補償中子儀器長短源距計數率比值的相關性分析

2018-03-26 05:06:09田文新毋學平王鳳軍

石油管材與儀器 2018年1期

田文新，毋學平，鄭波，陳梅，王鳳軍

(中國石油測井有限公司華北事業部河北廊坊 065007)

0 引言

補償中子儀器二級刻度是在標準的二級刻度筒中進行的，在刻度點上采集長短源距的計數率計算比值，然后與刻度點的標準比值進行比較[1，2]。在補償中子儀器進行二級刻度過程中，經常出現長短源距計數率比值超差的問題，也就是儀器刻度的實際比值超出標準比值的誤差范圍。其結果造成刻度返工，重復裝源。即加大了裝源人員放射性照射劑量，又增加了刻度成本。為了進一步減少刻度返工的次數，提高補償中子儀器二級刻度一次成功率，我們開展補償中子儀器長短源距計數率比值的相關性分析。也就是找出補償中子儀器使用校驗源的長短源距計數率的響應數據，與二級刻度長短源距計數率的響應數據進行比較，分析校驗源得到的長短源距計數率比值與二級刻度得到的長短源距計數率的比值的相關性。通過調整校驗源的長短源距計數率滿足補償中子儀器二級刻度比值在誤差范圍之內。

1 補償中子二級刻度的原理

補償中子二級刻度使用標準的刻度裝置，該裝置的刻度點孔隙度已知，長短源距計數率的比值已知。例如，某測井基地Eilog-05補償中子刻度裝置標準比值為6.149。儀器在刻度點響應的比值與標準比值進行比較，在誤差范圍內，刻度合格；超出誤差范圍，刻度結果就不符合要求，需要對補償中子儀器進行調校，重新刻度。儀器的二級刻度過程如下：將儀器插入刻度筒內，將源倉露出刻度筒的端面，安裝中子源。20Ci的Am-Be中子源安裝好以后，將儀器推入刻度筒內，儀器供電預熱30 min后，地面系統開始采樣。讀取長短源距180 s的平均計數率，計算出長短源距計數率的比值R。儀器進行校正，與刻度裝置的標準比值進行比較[3，4]。該刻度裝置補償中子儀器長短源距計數率比值R的范圍要求在5.867～6.459之間。比值R的計算公式：

式中，Nl為刻度點長源距計數率；Ns為刻度點短源距計數率。

2 校驗源檢查儀器的操作方法

2.1 校驗源在補償中子儀器上放置的位置

對于CNLT5420補償中子儀器：短源距探測器位置是中間銅環靠上130 mm，長源距探測器位置是中間銅環靠上420 mm，如圖1所示。在儀器的外殼上做好標記。校驗源放置在長短源距探測器的中心位置，得到的長短源距計數率才具有一致性和可比性。

圖1 校驗源放置位置圖

2.2 校驗源檢查儀器操作方法

儀器供電預熱30 min，滿足探測器、電子線路器件、高壓供電的工作穩定性的要求。使用刻度程序采集長短源距計數率。采樣時間180 s，記錄3組采集的長短源距計數率，求取平均值。計算校驗源長短源距計數率的比值R1，做好記錄[5]。

2.3 建立校驗源數據與二級刻度數據列表

二級刻度之前用校驗源對儀器進行檢查，記錄長短源距計數率，計算比值R1。二級刻度過程中記錄儀器得出的長短源距計數率，計算比值R2。查找規律，從而找出每支儀器校驗源對于長短源距探測器計數率響應數據和二級刻度長、短源距探測器計數率響應數據。建立儀器校驗源檢查數據和二級刻度數據列表。表1為某支補償中子儀器用校驗源檢查的數據，校驗源檢查完成以后，立即對儀器進行二級刻度，表2是該儀器對應的二級刻度數據。

表1 校驗源的檢查數據

表2 對應的二級刻度數據

3 分析長、短源距計數率比值相關性

分析表1和表2的數據可以看出，校驗源得出的長短源距計數率比值越大，相應的二級刻度比值越大。根據這一規律，可以得出結論，校驗源得出的長短源距計數率比值與二級刻度比值有一定的對應關系。利用這種對應關系，用校驗源檢查儀器得出的長短源距計數率比值來推算二級刻度的比值。

從表1和表2中可以看出，校驗源檢查的比值為0.228 2和0.225 8時，二級刻度時的比值分別為5.731 1和5.807 9，超過了二級刻度標準比值的誤差范圍。校驗源檢查的比值為0.233 7和0.242 6時，二級刻度時的比值分別為5.982 5和6.039 2，在誤差范圍內。

根據表1和表2可以建立校驗源長短源距計數率比值與二級刻度長短源距計數率比值數據對應關系圖，如圖2所示。

圖2 校驗源比值與二級刻度比值對應關系圖

該圖以二級刻度長短源距計數率比值為X軸，以校驗源長短源距計數率的比值為Y軸。兩者的關系近似于直線，二級刻度比值增大時，校驗源比值增大。從圖中可以看出：該儀器校驗源比值在0.232～0.248之間時，二級刻度的K值在5.912 5～6.405 2范圍內，滿足刻度要求。對補償中子儀器檢查時，校驗源計數率的比值要在0.232～0.248之間，這樣二級刻度比值就不會超差。按照這一規律用校驗源檢查其它補償中子儀器，分別建立校驗源檢查的長短源距計數率比值數據，保證二級刻度比值滿足誤差要求。