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中子发生器离子源,补充器和高压模块的研究与开发

研发背景:

核测井由于其独特的核辐射特性,在测井行业中发挥着至关重要的作用。例如,快中子具有良好的穿透能力,因此它们可以穿过套管并到达地层。带有地层信息的中子/伽玛在空间和时间等多维参数进行测量,可以提取有用的储层等地球物理信息。

 

与那些广为接受的化学中子源相比,以测井为导向的中子发生器是一种更安全的中子源(可控源)。化学中子源因为它不断的发射中子辐射,很可能对操作者和环境造成生物危害。因此,加速器中子发生器取代化学中子源是当前的趋势。测井设备市场对小直径,紧凑,耐温等级高和长寿命的中子发生器有很大的需求。

 

我们现有的技术:

我们自行研发的数字化中子发生器控制器(控制器)已经稳定的运行了相当长的时间。数字化电子学技术提供了覆盖绝大多数应用的灵活性。

  • 通过数字化电子学技术连续调节参数设置
  • 更宽的中子发射频率、周期和各种脉冲模式
  • 应用于高温(150℃)的精密成熟设计
  • 坚固,可靠,使用寿命更长
  • 包括发生器寿命和温度数据记录等附加特性

 

该研发项目的目标:

设计和制造成熟可靠的电子模块,内部框架和承压外壳,配上现有的控制器,为石油和天然气设备市场提供稳定可靠的中子发生器。

 

主要研发内容:

  • 中子发生器高压电源模块:该模块包括变压器,倍压器元器件和反馈电路等
  • 离子源驱动模块:该模块提供宽谱频率和脉冲模式的锐截止中子脉冲
  • 补充器驱动模块:该模块是数字化补充器驱动模块和自动伺服反馈电路等
  • 高压绝缘解决方案:真空以及SF6循环系统
  • 抗冲击和高压解决方案:优化内部布局和耐压外壳

 

技术指标表

 

中子发射性能:
中子能量:

平均中子输出量

脉冲占空比:

脉冲宽度:

14 MeV

1*10^8 n/s

从 5% 到50%,  额定10%

从 10 μs 到 1 ms

电气参数:
加速电压:

平均束流:

离子源电压:

离子源电流:

补充器电压:

补充器电流:

从 -70 kV 到 -90 kV,  额定 -80 kV

从 40 μA 到 100 μA,  额定 60 μA

+2 kV

上到 1 mA

上到 1.3 V,  额定 1.3 V

从 750 mA 到 900 mA

机械参数:
外部直径:

长度:

重量:

承压:

耐冲击性能:

≥38 mm

≤2.05 m

~ 10 kg

103 MPa

10 G

工作温度:
运行耐温:

储存耐温:

上到 150℃

上到 60℃

使用寿命:
期望使用寿命: 在温度低于150℃,产额在1*10^8 n/s情况下,寿命不短于1000小时
辐射安全相关:
氚成份:

封闭装置

表面沾染:

120 GBq (i.e. 3.2 Curie)

 

表面无沾染

其它潜在危险:
压缩SF6气体

仪器内部超高电压

在发生器运行期间有电离辐射