170520. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés földalakzatok porozitásának impulzusjellegű neutronforrással történő mérésére
5 170520 6 Kívánság szerint más típusú pulzált neutronforrás is alkalmazható a 11 neutronforrás helyén. Megfelelő sugárzásérzékelő detektor is van a 7 szondában ami 10 fotonsokszorozót és 12 detektorkristályt tartalmaz, ami a 2 fúrólyukat körülvevő 3 földalakzatokban befogott termikus neutronok eredményeként létrejövő gammasugárzást érzékeli. Ali neutronforrás és a 12 detektorkristály között vasból, ólomból vagy egyéb megfelelő anyagból levő 13 árnyékolás helyezkedik el. Ali neutronforrásból származó neutront, amikor az termikus sebességre fékeződött, a fúrólyukat körülvevő földalakzat valamely anyagának atommagja adszorbeálhatja. A befogott neutron általában az atommagot gerjesztett állapotba hozza. Ez nyugalmi állapotba történő visszatértekor a befogásra jellemző gammasugárzást bocsát ki, amit a szcintillációs típusú detektor érzékel, ez utóbbi a 10 fotonsokszorozóból és a 12 detektorkristályból áll. A 12 detektorkristály lehet tallium szennyezésű nátriumjodid, céziumjodid, vagy hasonló aktivált anyag, ami a 10 fotonsokszorozóhoz optikailag csatlakozik. A 13 árnyékolás csökkenti a 12 detektorkristálynak a 11 neutronforrásból jövő neutronok általi besugárzást. Amint a szakterületen jól ismert, a szcintillációs 12 detektorkristály diszkrét felvillanásokat produkál, amikor egy gammasugár belé hatol, és átadja energiáját a kristályrácsnak. A 10 fotonsokszorozó olyan feszültségimpulzust álh't elő, amelynek nagysága arányos ezen szcintillációs felvillanások intenzitásával. Az ilyen szcintillációs felvillanások által létrehozott feszültségimpulzusok nagysága egyértelműen összefügg a fényfelvillanást létrehozó gammasugár energiájával. A 10 fotonsokszorozó által előállított ezen arányos feszültségimpulzusok alkotják azt a detektorjelet, ami 18 diszkriminátoron keresztül 17 erősítőre kerül. A 17 erősítő kimenő impulzusai a 8 szondakábelre 19 kábelmeghajtó fokozaton keresztül jutnak el. A 18 diszkriminátor szükség szerint felhasználható például a kisenergiájú háttér sugárzás kiszűrésére, ami magán a 12 detektorkristálynak az I 127 (N, y) I128 reakcióból származó termikus gerjesztéséből származik. Megfelelő előfeszítéssel elérhető, hogy a 10 fotonsokszorozóból jövő impulzusok közül csak olyanok jussanak át, amelyek nagysága meghalad valamely előre meghatározott küszöbértéket. Ily módon kiküszöbölhető a kisenergiájú gammasugarak impulzus növekvő hatása. Ezzel csökken a szonbakábelbe táplált impulzusok száma, ami valószínűbbé teszi, hogy a kábel nem kerül telítődésbe. Az impulzus telítődés jelensége a kábel sávszélességének túllépésekor következik be, amikor a továbbítandó impulzusszámosság pillanatéi'éke meghaladja a sávszélességet. Impulzustorzulás, illetve impulzusok egymásbaolvadása következik be ilyenkor. A 11 neutronforrást 14 pulzáló áramkör működteti célszerűen, ami a szakterületen ismert módon, hagyományos tervezésű lehet. A 14 pulzáló áramkör 25 kapuzásvezérlő egység jeleire működik, az utóbbi a felszíni berendezés része, és felépítését alább ismertetjük. A vezérlő impulzusok tehát a felszínen elhelyezett 25 kapuzásvezérlő egységből a 8 szondakábelen mennek keresztül, és 20 referenciagenerátort is táplálhatják ha szükséges. Például a 25 kapuzásvezérlő egyseget gerjesztheti annak logikai áramköre oly módon, hogy a 25 kapuzás-5 vezérlő egység olyan időzítő jeleket szolgáltasson a 14 pulzáló áramkör részére, hogy az a neutronbomlási r idővel megegyező időtartamú neutronnyalábokat bocsátasson ki. A találmánynál a neutronimpulzus szélesség a neutronbomlási r idő sze-10 rint változhat, vagy állandó értéken is tartható. A találmány működése szempontjából fontos azonban, hogy a neutronimpulzus szélesség a r idővel összemérhető nagyságú legyen a gyakrabban számításbajövő földalakzatok esetén. Ebből következik, 15 hogy kb. 250 mikroszekundum széles, állandó neutronimpulzus szélesség használható célszerűen. A különböző kapuimpulzus intervallumok alatti beütésszámot jellemző impulzus adatok feldolgo-20 zását végző áramköröket mutat az 1. ábra felső része. Az adat impulzusok három 21, 22 és 23 kapuba mennek, amikor elérik a felszínt. Ezeknek a kapuknak vezérelt nyitási sorrendjét a 2. ábra idődiagramja mutatja. A neutronpulzus megszűnése 25 után előre meghatározott időközönként vannak az egyes kapuk nyitva. A neutronforrás bekapcsolt a nulla időtől tj időik, amint a 2. ábrán láthatjuk. Ezután az impulzusok átmehetnek a 21 kapun, amely t2 időtől t 3 időig van nyitva. Ezt az 30 időintervallumot a 25 kapuzásvezérlő egység a neutronbomlási j időre állítja be azután, hogy a neutronimpulzus végét követően 2T eltelt. Hasonlóképpen a 25 kapuzásvezérlő egységben 24 órajelgenerátor által vezérelt olyan áramkörök is vannak, 35 amelyek nyitják a 22 kaput, lehetővé téve ezzel, hogy az impulzusok belépjenek a számító áramkörbe 2r idő hosszan, 2r idővel azután, hogy a 21 kapu már lezárt. Végül a 23 kapu 2T idővel azután nyit szinten 2r idő hosszan, hogy a 22 40 kapu már lezárt. A neutronbomlási T idő kiszámítását elvégző, valamint az ennek megfelelő kapuszélességeket előállító 25 kapuzásvezérlő egység, egyben a 2. és 45 3. diagramnak megfelelő nyitási és lezárási időket is meghatározza. Azok az áramkörök, amelyek a korábbi szabadalmi leírásokban szerepelnek, alkalmasak a 25 kapuzásvezérlő egység kapuzásvezérlő és elnyelődési idő számító áramköreinek megvalósí-50 tására (l.ábra). Ezeknek az áramköröknek kimenetei szolgáltatják a r időt, a Ci beütésszámot, ami a 21 kapu nyitott állapota alatt következett be, és tj időtartamot adó jelet, amely utóbbi a neutronimpulzus hosszát szabja meg. A tj időtar -55 tam, amint már korábban megállapítottuk, célszerűen körülbelül r idővel egyenlő. Ezek a jelek 26 porozitásszámító egységbe kerülnek, amely a később leírt módon kiszámítja ezekből a paraméterekből a földalakzat porozitását. Továbbá a r időt 50 adó jel regisztráló 27 készülékbe is bemegy, ahol a neutronbomlási r idő és a földalakzat 0 porozitása egyidejűleg és folyamatosan kerül rögzítésre a fúrólyuk mélysége függvényében. A regisztráló 27 készülék mechanikusan, vagy villamosan csatlakozhat >5 a 9 kábeldobhoz azért, hogy 28 regisztrálóközeg 3
