[其他]电离室同位素示踪单井中测定地下水流速流向的装置

说明书

本发明属于放射性测井技术，发明提供一种单井中同位素示踪测定装置，要求制作简单、造价低廉、操作简便安全，测量精度高。发明装置主要由投源、测量和定位三系统组成。特别是投源系统中采用医用洗耳球可控制、调节示踪溶液喷出：测量系统中选用直读电高室，可直读出数值矢量，定位系统中采用萤光指南针照像定方位。

本发明属于放射性测井技术领域。涉及用电离室（简称IC）同位素示踪单井中测定地下水流速流向的装置。

用放射性同位素示踪测定地下水流速流向的方方法是MOSer（1957）和Mairhofer等人（1963）分别提出的。采用同位素示踪测定地下水流速流向的装置已有多种见诸于世。较早的有接杆计数器;以后有波兰I·B·HAZZA设计的P-32吸附、X胶片显影定向定速装置，日本落合敏郎的三层同位素稀释室测向测速装置，DrOSt和KIOt₂等的棉纱网吸附测向、活性炭吸附测向装置，美国专利4051368、英国专利2009921和1598837介绍的中子活化测向测速装置，西德慕尼黑水文地质实验室W·DrOSt1982年的测定地下水渗透流速流向的示踪新式探头，还有中国专利85107160中介绍的热释光同位素示踪测量装置等。但上述各种为有关专业人员熟知的装置都存在一些不足之处。如接杆器只适用于测浅井需地面电子接收设备，且操作麻烦;各种吸附法容易造成污染，对井深及口径都有一定要求，操作困难，中子活化法存在防护问题，成本高;西德的新式探头工艺复杂，探头内部需有三部控制电机、动密封、导气管和8芯电缆，加上地面接收仪器，造价昂贵，推广使用受到限制，热释光同位素测定装置虽测定精度高，制造简便，投源少，但需要两芯电缆和地面测量设备，热释光测量技术要求较高。

本发明的任务是提供一种同位素示踪测定装置而要求避免上述不足，制作简单，造价低廉，操作，简便安全，测量精度高。据发明，装置主要是由投源系统、测量系统和定位系统三部分组成，特别是投源系统采用医用洗耳球，测量系统采用直读电离室、定位系统采用指南针极端涂萤光使相纸感光成像等，使发明装置达到了发明任务所提出的要求。

下面依据附图进一步阐期发明的各个技术细节。

图1为本发明装置结构示意图，指明了与发明一致的测定装置的结构。

图2是测量系统直读电离室组的组装示意图。

图3是定位系统的涂有萤光物质的指南针示意图。

本发明的构思可用图1、2、3来说明。整个装置是由外壳、投源系统、测量系统和定位系统所组成。见图1，投源系统由测绳（1）重锤（2）、轻质内缸（3）、螺栓（4）和洗耳球（6）所构成。测绳穿过重锤与螺栓相连接，螺栓穿过内缸两侧的槽与外缸（即外壳上部）相连接，内缸上方是重锤，其下方压在洗耳球上。将符合示踪条件的放射性同位素溶液注入洗耳球（6），同位素溶液经洗耳球喷出后经窗棱（8）旁边均匀流出，注入洗耳球（6）的溶液不宜过满，要留有一定的空间，以保证溶液能全部喷出。测绳（1）为普通钢丝绳，内缸（3）用轻质材料制成，可以上下活动，压在洗耳球上，不会使其变形。当整个装置落到井中测量位置时，沿测绳（1）投下重锤（2）压在内缸（3）上，在重锤（2）的作用下，洗耳球（6）内的同位素溶液通过窗棱（8）两侧进入稀释腔体，与井水均匀混合。

测量系统由置放在金属薄壁密封罩（9）中对称排列的电离室（11）组构成，安放在洗耳球喷口下方，直读电离室由目镜（透镜和标尺）（20），物镜（21，验电器（22），和充电触头构成。电离室组中央为带有槽的铅柱（或铜柱）（10），用于屏蔽掉其他方向来的γ射线，密封罩（9）上部半球状铅（或铜）体，可使电离室（11）避免受到垂向的照射。在稀释腔体内，与井水均匀混合的同位素溶液，在水流的作用下，示踪同位素沿着流水方向做机械弥敢运动，因而同位素在稀释腔体内呈不均匀分布。顺水流方向浓度最高，逆水流方向浓度最低，根据这个原理，通过测量系统电离室组的读数矢量，即可判别所测地层地下水的流向。