[实用新型]一种煤矿井下随钻方位伽马测井仪器

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及煤矿井下随钻方位伽马测井技术，具体涉及一种煤矿井下随钻方位伽马测井仪器，也可与其它测井仪器相配套用于钻孔内地层信息的测量。

二、背景技术：

对于煤炭开采而言，提前查明煤炭资源赋存状态与精细地质结构，是实现煤矿高效安全开采的前提。针对煤层气地面抽采，井下抽采与井上下联合抽采等方式，需要预先查明其抽采地质条件，从而指导煤层气抽采钻孔的设计与施工。测井技术为井下地质条件的探查提供了技术上的支持，本实用新型所涉及的随钻方位伽马测井主要用来测量地层中伽马射线的活度，用于判断钻孔距离煤层顶底板的距离及岩性划分。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种煤矿井下随钻方位伽马测井仪器，该仪器采用带有方向性的自然伽马测量技术，其特点是通过采用两个互成180°安装的方位自然伽马传感器。利用自然伽马传感器接收地层特定方向来的伽马射线并将其转换为两组电压脉冲，经过两级放大电路、鉴别电路与脉冲整形电路后，送入单片机对两组电压脉冲分别计数，该计数值最终换算为以cps为单位的方位伽马计数值，可为判断钻孔距离煤层顶底板的距离及岩性划分提供依据。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种煤矿井下随钻方位伽马测井仪器，其特征在于：所述的方位伽马测井仪器包括电源电路模块、传感器、信号提取电路及计数电路；所述的电源电路模块与传感器、信号提取电路和计数电路分别连接；所述的传感器与信号提取电路连接，信号提取电路与计数电路连接。

所述的电源电路模块包括镍氢电池组、直流变换电路，所述的镍氢电池组与直流变换电路连接；

所述的传感器包括碘化钠铊闪烁晶体、光电倍增管、逆变升压电路及分压电路，碘化钠铊闪烁晶体与光电倍增管连接，光电倍增管与分压电路及逆变升压电路连接；

所述的信号提取电路包括AD8011前级放大电路、AD8011后级放大电路、MAX962鉴别电路及74121脉冲整形电路，AD8011前级放大电路依次与AD8011后级放大电路、MAX962鉴别电路及74121脉冲整形电路连接；

计数电路包括STM32微控制器、存储器及RS485通讯电路，STM32微控制器分别与存储器及RS485通讯电路连接。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：本实用新型通过利用自然伽马测井中的方位伽马测井自动测量井下钻孔内的地层信息，可以与其它测井方法配合，用于判断钻孔距离煤层顶底板的距离及岩性划分等目的。为煤矿井下的测井技术提供了一种新的途径。

四、附图说明：

图1为本实用新型的井下方位伽马测井仪的系统原理图；

图2为本实用新型的井下方位伽马测井仪测量方法的流程示意图。

五、具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

本实用新型提供的井下随钻方位伽马测井仪器，如图1所示，包括电源电路模块1、传感器2、信号提取电路3和计数电路4。

电源电路模块1包括镍氢电池组、充电接口和直流变换电，

所述的镍氢电池组与直流变换电路连接。镍氢电池组输出的直流电压经过隔离升压或降压，产生的电压经稳压和限流后供给传感器2、信号提取电路3和计数电路4。

传感器2包括碘化钠铊闪烁晶体21、光电倍增管22、逆变升压电路23和分压电路24，可以探测自然伽马射线。碘化钠铊闪烁晶体与光电倍增管连接，光电倍增管与分压电路及逆变升压电路连接；传感器2本身没有方向性，为确保一定的方向性，采用开窗型的钨镍合金作为传感器2的屏蔽外壳。开窗方向的自然伽马射线可以进入传感器2，而其它方向来的伽马射线被钨镍合金外壳所屏蔽。当地层中特定方向的伽马射线通过开窗进入碘化钠铊闪烁晶体21时，碘化钠铊闪烁晶体21受到激发在其退激时会发出光子，光电倍增管在逆变升压电路及分压电路作用下将收集的光子转换为光电子并倍增，经过后续多级倍增，最后在光电倍增管的阳极输出负的电流脉冲。逆变升压电路23将12v输入电压变换为输出可调的高电压，其范围在500V～1000V之间，可以通过调整输出高压，使光电倍增管工作于其坪区之内。同时为了使碘化钠铊闪烁晶体21产生的大部分光子能被吸引到光电倍增管22的光阴极上，需要在碘化钠(鉈)闪烁晶体21端窗与光电倍增管22端窗之间使用光学偶合剂以达到好的耦合。