用于脉冲中子测井仪的变道宽多定标器系统.pdfVIP

第3O卷 第8期 核电子学与探测技术 V01．3O No．8 2010年 8月 NuclearElectronics DetectionTechnology Aug． 2010 用于脉冲中子测井仪的变道宽多定标器系统 范 伟，张 智 (清华大学工程物理系，北京 100084) 摘要：介绍了脉冲中子测井仪在碳氧比伽马能谱测量模式和中子寿命测量模式下的工作状态，并 据此设计了一套道宽随时间变化的多定标器系统，着重说明了系统中关键可编程逻辑器件的硬件实现 方法。该系统在脉冲中子测井仪中可以监控中子发生器的工作状况，更为重要的是它可以形成中子寿 命测井所需的时间谱。 关键词：多定标器 CPLD；时间谱 中图分类号： P631．817 文献标识码：A 文章编号：025849934(2010)08．1016-06 脉冲中子测井作为一种成熟的测井方法， 1 脉冲中子测井仪工作模式 】 已广泛应用于工程实践HJ。它是以脉冲中子 源发出的14MeV中子与地层物质的相互作用 脉冲中子测井采用脉冲调制加速器中子 为物理基础，一般分为测量非弹性散射 射线 源，可在测井时按需求发出不同频率和脉冲宽 能谱和测量热中子衰减时间谱两种模式。在任 度的能量为 14MeV的中子束。14MeV的中子 何一种工作模式下，测井仪都要记录被探测 进入地层，首先与地层某些核素发生非弹性散 射线的时间谱，以便于监测中子通量；而对于 射，这个作用过程发生在中子发出后的10一一 PNC模式来说，记录时间谱即可得到地层物质 10I¨s的时间间隔里，对于脉冲宽度为几十 s 对热中子的宏观俘获截面，并依此区分高矿化 的中子束来说，可以认为非弹性散射 ^y射线是 度水层和油气界面。这种时间谱的测量在核电 伴随中子发射的同时发生的，以此将非弹性散 子学中被称作多定标器测量，即按时间顺序测 射 射线与其它 射线分开。在中子发出后 量各段时间间隔内的脉冲计数并形成多道数 的 10～一10～s时间内，中子主要靠弹性散射 据 。 一 损失能量成为热中子，热中子被靶核俘获会放 本文从中子与物质相互作用的角度介绍了 出俘获 射线 J。 脉冲中子测井仪的工作模式，然后参考国外同 根据中子与地层物质的相互作用，脉冲中 类仪器 设计了一套时间系统。讲解了该系 子测井分为碳氧比^y能谱测量模式(CO模式) 统的工作原理和实现方法。详细地说明了系统 和热中子寿命测量模式 (PNC模式)。前者主 中关键可编程逻辑器件的功能和硬件设计。最 要测量非弹性散射 射线；后者测量的是俘获 后结合实验数据分析了该系统的性能。 射线。 在CO模式下，中子源脉冲频率为 10kHz， 脉宽40 s，按时间顺序有三种工作状态，如图 收稿 日期：2008-01．21 2所示。状态 l共95ms，中子源脉冲重复950 作者简介：范伟 (1983一)