一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统的制作方法

本公开涉及石油勘探，尤其涉及一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统。

背景技术：

1、石油测井用的密封中子发生器是一种小型化加速器中子源。它具有轻便、单能、使用安全、不通电无辐射等优点广泛用于核测井领域。测井中子发生器的基本结构由中子管和靶端高压电源组成，中子管和靶端高压电源密封在不锈钢筒内，并在钢筒内充入几个大气压的sf6气体，高压电源由变压器和倍压线路组成，其作用是输出高达-120kv的高压。在脉冲中子类石油测井中，需要过油管的脉冲中子能谱测井仪或水平井测井系列仪器进行测井，由于井下配套管柱和井矿结构的工艺特殊要求，使用的中子发生器直径必须小，否则无法施工。同时，以剩余油饱和度测量功能为主的脉冲中子类仪器，内部近、远探测器的位置位于中子发生器的同一侧，从中子管靶端到达探测器的距离称之为源距。

2、针对饱和水砂与油砂地层以及井内介质为水与油的情况，得到了探测器响应随源距变化规律：源距大于30cm后探测器的地层灵敏度基本不变；源距小于30cm时，源距越小，探测器的地层灵敏度越低，而对井内介质变化越敏感。探测深度随源距的增大而加深，数值上约等于源距一半。综合分析数值模拟结果，并兼顾中子管、屏蔽体、晶体的机械设计空间以及远探测器计数效率，近、远探测器源距定为28cm和53cm，对应地层探测深度16cm和27cm。

3、随着生产需求的变化，目前的脉冲中子能谱类仪器不能满足剩余油气监测的需要，主要体现在：复杂管柱井眼对小直径剩余油饱和度测井仪的需求，需要充分利用多探头测井模式，丰富测量功能。这种新型的多探头剩余油测井仪器需要在中子发生器的两侧同时设计和安装探测器组，发生器的设计要同时满足上下探测器组对源距的要求。

技术实现思路

1、本公开提出了一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统，以解决以往进行脉冲中子类石油测井中，由于复杂管柱井眼直径较小以及探测器对源距要求，导致发生器高压系统无法同时满足多探头测井模式要求的问题。

2、根据本公开的一方面，提供了一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，包括：至少两个中子管和对应的增压机构；

3、所述中子管和所述增压机构通过固定散热机构固定在套筒组内部，所有所述中子管和增压机构在所述套筒组内部沿轴线方向排列设置；

4、所述增压机构与所述中子管连接，所述增压机构用于将电源电压进行增压后传输给中子管；

5、所述固定散热机构还用于对所述中子管以及所述增压机构进行散热；

6、所述套筒组的两端分别通过承压密封接头连接探测器；

7、所述中子管和所述增压机构连接控制模块，所述控制模块用于控制所述中子管发射或停止产生中子。

8、优选地，所述固定散热机构包括：金属骨架以及无氧铜座；

9、所述增压机构通过所述金属骨架固定在所述套筒组内部，所述增压机构连接所述无氧铜座的一端；

10、所述无氧铜座的另一端与所述中子管的靶端螺纹连接。

11、优选地，所述无氧铜座的外周面上设置有环形槽，所述环形槽用于增加所述无氧铜座散热和导热面积。

12、优选地，所述增压机构包括：变压器以及倍压增压电路；

13、所述变压器分别连接控制模块以及所述倍压增压电路，所述倍压增压电路连接所述中子管。

14、优选地，所述变压器包括：线圈绕组、线圈骨架以及磁芯；

15、所述线圈骨架的本体为圆柱形，内部为中空，外侧壁上设置有若干个均匀分布的隔板；

16、所述磁芯处于所述线圈骨架的中空内部；

17、所述线圈绕组依次缠绕在每个隔板分隔出的所述线圈骨架的外部；

18、每个所述隔板上分别设置有用于使线圈穿过的线槽；

19、所述线圈骨架以及所述隔板为绝缘材质；

20、所述金属骨架上具有固定凹槽，所述线圈骨架嵌入所述固定凹槽内。

21、优选地，所述控制模块包括：单片机以及可编程逻辑器件；

22、所述单片机分别连接所述倍压增压电路、所述中子管灯丝以及通过可变频阳极高压模块和阳极高压开关连接所述中子管；

23、所述单片机用于采集并调节所述倍压增压电路的实时电压值、采集并调节所述灯丝的实时电压值以及用于采集所述可变频阳极高压模块的实时电流值；

24、所述可编程逻辑件用于通过所述可变频阳极高压模块调节所述中子管的中子爆发时序；

25、所述单片机和所述可编程逻辑件连接地面控制系统。

26、优选地，所述承压密封接头内部设置有充气密封塞，所述充气密封塞用于将所述套筒组内部密封。

27、优选地，所述套筒组包括：外层套筒以及内层绝缘筒；

28、所述内层绝缘筒处于所述外层套筒内部，所述中子发生器处于所述内层绝缘筒内部；

29、所述内层绝缘筒的材质为聚酰亚胺和聚醚醚酮。

30、本发明至少具有如下有益效果：

31、本公开提出了一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统，通过在套筒组内部设置轴线方向排列的中子发生器，并利用控制模块对两组中子发生器进行控制，从而实现在不改变整个发生器高压系统及探测器直径的情况下，满足多探头测井模式，并且能同时兼顾上下探测器组对源距的要求。

技术特征：

1.一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，包括：至少两个中子管（1）和对应的增压机构；

2.根据权利要求1所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，所述固定散热机构包括：金属骨架以及无氧铜座（3）；

3.根据权利要求2所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于：

4.根据权利要求1-3任一项所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，所述增压机构包括：变压器（6）以及倍压增压电路（7）；

5.根据权利要求4所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，所述变压器（6）包括：线圈绕组（8）、线圈骨架以及磁芯（9）；

6.根据权利要求4所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，所述控制模块包括：单片机以及可编程逻辑器件；

7.根据权利要求1所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于：

8.根据权利要求1-7任一项所述的适用于多探头测井模式的发生器高压系统，其特征在于，所述套筒组包括：外层套筒（12）以及内层绝缘筒（13）；

技术总结
本公开涉及一种适用于多探头测井模式的发生器高压系统，包括：至少两个中子管和对应的增压机构；中子管和增压机构通过固定散热机构固定在套筒组内部，所有中子管和增压机构在套筒组内部沿轴线方向排列设置；增压机构与中子管连接，增压机构用于将电源电压进行增压后传输给中子管；固定散热机构还用于对中子管以及增压机构进行散热；套筒组的两端分别通过承压密封接头连接探测器；中子管和增压机构连接控制模块，控制模块用于控制中子管发射或停止产生中子。以解决以往进行脉冲中子类石油测井中，由于复杂管柱井眼直径较小以及探测器对源距要求，导致发生器高压系统无法同时满足多探头测井模式要求的问题。

技术研发人员：杨建峰,孙亮,郑华,董建华,韩东庆,吕俊涛,韦成海,邓茜珊,梁庆宝,邵晓巍,谭金库,罗来军
受保护的技术使用者：大庆油田有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23