Двухканальный сцинтилляционный термостойкий радиометр ДРСТ-2

Двухканальная аппаратура типа ДРСТ-2 предназначена для геофизических исследований скважин глубиной до 3000 м методами радиоактивного каротажа.

Аппаратура ДРСТ-2 рассчитана для работы с применением трехжильного и одножильного кабеля и может эксплуатироваться в комплекте с каротажными станциями АЭКС-900 (1500), АКС-4, АКС/Л-7 и ОКС-56.

Питание аппаратуры ДРСТ-2 осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 в.

Комплект аппаратуры состоит из панели управления, двух скважинных приборов, зондового устройства, сменных блоков детекторов, блока питания, пересчетного прибора и запасного имущества.

1. Принцип действия аппаратуры ДРСТ-2. Питание фотоэлектронных умножителей детекторов 1 и 1' (рис. 1) осуществляется от высоковольтного генератора 5, создающего стабилизированное напряжение 1250 в.

Под воздействием гамма-излучения или нейтронного излучения в детекторах 1 и 1' возникают вспышки (сцинтилляции), частота которых пропорциональна интенсивности излучения, а яркость пропорциональна энергии излучения. Все вспышки преобразуются фотоумножителем в электрические импульсы, поступающие после усилителей 2 и 2' на амплитудные дискриминаторы 3 и 3'. Последние пропускают импульсы величиной, превышающей определенный уровень (200—250 мВ) — порог срабатывания дискриминаторов. На выходе дискриминатора импульсы имеют постоянные параметры (длительность и амплитуду).

Импульсы с дискриминаторов (отрицательной полярности в канале I и положительной — канале II) усиливаются усилителем мощности 4 и по даются по кабелю в двухканальный усилитель в наземной панели. Пройдя через усилитель 6, они разделяются по полярности триггерами 8 и 8', причем положительные вызывают срабатывание триггера 8 канала I, отрицательные, пройдя через фазоинвертор 7, вызывают срабатывание триггера 8' канала II. С триггеров 8 и 8' импульсы через дифференцирующие цепочки поступают на нормализаторы 9 и 9'. С выхода нормализаторов, стабильные по длительности и амплитуде, они направляются на интеграторы 10 и 10', где преобразуются в постоянный ток, пропорциональный их частоте, т. е. радиоактивному излучению. Ток интеграторов записывается регистраторами 11 и 11'.

Работа каналов и настройка масштабов записи контролируются при помощи калибратора 13. Пересчетный прибор 12 емкостью 100 тыс. импульсов позволяет производить счет импульсов поочередно в одном или другом канале. Питание панели управления и скважинного прибора осуществляется от блока питания типа ДРСТ-2-3-00 или УВК-1.

2. Конструкция скважинного прибора. Скважинный прибор представляет собой стальной цилиндрический кожух, герметизированный с обоих концов головками с самоуплотняющимися резиновыми кольцами. Верхняя головка прибора служит для подсоединения его к кабелю, нижняя — для подсоединения зондового устройства с источником. Внутри цилиндрического кожуха на платах из текстолита смонтирована электрическая схема скважинного прибора.

В зависимости от условий и видов измерений в комплект скважинного прибора могут входить семь сменных детекторов излучения.

Для работы в скважинах с температурой до +120° С применяются следующие детекторы:
1) ГК (монокристалл NaJ (Т1) размерами 20 X 40 мм и фотоумножитель ФЭУ-31);
2) НГК (газонаполненный счетчик СИ-23Г);
3) НК-Т (сцинтиллятор типа ЛДНМ и фотоумножитель ФЭУ-31);
4) ГГК (монокристалл NaJ(Tl) размерами 20 X 40 мм и фотоумножитель ФЭУ-31).

Детекторы ГК, ГГК и НК-Т термостатированы при помощи сосудов Дьюара. Для увеличения теплоемкости внутренней полости сосуда Дьюара несущая пробка из слабопроводящего тепломатериала имеет емкость, заполненную парафином.

Для работы в скважинах с температурой до 50—60° С применяются детекторы :
1) ГК (монокристалл NaJ(Tl) размерами 30 X 70 мм и фотоумножитель ФЭУ-35);
2) ГГК (кристалл NaJ(Tl) размерами 30 X 40 мм и фотоумножитель ФЭУ-35);
3) НКТ (сцинтиллятор ЛДНМ-2 и фотоумножитель ФЭУ-35).

Для регистрации надтепловых нейтронов к комплекту детекторов НК-Т придаются кадмиевые и полиэтиленовые экраны.

Зондовое устройство скважинного прибора экранирует детектор от прямого излучения источников и позволяет менять расстояние между источником и детектором в пределах 300; 400; 500 и 600 мм для работы методами ГГК и НК-Т и 500; 600 и 700 мм для работы методом НГК.

Диаметр скважинного прибора 60 мм.

Скважинный прибор с термостойким детектором рассчитан на непрерывную работу при температуре +120° С в течение 3 ч. Прибор с нетермостойким детектором излучения может работать при температуре +50° С в течение 10 ч. При этом регистрируемые параметры могут измениться не более чем на 5%.

Чувствительность нетермостойкого детектора ГК составляет не менее 600 имп/мин на 1 мкр/ч, термостойкого — не менее 200 имп/мин на 1 мкр/ч. Чувствительность нетермостойкого детектора ГГК — не менее 200 имп/мин на 1 мкр/ч.

Скважинный прибор потребляет ток 255 мА при напряжении 150 в.

3. Панель управления. Панель управления аппаратуры ДРСТ-2 выполнена на стандартном шасси, которое устанавливается в отсеке для аппаратуры радиоактивного каротажа аппаратурного стенда станции (рис 2, ниже).

В левой части панели расположены монтажные платы I канала, в правой части - II канала. Схема калибратора выполнена на монтажных платах в центральной части панели.

На лицевой части панели расположены органы управления прибором и штепсельные разъемы, обеспечивающие соединение панели с блоком питания, регистраторами и пересчетным прибором.

Переключатель 1 служит для включения накальных и анодных цепей питания.

Переключателем 2 производятся следующие операции:
1) в положении «С» в цепь регистрации включается скважинный прибор работающий с двумя сцинтилляционными счетчиками;
5) в положении «Г» в цепь регистрации включается скважинный прибор, в I канале которого установлен газоразрядный счетчик, во II канале — сцинтилляционный счетчик;
3) в положении «0—инд.» вход панели управления закорачивается, при этом проверяется нулевое положение пишущих устройств регистраторов;
4) в остальных положениях в измерительные каналы наземной панели поступают импульсы от калибратора с частотой соответственно 3000; 6000; 12 000; 24 000 и 48 000 имп/мин.

Переключатель 3 позволяет подключать пересчетный прибор в I или во II канал или останавливать счет. Переключателями 4 устанавливается постоянная времени каналов, которая может меняться от 0,5 до 12 сек.

Переключатели 5 позволяют изменять масштабы записи радиоактивного излучения. При установке переключателей 5 в положения «1; 2; 3; 4; 5; 6; 7» на рабочей ширине ленты регистратора могут быть записаны интенсивности радиоактивного излучения соответственно от нуля до 3000; 6000; 12000; 24000; 48000; 96000 и 192000 имп/мин.

Переключатель 6 служит для подключения электронного осциллографа к различным участкам схемы и визуального контроля за формой поступающих импульсов. В положении «ЦЖК» к гнездам 7 («Осциллограф») подключаются вход панели. В положениях «I дискр.» и «II дискр.» в гнезда «Осциллограф» включаются соответственно входы дискриминаторов I и II каналов, в положениях «I норм.» и «II норм.» — входы нормализаторов I и II каналов.

Реостатом 8 регулируется выходной ток интеграторов I и II каналов при настройке масштабов записи.

В гнездо 9 включается штекерный провод от пересчетного прибора. Гнезда 10 служат для подключения к панели кабеля от скважинного прибора. При работе с одножильным кабелем в гнездо ЦЖК включается центральная жила кабеля, в гнездо ОК — оплетка кабеля. Посредством гнезда 11 корпус прибора заземляется. К штепсельному разъему 12 подключается кабель блока питания. Штепсельный разъем 13 служит для подключения панели управления к регистратору.

Контрольная лампа 14 является индикатором нормальной работы цепей накалов радиоламп.

На шасси панели установлены переменные сопротивления для регулировки амплитуды сигнала от скважинного прибора, для регулировки порога срабатывания триггеров Шмидта I и II каналов, для подстройки кратности масштабов каналов и подстройки частот калибратора, а также тумблеры, обеспечивающие работу панели со скважинным прибором СП-62, входящим обычно в комплект аппаратуры НГГК-62.

4. Блок питания. Питание панели управления аппаратуры ДРСТ-2 осуществляется от специального блока питания типа ДРСТ-2-3-00 (см. рис. 3 ниже).

Блок питания работает от промышленной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В, обеспечивает на выходе переменные напряжения для каналов ламп 6,3 В, постоянные напряжения для анодов ламп +150 В и —150 В. и постоянное напряжение для питания скважинного прибора +250 В. Он выполнен в отдельном корпусе. На лицевой панели блока установлены клеммы 1 для подключения его к промышленной сети 220 в, включатель сети 2, реостат 3 и миллиамперметр 4 для установки и контроля тока питания скважинного прибора, штепсельный разъем 5 для подключения панели управления к блоку питания, контрольные лампы 6 и 7 включения сети и наличия тока в скважинном приборе, предохранитель 8.

5. Пересчетный прибор ПС-100. Пересчетный прибор типа ПС-100 служит для счета импульсов в том или другом канале аппаратуры ДРСТ-2. Его емкость 100 000 импульсов.
О пересчетном приборе ПС-100 расписывать тут не буду, о нем можно почитать в отдельной специализированной теме.