一种碳氢比脉冲中子多参数测井仪技术领域
本实用新型属于石油仪器仪表领域，尤其涉及一种碳氢比脉冲中子多参数测井
仪。
背景技术
在石油勘探开发中，井下储层特性监测能确定油层、提供剩余油饱和度、水淹程
度、油水界面、地层孔隙度、地层岩性及元素含量参数，为油田开发挖潜、油层改造、区分油
水界面、确定水淹等级、地层元素分析等提供依据。基于脉冲中子的放射性测井技术，是目
前用于剩余油饱和度等储层监测，测量准确度较好的手段。
由于新技术的应用，国外脉冲中子测井仪器逐渐朝着综合化、数字化方向发展，具
有信息量大、测量参数多、测量精度高等特点。但是引进的测井仪器价格昂贵，数量有限，同
时中子发生器进口受限制，中子发生器的进口和返修周期比较长，不能满足油田勘探开发
中监测储层饱和度的需要。
近年来，国内各石油仪器厂家也相继推出了国产化的脉冲中子测井仪器。但是国
产仪器普遍存在着中子发生器故障率高，产额不稳定的问题。同时国产仪器均是采用TTLC
(碳总计数)的值间接监测中子产额，这样就造成了中子产额的不稳定时不能及时做出调
整，影响测井准确性；另外，国产仪器采用双伽马探头，一个用来测量地层信息，一个用来测
量井眼信息，利用得到的井眼信息去消除井眼对地层信息的影响。虽然该方法理论上可行，
但在实际使用中受探头能量分辨率、源距、消除算法的影响，实际使用效果很差，基本起不
到什么作用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种碳氢比脉冲中子多参数测井仪，用以
克服现有国产脉冲中子仪器存在的中子发生器故障率高、中子产额监测不准，双伽马探测
器使用效果不佳的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：提供一种碳氢比脉冲中
子多参数测井仪，其特殊之处在于：包括外护管以及依次设置在外护管内的并紧螺环、探测
器、中子发生器和中子发生器驱动控制单元，上述中子发生器驱动控制单元与中子发生器
连接；
上述中子发生器包括密封外管以及依次设置在密封外管内的中子管、倍压电路和
He3管，上述中子管、倍压电路装在密封外管内部，上述中子管和倍压电路连接；
上述探测器包括依次设置在保温瓶内的伽马探测器和热中子探测器；
上述探测器和中子发生器之间设置有屏蔽体，外护管一端通过上接头与马笼头连
接，另一端设置有尾堵。
上述倍压电路装在倍压电路骨架上，倍压电路骨架位于密封外管内部。
上述中子管外缠绕若干层聚酰亚胺薄膜。
上述密封外管内充入六氟化硫气体。
上述伽马探测器和热中子探测器共用一套前置放大电路。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种基于脉冲中子的放射性测井仪器，利用中子发生器向地层
发射高能脉冲中子，探测中子与地层元素相互作用的衍生伽马射线能谱(非弹性谱、俘获
谱)，经过地面数控系统进行谱数据的分析和处理，从而获得地质构造元素相对含量等很有
价值的测井资料，为演算地层中油水比例关系、残余油饱和度等油田地质分析提供技术数
据，通过解析测量得到的数据，制定相应的采油工艺措施，达到油田生产井增产增效的目
的。
具体而言，本实用新型具有如下优点：
1、本实用新型采用特制双探测器，具有良好的能量分辨率，线性误差小，热稳定性
好，抗电磁干扰能力强，对中子干扰不敏感；仪器可以同时测量伽马能谱、时间谱和热中子
寿命。
2、本实用新型中子发生器内加入了He3管，用于直接监视中子产额的稳定性，便于
及时对中子产额进行调整，保证了测井资料质量的 可靠性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图中：11.马龙头12.上接头13.并紧螺环14.电子线路15.探测器16.屏蔽体17.中
子发生器18.中子发生器驱动控制单元19.外护管尾堵110.尾堵；
图2是中子发生器示意图；
图中：21.密封外管22.中子管23.倍压电路骨架24.倍压电路25.He3管；
图3是探测器示意图；
图中：31.He3管32.减震弹簧33.前置放大电路34.分压电路35.磁屏蔽套36.光电
倍增管37.保温瓶38.闪烁晶体。
具体实施方式
中子从中子管产生，同地层元素发生核反应，在不同时间上，产生各种能量的伽马
射线，可通过时间分布或能量分布测量出各种非弹-俘获伽马射线的时间谱和能量谱。分析
所测得的伽马射线的能量与计数组成的能谱即可以确定地层所含元素的种类和数量。
基于如上理论，本实用新型提供了一种碳氢比脉冲中子多参数测井仪参见图1，该
仪器包括马笼头11、上接头12、并紧螺环13、电子线路14、探测器15、屏蔽体16、中子发生器
17、中子发生器驱动控制单元18、外护管19、尾堵110。
下面，将结合附图对本实用新型进行详细说明：
1、中子发生器的设计与实现
参见图2，中子发生器为仪器提供可控中子源，是整个仪器的核心部件之一。中子
发生器包括密封外管21，中子管22，倍压电路骨架23，倍压电路24，He3管25；He3管25装入倍
压骨架23的一端，倍压电路24固定在聚四氟乙烯棒加工成的倍压电路骨架23上，并与中子
管22靶压相连接。中子管22与倍压电路24连接好后，用聚酰亚胺薄膜进行绝缘处理，然后装
入密封外管内21。将密封外管21进行抽真空处理， 最后注入六氟化硫气体。
2、探测器的设计与实现
参见图3，探测器主要是用来接收来自地层中被中子激发出的伽马射线以及被地
层慢化后的热中子。探测器包括保温瓶37，伽马探测器和热中子探测器。为了避免测井过程
中井筒高温对探测器的影响，将伽马和中子探测器装入保温瓶37内。
其中伽马探测器包括光电倍增管36，磁屏蔽套35，闪烁晶体38，分压电路34，前置
放大电路33；热中子探测器包括He3管31，前置放大电路33；光电倍增管36装入磁屏蔽套35
内，可防止地层磁场及被磁化的套管对光电倍增管36的影响；为了减小井底温度对探测器
的影响，光电倍增管36，闪烁晶体38，分压电路34，前置放大电路33均装入保温瓶内。
本实用新型的测量过程是：
仪器在地面连接好后，打开电源，检查通讯，都正常后开始下放。仪器下放速度不
大于3000m/h。仪器下放到目的层后，进行深度校正。测井操作人员通过地面计算机测控软
件，对井下仪器进行参数配置并启动中子发生器开始测井。井下仪器将仪器状态及得到的
能谱数据通过测井电缆送到地面数控系统进行显示和处理。