專利名稱：小直徑油井中子測(cè)井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油井中子測(cè)井儀，具體地說(shuō)，它是一種小直徑 油井中子測(cè)井儀。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，傳統(tǒng)的油井中子測(cè)井儀如圖l所示，它包括一個(gè)中
子發(fā)射管1、加在中子發(fā)射管上的高壓激勵(lì)電源2和高壓控制電路3，其 中高壓激勵(lì)電源2的具體電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，它主要由23級(jí)倍壓電路 2-1，和接在倍壓電路中間的三級(jí)變壓器T2、 T3、 T4構(gòu)成。該電源電路 的結(jié)構(gòu)比較繁瑣和臃腫，其原因之一是變壓器的耐壓性能較差，它影響 了變壓器的高壓輸出能力，故該電源電路采用三級(jí)變壓器進(jìn)行逐級(jí)升壓, 這不僅增大了體積，而且還使儀器的溫度性能下降，因?yàn)樽儔浩髟诟邏?下易發(fā)熱，多增加一個(gè)變壓器就等于多增加了一個(gè)熱源，從而影響測(cè)井 儀整個(gè)溫度性能的提高，其工作溫度不能超過(guò)135'C。雖然該電源電路 采用了三級(jí)變壓器升壓，其高壓輸出能力仍不是很強(qiáng)，還需用增加倍壓 電路的級(jí)數(shù)來(lái)彌補(bǔ)，它采用了23級(jí)倍壓電路來(lái)升壓，不僅元器件較多、 增大了體積，還影響了高壓輸出的穩(wěn)定性能，因?yàn)楸秹杭?jí)數(shù)越多，高壓 輸出電壓的紋波越大，該電路的紋波高達(dá)35 40KV。其原因之二是倍壓 電路中的單向二極管的耐壓性能較差，故每級(jí)倍壓電路的單向二極管支 路上要多串聯(lián)一個(gè)二極管，使該器件的數(shù)量增加了一倍，又增大了體積。 另外，上述電源電路還存在一個(gè)缺點(diǎn)是電路中三個(gè)變壓器接在倍壓電路 的中間，它們的初級(jí)和次級(jí)大都不能直接接大地，而是接在虛地點(diǎn)上， 使變壓器中的高壓電流不能直接與大地形成回路，而是要通過(guò)多級(jí)倍壓 電路后進(jìn)入大地，久之，必然導(dǎo)致倍壓電路耐壓性能的下降，影響儀器 的使用壽命。由于上述缺點(diǎn)，也影響了本儀器額定工作電壓的提高，它 額定工作電壓只有-100KV，最高不能超過(guò)-110KV。
已有油井測(cè)井儀的外形呈圓棒狀，其尾端接有電纜，測(cè)井時(shí)，通過(guò) 電纜吊著儀器伸入油管中，為了使儀器能順利通過(guò)油管而下到井下，要 求其直徑和長(zhǎng)度越小越好，直徑小，可使儀器順利通過(guò)油管，長(zhǎng)度小， 可使儀器不易被卡在油管的彎曲處。但是由于上述電源電路結(jié)構(gòu)的臃腫，
使本儀器的直徑和長(zhǎng)度都不能做得很小，直徑最小也得在45.6皿，長(zhǎng)度 在1680咖以上。 一般油管的直徑為51咖，且油管內(nèi)壁常粘著油污和油 管變形，因此在測(cè)井前，必須進(jìn)行通井，去掉油管內(nèi)壁的障礙物，否則 儀器難以通過(guò)油管，這給測(cè)井帶來(lái)麻煩。由于該儀器的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，也常 出現(xiàn)卡井，使測(cè)井不能順利進(jìn)行。因此，簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，減小儀器的體 積已成為本領(lǐng)域急需要解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服已有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種小直徑 油井中子測(cè)井儀，以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)、減小體積、提高電器性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
它包括中子發(fā)射管、加在中子發(fā)射管上的高壓激勵(lì)電源和高壓控制 電路，其改進(jìn)之外是所述的高壓激勵(lì)電源包括一級(jí)變壓器和多級(jí)倍壓 電路，所述變壓器的初級(jí)與所述高壓控制電路的輸出端相接，并且一端 接大地，變壓器的次級(jí)與多級(jí)倍壓電路的輸入端相接，并且一端接大地， 在所述的多級(jí)倍壓電路的輸出端串接有高壓限流電阻。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)方案如下
上述的變壓器初級(jí)和次級(jí)繞組采用QY-1聚酰亞胺漆包線繞制，在
繞組骨架上設(shè)有13 18層聚酰亞胺薄膜，繞組層間設(shè)有1層聚酰亞胺薄 膜，初級(jí)與次級(jí)繞組之間設(shè)有18 22層聚酰亞胺薄膜，繞組外圓與骨架 外圓之間留邊3 5咖。
上述倍壓電路中的單向二極管采用RA3727或OB47011型號(hào)的硅堆。
上述的高壓限流電阻采用薄片形狀高壓陶瓷鍍膜電阻。 通過(guò)上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型首先對(duì)變壓器進(jìn)行了改進(jìn)， 使變壓器自身的耐壓性能提高，其高壓輸出能力大幅度提高，因此，通
過(guò)一級(jí)變壓器和多級(jí)倍壓電路即可達(dá)到高壓輸出要求。變壓器由三個(gè)減
少到一個(gè)，不僅減小了體積，還減少了熱源，溫度性能由原來(lái)135'C提 高到155'C;倍壓電路從23級(jí)減少到15級(jí)，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，還提高 了高壓輸出的穩(wěn)定性，紋波有了大大改善，從原來(lái)的35 40KV下降到8 IOKV。同時(shí)，本實(shí)用新型又選擇了耐壓性能強(qiáng)的半導(dǎo)體二極管硅堆，去 掉了每級(jí)倍壓電路單向二極管支路中一個(gè)串聯(lián)二極管，使二極管器件的 數(shù)量降低了一倍，不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，還提高了倍壓電路的耐壓性能。倍 壓電路中的二極管由原來(lái)的92個(gè)減少到30個(gè)，高壓電容由原來(lái)的52 個(gè)減少到30個(gè)。另外，本實(shí)用新型還選用了薄片形狀高壓陶瓷鍍膜電阻 作為輸出端的高壓限流電阻，它比原高壓陶瓷棒銅絲纏繞電阻的體積要 小得多，可進(jìn)一步減小體積。經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)，其額定的工作電壓可以從 -100KV提高到-120KV，最高可達(dá)-150KV;同時(shí)，本測(cè)井儀的直徑從45.6 咖減小到38 43咖，長(zhǎng)度從1680咖減小到960 mm，從而大大方便了測(cè) 井。


圖l、本實(shí)用新型的原理方框圖。 圖2、高壓激勵(lì)電源的電路原理圖。 圖3、已有高壓激勵(lì)電源的電路原理圖。
具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖l、 2，本測(cè)井儀包括一個(gè)中子發(fā)射管l、加在中子發(fā)射管上 的高壓激勵(lì)電源2和高壓控制電路3。所述的高壓激勵(lì)電源2由一級(jí)變 壓器T1和多級(jí)倍壓電路2-1構(gòu)成，所述變壓器T1的初級(jí)(1、 2腳)與 所述高壓控制電路的輸出端相接，變壓器的次級(jí)(3、 4腳)與多級(jí)倍壓 電路2-1的輸入端相接。所述的高壓控制電路3主要是一個(gè)0 120V的 調(diào)壓器，它可根據(jù)地面計(jì)算機(jī)通過(guò)電纜傳下來(lái)的指令控制激勵(lì)電源輸入 端(即變壓器初級(jí))的電壓Vin從0逐漸上升到120V，從而使其輸出端 高壓Voutl/Vmit2逐漸上升到中子發(fā)射管的工作電壓。在高壓輸出端 Vout2與地之間接有一串電阻分壓器R1 R11,在控制電壓Vout2上升 的過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)最后一級(jí)分壓電阻Rll上的電壓VT，即可得知輸 出電壓Vout2的幅值，當(dāng)電壓Voiit2達(dá)到中子發(fā)射管的工作電壓時(shí)，地 面計(jì)算機(jī)控制調(diào)壓器停止上升。該高壓控制電路3可延用傳統(tǒng)測(cè)井儀的 這部分電路結(jié)構(gòu)。從圖2中可以看出，變壓器Tl初級(jí)的一端接大地， 其次級(jí)的一端也接大地，這樣，多級(jí)倍壓電路2-l中的第一級(jí)倍壓電路 可以直接與大地形成回路，從而對(duì)該級(jí)的二極管器件形成較好的保護(hù)， 同時(shí)，以后幾級(jí)的倍壓電路也離大地較近，也不易被擊穿，從而使整個(gè) 倍壓電路的耐壓性能提高。
變壓器Tl耐壓性能的提高與它的所選用材料和繞制結(jié)構(gòu)有著直接 的關(guān)系。首先本變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組均采用QY-1聚酰亞胺漆包線, 在繞制前，先在繞組骨架上設(shè)置13 18層聚酰亞胺薄膜，然后再繞制初 級(jí)線圈，每繞一層設(shè)置1層聚酰亞胺薄膜，初級(jí)線圈繞完后，設(shè)置1S 22層聚酰亞胺薄膜，然后再繞制次級(jí)線圈，次級(jí)線圈繞完后，繞組外圓 與骨架外圓之間需留邊3 5皿。由于本變壓器選用了較好的漆包線、絕 緣材料和絕緣層結(jié)構(gòu)，使本變壓器的耐壓性能比普通變壓器大幅度提高， 這是簡(jiǎn)化電路、提高電路性能的一個(gè)重要改進(jìn)。
再參見(jiàn)圖2，為了簡(jiǎn)化多級(jí)倍壓電路，倍壓電路2-l中的單向二極 管采用RA3727或OB47011型號(hào)的硅堆，該型號(hào)硅堆的耐壓性能比普通 硅堆強(qiáng)，故選用它不僅可以簡(jiǎn)化電路(即可減少每個(gè)單向二極管支路上 多串聯(lián)的一個(gè)二極管)，而且還可以進(jìn)一步提高整個(gè)倍壓電路的耐壓性 能。另外，在多級(jí)倍壓電路2-l的高壓輸出端(本例引出兩個(gè)不同伏值 的高壓輸出端Voutl、 Vout2) —般均串有高壓限流電阻R12、 R13,它 們最好采用薄片形狀高壓陶瓷鍍膜電阻，該鍍膜電阻比高壓陶瓷棒銅絲 纏繞電阻的體積小幾倍，使用它可以進(jìn)一步減小體積。
權(quán)利要求1、一種小直徑油井中子測(cè)井儀，它包括中子發(fā)射管(1)、加在中子發(fā)射管上的高壓激勵(lì)電源(2)和高壓控制電路(3)，其特征是所述的高壓激勵(lì)電源包括一級(jí)變壓器(T1)和多級(jí)倍壓電路(2-1)，所述變壓器的初級(jí)與所述高壓控制電路的輸出端相接，并且一端接大地，變壓器的次級(jí)與多級(jí)倍壓電路的輸入端相接，并且一端接大地，在所述的多級(jí)倍壓電路的輸出端串接有高壓限流電阻(R12、R13)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小直徑油井中子測(cè)井儀，其特征是所 述的變壓器(Tl)初級(jí)和次級(jí)繞組采用QY-l聚酰亞胺漆包線繞制，在 繞組骨架上設(shè)有13 18層聚酰亞胺薄膜，繞組層間設(shè)有1層聚酰亞胺薄 膜，初級(jí)與次級(jí)繞組之間設(shè)有18 22層聚酰亞胺薄膜，繞組外圓與骨架 外圓之間留邊3 5mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小直徑油井中子測(cè)井儀，其特征是: 所述倍壓電路(2-l)中的單向二極管(Dl D31)釆用RA3727或OB47011 型號(hào)的硅堆。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小直徑油井中子測(cè)井儀，其特征是: 所述的高壓限流電阻(R12、 R13)采用薄片形狀高壓陶瓷鍍膜電阻。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的油井中子測(cè)井儀，其特征是所述的高 壓限流電阻(R12、 R13)采用薄片形狀高壓陶瓷鍍膜電阻。
專利摘要本實(shí)用新型是一種小直徑油井中子測(cè)井儀。它包括中子發(fā)射管、高壓激勵(lì)電源和高壓控制電路，本實(shí)用新型主要對(duì)高壓激勵(lì)電源電路進(jìn)行了改進(jìn)，它包括一級(jí)變壓器和多級(jí)倍壓電路，變壓器為特制，耐壓性能高，變壓器的初級(jí)與所述高壓控制電路的輸出端相接，并且一端接大地，變壓器的次級(jí)與多級(jí)倍壓電路的輸入端相接，并且一端接大地。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，其直徑為38～43mm，長(zhǎng)度為960mm，大大方便了測(cè)井。它不僅體積小，同時(shí)電器性能也大大提高，溫度性能由原來(lái)135℃提高到155℃；紋波從原來(lái)的35～40KV下降到8～10KV；額定工作電壓從-100KV提高到-120KV，最高可達(dá)-150KV。
文檔編號(hào)E21B49/00GK201071716SQ200720032638
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者濱 馮, 馮勝利, 寧 崔, 木春之, 賀新衛(wèi), 車桂蘭 申請(qǐng)人:濱 馮