1585931A (no) * | 1968-06-28 | 1970-02-06 | ||
| US3949232A (en) * | 1974-09-30 | 1976-04-06 | Texaco Inc. | High-voltage arc detector |
| US4092545A (en) * | 1976-09-08 | 1978-05-30 | Texaco Inc. | Means and method for controlling the neutron output of a neutron generator tube |
-
1979
- 1979-06-29 US US06/053,628 patent/US4264823A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-05-31 DE DE19803020786 patent/DE3020786A1/de not_active Withdrawn
- 1980-06-05 GB GB8018512A patent/GB2054917A/en not_active Withdrawn
- 1980-06-13 NO NO801772A patent/NO801772L/no unknown
- 1980-06-24 NL NL8003644A patent/NL8003644A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-06-26 BR BR8003990A patent/BR8003990A/pt unknown
- 1980-06-26 IT IT23077/80A patent/IT1131849B/it active
- 1980-06-27 AU AU59729/80A patent/AU5972980A/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR8003990A (pt) | 1981-01-13 |
| GB2054917A (en) | 1981-02-18 |
| DE3020786A1 (de) | 1981-01-22 |
| NL8003644A (nl) | 1980-12-31 |
| AU5972980A (en) | 1981-01-08 |
| IT1131849B (it) | 1986-06-25 |
| US4264823A (en) | 1981-04-28 |
| IT8023077A0 (it) | 1980-06-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5406078A (en) | Induced gamma ray spectorscopy well logging system | |
| US2659011A (en) | Method and apparatus for compensation for the effects of temperature and voltage fluctuations on scintillation counters | |
| NO801772L (no) | Styresystem ved digital noeytron generator for borehull logging | |
| US20090108192A1 (en) | Tritium-Tritium Neutron Generator Logging Tool | |
| US4288696A (en) | Well logging neutron generator control system | |
| US4220851A (en) | Gain stabilization for radioactivity well logging apparatus | |
| GB1476676A (en) | Neutron lifetime well logging methods and apparatus | |
| US4008392A (en) | Method for determining fluid type and lithology of subterranean formations | |
| EP0640848B1 (en) | Apparatus for measuring gamma spectra in cased well | |
| US2994776A (en) | Stabilized borehole logging | |
| US3258593A (en) | Chlorine logging afparatus with temperature compensation circuit | |
| US2967245A (en) | Neutron source for well logging apparatus | |
| US3973131A (en) | Pulsed neutron logging: multipurpose logging sonde for changing types of logs in the borehole without bringing the sonde to the surface | |
| Sloughter et al. | Neutron generator control system | |
| NO751595L (no) | ||
| CN1028308C (zh) | 闪烁探测器温控自动稳定系统 | |
| US3185849A (en) | Pulsed neutron source utilizing an accelerator tube | |
| US4310765A (en) | Neutron accelerator tube having improved ionization section | |
| US4432929A (en) | Pulsed neutron generator tube power control circuit | |
| Becker et al. | Detection of scattered X-rays from an electron linac in a borehole | |
| US3080478A (en) | Epithermal neutron detection | |
| US3061728A (en) | Well logging apparatus | |
| US8921769B2 (en) | Multiposition target plane for variable source-detector distance using DD, DT sealed neutron source | |
| US3939343A (en) | Pulsed neutron logging system for inelastic scattering gamma rays with gain compensation | |
| US4282440A (en) | Neutron accelerator tube having improved ionization section |