專利名稱：方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測井儀器的標(biāo)定裝置及其標(biāo)定方法，特別涉及一種隨鉆方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法。
背景技術(shù)：
不同類型的地層，具有不同的天然放射性強(qiáng)度。傳統(tǒng)單探頭伽瑪儀器，只給出儀器周圍放射性強(qiáng)度的平均值。方位性雙伽瑪儀器可以區(qū)分儀器兩側(cè)放射性強(qiáng)度的差異，為隨鉆測井施工及時發(fā)現(xiàn)地層邊界提供了一種有效的手段。
圖1所示的隨鉆方位性雙伽瑪儀器300，通過儀器外壁350與鉆鋌內(nèi)壁400連接； 該外壁350內(nèi)相對180°的位置上各設(shè)計(jì)有一個進(jìn)行伽瑪探測的傳感器，這兩個傳感器之間的水眼340位置上還設(shè)計(jì)有方位性屏蔽層330。根據(jù)圖示屏蔽層330的設(shè)置位置，使得理想情況下第一傳感器310只敏感儀器300左側(cè)地層的自然放射性，第二傳感器320只敏感儀器300右側(cè)地層的自然放射性。因此，隨鉆方位性雙伽瑪儀器不但可以識別出地層的總放射性強(qiáng)度變化，還能夠進(jìn)一步將測得的數(shù)據(jù)與地層的空間關(guān)系對應(yīng)起來。
在無限均勻地層中，如果第一、第二傳感器的性能完全一樣，那么它們的測量值應(yīng)該相同。然而，即使生產(chǎn)條件與加工工藝完全相同，最終裝配在儀器上的兩個傳感器的靈敏也不會完全一致。因此在實(shí)際條件下，由于儀器尺寸等條件的限制，儀器左側(cè)的第一傳感器有可能檢測到來自右側(cè)的射線，反之亦然。所以需要進(jìn)行校正，以消除儀器固有誤差對整體測量結(jié)果的影響。
因此，方位性雙伽瑪儀器需要兩個特殊校正及一個常規(guī)校正。特殊校正是一，將兩個傳感器的靈敏度歸一化；二，是校正另側(cè)地層放射性對本側(cè)地層測量結(jié)果的影響。常規(guī)校正即為普通自然伽瑪儀器所所要的API刻度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過設(shè)計(jì)一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法，不僅可以對方位性雙伽瑪儀器進(jìn)行常規(guī)的API校正，還能夠?qū)x器中兩個傳感器進(jìn)行靈敏度歸一化校正，并消除一側(cè)地層的放射性對另一側(cè)地層中傳感器測量的影響；因而在標(biāo)定后儀器的整體性能及單個傳感器的響應(yīng)都能夠得到統(tǒng)一，使得儀器得出的總測量結(jié)果或某個分量值，都具備普遍的可比性。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案之一是提供一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，對所述方位性雙伽瑪儀器中相對180°布置的第一傳感器及第二傳感器進(jìn)行校正，所述兩個傳感器之間的水眼位置上對應(yīng)設(shè)置有方位性屏蔽層；所述平衡標(biāo)定的裝置，包含一個標(biāo)定罐，其包含兩個獨(dú)立的子罐體；所述兩個子罐體配合連接形成該標(biāo)定罐的主體；每個所述子罐體的內(nèi)側(cè)設(shè)有開口，使所述兩個子罐體在其開口相對時配合連接，從而在所述標(biāo)定罐主體上形成一個屏蔽空間；在連接后的所述標(biāo)定罐主體中，進(jìn)一步包含在所述屏蔽空間的外圍環(huán)繞設(shè)置的一圈具有放射性的均質(zhì)標(biāo)定材料，以及在所述均質(zhì)標(biāo)定材料的外圍環(huán)繞設(shè)置的一圈具有一定厚度的屏蔽罩；即，每個所述子罐體上由內(nèi)側(cè)到外側(cè)，形成有相當(dāng)于一半屏蔽空間面積的所述開口，半圈的所述均質(zhì)標(biāo)定材料和半圈的所述屏蔽罩；所述平衡標(biāo)定的裝置，還包含一個具有一定厚度的后屏蔽罩，其設(shè)有相當(dāng)于一半所述屏蔽空間面積的開口 ；將所述后屏蔽罩與標(biāo)定罐中任意一個所述子罐體配合連接，使所述后屏蔽罩的開口與所述子罐體的開口相對，從而形成另一個屏蔽空間；所述的兩個屏蔽空間與待校正儀器的外壁相匹配，在標(biāo)定時使所述儀器對應(yīng)放置在一個所述標(biāo)定罐主體上由所述兩個子罐體連接形成的屏蔽空間內(nèi)，或是放置在由所述后屏蔽罩與其中一個所述子罐體連接形成的屏蔽空間內(nèi)。
所述標(biāo)定罐的屏蔽罩及后屏蔽罩由鉛制成；所述屏蔽罩及后屏蔽罩的厚度一致；對于所述厚度的要求，應(yīng)當(dāng)滿足將所述平衡標(biāo)定的裝置外部的當(dāng)?shù)胤派湫员镜纵椛洌p到所述均質(zhì)標(biāo)定材料放射性強(qiáng)度的百分之一以下。
所述均質(zhì)標(biāo)定材料是在所述標(biāo)定罐的子罐體內(nèi)均勻填充的高放射性巖石粉末。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，所述標(biāo)定罐主體是一個圓筒，所述兩個子罐體是兩個對稱的半圓筒；由所述兩個子罐體的開口配合形成的屏蔽空間，是位于該標(biāo)定罐主體中心的圓形空間。
所述后屏蔽罩設(shè)有一個半圓弧段，所述半圓弧段的一側(cè)即形成為半圓形的開口， 所述開口與其中一個所述子罐體的開口相配合形成屏蔽空間；所述半圓弧段兩端還設(shè)置有兩個直線段，所述兩個直線段沿半圓弧段上直徑所在直線的兩端向外延伸布置；所述后屏蔽罩通過所述兩個直線段，與其中一個所述子罐體的屏蔽罩兩端對應(yīng)連接。
待校正的儀器置于由所述后屏蔽罩與其中一個所述子罐體連接形成的屏蔽空間時，使該儀器中兩個傳感器的連線與所述后屏蔽罩內(nèi)直線段的連線相垂直；并且，使所述第一傳感器處在靠近子罐體的一側(cè)，第二傳感器處在靠近后屏蔽罩的一側(cè)；或者，使所述第二傳感器處在靠近子罐體的一側(cè)，第一傳感器處在靠近后屏蔽罩的一側(cè)。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是提供一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的方法，使用上述結(jié)構(gòu)的裝置對方位性雙伽瑪儀器進(jìn)行標(biāo)定的方法，包含將待校正的儀器放置在由所述后屏蔽罩與其中一個所述子罐體連接形成的屏蔽空間內(nèi)，使儀器中相對180°布置的第一傳感器及第二傳感器，分別在靠近所述子罐體的一側(cè)并受其中填充的均質(zhì)標(biāo)定材料的放射性作用的時候進(jìn)行測量，從而對儀器進(jìn)行靈敏度歸一化校正的方法；還包含，進(jìn)一步將所述儀器放置在一個完整的標(biāo)定罐主體上由所述兩個子罐體連接形成的另一個屏蔽空間內(nèi)，來消除儀器一側(cè)地層的放射性對另一側(cè)中傳感器測量的影響的方法，以及對儀器進(jìn)行API校正的方法。
所述靈敏度歸一化方法，具體包含以下步驟步驟1.1、將待校正的儀器放置在由所述后屏蔽罩與其中一個所述子罐體連接形成的屏蔽空間內(nèi)；步驟1. 2、使所述儀器中第一傳感器處在靠近所述子罐體的一側(cè)，并受到所述均質(zhì)標(biāo)定材料的放射性作用，而使第二傳感器處在靠近后屏蔽罩的一側(cè)；此時，測量第一傳感器及第二傳感器的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C11和C12 ；步驟1. 3、將儀器轉(zhuǎn)動180°，使所述第二傳感器處在靠近子罐體的一側(cè)，并受到所述均質(zhì)標(biāo)定材料的放射性作用，而使所述第一傳感器處在靠近后屏蔽罩的一側(cè)；此時，再次測量第一傳感器及第二傳感器的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C21和C22 ；步驟1. 4、將第一傳感器的歸一化系數(shù)設(shè)為1，計(jì)算第一傳感器與第二傳感器的計(jì)數(shù)率比值，作為第二傳感器的歸一化系數(shù)K ；算式如下 K = C11/ C22①根據(jù)系數(shù)K對儀器進(jìn)行靈敏度歸一化校正。
所述消除另側(cè)地層影響的方法，包含步驟2. 1到步驟2. 3，將待校正儀器置于所述后屏蔽罩及子罐體配合形成的屏蔽空間中并翻轉(zhuǎn)，由第一傳感器、第二傳感器分別在翻轉(zhuǎn)前后，各自測得穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率Cn、C12和 。21、。22 ‘所述方法進(jìn)一步包含步驟2. 4、根據(jù)所述原始計(jì)數(shù)率Cn、C12和C21、C22，通過以下算式得到第一傳感器的另側(cè)地層貢獻(xiàn)率b，和第二傳感器的另側(cè)地層的貢獻(xiàn)率a，算式如下 C12 - a X C11，a - C12ZC11(2)C21 = b X C22 , b = C21ZC22③步驟2. 5、將所述儀器置于標(biāo)定罐主體中由所述兩個子罐體配合形成的屏蔽空間內(nèi)，測得這兩個傳感器的實(shí)際計(jì)數(shù)率C31與C32 ；設(shè)第一傳感器、第二傳感器源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為η與m ；根據(jù)所述兩個傳感器的另側(cè)地層貢獻(xiàn)率a和b，通過以下算式，求解得到n、m ； C31 = n+bXm④C32 = aXn+m⑤m = (C32-aXC31) / (Ι-aXb)⑥ η = (C31-bXC32) / (1-aXb)⑦所述源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為n、m，就是已經(jīng)消除了另側(cè)地層影響后第一、第二傳感器各自的測量數(shù)據(jù)。
所述API校正的方法，包含測得所述標(biāo)定罐內(nèi)填充的均質(zhì)標(biāo)定材料的放射性強(qiáng)度為R ；以第一傳感器的歸一化系數(shù)為基準(zhǔn)，計(jì)算得到的第二傳感器的歸一化系數(shù)K ；以及計(jì)算得到的第一、第二傳感器源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為n、m ；根據(jù)參數(shù)R、K、m、η,換算得到第一、第二傳感器同側(cè)地層的API校正系數(shù)Cai和Ca2 實(shí)際使用時，任意一側(cè)被測地層以API為單位的自然伽馬強(qiáng)度值，即為該側(cè)傳感器的計(jì)數(shù)率乘以對應(yīng)的API校正系數(shù)；被測地層的平均放射性強(qiáng)度則為這兩個傳感器分量值的平均數(shù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法，其優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明提供了一個后屏蔽罩和一個可拆分成兩半的標(biāo)定罐；對應(yīng)使用完整的一個標(biāo)定罐主體，或?qū)⒑笃帘握峙c拆分出的任意一個子罐體連接形成的組合體作為標(biāo)定裝置，不僅可以為隨鉆方位性雙伽瑪儀器進(jìn)行常規(guī)的API校正，還能夠?qū)x器中兩側(cè)的傳感器進(jìn)行靈敏度歸一化校正，并消除一側(cè)地層放射性對另一側(cè)傳感器測量的影響；因而標(biāo)定后儀器的整體性能及單個傳感器的響應(yīng)都能夠得到統(tǒng)一，使得儀器得出的總測量結(jié)果或某個分量值，都具備普遍的可比性。


圖1是隨鉆方位性雙伽瑪儀器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定裝置中標(biāo)定罐主體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定裝置中后屏蔽罩的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4、圖5分別是本發(fā)明中將半個標(biāo)定罐與后屏蔽罩組合對方位性雙伽瑪儀器中兩個傳感器進(jìn)行歸一化校正的示意圖；圖6是本發(fā)明中使用整個標(biāo)定罐對方位性雙伽瑪儀器進(jìn)行API校正的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
本發(fā)明所述平衡標(biāo)定的裝置及方法，用于對圖1所示的方位性雙伽瑪儀器300進(jìn)行校正。在該方位性雙伽瑪儀器300的外壁350內(nèi)，相對180°的位置上各自設(shè)計(jì)有一個進(jìn)行伽瑪探測的傳感器(以下亦稱為第一傳感器310和第二傳感器320)，這兩個傳感器之間的水眼340位置上對應(yīng)設(shè)置有方位性的屏蔽層330。
配合參見圖2、圖3所示，本發(fā)明所述的平衡標(biāo)定裝置包含一個標(biāo)定罐(圖2)，以及一個后屏蔽罩102 (圖3)。標(biāo)定罐主體101為圓筒形，其可以拆分成兩個對稱的半圓筒；每個半圓筒形成為一個獨(dú)立的子罐體10。
如圖2所示，在一個完整的標(biāo)定罐主體101的中心位置留有一個屏蔽空間31，該屏蔽空間31與待校正儀器300外壁350的形狀尺寸相匹配，是一個半徑為Sl的圓形空間。 屏蔽空間31的外圍環(huán)繞設(shè)置有一圈均質(zhì)標(biāo)定材料12 ；所述均質(zhì)標(biāo)定材料12是均勻填充的高放射性巖石粉末，其從屏蔽空間31的外邊緣開始，沿標(biāo)定罐主體101的徑向在一定距離 S2內(nèi)均勻分布。
所述的一圈均質(zhì)標(biāo)定材料12外圍，還進(jìn)一步環(huán)繞設(shè)置有一圈鉛制的屏蔽罩11 ；對于該屏蔽罩11的徑向厚度S3，要求其能夠?qū)?dāng)?shù)胤派湫员镜纵椛?，衰減到巖石粉末材料放射性強(qiáng)度的百分之一以下。因此，可以將所述方位性雙伽瑪儀器300置于該屏蔽空間31內(nèi) (見圖6)，來進(jìn)行常規(guī)的API校正。將標(biāo)定罐主體101拆分形成的每個子罐體10(見圖4或圖5)上由內(nèi)向外，形成有相當(dāng)于一半屏蔽空間面積的開口 13，以及半圈均質(zhì)標(biāo)定材料12和半圈屏蔽罩11。
配合參見圖3、圖4、圖5所示，所述后屏蔽罩102整體是一個類似“ Ω ”形的工件， 圖3中所示，相當(dāng)于將所述類“ Ω ”形工件向右旋轉(zhuǎn)了 90°。即是說，所述后屏蔽罩102設(shè)有一個半圓弧段21 ；所述半圓弧段21兩端還形成有兩個直線段22，這兩個直線段22具體是沿半圓弧段21上直徑L所在直線的兩端向外延伸布置(該直徑L所在的直線是一個假定線，在工件上實(shí)際不存在)。
所述后屏蔽罩102的半圓弧段21及直線段22都是使用厚度為S3的鉛層制成，該厚度與上述標(biāo)定罐的屏蔽罩11的徑向厚度一致。所述半圓弧段21的內(nèi)側(cè)形成有半徑為Sl 的半圓形開口 23，該開口 23的面積與上述標(biāo)定罐中圓形屏蔽空間31的一半面積相同，也就是與上述子罐體10的開口 13面積相同?？梢詫⒑笃帘握?02的開口 23與其中一個子罐體10的開口 13相對，并且使得后屏蔽罩102上直線段22各自余下的一端(直線段22另一端連圓弧段21)，與子罐體10上半圈屏蔽罩11的兩端對應(yīng)連接，從而在兩個開口 13、23的位置形成另一個屏蔽空間32。根據(jù)上文描述可知，這個屏蔽空間32的形狀尺寸也與待校正儀器300的外壁350 —致，因此，將所述方位性雙伽瑪儀器300置于這個屏蔽空間32內(nèi)(見圖4或圖5)，來對該儀器300的兩個傳感器進(jìn)行靈敏度歸一化校正。而要消除一側(cè)地層的放射性對另側(cè)地層中傳感器的影響時，還需要另外將待校正的儀器300放置在圖6所示的標(biāo)定裝置中。
以下說明本發(fā)明中使用上述結(jié)構(gòu)的標(biāo)定裝置，對方位性雙伽瑪儀器300進(jìn)行標(biāo)定的方法。包含1、靈敏度歸一化校正的方法；步驟1. 1、將標(biāo)定罐中任意一個子罐體10與后屏蔽罩102配合連接，在其相對的開口 13,23處形成一個形狀尺寸與待校正儀器300的外壁350相匹配的屏蔽空間32 (圖4)。
步驟1. 2、將待校正的儀器300置于所述屏蔽空間32內(nèi)，使該儀器300中兩個傳感器310、320的連線與后屏蔽罩102內(nèi)直線段22的連線相垂直，同時使第一傳感器310處在靠近子罐體10的一側(cè)(即圖4中左側(cè))，并因而受到子罐體10內(nèi)均質(zhì)標(biāo)定材料12的放射性作用，而使第二傳感器320處在靠近后屏蔽罩102的一側(cè)(即圖4中右側(cè))。
此時，測量第一傳感器310及第二傳感器320的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率，記為C11和C12， 要求統(tǒng)計(jì)誤差優(yōu)于千分之一。
步驟1. 3、將儀器300轉(zhuǎn)動180°，使得第二傳感器320處在靠近子罐體10的一側(cè) (即圖5中左側(cè))，并受到子罐體10內(nèi)均質(zhì)標(biāo)定材料12的放射性作用，而使第一傳感器310 處在靠近后屏蔽罩102的一側(cè)(即圖5中右側(cè))。
此時，以同樣的要求測量第一傳感器310及第二傳感器320的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C21 禾口
步驟1. 4、以第一傳感器310的計(jì)數(shù)率為準(zhǔn)，將第一傳感器310與第二傳感器320 的計(jì)數(shù)率比值，作為第二傳感器320的靈敏度歸一化系數(shù)；艮口，將第一傳感器310的歸一化系數(shù)設(shè)為1，第二傳感器320的歸一化系數(shù)記為K，算式如下K = C11/ C22①根據(jù)系數(shù)K進(jìn)行靈敏度歸一化的校正，就可以使這兩個傳感器在相同的地層中得到同樣的測量數(shù)值。
2、消除另側(cè)地層影響的方法；步驟2. 1到步驟2. 3，與上述步驟1. Γ步驟1. 3的方法類似，即，先參見圖4，將儀器 300放置在其中一個子罐體10與后屏蔽罩102配合連接形成的屏蔽空間32內(nèi)，并且記錄下第一傳感器310在靠近子罐體10的均質(zhì)標(biāo)定材料12時，第一、第二傳感器分別測得的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率為C11和C12，再參見圖5將儀器300翻轉(zhuǎn)180°，使第二傳感器320在靠近子罐體10的均質(zhì)標(biāo)定材料12時，第一、第二傳感器分別測得的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率為C21和C22。
步驟2. 4、定義第一傳感器310的另側(cè)地層貢獻(xiàn)率為b，是指第二傳感器320所處的那一側(cè)地層的放射性，對第一傳感器310測量結(jié)果的影響；定義第二傳感器320的另側(cè)地層的貢獻(xiàn)率為a，那么該些參數(shù)有以下關(guān)系C12 - a X C11，a - C12ZC11(2)C21 = b X C22 , b = C21ZC22③實(shí)際在上述步驟1描述的歸一化標(biāo)定方法中，是假定儀器300中的屏蔽層330已經(jīng)將另側(cè)地層的貢獻(xiàn)衰減為0，進(jìn)而在a=0，b=0的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸一化校正。
步驟2. 5、設(shè)第一傳感器310、第二傳感器320源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率是η與 m，具體是指與傳感器處于相同一側(cè)地層的放射性，在該傳感器總計(jì)數(shù)率中貢獻(xiàn)的值。
另外，將儀器300置于圖5所示完整的標(biāo)定罐主體101中，測得這兩個傳感器的實(shí)際計(jì)數(shù)率分別是C31與C32，那么該些參數(shù)有以下關(guān)系C31 = n+bXm④C32 = aXn+m⑤根據(jù)上述公式② ⑤，求解公式⑥⑦得到的η與m，就是已經(jīng)消除了另側(cè)地層影響后的測量數(shù)據(jù)m = (C32-aXC31) / (Ι-aXb)⑥η = (C31-bXC32) / (1-aXb)⑦3、API校正；假設(shè)前期已經(jīng)用高精度高穩(wěn)定性伽瑪測井儀器，對本發(fā)明所述的標(biāo)定罐進(jìn)行了 API反向刻度，得到所填充的巖石粉末材料的放射性強(qiáng)度為R。
另外根據(jù)上述公式①⑥⑦，K =Cll/ C22①m =(C32-BXC31) / (1-aXb)a3)η =(C31-bXC32) / (1-aXb)⑦得到參數(shù)K、m、η,就可以換算出第一、第二傳感器同側(cè)地層的API校正系數(shù)Cai和CA2。
Cai = R/n⑧ CA2 = RXK /m ⑨實(shí)際使用時，任意一側(cè)被測地層以API為單位的自然伽馬強(qiáng)度值，即為該側(cè)傳感器的計(jì)數(shù)率乘以對應(yīng)的API校正系數(shù)。被測地層的平均放射性強(qiáng)度則為這兩個分量值的平均數(shù)。
綜上所述，本發(fā)明所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法，提供了一個后屏蔽罩和一個可拆分成兩半的標(biāo)定罐；對應(yīng)使用完整的一個標(biāo)定罐主體，或?qū)⒑笃帘握峙c拆分出的任意一個子罐體連接形成的組合體作為標(biāo)定裝置，不僅可以為隨鉆方位性雙伽瑪儀器進(jìn)行常規(guī)的API校正，還能夠?qū)x器中兩側(cè)的傳感器進(jìn)行靈敏度歸一化校正，并消除一側(cè)地層放射性對另一側(cè)傳感器測量的影響；因而標(biāo)定后儀器的整體性能及單個傳感器的響應(yīng)都能夠得到統(tǒng)一，使得儀器得出的總測量結(jié)果或某個分量值，都具備普遍的可比性。
盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，對所述方位性雙伽瑪儀器(300)中相對 180°布置的第一傳感器(310)及第二傳感器(320)進(jìn)行校正，所述兩個傳感器之間的水眼 (340)位置上對應(yīng)設(shè)置有方位性屏蔽層(330)；其特征在于，所述平衡標(biāo)定的裝置，包含一個標(biāo)定罐，其包含兩個獨(dú)立的子罐體(10)；所述兩個子罐體(10)配合連接形成該標(biāo)定罐的主體(101)；每個所述子罐體(10)的內(nèi)側(cè)設(shè)有開口(13)，使所述兩個子罐體(10)在其開口(13)相對時配合連接，從而在所述標(biāo)定罐主體(101)上形成一個屏蔽空間(31);在連接后的所述標(biāo)定罐主體(101)中，進(jìn)一步包含在所述屏蔽空間(31)的外圍環(huán)繞設(shè)置的一圈具有放射性的均質(zhì)標(biāo)定材料(12)，以及在所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)的外圍環(huán)繞設(shè)置的一圈具有一定厚度的屏蔽罩(11)；即，每個所述子罐體(10)上由內(nèi)側(cè)到外側(cè)，形成有相當(dāng)于一半屏蔽空間(31)面積的所述開口(13)，半圈的所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)和半圈的所述屏蔽罩(11);所述平衡標(biāo)定的裝置，還包含一個具有一定厚度的后屏蔽罩(102)，其設(shè)有相當(dāng)于一半所述屏蔽空間(31)面積的開口(23)；將所述后屏蔽罩(102)與標(biāo)定罐中任意一個所述子罐體(10)配合連接，使所述后屏蔽罩(102)的開口(23)與所述子罐體(10)的開口(13)相對，從而形成另一個屏蔽空間 (32)；所述的兩個屏蔽空間(31、32)與待校正儀器(300)的外壁(350)相匹配，在標(biāo)定時使所述儀器(300 )對應(yīng)放置在一個所述標(biāo)定罐主體(101)上由所述兩個子罐體(10 )連接形成的屏蔽空間(31)內(nèi)，或是放置在由所述后屏蔽罩(102)與其中一個所述子罐體(10)連接形成的屏蔽空間(32)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，其特征在于，所述標(biāo)定罐的屏蔽罩(11)及后屏蔽罩(102)由鉛制成；所述屏蔽罩(11)及后屏蔽罩(102)的厚度一致；對于所述厚度的要求，應(yīng)當(dāng)滿足將所述平衡標(biāo)定的裝置外部的當(dāng)?shù)胤派湫员镜纵椛?，衰減到所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)放射性強(qiáng)度的百分之一以下。
3.如權(quán)利要求1所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，其特征在于，所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)是在所述標(biāo)定罐的子罐體(10)內(nèi)均勻填充的高放射性巖石粉末。
4.如權(quán)利要求2所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，其特征在于，所述標(biāo)定罐主體(101)是一個圓筒，所述兩個子罐體(10)是兩個對稱的半圓筒；由所述兩個子罐體(10)的開口(13)配合形成的屏蔽空間(31)，是位于該標(biāo)定罐主體(101)中心的圓形空間。
5.如權(quán)利要求4所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，其特征在于，所述后屏蔽罩(102)設(shè)有一個半圓弧段(21)，所述半圓弧段(21)的一側(cè)即形成為半圓形的開口(23)，所述開口(23)與其中一個所述子罐體(10)的開口(13)相配合形成屏蔽空間(32)；所述半圓弧段(21)兩端還設(shè)置有兩個直線段(22)，所述兩個直線段(22)沿半圓弧段 (21)上直徑(L)所在直線的兩端向外延伸布置；所述后屏蔽罩(102)通過所述兩個直線段(22)，與其中一個所述子罐體(10)的屏蔽罩(11)兩端對應(yīng)連接。
6.如權(quán)利要求5所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置，其特征在于，待校正的儀器(300)置于由所述后屏蔽罩(102)與其中一個所述子罐體(10)連接形成的屏蔽空間(32)時，使該儀器(300)中兩個傳感器的連線與所述后屏蔽罩(102)內(nèi)直線段的連線相垂直；并且，使所述第一傳感器(310)處在靠近子罐體(10)的一側(cè)，第二傳感器(320)處在靠近后屏蔽罩(102)的一側(cè)；或者，使所述第二傳感器(320)處在靠近子罐體(10)的一側(cè)，第一傳感器(310)處在靠近后屏蔽罩(102)的一側(cè)。
7.一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的方法，使用權(quán)利要求1所述的裝置對方位性雙伽瑪儀器(300)進(jìn)行標(biāo)定，其特征在于，包含將待校正的儀器(300)放置在由所述后屏蔽罩(102)與其中一個所述子罐體(10)連接形成的屏蔽空間(32)內(nèi)，使得儀器(300)中相對180°布置的第一傳感器(310)及第二傳感器(320)，分別在靠近所述子罐體(10)的一側(cè)并受其中填充的均質(zhì)標(biāo)定材料(12)的放射性作用的時候進(jìn)行測量，從而對儀器(300)進(jìn)行靈敏度歸一化校正的方法；還包含，進(jìn)一步將所述儀器(300)放置在一個完整的標(biāo)定罐主體(101)上由所述兩個子罐體 (10)連接形成的另一個屏蔽空間(31)內(nèi)，來消除儀器(300) —側(cè)地層的放射性對另一側(cè)中傳感器測量的影響的方法，以及對儀器(300)進(jìn)行API校正的方法。
8.如權(quán)利要求7所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的方法，其特征在于，所述靈敏度歸一化方法，具體包含以下步驟步驟1. 1、將待校正的儀器(300)放置在由所述后屏蔽罩(102)與其中一個所述子罐體 (10)連接形成的屏蔽空間(32)內(nèi)；步驟1. 2、使所述儀器(300)中第一傳感器(310)處在靠近所述子罐體(10)的一側(cè)， 并受到所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)的放射性作用，而使第二傳感器(320)處在靠近后屏蔽罩 (102)的一側(cè)；此時，測量第一傳感器(310)及第二傳感器(320)的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C11和 C12 ；步驟1. 3、將儀器(300)轉(zhuǎn)動180°，使所述第二傳感器(320)處在靠近子罐體(10)的一側(cè)，并受到所述均質(zhì)標(biāo)定材料(12)的放射性作用，而使所述第一傳感器(310)處在靠近后屏蔽罩(102)的一側(cè)；此時，再次測量第一傳感器(310)及第二傳感器(320)的穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C21和C22 ；步驟1.4、將第一傳感器(310)的歸一化系數(shù)設(shè)為1，計(jì)算第一傳感器(310)與第二傳感器(320)的計(jì)數(shù)率比值，作為第二傳感器(320)的歸一化系數(shù)K ；算式如下K = C11/ C22①根據(jù)系數(shù)K對儀器(300)進(jìn)行靈敏度歸一化校正。
9.如權(quán)利要求8所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的方法，其特征在于，所述消除另側(cè)地層影響的方法，包含步驟2. 1到步驟2. 3，將待校正儀器(300)置于所述后屏蔽罩(102)及子罐體(10)配合形成的屏蔽空間(32)中并翻轉(zhuǎn)，由第一傳感器(310)、第二傳感器(320)分別在翻轉(zhuǎn)前后， 各自測得穩(wěn)定原始計(jì)數(shù)率C11、C12和C21、C22 ；所述方法進(jìn)一步包含步驟2. 4、根據(jù)所述原始計(jì)數(shù)率Cn、C12和C21、C22，通過以下算式得到第一傳感器(310) 的另側(cè)地層貢獻(xiàn)率b，和第二傳感器(320)的另側(cè)地層的貢獻(xiàn)率a，算式如下 C12 - a X C11， - C12ZC11(2)C21 = b X C22 , b = C21ZC22③步驟2. 5、將所述儀器(300)置于標(biāo)定罐主體(101)中由所述兩個子罐體(10)配合形成的屏蔽空間(31)內(nèi)，測得這兩個傳感器的實(shí)際計(jì)數(shù)率C31與C32 ；設(shè)第一傳感器(310)、第二傳感器(320)源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為η與m ；根據(jù)所述兩個傳感器的另側(cè)地層貢獻(xiàn)率a和b，通過以下算式，求解得到n、m ； C31 = n+bXm④C32 = aXn+m⑤m = (C32-aXC31) / (Ι-aXb)⑥ η = (C31-bXC32) / (1-aXb)⑦所述源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為n、m，就是已經(jīng)消除了另側(cè)地層影響后第一、第二傳感器各自的測量數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的方法，其特征在于， 所述API校正的方法，包含測得所述標(biāo)定罐內(nèi)填充的均質(zhì)標(biāo)定材料(12)的放射性強(qiáng)度為R ； 并且，以第一傳感器(310)為基準(zhǔn)，計(jì)算得到的第二傳感器(320)的歸一化系數(shù)K;以及計(jì)算得到第一、第二傳感器源自同側(cè)地層貢獻(xiàn)的計(jì)數(shù)率為n、m ；根據(jù)參數(shù)R、K、m、η,換算得到第一、第二傳感器同側(cè)地層的API校正系數(shù)Cai和Ca2 Cai = R/n⑧CA2 = RXK /m ⑨實(shí)際測量時，任意一側(cè)被測地層以API為單位的自然伽馬強(qiáng)度值，即為該側(cè)傳感器的計(jì)數(shù)率乘以對應(yīng)的API校正系數(shù)；被測地層的平均放射性強(qiáng)度則為這兩個傳感器分量值的平均數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方位性雙伽瑪儀器平衡標(biāo)定的裝置及方法，提供了一個后屏蔽罩和一個可拆分成兩半的標(biāo)定罐；將待校正的儀器放置在由后屏蔽罩與其中一個子罐體連接形成的屏蔽空間內(nèi)，使儀器中相對180°布置的第一、第二傳感器，分別在靠近子罐體的一側(cè)并受均質(zhì)標(biāo)定材料的放射性作用的時候進(jìn)行測量，從而對儀器進(jìn)行靈敏度歸一化校正，還可以進(jìn)一步將儀器放置在一個完整的標(biāo)定罐主體上由兩個子罐體連接形成的另一個屏蔽空間內(nèi)，來消除儀器一側(cè)地層的放射性對另一側(cè)中傳感器測量的影響，還可以進(jìn)行常規(guī)的API校正。因而標(biāo)定后儀器的整體性能及單個傳感器的響應(yīng)都能夠得到統(tǒng)一，使得儀器得出的總測量結(jié)果或某個分量值，都具備普遍的可比性。
文檔編號E21B49/00GK102518429SQ20111039421
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者吳大囡, 畢東杰 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油科技有限公司, 上海神開石油設(shè)備有限公司