[发明专利]一种C/O比测井用中子管的制造方法

说明书

本发明属于一种中子源，涉及一种C/O(碳/氧)比测井用中子管的制造方法，适用于C/O比测井仪中中子发生器的核心部件——中子管的制造。

石油测井的方法和议器很多，其中C/O比测井仪自七十年代开始投入生产测井以来，目前已成为淡水地层生产井中一种重要的测井手段，它常为油层动态观察和二次采油提供重要的测井资料。美国、加拿大、俄罗斯、日本已前后开展这项研制工作，例如美国的2727(或2721)C/O比测井仪等。

C/O比测井仪中中子发生器的中子管，一般由四个大部件组成：离子源部件、靶部件、氘贮存器2和管壳4。离子源部件主要由阳极5、阴极6、磁钢11和高压绝缘子12等组成；阳极5由钨丝作成并位于离子源部件的中心，工作时加+110KV的直流高压，围绕阳极的是一个鼠笼式的阴极6，在其上安放有4根均匀分布的柱形磁钢11，在阴极6与阳极5之间加有一重复频率为20KHZ，幅值为800～1000V的脉冲电压。靶部件主要由氚钛靶10和抑制极8组成；氚钛靶10设置在管壳4的内壁上，位置正对阴极6，处于低电位；在靶附近安置抑制极8，工作时加-2.2KV直流电压。

工作时，由氘贮存器2放出氘气，在离子源部件中，被螺旋式运动的电子电离成氘离子，然后经吸出、加速，以约110KV的能量打到氚靶上，产生T(D、n)⁴He反应，释放出中子。其中氘离子轰击氚靶所产生的二次电子，由抑制极抑制。

现有技术中，(1)氘贮存器2与管壳4底的连接由于采用平面或刀口形结构的动密封连接工艺，即管壳底部的螺纹孔底为平面或刀口形，通过压紧螺钉将氘贮存器紧密连接在螺纹孔中，这对于封接平面在螺纹孔底部、且尺寸小于10的动密封结构来说，要使封接面达到0.1级的光洁度，制造中存在在着机械加工的困难；(2)氚钛靶需在高温和振动条件下工作，易产生掉粉、放气和负载击穿等情况。

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种具有改进的动密封结构、靶参数设计和/或中子管排气工艺的碳/氧比测井用中子管的制造方法。

本发明的内容是：一种C/O比测井用中子管的制造方法，包括中子管外壳底与氘贮存器的动密封结构，靶及靶参数设计，中子管排气工艺；所述动密封结构包括：位于中子管外壳底的螺纹孔，套接在氘贮存器上的压紧螺钉，氘贮存器的一端位于螺纹孔内，压紧螺钉与螺纹孔连接并将氘贮存器一端紧密连接在中子管外壳底部，氘贮存器的端头与螺纹孔底之间置有密封垫片，其特征是：采用曲面动密封结构，即所述螺纹孔(13)底部采用冷机压加工的方法加工成曲面(14)且光洁度为0.1，该曲面(14)对应的球面锥体角α为68°-78°。

本发明的内容中所述靶及靶参数设计为：采用氚钛靶，钛膜厚度1.5～1.9mg/cm²，吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.5。

本发明的内容中所述中子管排气工艺为：在组装成中子管前，根据材料和部件的不同物理特性(即：中子管内弹性材料的时效温度)，部件的钎焊温度和动密封零件的布氏硬度，将中子管零部件分为两类分别进行高、低温预除气，其中低温预除气的零部件在400℃～500℃下保温0.5～1小时，高温预除气的零部件在900～950℃下保温0.5～1小时，组装成中子管后，将中子管置于无油排气台上进行低温排气，控制升温速度3～4℃/分，保温温度160℃～180℃，保温时间20～30小时。

与现有技术相比，本发明具有下列特点：

(1)、采用曲面动密封结构，使密封结构易于机加工，密封效果好，漏气率低于1×10^-9Pa.L/S，使整个中子管的静态密封合格率达95％以上；

(2)、由于钛膜厚度适度，采用低吸氚原子比，使氚钛靶不仅能满足石油测井中在温度高达125℃的井下连续脉冲工作、最高中子产额达1.5×10⁸n/s以上这一指标要求，而且不掉粉、不放气、不产生负载击穿；

(3)、采用本发明排气工艺，可使产品质量稳定、可靠性高，能很好地满足管内真空度要求。

图1是本发明中中子管结构示意图；

图2是图1中曲面动密封结构示意图；

图3是图2曲面结构示意图。

图中：1-动密封结构，2-氘贮存器，3-排气管，4-管壳，5-阳极，6-阴极，7-阴极接线柱，8-抑制极，9-抑制极引线，10-氚钛靶，11-磁钢，12-高压绝缘子，13-螺纹孔，14-曲面，15-垫片，16-密封头，17-压紧螺钉。

下面是本发明的一个实施例：