L&TD
LOGGING & TESTING DIVISION
Giới thiệu máy đo Neutron xung PNN (Phần 2)
B. Mô tả chi tiết
Hệ thống đo neutron xung PNN (Hãng Hotwell) gồm hai phần chính:
- Máy giếng
- Thiết bị giao tiếp bề mặt
Cả hai phần làm thành hệ thống, không thể sử dụng riêng biệt. Hệ thống PNN có thể chạy trên hầu như bất kỳ trạm đo carota nào. Yêu cầu duy nhất đối với hệ thống bề mặt là phải có một bộ encoder để đo độ sâu. Tốc độ đo vào khoảng 2 ~ 3m/min. Hệ thống neutron xung PNN có thể phải vận hành trong giếng khai thác nên cũng có hệ thống kiểm soát áp suất đầu giếng.
Thiết bị phụ trợ
- Hệ thống PNN chỉ cần làm việc với cáp địa vật lý 1 ruột. Nếu trạm carota có cáp địa vật lý nhiều ruột thì chỉ cần sử dụng 1 ruột và vỏ cáp.
- Máy giếng PNN bao gồm Telemetry, khối gamma ray, các detector neutron, và một bộ phát neutron xung.
Các phần chính của trạm bề mặt gồm:
- Nguồn nuôi cho toàn bộ hệ thống
- Khối xử lý truyền số liệu
- Khối độ sâu
- Khối điều khiển và thu thập dữ liệu
- Hệ thống bề mặt PNN xách tay
Hệ thống bề mặt PNN xách tay gồm một Bảng đo xách tay, một Laptop chạy phần mềm điều khiển và thu thập dữ liệu. Bảng đo nối với Laptop qua cổng USB.
Máy giếng
Máy giếng bao gồm ít nhất 4 khối đôc lập và tách biệt nhau về mặt cơ học, khi đo các khối sẽ được ghép nối với nhau thành một chuổi. Người ta có thể mở rộng chức năng đo cơ bản của hệ thống bằng cách ghép thêm một số máy đo khác (áp suất, nhiệt độ, lưu lượng). Các khối cơ bản của máy giếng gồm:
- Khối Telemetry và CCL (P/N 1195.0000)
- Khối đo gamma (P/N 1196.0000)
- Khối detector neutron (P/N 1197.0000)
- Khối phát neutron xung (P/N 1198.0000)
Mạch điện tử của các khối trong hệ thống máy giếng đều là phiên bản chịu nhiệt độ cao, được đặt trong một bộ phận cách nhiệt đặc biệt (bình chân không). Cấu trúc của máy giếng cho phép hệ thống hoạt động tin cậy trong giếng khoan có nhiệt độ lên đến 200ºC trong ít nhất 3 giờ.
Khối Telemetry và CCL (P/N 1195.0000)
Gồm các khối thông tin liên lạc, khối CCL và các kênh đo nhiệt độ bên trong và bên ngoài bình cách nhiệt (vacuum flask). Khối Telemetry có hệ vi điều khiển nhằm kiểm soát việc phát neutron xung, thu thập và số hóa dữ liệu từ các cảm biến và truyền dữ liệu đều đặn lên trạm bề mặt.
Đặc tính kỹ thuật
Chiều dài máy: 2.07m (81.38”)
Điểm ghi:
- CCL: 0.38m (11.84”)
- Nhiệt độ: 0.65m (25.67”) tính từ đáy
Đường kính ngoài : 43mm (1-11/16”)
Khối lượng: 15kg (33lbs)
Dải áp suất: 138MPa (20 000psi)
Dải nhiệt độ: 175°C (350°F), 5 hours
Nguồn nuôi: 150VDC/15mA
Tín hiệu xuất: Dữ liệu số tương thích với Bảng bề mặt P/N 3017.0000
Cảm biến:
• CCL
• Nhiệt độ giếng
• Nhiệt độ bên trong bộ cách nhiệt
Chức năng:
Trao đổi dữ liệu giữa bảng điều khiển bề mặt P/N 3017.0000 và các phần còn lại của chuỗi máy PNN.
Khối Gamma ray P/N 1196.0000
Một kênh đo gamma ray được tích hợp trong khối phát neutron xung. Khối đo gamma ray P/N 1196 được chế tạo như là một phần của hệ thống đo PNN, khi đo phải có khối Telemetry P/N 1195.
Đặc tính kỹ thuật
Chiều dài máy: 1.45m (57.09”)
Điểm ghi: 1.14m (45.04”) tính từ đáy
Đường kính ngoài : 43mm (1-11/16”)
Khối lượng: 9kg (20lbs)
Dải áp suất: 138MPa (20 000psi)
Dải nhiệt độ: 175°C (350°F), 5 hours
Nguồn nuôi: 150VDC/30mA
Tín hiệu xuất: Tương thích với Bảng bề mặt P/N 1155
Cảm biến: Tinh thể NaI (Φ25mm X 150mm) gồm cả ống nhân quang
Chức năng:
Đo gamma ray để liên kết hoặc hiệu chỉnh phép đo PNN
Khối detector neutron P/N 1197.0000
Khối này đặt các đầu dò neutron nhiệt. Hai bộ detector Heli-3 được đặt cách nguồn phát 0.4m và 0.6m. Cách bố trí này cho phép quan sát ảnh hưởng thành hệ một cách tối ưu lên thời gian chết của các neutron nhiệt.
Đặc tính kỹ thuật
Chiều dài máy: 0.95m (37.28”)
Điểm ghi:
- Kênh gần: 0.25m (9.84”)
- Kênh xa: 0.57m (22.24”) tính từ đáy
Đường kính ngoài : 43mm (1-11/16”)
Khối lượng: 9kg (20lbs)
Dải áp suất: 138MPa (20 000psi)
Dải nhiệt độ: 175°C (350°F)
Nguồn nuôi: 150VDC/25mA
Tín hiệu xuất: Tín hiệu số tương thích với Bảng bề mặt P/N 1155
Cảm biến: Detector neutron nhiệt tỉ lệ Heli-3
(He³ + n¹ → H¹ + H³ + Q / Q = 764KeV)
Ứng dụng:
- Đo tiếp xúc chất lỏng phía sau ống chống
- Đo độ rỗng phía sau ống chống
- Đo độ bảo hòa dầu, nước phía sau ống chống
Bộ phát xung neutron P/N 1198.0000
Bộ phát xung neutron P/N 1198.0000 sinh ra chùm xung (1~3μs) gồm 1.8 x 10^8 neutron trên giây có năng lượng 14.1MeV (D + T → n + 4He / En = 14.1 MeV). Tần số phát xung neutron có thể điều chỉnh từ 10 đến 20 lần trong 1 giây (75ms). Bộ phận cơ bản của máy phát neutron là một đèn điện tử để phát neutron nhanh và bộ cao thế 120 kV. Cao thế này được kiểm soát từ khối điều khiển trong Telemetry.
Đặc tính kỹ thuật
Chiều dài máy: 1.22m (48.19”)
Nguồn neutron: 0.18m (7.09”)
Điểm ghi:
- Kênh gần: 0.58m
- Kênh xa: 0.78 tính từ đáy
Đường kính ngoài : 43mm (1-11/16”)
Khối lượng: 8.5kg (19lbs)
Dải áp suất: 138MPa (20 000psi)
Dải nhiệt độ: 175°C (350°F)
Nguồn nuôi:
- Nguồn neutron không kích hoạt: 150VDC/10mA
- Nguồn neutron kích hoạt: 150VDC/140mA
Thông lượng neutron phát: 1.8x10^8n/s
Năng lượng neutron: 14 MeV
Độ rộng xung neutron: 1~33μs
Nhịp phát xung neutron: 75ms.
KẾT LUẬN:
Những ưu điểm của Máy đo neutron xung PNN:
- Thiết bị cho phép đo trong ống chống để đánh giá các thông số độ rỗng đất đá, phân biệt các vỉa bão hòa dầu hoặc nước, mức độ ngập nước của vỉa; định vị và xác định các ranh giới dầu, nước và khí…rất cần thiết trong giai đoạn tận khai thác.
- Là một phương pháp đo phóng xạ neutron không sử dụng nguồn nên có thể giảm thiểu đến mức tối đa các nguy cơ mất an toàn liên quan đến nguồn phóng xạ.
- Đường kính máy 43mm, sử dụng cáp 1 ruột cho phép sử dụng thiết bị trong thành phần của nhiều trạm đo địa vật lý khác nhau.
Những vấn đề cần đặt ra khi sử dụng thiết bị neutron xung PNN:
- Thời gian sử dụng của bộ phát neutron không lớn (trong khoảng 200 giờ), bộ phát không sửa chữa được.
- Cần phòng sửa chữa chuyên dụng đảm bảo an toàn bức xạ.
NXQ
