Реферати українською » Геология » Апаратура спектрометричного каротажу СГК-1024


Реферат Апаратура спектрометричного каротажу СГК-1024

інтерпретації даних спектрометричногогамма-каротажа важливою складовою є побудова інтерпретаційної моделі об'єкта дослідження та встановлення / уточненняпетрофизических зв'язків З>Th, ЗU, ЗK у межах моделі.

1.2  Коротка технічна характеристика

Склад апаратури.

До складу апаратуриСГК-1024 входять:

-скважинний прилад;

- технічне опис (ТЕ);

- формуляр;

-интерпретационное забезпечення методу СГК;

-программно-методическое забезпечення первинної обробки даних СГК (отримання виправлених впливскважинних умов вимірів геофізичних параметрів - масових змістів торію З>Th, урану ЗU і калію ЗK в породі), інструкція з проведення;

- програмне забезпечення настроювання й тестування приладу з урахуванням (для ремонтних служб підприємства);

- програмне забезпечення тестування приладу передкаротажем (для операторського складу);

- програмне забезпечення польовий калібрування і інструкція з проведення;

- технічні засоби і забезпечення базової калібрування, інструкція з проведення;

- програмне забезпечення проведеннякаротажа апаратуроюСГК-1024.

Апаратура працює у комплексі з реєструючим устаткуванням, які забезпечують приймання-передачу інформацією кодіМанчестер-2 і управління режимами роботи приладу у процесікаротажа, каротажної станцією з трижильнимгрузонесущим кабелем довжиною до 8000 м.

Програмні кошти настройки, тестування, калібрування та державній реєстрації даних апаратуриСГК-1024 функціонують у складі реєстратора «>КАРАТ» або модему, які забезпечують зв'язок приладу з комп'ютером.

Комплектність поставки технічних і програмних засобів визначається вимогами замовника.

Докладні відомостей про апаратурі наведені у технічному описі та інструкції по експлуатації.

Технічна характеристика апаратури

АпаратураСГК-1024 характеризується такими параметрами:

- довжина, мм 1550 (2290)
- максимальний діаметр, мм 73 (76)
- маса, кг 25 (50)
- діапазон діаметрів досліджуваних свердловин, мм > 100
- швидкістькаротажа,м/ч до 200
- телеметрія >Манчестер-2, 22кбод
- діапазон енергій,КеВ >403000
- тип детектора >CsJ,NaJ
- число реєстрованих каналів >2128+16 (17)
- число вимірюваних параметрів 10
- діапазон вимірів масових змістів
торію, ppm >0.5200
урану, ppm >0.5200
калію, % >0.120
- похибка вимірів масових змістів
торію, ppm 1.5 (10%отн.)
уран, ppm 1.5 (10%отн.)
калію, % 0.3 (10%отн.)
- канал інтегрального ДК,мкР/ч >0.1250
- основна відносна похибка вимірів ДК, % 15
- каналакселерометра ненормований
- канал внутрішньої температури приладу ненормований
- 4 технологічних каналу ненормировани
- діапазон робочих температур, °З ->10120 (->10175)

- верхнє значення робочого гідростатичного тиску,МПа

- застосовуваний геофізичний кабель

80 (140)

>трехжильний геофізичний кабель довгою до 8000 м. (>КГ3–60–120 (175))

 

Конструкція свердловинного приладу

Загальний вид свердловинного приладу в модифікаціїСГК-1024Т наведено на рис. 2, основними елементами якого є: приладова голівка (1), охоронний кожух (2), блок детектування СГК (3), блок електроніки (4) і прохідна голівка з накидний гайкою і корком. У приладовій голівці встановлено геофізичний розняття та перехідною міст зелектровводами. У прохідній голівці встановлено стандартний геофізичний розняття. Утермобаростойкой модифікації апаратури блоки детектування і електроніки розміщуються в металевому посудиніДьюара.


2.  Пристрій апаратуриСГК-1024

 

2.1  Пристрій свердловинного приладу. Розміщення плат в приладі

>Скважинний прилад містить електронний блок,телесистему і сцинтіляційний детектор гамма-випромінення зфотоелектронним примножувачем. Роботаспектрометрической схеми стабілізується по опорному каліброваному спектру.


2.2  Пристрій датчиків. Пристрійсцинтилляционного детектора гамма-випромінення зфотоелектронним примножувачем


>Сцинтилляционний детектор (лічильник) включає у собі власне сцинтилятор, за який використовується кристалNaJ (чиCsJ) активоване кадмієм, іфотоелектроннийумножитель (>ФЭУ). А він полягає з скляний колби з розташованими у нійфотокатодом, до котрої я прикладена різницю потенціалів U порядку1500B. Напруга на діоди подають з дільника.

>Рис. 3.Сцинтилляционний детектор

Влучаючи частки радіоактивного випромінювання в сцинтилятор у ньому виникає світлова спалах, під впливом якої фотокатод випромінює електрони.Ускоряясь в електричному поліФЭУ, кожен електрон з першогодинода кілька вторинних електронів. Процес повторюється наступнихдинодах, викликаючи виникненню електронної лавини; різко зростає провідністьФЭУ. У ланцюзі харчуванняФЭУ виникає імпульс струму, викликає падіння напруги нарезисторе, яке подається на вимірювач швидкості.


3.  Принцип дії апаратури

>Блок-схема свердловинного приладуСГК-1024Т приведено на рис. 3. Прилад складається з таких блоків:

1 – розняття голівки свердловинного приладу (щодо нього відбувається під'єднання трьох жив і бронікаротажного геофізичного кабелю);

2 – блок комутації (призначений для підключення приладу до першої та другої жилах кабелю з подачею 24 У по третьої оселя);

3 – блок центрального процесора (служить для зв'язку свердловинного приладу з бортовим комп'ютером і водночасбуферизирует дані передачі кабелем);

4 – блок перетворення вторинних напруг (призначений щоб одержати всередині свердловинного приладу необхідних вторинних напруг, ±5 У, ±12 У, +24 У);

5 – блок накопичення амплітудних спектрів;

6 – блок перетворення «>аналог-код» (призначений для оцифровки вхідних імпульсів із системи «>ФЭУ+детектор»);

7 –фотоелектроннийумножитель;

8 – детектор гамма-випромінення;

9 – блок харчування високої напруги (призначений для харчуванняФЭУ);

10 – прохідній розняття (щодо нього відбувається під'єднання наступних модулів);

11 – охоронний кожух свердловинного приладу.


>Рис. 4.Блок-схема свердловинного приладуСГК-1024Т

>Скважинний прилад працює так. До каротажної станціїскважинний прилад підключається через геофізичнийкаротажний кабель,сочлененний з голівкою свердловинного приладу (1). У положенні «за умовчанням» перша й інша жили кабелю проходять транзитом на прохідній розняття (10) не мають гальванічної зв'язки й з електронними блоками спектрометра. Це призначено щодо можливості підключення цих жив решти пристроям, наприклад, доелектродвигателю. Подача на третю жилукаротажного кабелю +24 У щодо броні комутирує 1 і 2 жили до електронному блоку спектрометра. При подачі харчування свердловинного приладу починає працювати блок перетворення вторинних напруг (4) та Блок харчування високої напруги (9). За появи вторинних напруг всередині свердловинного приладу блок центрального процесора (3) скидає до стану «за умовчанням» блок накопиченняамплитудно-временних спектрів (5), блок перетворення «>аналог-код» (6) і "Блок харчування високої напруги (9). Блок харчування високої напругипрограммно-управляемий – тобто. його вихідним напругою, якезапитиваетФЭУ (7), можна управляти за командами із наземного комп'ютера, змінюючи цим коефіцієнт посилення інформаційного сигналу. При установці «за умовчанням» напруга харчуванняФЭУ (7) встановлюється блоком харчування високої напруги (9) на значення, отримане за результатами настройки свердловинного приладу. Зазвичай за нормальної температури 20° С стан «за умовчанням» забезпечує становище енергетичної шкали свердловинного приладу в заданої робочої області.

Через війну взаємодіїгамма-квантов з люмінофоромсцинтилляционного детектора (8) останній перетворює енергію гамма-випромінення в світлові спалахи - сцинтиляції. У цьому сумарна енергіяиспускаемих фотонів пропорційна енергії, залишенійгамма-квантом в детекторі. Даліфотоелектроннийумножитель (7) конвертує світловий імпульс в імпульс електричний. Заряд,собираемий із виходуФЭУ (7), за інших рівних умов, пропорційний сумарною енергіїсцинтилляций люмінофору детектора (8), і, отже, енергії, залишенійгамма-квантом в детекторі. У традиційних схемах включенняФЭУ є джерелом струму, для виходу яких підключені перетворювачі «>ток-напряжение». З огляду на кінцевого значення часувисвечивания сцинтилятора і прольоту електронів між електродамиФЭУ, наявності паразитних ємностей у конструкціїФЭУ і вхідних каскадів підсилювачів, імпульс напруги, отримуваний із системи «>детектор+ФЭУ+усилитель» може бути описаний деякою функцією (у першому наближеннігауссоидой). Амплітуда цього імпульсу, за збереження незмінності перелічених вище параметрів, буде пропорційна енергії зареєстрованогогамма-кванта.

>Токовий імпульс з анодаФЭУ (7) надходить на вхід перетворювача «>ток-напряжение», із виходу імпульс напруги подається на відповідні входи аналого-цифрового перетворювача. Через війну перетворення не вдома блоку перетворення «>аналог-код» (6) з'являється цифровий код, пропорційний енергії, залишенійгамма-квантом всцинтилляционном детекторі.

З виходу блоку перетворення «>аналог-код» (6) дані надходять на вхід блоку накопиченняамплитудно-временних спектрів (5). Режим роботи блоку накопичення спектрів (6) визначається процесором блоку пам'яті.

Отже, в приладі відбувається накопичення амплітудних спектрів. Причому всього спектра займає 256 осередків пам'яті – 128 для «м'якої» області (кожен із перших 128 каналів 1024 канального спектра) і 128 для «жорсткої» області. Кожен із 128 каналів спектра «жорсткої» області містить 8 каналів первинного1024-канального спектра.

Передача накопичених спектрів здійснюється за командам з блоку центрального процесора (3), що надходять лінією послідовного інтерфейсу у нього накопичення спектрів (5). Зв'язок свердловинного приладу з бортовим комп'ютером підтримує блок центрального процесора (3), виконаний традиційно, котрий за команді від наземного вимірювального комплексу здійснює видачу в лінію зв'язку наступних інформаційних сигналів:

- кількість зареєстрованих імпульсів у кожному з 128 каналах м'якої частини спектра СГК (128 слів),

- кількість зареєстрованих імпульсів у кожному з 128 каналів жорсткої частини спектра СГК (128 слів),

- температуру у блоці електроніки свердловинного модуля (два слова),

- температуру у блоці детектування свердловинного модуля або показанняодноосногоакселерометра (один голос),

- технологічні параметри каналу СГК (4 слова).

По окремому запиту додатково видається «електронний» номер приладу, дата прошивки програмного забезпечення та її версія.


4.  Підготовка апаратури на роботу

 

4.1  Методика калібрування

 

>Калибровка апаратуриСГК-1024 здійснюється акредитованимиметрологическими службами геофізичного підприємства у відповідність до поданій до комплекту апаратури інструкцією, у якій регламентовані умови, кошти й операції калібрування, описана методику визначення метрологічних параметрів апаратури.

>Калибровка здійснюється за введення апаратури в експлуатацію й періодично раз на квартал у процесі експлуатації, і навіть після зміни детектора гамма-випромінення чи ремонту механічних вузлівзондового устрою апаратури. Дані калібрування є основою оцінки якості і проведення кількісної інтерпретації результатівкаротажа.

Супроводжувальна документація на апаратуруСГК-1024 повинна містити інформацію про первинноїкалибровке.

Базова калібрування апаратури

Базова калібрування апаратури виконується з єдиною метою:

- контролю параметрів апаратури;

- виставляння енергетичної шкали;

- визначення метрологічних характеристик апаратури;

- перевірки діапазону вимірів та засобами визначення відносної основний похибки,вносимой апаратурою виміру атмосферного явища масових змістів торію, урану і калію;

- записи калібрувальних даних в файл базової калібрування від використання на етапах польовий калібрування, реєстрацію ЗМІ й обробки результатів вимірів.

Базова калібрування апаратуриСГК-1024 виконується наГСО-ЕРЭ або атестованих калібрувальних пристроях (>УК-СГК) [6], які забезпечують подобу реєстрованих у яких спектрівспектрам,регистрируемим вскважинних умовах.Калибровка виконується відповідно до інструкцією покалибровке, і навіть документацією на програму базової калібрування апаратури.

Як зразкових коштів масових змістів торію З>Th, урану ЗU і калію ЗK встановленніУК-СГК використовуються п'ять калібрувальних ємностей спеціальної конструкції. Значення відтворювальних ними масових змістів торію, урану і калію мають забезпечувати отримання калібрувальних спектрів, придатних від використання програми обробки, і навіть перевірку діапазону вимірів та визначенням систематичної (>DС>Th,DСU,DСK абоdС>Th,dСU,dСK) ісреднеквадратической випадкової (>dЗЗ>Th,dЗЗU,dЗЗK) похибок:

де , і середні значення параметрів З>Th, ЗU і ЗK рівні, відповідно, і Ко0 – числоотсчетов, З>Thпасп, ЗU>пасп і З>Кпасп – паспортні значення масових концентрацій торію, урану і калію вкалибровочном устрої.

У табл. 6 наведено вимоги до метрологічним характеристикам апаратуриСГК-1024.

Результат базової калібрування записується в файл базової калібрування із зазначенням дати її і параметрів використаного устаткування (номери приладу, типу, і номери каліброваної встановлення і ін.).

З іншого боку, створюється протокол базової калібрування приладу, рекомендована форма якого приведено в Додатку 1.

Таблиця 6 – метрологічні характеристикиаппаратурно-измерительного комплексуСГК-1024 й підвищити вимоги до значенням

Найменування характеристик Вимоги до характеристикам
1. Систематична складова похибки вимірів:

>DС>Th, ppm (при З>Th>20 ppm, %отн.)

>DСU, ppm (при ЗU>20 ppm, %отн.)

>DСДо, %абс (при ЗK>5%, %отн.)

трохи більше 2 (трохи більше 10)

трохи більше 2 (трохи більше 10)

трохи більше 0.3 (трохи більше 10)

2.Среднеквадратическая випадкова складова похибки вимірів

>dЗЗ>Th, %отн. при З>Th>20 ppm

DЗЗ>Th, ppm при З>Th< 20 ppm

>dЗЗU, %отн. при ЗU>20 ppm

DЗЗU, ppm при ЗU< 20 ppm

>dЗ ЗДо, %отн. при ЗДо>5.0%

DЗЗДо, %абс. при ЗДо< 5.0%

трохи більше 5

трохи більше 1.0

трохи більше 5

трохи більше 1.0

трохи більше 5

трохи більше 0.25

Для розрахунку похибок визначення масових змістівЕРЭ на нижній межі діапазону вимірів використовуються результати доПКУ-ЕРЭфон.

Для розрахунку похибок визначення масових змістівЕРЭ посередині діапазону вимірів використовуються результати доПКУ-ЕРЭсмесь.

Польова калібрування апаратури

Польова калібрування апаратури виконується перед проведеннямкаротажа в свердловині в інтервалі із підвищеноюгамма-активностью породи із єдиною метою:

- встановлення її працездатності;

- контролю (або виставляння) енергетичної шкали апаратури відповідно до енергетичної шкалою при базовоїкалибровке;

- реєстрації опорного спектра на подальше використання при автоматичної прив'язці енергетичної шкали спектрометра у процесікаротажа.

Польова калібрування апаратуриСГК-1024 обов'язковий етапом і під часкаротажа. Польова калібрування виконується відповідно до інструкцією на апаратуру, і навіть документацією на програму польовий калібрування апаратури.

Дані польовий калібрування мають бути доступні при обробці матеріалівкаротажа.

4.2  Характеристика програмного забезпечення апаратури

До складу апаратуриСГК-1024 входить набір програмних засобів, підтримуючий всю технологічний ланцюжок експлуатації апаратури від неї первинної настройки ремонту і виготовленні до отримання виправлених впливскважинних умов вимірів геофізичних параметрів – масових змістів торію З>Th, урану ЗU і калію ЗK в породі. Характеристика програмних засобів первинної обробки данихСГК-1024 приведено розділ 6. Програмні кошти настройки, тестування, калібрування та державній реєстрації даних апаратуриСГК-1024 прив'язані дорегистрирующему устаткуванню. Комплектність і тип поставленого програмного продукту настройки, тестування та інших. визначаються замовником.

Програмне забезпечення настройки апаратуриСГК-1024Т використовується і під час ремонтних робіт з урахуванням потрібне щодо:

- настройки спектрометричного тракту апаратури;

- настройки прийому сигналів і параметрів опитування приладу;

- цифрового і графічного перегляду прийнятої інформації;

- настроювання й записи технологічних параметрів каналу СГК;

- читання і перегляду «електронного» номери приладу, версії програмного продукту і дати його прошивки в прилад;

- записи зареєстрованим інформацією файл (наприклад, при випробуваннях апаратури натермостабильность).

Програмне забезпечення тестування, польовий калібрування та державній реєстрації даних апаратуриСГК-1024 призначено для операторського складу і експлуатується під час проведеннякаротажних робіт, забезпечуючи:

- надстройку прийому сигналів і параметрів опитування приладу;

- цифровий і графічний перегляд прийнятої інформації;

- читання і перегляд «електронного» номери приладу, версії програмного продукту і дати його прошивки в прилад;

- проведення польовий калібрування апаратури для встановлення її працездатності й

Схожі реферати:

Навігація