国产MZS-5中子发生器的工作原理及其在进口RMT仪器上的应用
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中 图 法 分 类 号 ： ６ １８ ７ Ｐ ３ ． １ 文献标识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ： ０４９ ３ （ ０ １０ ．０ ７０ １０ ．１４ ２ １ ）３０ ２ ．２
Ｏ 引 言 Βιβλιοθήκη Baidu
Ｒ Ｔ Ｍ 碳氧 比测井仪器在国内应用 已有 十年时间 ， 它 与 国产 的碳 氧 比仪 器 比较 ， 然 具 有 自动 控 制 程 度 仍 高， 仪器 工作 稳 定 ， 资料 准确 可靠 的优 势 。但仪 器 中 的
石
油
仪
器
２１年 ０１
・
第２ ５卷
第 ３期
Ｐ Ｔ Ｌ Ｍ Ｎｓ ＲＵＭＥＮ Ｓ Ｅ ＲＯ ＥＵ Ｉ Ｔ Ｔ
仪器 设 备 ・
国产 Ｍ Ｓ Ｚ 一５中子发生器的 工作原理及其在进 口 Ｒ Ｔ仪 器上的应用 Ｍ
葛 晓龙 王宏伟
（． １ 大庆油 田有限责任公司测试技术服务分公 司 摘 黑龙 江 大庆 ） （ ． ２ 大庆钻探工程公 司测井公 司 黑 龙江 大庆）
１ ＭＺ Ｓ一５中子发 生器的工作原理
ＭＺ 一５中子 发 生 器 ［ 由 中 子 管 和 高 压 电 源 组 Ｓ １ ］
成 。在控制器 的驱动下 ， 借助氘氚反应 ， 通过控制离子 源的阳极脉冲频率和脉 冲宽度 ， 得到需要的脉冲中子 束流 ， 中子的能量为 １ ｅ 与井筒周 围的地层元素 ４Ｍ Ｖ， 相 互作 用 ， 生非 弹性 散射 伽 马射线 和俘 获伽 马 射线 。 产
１ Ｈ 驱动脉冲的控制 下 ， ｚ ｋ 产生 中子管工作 时所需 的 最 高约 一９ Ｖ 的工作 靶压 。 ０ｋ 中子管 是产 生 中子 的关 键 部 件 ， 发 生 器 所用 的 本
中子管 属 于充气 型 中子 管 ， 丝 在 中子 管 中提 供氘 气 灯 并 能调 节管 内氘 气 的压 强 。灯丝 释放 的氘气 量 由灯丝 的电流 大小 调节 的。 当灯 丝 的 电流 大 时 ， 出的氘 气 放 就 多些 ， 内压 强升 高 ； 之 管 内压 强 就降低 。离 子源 管 反 是石 油 测井 中子 管 中 的一 个 核 心 部 件 ， 的结构 和性 它 能对 中子管 的稳 定性 、 中子 产额 和寿 命 具 有 决定 性 的 影 响 。ＭＺ Ｓ一５中子 发 生 器 工作 时离 子 源 阳极 上 加 约 １８ｋ ． Ｖ的 脉 冲电压 。 灯丝 释放 的氘 气 在 电磁 场 的作 用 下 ， 电离 成 所 需 要 的氘离 子 。产 生 的 Ｄ＋离 子 ， 一９ Ｖ 高 压 的 加 在 ０ｋ 速下 ， 轰击 氚靶 ， 生快 中子 ， 产 中子 的能量 为 １ Ｖ。 ４Ｍｅ
第一作者简 介 ： 晓龙 ， ，９ ４ 葛 男 １６ 年生 ， 工程师 ， ８ 年毕业于大庆石油学 院， １ ７ ９ 现在大庆油 田有 限责任 公司测试技 术服务分公 司十一大 队从事 测井
仪器维修工作 。邮编 ：６ ４ ３ １３ ５
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ ｒ Ｕ Ｎ Ｓ ｒ
要 ：文章介绍 了国产 ＭＺ Ｓ一５中子发 生器的工作原理及 其与进 口 Ｒ ＭＴ仪器 配接 的过程 中出现 的 问题 。最后 ， 通
过 对比 实验数据 ， 出了 ＭＺ 一５中子发 生器的最佳工作点 ， 找 Ｓ 使其 与进 口 Ｒ Ｔ仪器成功 配接 。 Ｍ 关 键 词 ：中子发 生器 ；中子管 ； Ｍ Ｒ Ｔ碳氧 比测 井仪 器；配接 ； 用寿命 使
２ ＭＺ Ｓ一５中子发生器与进 口 Ｒ ＭＴ仪器 配接
２１ Ｒ ． ＭＴ对 中子管 的控 制 过程 要 实现 国产 中子 管 与进 口 Ｒ ［碳 氧 比仪 器 的 ＭＴ２ ］
配接 ， 首先要清楚 Ｒ Ｔ仪器对 中子发生器 的控制 过 Ｍ
程。
图 １ ＭＺ Ｓ一５中子 发 生器 工 作 示 意 图
过 “Ａ Ｌ Ｎ总线 接 收 到 Ｓ Ａ Ｔ Ｇ Ｎ Ｒ Ｔ Ｒ（ 动 中子 Ｔ Ｒ Ｅ Ｅ Ａ Ｏ 启 发 生 器 ） 令时 ， 指 其通 过数 模转换 器 （ Ａ ） 制着 中子 Ｄ Ｃ控 管 的灯丝 、 中子 管 电源使 能 ， 置 它们在 各 自给定 的 并设
通 过对 伽 马射 线 的测 量 ， 探 测 油 井 的 剩 余 油饱 和度 为
或井筒 内外水流情况提供重要的测井资料。 ＭＺ Ｓ一５中子 发 生 器 在 直 流 稳 压 电 源 、 制 器 和 控 贮氘器 电源、 离子源电源的配合下工作 ， 产生满足要求 的中子束流， 工作原理框 图见图 １ 。
２１年 ０ ０１ ６月
Ｅ Ｐ Ｏ 驳接 ， Ｅ Ｒ Ｍ 内存 有 中子 管 的工 作 参 数及 ＥＲ Ｍ Ｅ ＰＯ
表 １ 引 进 中 子 发 生 器 试 验 数 据
中子管的刻度数据等 ， 仪器上 电后 ， Ｅ Ｒ Ｍ 中的数 ＥＰ Ｏ 据被 控 制 电路 中的微 控 制 器 读 出 ， 当控 制 电路 板 通 且
中子 发 生器 为有 限寿命 产 品 ， 需要 从 美 国原装 进 口， 且 价格 昂贵 ， 口和维 护 、 进 维修 时 间都 过 长 ， 重 影 响 了 严 Ｒ Ｔ测 井仪 在 油 田的 推广 使用 。 因此 ， 国产 中子 发 Ｍ 用 生器 替代 进 口产 品很 有必 要 。
直流 稳压 电 源的功 能是 为控 制器 的驱 动 电路提供 电源 电压 以及 为 中子管 的灯 丝提 供 电流 。 离子 源 电源 的功 能是 为离 子源 的 阳极提 供 约 １８ ． ｋ Ｖ电压 ， 并决 定 中子发 生 器发射 中子束 流的方 式 。 高压 电源 是 由高压 变压 器 和高压 倍加 器组 成 。在
控制器的主要功能是为高压电源提供 １ Ｈ 左右 ｚ ｋ （ 一般情况下频率为 １ ５ ｚ的驱动脉冲。 ０Ｈ ） ０
中子管控 制 电 路包 含 有 与遥 测 接 口的微 控 制 器 ，
它可以启动并控制 中子管 ， 且监测 中子管信号以确保 中 子 管 工 作 正 常 。 同时 还 与 中 子 管 驱 动 电 路 中 的 它
Ｏ 引 言 Βιβλιοθήκη Baidu
Ｒ Ｔ Ｍ 碳氧 比测井仪器在国内应用 已有 十年时间 ， 它 与 国产 的碳 氧 比仪 器 比较 ， 然 具 有 自动 控 制 程 度 仍 高， 仪器 工作 稳 定 ， 资料 准确 可靠 的优 势 。但仪 器 中 的
石
油
仪
器
２１年 ０１
・
第２ ５卷
第 ３期
Ｐ Ｔ Ｌ Ｍ Ｎｓ ＲＵＭＥＮ Ｓ Ｅ ＲＯ ＥＵ Ｉ Ｔ Ｔ
仪器 设 备 ・
国产 Ｍ Ｓ Ｚ 一５中子发生器的 工作原理及其在进 口 Ｒ Ｔ仪 器上的应用 Ｍ
葛 晓龙 王宏伟
（． １ 大庆油 田有限责任公司测试技术服务分公 司 摘 黑龙 江 大庆 ） （ ． ２ 大庆钻探工程公 司测井公 司 黑 龙江 大庆）
１ ＭＺ Ｓ一５中子发 生器的工作原理
ＭＺ 一５中子 发 生 器 ［ 由 中 子 管 和 高 压 电 源 组 Ｓ １ ］
成 。在控制器 的驱动下 ， 借助氘氚反应 ， 通过控制离子 源的阳极脉冲频率和脉 冲宽度 ， 得到需要的脉冲中子 束流 ， 中子的能量为 １ ｅ 与井筒周 围的地层元素 ４Ｍ Ｖ， 相 互作 用 ， 生非 弹性 散射 伽 马射线 和俘 获伽 马 射线 。 产
１ Ｈ 驱动脉冲的控制 下 ， ｚ ｋ 产生 中子管工作 时所需 的 最 高约 一９ Ｖ 的工作 靶压 。 ０ｋ 中子管 是产 生 中子 的关 键 部 件 ， 发 生 器 所用 的 本
中子管 属 于充气 型 中子 管 ， 丝 在 中子 管 中提 供氘 气 灯 并 能调 节管 内氘 气 的压 强 。灯丝 释放 的氘气 量 由灯丝 的电流 大小 调节 的。 当灯 丝 的 电流 大 时 ， 出的氘 气 放 就 多些 ， 内压 强升 高 ； 之 管 内压 强 就降低 。离 子源 管 反 是石 油 测井 中子 管 中 的一 个 核 心 部 件 ， 的结构 和性 它 能对 中子管 的稳 定性 、 中子 产额 和寿 命 具 有 决定 性 的 影 响 。ＭＺ Ｓ一５中子 发 生 器 工作 时离 子 源 阳极 上 加 约 １８ｋ ． Ｖ的 脉 冲电压 。 灯丝 释放 的氘 气 在 电磁 场 的作 用 下 ， 电离 成 所 需 要 的氘离 子 。产 生 的 Ｄ＋离 子 ， 一９ Ｖ 高 压 的 加 在 ０ｋ 速下 ， 轰击 氚靶 ， 生快 中子 ， 产 中子 的能量 为 １ Ｖ。 ４Ｍｅ
第一作者简 介 ： 晓龙 ， ，９ ４ 葛 男 １６ 年生 ， 工程师 ， ８ 年毕业于大庆石油学 院， １ ７ ９ 现在大庆油 田有 限责任 公司测试技 术服务分公 司十一大 队从事 测井
仪器维修工作 。邮编 ：６ ４ ３ １３ ５
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ ＩＳ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ ｒ Ｕ Ｎ Ｓ ｒ
要 ：文章介绍 了国产 ＭＺ Ｓ一５中子发 生器的工作原理及 其与进 口 Ｒ ＭＴ仪器 配接 的过程 中出现 的 问题 。最后 ， 通
过 对比 实验数据 ， 出了 ＭＺ 一５中子发 生器的最佳工作点 ， 找 Ｓ 使其 与进 口 Ｒ Ｔ仪器成功 配接 。 Ｍ 关 键 词 ：中子发 生器 ；中子管 ； Ｍ Ｒ Ｔ碳氧 比测 井仪 器；配接 ； 用寿命 使
２ ＭＺ Ｓ一５中子发生器与进 口 Ｒ ＭＴ仪器 配接
２１ Ｒ ． ＭＴ对 中子管 的控 制 过程 要 实现 国产 中子 管 与进 口 Ｒ ［碳 氧 比仪 器 的 ＭＴ２ ］
配接 ， 首先要清楚 Ｒ Ｔ仪器对 中子发生器 的控制 过 Ｍ
程。
图 １ ＭＺ Ｓ一５中子 发 生器 工 作 示 意 图
过 “Ａ Ｌ Ｎ总线 接 收 到 Ｓ Ａ Ｔ Ｇ Ｎ Ｒ Ｔ Ｒ（ 动 中子 Ｔ Ｒ Ｅ Ｅ Ａ Ｏ 启 发 生 器 ） 令时 ， 指 其通 过数 模转换 器 （ Ａ ） 制着 中子 Ｄ Ｃ控 管 的灯丝 、 中子 管 电源使 能 ， 置 它们在 各 自给定 的 并设
通 过对 伽 马射 线 的测 量 ， 探 测 油 井 的 剩 余 油饱 和度 为
或井筒 内外水流情况提供重要的测井资料。 ＭＺ Ｓ一５中子 发 生 器 在 直 流 稳 压 电 源 、 制 器 和 控 贮氘器 电源、 离子源电源的配合下工作 ， 产生满足要求 的中子束流， 工作原理框 图见图 １ 。
２１年 ０ ０１ ６月
Ｅ Ｐ Ｏ 驳接 ， Ｅ Ｒ Ｍ 内存 有 中子 管 的工 作 参 数及 ＥＲ Ｍ Ｅ ＰＯ
表 １ 引 进 中 子 发 生 器 试 验 数 据
中子管的刻度数据等 ， 仪器上 电后 ， Ｅ Ｒ Ｍ 中的数 ＥＰ Ｏ 据被 控 制 电路 中的微 控 制 器 读 出 ， 当控 制 电路 板 通 且
中子 发 生器 为有 限寿命 产 品 ， 需要 从 美 国原装 进 口， 且 价格 昂贵 ， 口和维 护 、 进 维修 时 间都 过 长 ， 重 影 响 了 严 Ｒ Ｔ测 井仪 在 油 田的 推广 使用 。 因此 ， 国产 中子 发 Ｍ 用 生器 替代 进 口产 品很 有必 要 。
直流 稳压 电 源的功 能是 为控 制器 的驱 动 电路提供 电源 电压 以及 为 中子管 的灯 丝提 供 电流 。 离子 源 电源 的功 能是 为离 子源 的 阳极提 供 约 １８ ． ｋ Ｖ电压 ， 并决 定 中子发 生 器发射 中子束 流的方 式 。 高压 电源 是 由高压 变压 器 和高压 倍加 器组 成 。在
控制器的主要功能是为高压电源提供 １ Ｈ 左右 ｚ ｋ （ 一般情况下频率为 １ ５ ｚ的驱动脉冲。 ０Ｈ ） ０
中子管控 制 电 路包 含 有 与遥 测 接 口的微 控 制 器 ，
它可以启动并控制 中子管 ， 且监测 中子管信号以确保 中 子 管 工 作 正 常 。 同时 还 与 中 子 管 驱 动 电 路 中 的 它