伽玛测井放射源监测系统

某油田伽玛测井放射源监测系统

1.1前言

在当今工农业生产领域，放射源已经被广泛应用于测井、探伤、医疗、辐照加工、科学研究等诸多部门，已经成为这些部门和行业不可或缺的生产手段。与放射源的广泛应用形成鲜明对比的是，长期以来，放射源的监控工作一直处于落后的人工监管状态，国内各地近期不断出现放射源丢失或放射物质泄漏的新闻报导。随着放射源的广泛使用，对放射源的监管日益成为企事业单位和各级政府部门势头心头之患，因此加强放射源使用过程中的安全监管工作变得日益紧迫。

该伽玛测井公司是一个大型综合性专业技术服务公司，现有83个装备精良的作业队伍，可提供陆上和海上裸眼井测井、套管井测井、油井射孔、井壁取心、资料解释等技术服务。先后为美国CHEVRON、加拿大FRACMASTER等公司提供了技术服务，中标并优质完成了中国第一口大陆科学钻探井测井施工。

因测井作业的需要，常年使用大量放射源（总数量约260枚），部分放射源活度极大，且需随车赴野外工地作业。目前其放射源日常管理主要以人工方式为主，程序繁琐，人员暴露时间长。且该工作责任巨大，人员心理负担较重。

本系统针对该测井公司日常施工作业中对放射源的管理需求，采用在线式辐射探测、RFID（射频ID）放射源管理、智能控制终端等先进技术和设备，设计了整套放射源监测管理系统。该系统能够实现放射源的统一ID编号管理、出入库管理、在线式车辆运输监控和异常情况报警等功能。具备数据信息实时传输，重要数据交叉验证，监控流程严密可靠等优点，可为胜利测井公司放射源的日常使用和管理提供一个高效、安全、智能化的解决方案，以降低安全责任差错，进一步提高安全生产水平。

1.2 测井公司放射源监控系统需求分析

1.2.1 放射源监控的必要性

放射性测井测井是石油工业与探矿工业的一项重要的测井工艺，是在油气勘探过程中进行的特殊作业，同时放射性测井还是带有一定风险性的作业。放射源的使用不当或丢失会极大的环境危害和社会恐慌。因此，放射源的使用和储运过程除了要求配备合格的防护器材，采取必要的安全措施外，更重要的是对放射源进行严格有效的监管与控制，以保障环境与人身的安全。

国家各相关部门针对放射源的管理颁布了近二十余部法律法规或规章制度，其中《中华人民共和国环境保护法》（1989年）、《中华人民共和国放射性污染防治法》（2003年）、《放射性环境管理办法》（国家环境保护局第3号令，1990年）、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》（国务院令449号）、《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》（国家环境保护总局令31号）等法律法规均严格规范了放射源的使用及管理全过程，对放射源的销售、购买、储运、使用、退役等均做了严格的规范要求，并明确了监管机构和责任部门。企业作为放射源的直接使用者，对放射源的监管负有最为重要而不可推卸的责任。

1.2.2放射源的使用现状

该测井公司现有放射源库两座，同位素配制室一座。现有密封放射源264枚，总活度28.8TBq，非密封源年用量370GBq。本系统主要针对密封性放射源的使用过程进行监控。

源库内放射源的储存情况分为两种情况，一是放射源放入源罐，然后存入源库地下的储存井内（见图1-1）；二是放射源装在专用运源车上停在源车库内（见图

1-2）。

放射源的使用是由施工小队从源库领出放射源，装上源车，开赴工地。施工小队一般每队6～10人组成，共三部车。其中一台为放射源运输车（源车），用源数量一般为一个20居里的中子源、一个2居里的伽玛源和2～3个刻度器（刻度源）。

施工小队领源和还源（即出入库）时，在办理相关手续的同时，源库保管员使用手持式伽玛辐射仪来检查放射源是否在源罐中。入库时在进入源库大门时检测，出库时，用源车运输的在源车库门处检测，在源库存放的在源库门处检测。

1.2.3监控对象

根据测井公司对放射源的使用情况可以归纳本系统需监控的放射源对象如下：

密封性放射源总数：264枚；

其中车载放射源对象为：

（1）一个中子源（238Pu＋Be或241Am＋Be，二者只取其中一个）；

（2）一个密度源：137Cs

（3）四个刻度源：单独的γ源241Am、226Ra（架子）、137Cs源（习惯性称为双胞胎）和一个中子源241Am＋Be（冰块）；天然U、Th、K源（可以不监测）。

1.2.4 监控要求

监测对象按放射源所处的位置可分为源库监测与源车监测。

对监控目标（具体到哪个放射源）的监控总体要求是“源在哪里，监控就跟踪到哪里。”具体要求为：

（1）对每个源库，监控目标是否在源库里，其出入库情况。监控信息在源库本地显示，并上传到控制中心并形成数据记录。

（2）对每一辆源车，监控目标是否在源车上，源车的出入院大门的情况，包括源车编号（牌照号）、车上所载放射源信息（源ID号）等。监控信息在值班室本地显示，并实时上传到控制中心，形成数据记录。

（3）源车外出期间，监控目标的异常移动。监控信息在车上本地显示，异常报警信息及时传给押运员，并上传到控制中心，形成报警记录。

（4）在控制中心，可通过计算机实时查询任意放射源的存储和使用情况；查询源车位置、车载放射源状况；自动显示异常报警信息并启动报警处置程序；生成放射源使用情况统计报表等。

1.3 放射源监测系统建设目标

1.3.1系统建设遵循的原则

Ø实时性原则

放射源监测系统必须做到对放射源的储存、运输、异常情况等状态进行不间断的监测，并将监测信息实时传输至控制中心或值班室。

Ø可靠性原则

监测系统同时使用在线式辐射探测和放射源RFID（电子标签）管理两套监

控装置，可实现放射源有无及放射源身份的双重识别。同时设计了重要数据的交叉验证机制，保证了系统的高可靠性。

Ø严密性原则

针对测井公司放射源储存、运输、施工等工作的每个操作环节，设计了相匹配的监测手段和智能化装置，以实现整个监测过程的无缝连接，杜绝监控漏洞，提高监控过程的严密性。

Ø高效性原则

在各个监测位置设计了自动辐射监测装置和总线式（或红外）数据传输网络，并安装智能化控制终端，以实现出入库、进出院门和车载运输的自动化操作，将大大提高放射源管理工作效率。

Ø安全性原则

放射源的管理工作存在一定的危险性。以信息化、自动化的技术手段实现操作人员的远距离自动作业，尽可能缩短操作人员接触放射源的时间，是本系统设计时遵循的安全性原则。

1.3.2建设目标和内容

本系统的总体建设目标是：在胜利测井公司建立统一的放射源基础信息数据库，实现放射源的数字化管理，完成对放射源存储、运输和使用各环节的实时监控，构建远程实时的放射源信息管理平台。

主要建设内容包括：

n源库监测子系统建设

该子系统主要包括放射源辐射探测装置、源ID号射频读出装置、源库智能控制器、485数据总线接口等部分。可实现放射源出入库过程的自动检测、自动信息录入和查询等功能。

n院门监测子系统建设

该子系统主要包括值班室智能控制器、院门红外数据传输模块、无线GPRS 传输模块等部分。可实现源车出入院门时的数据自动传输、放射源位置信息的查询等功能。

n源车监测子系统建设

该子系统主要包括放射源辐射探测器、放射源ID号读出器、车载智能控制器、车载红外数据传输模块、车载无线报警器及车载电源等部分。可实现对源车