双探测器碳氧比、四探测器中子寿命同次测量综合(N、γ全谱)仪器脉冲中子发生器结构?

双探测器碳氧比、四探测器中子寿命同次测量综合仪器脉冲中子发生器结构如图3-1-12所示。

在中子管两端一端放两个BGO晶体γ射线探测器，一端放两个氦三计数管热中子探测器。当两个氦三计数管直径（φ50mm）与中子管一样粗时，或高压电源因买不到合适元件，直径做得较大时，可不采用图3-1-12b方案，而采用图3-1-12a、图3-1-12c方案。图3-1-12c中，屏蔽体用钨、铜、铁做成，再加上两个氦三计数管，这三个部件因为中子管离子源属于低电压，防止爬电绝缘块就起低压与120kV高压的隔离作用，长度为5～10cm。120kV高压线一定要加高压试验，耐压在160kV以上，确保不与低电压元件放电。如果把氦三计数管与中子管封在一起，充SF6气体要达( 0.65～1.25～8 )个大气压；充201甲基硅油时，要根据井深温度、膨胀系数、仪器空间体积，掌握好硅油的量，留有充分的膨胀空间，否则将压坏中子管和氦三计数管。

双探测器碳氧比、四探测器中子寿命同次测量综合仪器一次下井，一遍同时测量碳氧比、中子寿命两个项目参数，从两个侧面（含油饱和度、含水饱和度）解决地质问题。碳氧比项目：两个BGO探测器获得非弹性散射γ能量总谱、非弹性散射γ能量净谱、俘获γ能量谱，中子—时间谱，共8张谱，中子寿命项目：两个BGO探测器获得非弹性散射γ能量谱、俘获γ能量谱，中子—时间谱，共6张谱。两个氦三计数管获得热中子能量谱，中子—时间谱，共4张谱。两个项目共18张谱。所谓一遍同时测量，实际是宏观同时，微观分时。例如：把1s时间分成4段，每段250ms，碳氧比能谱测井在250ms时间段，占用170ms，共1700个周期(打中子频率10kHz )，中子寿命测井占用80ms，第一个周期1ms空，等到碳氧比能谱测井产生热中子消失之后，再开始测中子寿命，中子寿命测井在250ms时间段，占用79ms，共79个周期。在1s时间内，碳氧比能谱测井( 10kHz工作)共占用1700×4＝6800周期，即680ms。中子寿命测井( 1kHz工作)共占用79×4＝316周期，即316ms，空4ms，共占用320ms，680ms＋320ms＝1000ms。打中子时序这样安排，测量时序也相应跟着打中子时序变动，即实现了在1s时间内，2 / 3时间测量碳氧比，1 / 3时间测量中子寿命。时序安排可多种，视如何方便而定。

碳氧比能谱测井：近探测器源距为27～34cm，远探测器源距为45～56cm。

中子寿命测井：近探测器源距为27～47cm，远探测器源距为45～77cm。

如果中子发生器采用“悬浮中子管离子源”±60kV或+120kV供高压方式，在中子管一端放置两个BGO晶体γ射线探测器，在另一端怎样放置两个氦三计数管，可参考图3-1-13所示方案。

在中子管离子源氘氚贮藏器变压器T1次级绕组有三个线圈，一个线圈给氘—氚贮藏器供电；一个线圈经整流滤波输出高压1300～2000V，给两个氦三计数管供电；一个线圈经整流滤波输出±15V，作为放大器、甄别器、驱动器电源(变压器T1未画出)。因为氦三计数管输出信号幅度只有1～10mV，两级放大器要放大1000～2000倍。变压器T1、T2、T3初、次级绕组线圈之间耐压160kV。氘—氚贮藏器线圈两个头，一个头接中子管阴极，阴极接在+60kV或+120kV高压上，变压器T1初级线圈，变压器T2、T3次级线圈引出线，用宽度为10mm的聚四氟乙烯薄膜带条分别包裹8～10mm。两个氦三计数管信号经过高压倍加器后，输入给数控电路，作进一步处理后，进入单片机。