[发明专利]随钻测量用的基于加速器的方法和装置

权利要求书

1.用于测量一个钻孔周围地层性质的、随钻测量用的装置，该钻孔是由一个位于钻具的端部的钻头钻出，所述装置包括：

一个在上述钻具组中的细长的管状钻铤；

一个在上述钻铤中的中子加速器，用于把高能中子辐射给周围地层；

一个在上述钻铤的长度方向上与所述加速器间隔开的、在上述钻铤中的辐射探测器，用于探测中子辐射并产生一个响应于所检测到的辐射的输出；以及

用于把上述探测器的输出记录为在上述钻孔中的钻孔深度和/或方位角函数的装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是上述辐射探测器包括：

一个在上述钻铤的长度方向上位于距上述加速器第一源距处的、在该钻铤中的第一中子探测器，该第一中子探测器的输出主要是正比于上述加速器的中子通量；

一个在上述钻铤的长度方向上位于距上述加速器更远的第二源距处的、在该钻铤中的第二中子探测器，该第二中子探测器对超热中子敏感，其输出主要对周围地层的氢浓度灵敏而次要地对周围地层密度灵敏；

一个在上述钻铤的长度方向上位于距上述加速器还要更远的第三源距处的、在该钻铤中的第三辐射探测器，该第三探测器具有比上述第二探测器对周围地层密度更灵敏而对周围地层的氢浓度更不灵敏的输出；以及

把上述第一、第二和第三探测器各自的输出记录为钻孔深度的函数的记录装置。

3.如权利要求2所述的装置，其特征是上述第二中子探测器的位置紧靠上述钻铤的内壁，并且在背面屏蔽掉了从上述钻孔入射到该第二中子探测器上的中子。

4.如权利要求2或3所述的装置进一步包括确定在上述钻铤中紧邻所述第二中子探测器的中子窗口的装置。

5.如权利要求4所述的装置，其特征是上述中子窗口确定装置包括在上述钻铤中的相当低散射截面材料的一个主体。

6.如权利要求5所述的装置，其特征是上述相当低散射截面材料的主体由钛构成。

7.如权利要求6所述的装置，其特征是上述钛的主体铠装在硼中。

8.如权利要求5至7所述的装置，其特征是上述钻铤的外表面在上述第二探测器的区域中用一层中子吸收材料围绕，而在这层中子吸收材料层中在上述较低散射截面材料的位置处有一个开口。

9.如权利要求8所述的装置，其特征是上述中子窗口确定装置在上述第二探测器的区域内包括许多在上述钻铤中的中子吸收材料的横向层。 

10.如权利要求5至7所述的装置，其特征是上述中子窗口确定装置在上述第二探测器区域内还包括许多在上述钻铤中的、沿长度方向延伸的、间隔开的中子吸收材料层。

11.如权利要求2至10中的任何一个所述的装置，其特征是上述第一中子探测器包括一个超热中子探测器，这个超热中子探测器除了面向上述中子加速器的那侧外、在该超热中子探测器的所有侧面，用中子减速-吸收材料屏蔽。

12.如权利要求2至11中的任何一个所述的装置，其特征是上述第一中子探测器包括一个MeV范围的中子探测器，这个MeV范围的中子探测器除了在面向上述中子加速器的那侧外，在该MeV范围的中子探测器的所有侧面用一种高Z材料屏蔽。

13.如权利要求2至12中的任何一个所述的装置，其特征是上述第三探测器是一个MeV范围的中子探测器。

14.如权利要求12或13所述的装置，其特征是上述MeV范围的探测器是一个⁴He探测器。

15.如权利要求2至12中的任何一个所述的装置，其特征是上述第三探测器包括一个γ射线探测器。

16.如权利要求2至15中的任何一个所述的装置还包括一个在上述第一和第三探测器之间的、沿上述钻铤长度方向的、处于中等间距位置的γ射线探测器。

17.如权利要求16所述的装置，其特征是上述γ射线探测器与所述第二探测器在上述钻铤长度方向上距所述加速器大体上位于相同的距离。

18.如权利要求15至17中的任何一个所述的装置还包括用于对上述γ射线探测器的输出进行频谱分析的装置，以便获得关于周围地层的岩性信息。