專利名稱：X射線熒光元素分析裝置及其錄井儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油、天然氣鉆井技術領域，特別是涉及一種X射線熒光元素分 析裝置及其錄井儀。
二背景技術：
“錄井工程”是石油、天然氣勘探開發(fā)領域的一個常規(guī)行業(yè)，其主要責任是對石油 鉆井過程中巖心、泥漿中的巖屑及油氣顯示給予解釋與評價。長期以來此行業(yè)一直存在以下問題1、對巖心與巖屑的巖性描述一直以來基本以肉眼觀察為主，存在較多人為因素， 始終處在“定性”解釋的水平上；2、對碳酸鹽巖、膏巖、鹽巖等化學巖及火山巖等特殊巖性的識別上缺乏可靠的手 段；3、近年來，為PDC、空氣鉆、泡沫鉆等鉆井新工藝的引進，造成巖屑細小甚至成粉末 狀，常規(guī)肉眼識別已無法勝任。4、溶解于泥漿中的離子成分(特別對于高危的S2—)沒有有效的監(jiān)測手段。近年來，國內外也出現了一些利用X射線熒光方法對巖石特定元素含量進行分析 的設備，但其主要是針對實驗室分析研究，其結構及性能特點限制了在錄井現場的應用。 (1)其真空腔大都是上開門結構，其X光管與探頭一般安裝在真空腔下部，這種結構極易造 成探頭被樣品粉塵污染，影響其使用和檢查效果，不適合大批量檢測作業(yè)；(2)設計體積一 般都較大，不適合野外攜帶；(3)操作復雜，分析周期過長，適應不了錄井現場高頻率的檢 測要求，不能及時跟上鉆進速度；(4)儀器價格昂貴，檢測成本高，無法在鉆井現場大規(guī)模 推廣等諸多問題。
三
實用新型內容本實用新型的目的是為了解決上述問題，提供一種X射線熒光元素分析裝置及其 錄井儀。本實用新型的技術方案是一種X射線熒光元素分析裝置，含有真空腔，以及安裝 在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，所述的真空腔為圓柱筒 形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其中心 的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安裝， 所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角α， 所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架。所述的X光管與真空腔連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝 螺栓連接，并設有密封結構；所述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構。所述的樣品架內設有逐次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略 窄，沿樣品架的軸向貫穿整個樣品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突出邊緣，其中至少一個邊緣上設有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設 有定位螺栓；第二臺階面比第一臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一 定深度，該臺階面里端為圓柱形豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三 臺階面比第二臺階面略窄；所述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔；該定位孔位 于第二臺階面到第三臺階面之間的豎向里面外側。該裝置還含有可升降樣品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間 通過螺紋連接；上體和下體的直徑與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。一種X射線熒光元素錄井儀，含有殼體，操作儀表面板，門體，安裝在殼體內的架 體，所述的架體上安裝有X射線熒光元素分析裝置，該分析裝置含有真空腔，以及安裝在真 空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，所述的真空腔為圓柱筒形空 腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其中心的X 光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安裝，所述 的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角α，所述 的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架；在架體上還安裝有電源和X光管控制器；所述的 真空腔的封板四角設有安裝孔，通過緊固件安裝在架體上。所述的X光管與真空腔連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝 螺栓連接，并設有密封結構；所述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構。所述的樣品架內設有逐次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略 窄，沿樣品架的軸向貫穿整個樣品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突 出邊緣，其中至少一個邊緣上設有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設 有定位螺栓；第二臺階面比第一臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一 定深度，該臺階面里端為圓柱形豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三 臺階面比第二臺階面略窄；所述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔；該定位孔位 于第二臺階面到第三臺階面之間的豎向里面外側。該裝置還含有可升降樣品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間 通過螺紋連接；上體和下體的直徑與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。所述的門體通過與殼體之間為合頁式連接結構。本實用新型的有益效果1、可對錄井現場的巖屑、巖心樣進行定量元素分析準確判定巖性；2、可對錄井現場的泥漿樣進行元素分析，監(jiān)測地層流體中的特定離子變化；3、本裝置及其儀器樣品腔具有獨特的探測器上置且側開門的結構，將X光管和探 測器設置在真空腔的上部，能夠有效防止了樣品粉末對X光管和探測器的污染；提高檢查 效果。4、本裝置及其儀器的樣品架設計獨到具有以下特點1)真空腔內部為圓柱形，樣 品架為半圓柱形，二者匹配可以實現樣品架在真空腔內可旋轉一定角度，能夠保證探測器 的最佳檢測角；2)樣品架內置可升降樣品支座，對于壓制的不同厚度的樣片，能夠有效保 證其檢測距離的一致性；3)樣品架中的升降臺可方便地取出，樣品架就可以放置試管瓶， 用以檢測泥漿液體樣。5、該裝置對外界使用環(huán)境要求不高，能夠在鉆井現場使用。四
圖1為該X射線熒光元素分析裝置立體結構示意圖圖2為該X射線熒光元素分析裝置正視結構示意圖圖3為該X射線熒光元素分析裝置左視結構示意圖圖4為圖2的A-A剖面結構示意圖圖5為圖3的B-B剖面結構示意圖圖6為該X射線熒光元素分析裝置俯視結構示意圖圖7為X射線熒光元素分析裝置的樣品架和可升降樣品支座的部件立體圖圖8為圖7的正視結構示意圖圖9為圖7的俯視結構示意圖圖10為樣品架的立體結構示意圖圖11為可升降樣品支座的立體結構示意圖圖12為可升降樣品支座的正視剖視結構示意圖圖13為真空腔的立體結構示意圖圖14為X射線熒光元素錄井儀立體結構示意圖圖15為X射線熒光元素錄井儀正視結構示意圖圖16為圖15的左視圖圖17為圖15的C-C剖視結構示意圖圖18為圖16的D-D剖視結構示意圖
五具體實施方式
參見圖1-圖18，圖中1.真空腔、2. X光管、3.探測器、4.安裝螺栓、5.密封堵頭、 6、準直器、7.樣品架、8.可升級樣品支座下體、9.可升級樣品支座上體、10.樣品環(huán)、11.密 封圈、101.殼體、102.門體、103.操作儀表面板、104.架體、105.電源、106. X光管控制器， 其中1-1.排氣孔、1-2. X光孔、1-3.探測器安裝孔、1-4.封板、1-5.安裝孔、1-6.腔、7-1. 樣品架定位孔、7-2.定位孔、7-3.第二臺階面、7-4.第三臺階面、7-5.豎直空腔、7-6.第一 臺階面。實施例一參見圖1-圖13，圖中一種X射線熒光元素分析裝置，含有真空腔，以及 安裝在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，所述的真空腔為圓 柱筒形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其 中心的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安 裝，所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角 α，所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架。所述的X光管與真空腔連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝 螺栓連接，并設有密封結構，可安裝密封圈；所述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構， 如圖中密封圈11。所述的樣品架內設有逐次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略 窄，沿樣品架的軸向貫穿整個樣品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突出邊緣，其中至少一個邊緣上設有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設 有定位螺栓；第二臺階面比第一臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一 定深度，該臺階面里端為圓柱形豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三 臺階面比第二臺階面略窄；所述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔，通過定位螺 栓可以定為可升級支座；該定位孔位于第二臺階面到第三臺階面之間的豎向里面外側。該裝置還含有可升降樣品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間 通過螺紋連接；上體和下體的直徑與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。實施例二 參見圖1-圖18，圖中一種X射線熒光元素錄井儀，含有殼體，操作儀表 面板，門體，安裝在殼體內的架體，所述的架體上安裝有X射線熒光元素分析裝置，該分析 裝置含有真空腔，以及安裝在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣 孔，所述的真空腔為圓柱筒形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔 的上部正上方開有向其中心的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正 對真空腔上的X光孔安裝，所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所 述的X光孔成一定夾角α，所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架；在架體上還安裝 有電源和X光管控制器；所述的真空腔的封板四角設有安裝孔，通過緊固件安裝在架體上。所述的X光管與真空腔連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝 螺栓連接，并設有密封結構，可安裝密封圈；所述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構， 如圖中密封圈11。所述的樣品架內設有逐次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略 窄，沿樣品架的軸向貫穿整個樣品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突 出邊緣，其中至少一個邊緣上設有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設 有定位螺栓；第二臺階面比第一臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一 定深度，該臺階面里端為圓柱形豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三 臺階面比第二臺階面略窄；所述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔，通過定位螺 栓可以定為可升級支座；該定位孔位于第二臺階面到第三臺階面之間的豎向里面外側。該裝置還含有可升降樣品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間 通過螺紋連接；上體和下體的直徑與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。所述的門體通過與殼體之間為合頁式連接結構。該X射線熒光元素錄井儀的使用過程若需要檢測巖屑等固體樣品，先將制作好的固定在樣品環(huán)內的固定樣品餅置入所 述可升級支座上面，通過調整可升級支座的上體旋轉，調整樣品餅的高度到合適位置，若樣 品架角度不合適可以旋轉樣品架到合適角度；擰上密封堵頭，關閉該儀器的門體，啟動儀器 進行檢測；若需要檢測泥漿等液體樣品，則需要將樣品腔內的可升級支座取出，將樣品杯置 入樣品架的豎直空腔內，然后擰上密封堵頭，關閉該儀器的門體，啟動儀器進行檢測。
權利要求一種X射線熒光元素分析裝置，含有真空腔，以及安裝在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，其特征是所述的真空腔為圓柱筒形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其中心的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安裝，所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角α，所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架。
2.根據權利要求1所述的X射線熒光元素分析裝置，其特征是所述的X光管與真空腔 連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝螺栓連接，并設有密封結構；所 述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構。
3.根據權利要求1所述的X射線熒光元素分析裝置，其特征是所述的樣品架內設有 逐次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略窄，沿樣品架的軸向貫穿整個 樣品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突出邊緣，其中至少一個邊緣上 設有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設有定位螺栓；第二臺階面比第 一臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一定深度，該臺階面里端為圓柱 形豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三臺階面比第二臺階面略窄； 所述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔；該定位孔位于第二臺階面到第三臺階面 之間的豎向里面外側。
4.根據權利要求3所述的X射線熒光元素分析裝置，其特征是該裝置還含有可升降 樣品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間通過螺紋連接；上體和下體的直 徑與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。
5.—種X射線熒光元素錄井儀，含有殼體，操作儀表面板，門體，安裝在殼體內的架體， 其特征是所述的架體上安裝有X射線熒光元素分析裝置，該分析裝置含有真空腔，以及安 裝在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，所述的真空腔為圓柱 筒形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其中 心的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安裝， 所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角α， 所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架；在架體上還安裝有電源和X光管控制器；所 述的真空腔的封板四角設有安裝孔，通過緊固件安裝在架體上。
6.根據權利要求5所述的X射線熒光元素錄井儀，其特征是所述的X光管與真空腔 連接部位設有密封結構；所述的探測器與真空腔通過安裝螺栓連接，并設有密封結構；所 述的密封堵頭與真空腔之間設有密封結構。
7.根據權利要求5所述的X射線熒光元素錄井儀，其特征是所述的樣品架內設有逐 次下陷的三個臺階面，第一個臺階面比該樣品架上表面略窄，沿樣品架的軸向貫穿整個樣 品架，在第一臺階面和樣品架上表面之間形成兩個向上突出邊緣，其中至少一個邊緣上設 有通向該樣品架外圓周面的樣品架定位孔，該定位孔內設有定位螺栓；第二臺階面比第一 臺階面略窄，該臺階面沿樣品架的軸向深入到樣品架內一定深度，該臺階面里端為圓柱形 豎直空腔，該圓柱形豎直空腔下面與第三臺階面共面；第三臺階面比第二臺階面略窄；所 述的樣品架的端頭上設有與軸向平行的定位孔；該定位孔位于第二臺階面到第三臺階面之 間的豎向里面外側。
8.根據權利要求7所述的X射線熒光元素錄井儀，其特征是該裝置還含有可升降樣 品支座，該支座包括上體和下體兩部分，上體和下體之間通過螺紋連接；上體和下體的直徑 與所述的樣品架內的圓柱形豎直空腔直徑匹配。
9.根據權利要求5所述的X射線熒光元素錄井儀，其特征是所述的門體通過與殼體 之間為合頁式連接結構。
專利摘要一種X射線熒光元素分析裝置及其錄井儀，該裝置含有真空腔，以及安裝在真空腔上的X光管和元素分析檢測器，該真空腔上設有排氣孔，所述的真空腔為圓柱筒形空腔，一端設有封板，另一端通過安裝有密封堵頭，該真空腔的上部正上方開有向其中心的X光孔，在該X光孔內安裝有準直器，所述X光管的出光口正對真空腔上的X光孔安裝，所述的真空腔上部還設有探測器安裝孔，該探測器安裝孔與所述的X光孔成一定夾角α，所述的真空腔內部安裝有半圓柱形的樣品架。該錄井儀含有殼體，操作儀表面板，門體，安裝在殼體內的架體，架體上安裝有上述裝置，在架體上還安裝有電源和X光管控制器；該實用新型使用攜帶方便、具有固液兩用功能，檢測效果好，便于推廣。
文檔編號E21B49/00GK201749092SQ201020272090
公開日2011年2月16日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者孫銳, 謝元軍, 陳玉亮 申請人:中國石化集團華北石油局;中國石油化工集團公司