Проверка работы, настройка и эталонирование скважинных радиометров

19.01.2017

При эталонировании и настройке прибора ПРКС-2 отключают лентопротяжный механизм регистратора от счетчика оборотов (снять соединительный валик), устанавливают переключатель привода регистратора в положение «Мотор» и подсоединяют к клеммам «-220 в» регистратора преобразователь напряжения. В остальном схема внешних соединений прибора такая же, как на рис. 116, б.
Схема внешних подключений аппаратуры типа ДРСТ-2 приведена на рис. 110, г и 111, ж.
При систематической работе радиометрической каротажной аппаратуры настройку и эталонирование ее выполняют один раз в месяц в специально отведенный для этого день профилактики. Перед началом настройки и эталонирования аппаратуры проверяют ее работоспособность, т. е. включают аппаратуру и замеряют гамма-интенсивности от эталона. После этого настраивают дискриминаторы и эталонируют радиометры.
1. Включение аппаратуры радиоактивного каротажа и проверка ее работоспособности. Включение радиометра ПРКС-2 производят в следующей последовательности.
1. Включают блок питания и посредством кнопки «Режим» по измерительному прибору на пульте блока проверяют напряжение питания. Соединительной колодкой безымянную клемму на блоке соединяют с одной из клемм с цифрами «8», «9» или «10» при которой напряжение питания будет 12 в.
2. Переводят переключатель пределов измерений наземного прибора в положение «10 т», т. е. устанавливают самый грубый предел измерения, переключатель рода работ переводят в положение «Режим» и проверяют наличие нормального режима питания: стрелка прибора должна отклониться на 40 делений и установиться на черном поле шкалы.
3. Устанавливают переключатель рода работ в положение «Интенсивность» и посредством стрелки индикатора и телефона проверяют работу радиометра ПРКС-2.
4. Включают регистратор специальным тумблером на наземном приборе, проверяют отклонение пишущего пера при нормальном фоне и под действием эталона радиоактивности на всех диапазонах измерений, а также при обоих масштабах (200 мка и 50 мка) регистратора.
5. Подключают к клеммам «~220 в» регистратора преобразователь напряжения и при положении «Мотор» переключателя привода регистратора проверяют работу лентопротяжного механизма.
6. Проверяют работу цепи меткоотбивателя: при нажатии на кнопку на счетчике оборотов перо меткоотбивателя должно отклоняться.
7. Заряжают в случае необходимости лентопротяжный механизм диаграммной бумагой, а пишущие перья — чернилами.
При включении аппаратуры ДРСТ-2 выполняют следующие операции (см. рис. 118 и 119).
1. Включают и подготовляют измерительные каналы станции к измерениям методами радиоактивного каротажа: устанавливают постоянную по напряжению измерительных каналов в пределах 1—2 мв/см; в станции АКС-4 переключатели П2 на панели управления (см. рис. 96) ставят в положение «=», проверяют нулевые положения пишущих устройств.
2. Устанавливают переключатель рода работ 2 панели управления аппаратурой ДРСТ-2 в положение «С» или «Г» в зависимости от типа скважинного прибора.
3. При помощи переключателя 6 подключают к клеммам «Осциллограф» вход панели (положения «ЦЖК»).
4. Включают сеть тумблером 2 на блоке питания, затем переключателем 1 панели управления включают питание накальной и анодной цепей.
5. Устанавливают реостатом 3 блока питания ток скважинного прибора 250—260 ма, контролируя величину тока по миллиамперметру 4 на блоке питания. После установки режимов питания прибора на экране осциллографа должны появиться импульсы отрицательной и положительной полярности, а записывающие устройства регистраторов (карандаш потенциометра ПАСК или блик фоторегистратора) будут отклоняться вправо. При поднесении рабочего эталона к детектору скважинного прибора частота следования импульсов на экране осциллографа должна увеличиться, а пишущие устройства должны отклониться на большее расстояние от нулевого положения.
6. Меняя положения переключателей 5 и поднося к скважинному прибору эталон, проверяют работоспособность аппаратуры на всех масштабах записи.
7. Проверяют работу переключателей 4. При небольших значениях постоянной времени нужное отклонение пишущих устройств должно устанавливаться быстрее.
8. Проверяют работу пересчетного устройства и калибратора. С этой целью нажимают на кнопку 9 пересчетного прибора и просчитывают импульсы от генератора, частота которых 50 гц. После этого останавливают счет (нажимают на кнопку 11), сбрасывают показания (нажимают на кнопку 8), включают пересчетный прибор в один из каналов переключателем 3 панели управления, запускают пересчетный прибор (нажимают на кнопку 10) и просчитывают импульсы, поступающие в регистрирующую схему проверяемого канала. При поднесении эталона к счетчику прибора частота следования импульсов должна увеличиваться. Аналогичным образом просчитывают импульсы в другом канале. Далее, остановив пересчетное устройство и сбросив показания на световых индикаторах, включают калибратор в регистрирующую схему прибора переключателем 2 панели управления аппаратуры и просчитывают импульсы от калибратора при положениях «3000; 6000; 12 000; 24 000; 48 000» переключателя 2. Отключив пересчетное устройство от регистрирующей схемы прибора переключателем 3 панели управления, прослеживают отклонение пишущих устройств при положениях «3000—48 000» переключателя 2. При этом сначала устанавливают грубый масштаб записи (положение «7» переключателей 5), затем проводят проверку на более крупных масштабах (в положениях «6; 5; 4; 3; 2; 1» переключателей 5).
9. Проверяют работу контроля нуля пишущих устройств. С этой целью переключатель 2 панели управления устанавливают в положение «О-инд.». При этом пишущие устройства должны установиться на нулевую линию.
10. Устанавливают масштаб записи записывающих устройств.
Масштаб записи показывает, какое число импульсов в 1 мин вызывает отклонение записывающего устройства на 1 см и выражается в имп/мин*см. Как было отмечено, при установке переключателя 5 в положения «1; 2; 3; 4; 5; 6; 7» на всей ширине ленты регистратора может быть записано соответственно 3000; 6000; 12 000; 24 000; 48 000; 96 000; 192 000 имп/мин. Если принять во внимание, что ширина рабочей части ленты в станции АЭКС-900 (1500) равна 15 см, то на потенциометре ПАСК-8 могут быть установлены масштабы записи соответственно 200 ; 400; 800; 1600; 3200; 6400; 12 800 имп/мин*см. В станции АКС-4, где ширина рабочей части ленты 20 см, можно установить масштабы 150; 300; 600; 1200; 2400; 4800; 9600 имп/мин*см. Необходимо, однако заметить, что указанные величины масштабов выдерживаются при строго определенном положении реостатов 8 («Выход») панели управления. Меняя положения этих реостатов, т. е. меняя ток выхода, можно установить промежуточные значения перечисленных выше масштабов.
Практически установку масштаба записи выполняют в следующем порядке.
1. Переключатель 5 устанавливают в такое положение, которое ближе всего соответствует выбранному масштабу (M). Если, например, требуется установить масштаб 500 имп/мин*см на станции АЭКС-900 (1500), то, следовательно, переключатель 5 должен находиться в положении «2».
2. Подбирают необходимое положение переключателя 2 и при помощи пересчетного прибора просчитывают частоту импульсов калибратора в 1 мин.
Необходимую частоту калибратора подбирают таким образом, чтобы пишущее устройство отклонилось на возможно большее расстояние в пределах рабочей части ленты. Если требуется масштаб записи 500 имп/мин*см, а ширина ленты в станции АЭКС-900 (1500) равна 15 см, значит, частота калибратора (п) должна быть близкой к величине 500*15 = 7500 имп/мин. Наиболее близкой к этому значению является частота 6000 имп/мин. Необходимость счета частоты импульсов калибратора объясняется тем, что калибратор дает не строго установленные частоты импульсов, которые указаны на панели переключателя 2, а величины, близкие к ним.
3. Рассчитывают расстояние, на которое должно отклониться пишущее устройство под действием импульсов калибратора. Величину отклонения l (в см) вычисляют по формуле
l = n/M.

Если, предположим, получена частота калибратора 5800 имп/мин то величина l составит 5800:500 = 11,6 см.
4. С помощью реостата 8 («Выход») панели управления устанавливают расчетное отклонение пишущего устройства от нулевого положения.
При установке масштаба записи не рекомендуется изменять постоянную по напряжению измерительного канала, потому что это может нарушить линейность зависимости показаний регистратора от интенсивности радиоактивного излучения.
После установки масштаба записи, т. е. по окончании проверки работоспособности аппаратуры ДРСТ-2, при помощи переключателя 1 панели управления отключают питание накальных и анодных цепей, выключают блок питания, электронный осциллограф, измерительные каналы станций.
Проверка работы, настройка и эталонирование скважинных радиометров

2. Настройка дискриминаторов. Цель настройки дискриминатора— установить энергетический уровень величиной около 100 кэв. При установке такого уровня будут срезаться дискриминатором шумовые импульсы и пропускаться только импульсы, обусловленные 7-излучением пород, имеющие энергию в основном более 100 кэв.
Один из способов установки уровня дискриминации в приборе ПРКС-2 основан на зависимости поглощения 7-излучения источника радия в железном экране.
Измерения выполняют на одном из диапазонов (III или IV) шкалы прибора. При этом устанавливается такая чувствительность индикатора, при которой уровень «шумового» фона не превышает 5—10 имп/мин. Далее радиометр прогревают в течение 30 мин, после чего эталон 2 радия серии С-41 (рис. 120, а) и гильзу 3 прибора помещают в установку, состоящую из трех ящиков 1 с песком — рассеивателей, необходимых для увеличения доли более мягкого γ-излучения. Размеры установки, расположение в ней гильзы и радиоактивного эталона показаны на рисунке. Измерения производят при всех десяти положениях переключателя уровней дискриминации. Первую серию измерений выполняют, пользуясь счетчиком, закрытым только дюралюминиевым светозащитным кожухом, вторую — при надетом на скважинный прибор внешнем железном корпусе, а также с использованием специального железного экрана — железной трубы 4 длиной не менее 400 мм, диаметром 38—45 мм и толщиной 3 мм.
Далее для каждого соложения переключателя уровня дискриминации вычисляют коэффициент KFe (в %), представляющий собой долю излучения, поглощенного в железе:
KFe = (1-IFe/I0)*100,

где IFe — интенсивность γ-излучения в делениях шкалы, полученная со счетчиком в железном экране; I0 — интенсивность γ-излучения, полученная со счетчиком без экранов.
Величина коэффициента КFe позволяет по графику на рис. 120, 6 определить порог дискриминации E (в кэв), соответствующий каждому из десяти положений переключателя «Дискриминатор». Порог дискриминации устанавливают равным 100 кэв. Если минимальный уровень дискриминации будет превышать 100 кэв, то увеличивают напряжение тока с таким расчетом, чтобы порог не превышал указанную величину, и после этого устанавливают чувствительность, при которой уровень шумовых импульсов в 1 мин не превышал бы 5—10.
Для настройки дискриминаторов аппаратуры ДРСТ-2 включают аппаратуру, подсоединяют к гнездам 7 панели управления (рис. 118, а) электронный осциллограф и ставят переключатель 6 в положение «I дискр.». Далее при помощи потенциометра регулировки дискриминатора, расположенного на шасси панели управления, устанавливают такую амплитуду входного сигнала, которая превышала бы уровень дискриминации приблизительно в 2 раза. На экране осциллографа уровень дискриминации изображается более яркой точкой или изломом на линии переднего и заднего фронта импульса. При настройке яркая точка на переднем фронте импульса должна находиться на половине от вершины импульса.
Аналогичным образом настраивают уровень дискриминатора II канала. При этом переключатель 6 панели управления переводят в положение «II дискр.», а настройку выполняют, пользуясь потенциометром регулировки дискриминатора, расположенного на шасси панели управления в схеме II канала.
После установки уровней дискриминаторов переключатель 6 панели управления устанавливают в положения «I норм.» и «II норм.». На экране осциллографа при этом должны появиться импульсы длительностью 60 мксек и амплитудой 80—100 в.
3. Эталонирование аппаратуры радиоактивного каротажа. Эталонирование этой аппаратуры необходимо для того, чтобы выразить величину отклонения пишущих устройств или стрелочных индикаторов в единицах мкр/ч (для метода ГК) или в условных единицах (для методов ГГК и НГК).
Методика эталонирования аппаратуры метода ГК во многом аналогична описанной в разделе «Радиометрия». Эталонирование выполняют вдали от строений на специальной ровной площадке размером 10x10 м, на которой на расстоянии 4—5 м устанавливают две опоры. Между опорами на высоте более 2—2,2 м натягивают стальную проволоку диаметром 4—5 мм. Параллельно последней на одной из опор на специальных кронштейнах устанавливают гильзу прибора так, чтобы центр счетчика был на высоте не менее 2—2,2 м от поверхности земли. К проволоке подвешивают эталон радиоактивности таким образом, чтобы ампула с препаратом радия находилась на высоте центра счетчика эталонируемого прибора.
Постоянная времени приборов при эталонировании должна быть максимальной.
Кристалл сцинтилляционного счетчика экранируют от влияния рассеянного 7-излучения специальным стандартным свинцовым экраном.
Для каждого диапазона рассчитывают 5—7 расстояний от эталона радиоактивности до счетчика прибора так, чтобы интенсивность 7-излучения могла быть записана приблизительно через равные расстояния на диаграммной ленте или отсчитана через равные интервалы по индикаторному прибору. Эти расстояния определяют по формуле
R = √A/I,

где А — интенсивность эталона в мкр/ч на расстоянии 1 м от счетчика, которая обычно указывается в паспорте эталона; I — необходимое значение гамма-интенсивности в мкр/ч, которое нужно записать на диаграммной ленте или отсчитать по индикатору.
При расчете расстояний для эталонирования прибора ДРСТ-2 следует помнить, что чувствительность нетермостойкого детектора ГК равна 600 имп/мин на 1 мкр/ч, термостойкого 200 имп/мин на 1 мкр/ч.
Рассчитанные расстояния R округляют до целых сантиметров, после чего для каждого из них определяют точное значение гамма-интенсивности: эталона по формуле
I = A/R2.

Эталонирование каждого диапазона выполняют в следующем порядке.
1. Проверяют и устанавливают нулевое положение регистрирующего устройства.
2. Измеряют или записывают нормальный фон. При этом эталон радиоактивности относят на расстояние не менее 10 м от счетчика и закапывают в шпур глубиной 40 см. Если эталонируют стрелочный индикатор прибора ПРКС-2, то берут три отсчета через 20 сек и вычисляют среднее значение; если эталонируют самописец, то записывают линию длиной 2—3 см при скорости протяжки ленты 2—3 см/мин; если для определения нормального фона используют электромеханический счетчик или пересчетный прибор, то число сосчитанных импульсов должно быть не менее 400—500.
3. Вновь проверяют и записывают нулевое положение регистрирующего устройства.
4. Берут отсчеты или записывают гамма-интенсивность при 5—7 рассчитанных расстояниях от эталона до счетчика. Отсчет интенсивности по стрелочному прибору берут через 2—3 мин после установки эталона на указанное расстояние; длина записи при каждом положении эталона должна быть равна 2—3 см; необходимые величины расстояний между эталоном и источником на проволоке определяют при помощи мерной ленты или рулетки с точностью до 1 мм.
5. Измеряют или записывают нормальный фон подобно тому, как было указано в пункте 2; если значение нормального фона изменилось более чем на 10—15% по отношению к замеру перед эталонированием, то выясняют причины расхождения, устраняют их и заново проводят эталонирование.
После эталонирования выполняют контрольный замер каждого проэталонированного диапазона. С этой целью источник радиоактивности устанавливают на такое расстояние от счетчика, при котором стрелка индикатора или перо самописца отклонялись бы приблизительно на половину шкалы.
Нередко для контрольного замера применяют специально изготовленные из урановой руды рабочие эталоны, которые надевают на скважинный прибор.
Результаты эталонирования записывают в специальный журнал: для каждого значения интенсивности по нескольким отсчетам вычисляют и записывают в журнал среднее значение. На ленте самописца градуировочные записи осредняют и в журнале против каждого значения интенсивности записывают расстояния (в мм) от соответствующей площадки до нулевой линии. Подлинники записи результатов эталонирования на каротажной ленте хранят вместе с градуировочным журналом.
По результатам эталонирования строят эталонировочный график подобно тому, как было описано ранее. По вертикальной оси откладывают деления шкалы индикатора или величины отклонения пишущих устройств в мм, по горизонтальной оси — интенсивность в мкр/ч. Для каждого диапазона строят обычно отдельный график. На каждом графике указывают номер и тип прибора, номер счетчика, кристалла, ФЭУ, эталона радиоактивности и дату эталонирования. На графике должны быть подписи лиц, которые выполнили эталонирование и проверили правильность эталонирования и построения графиков.
Для эталонирования аппаратуры ГГК погружают скважинный прибор с присоединенным к нему источником и без источника γ-излучения в бак с пресной водой и производят соответственно два замера. Разницу в полученных замерах принимают за условную единицу ГГК. Высота и диаметр бака с водой должны быть соответственно не менее 1 л и 0,6 л. Скважинный прибор устанавливают по оси бака так, чтобы середина зонда находилась в центре объема воды, налитой в бак. Содержание солей в воде не должно превышать 2 г/л.
После эталонирования аппаратуры ГГК скважинный прибор с источником устанавливают в горизонтальном положении на расстоянии не менее 2 м от поверхности земли и посторонних предметов и измеряют величину контрольного показания.
Для эталонирования аппаратуры НГК используют бак диаметром 0,8 м, высотой 1,75 м, заполненный пресной водой (содержание солей не более 0,5 г/л). Скважинный прибор устанавливают вдоль оси бака так, чтобы середина зонда располагалась на одинаковом расстоянии от верхней и нижней границы воды, налитой в бак. Разность показаний прибора в эталонировочном баке с источником и без источника нейтронов принимается за условную единицу. Нередко для эталонирования аппаратуры НГК используют специальное эталонировочное устройство, смонтированное на прицепе.
Контрольные показания для аппаратуры НГК могут быть получены при помощи радиевого источника С-41 (содержание радия около 0,1 мг) или при помощи специальной насадки с гнездом для эталонного источника типа 0-51 (содержание радия 0,01 мг).