测井可控中子源加速间隙结构制造技术

技术编号:3091855 阅读:204 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
测井可控中子源加速间隙结构,其特征是:大可伐件和离子源外壳是组合在一起的整体件;离子源外壳与玻璃外壳相接触;离子源外壳端部是向前凸出的渐缩形钝圆头。钝圆头的侧面母线最好为凸弧,其弧度半径越接近玻璃外壳越大,弧度半径为连续过渡。本实用新型专利技术虽然取消了潘宁离子源外壳和玻璃外壳之间的间隙,但通过使离子源前端传统的平头变为向前凸起的钝圆头,从而提高可控中子源的耐压水平并改善高加速电压下的稳定性。最终能使测井可控中子源的外径缩小至25mm,同时符合耐压要求,完全适合进行过油管脉冲中子测井。(*该技术在2012年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及采用潘宁放电离子源的可控中子源的加速间隙结构。
技术介绍
可控中子源是低压中子发生器中的一种。1937年潘宁专利技术密封式可控中子源,包括离子源、钛氚吸附靶、单一的加速间隙和氘气贮存器等,由管状玻璃外壳密封。工作时用加速的氘核轰击吸饱氚的钛钯,由DT反应产生快中子。潘宁离子源比高频离子源或orbitron体积小的多。可控中子源外径的大小由所用离子源外径决定。用于油田测井的可控中子源直径必须很小,否则无法进入井下作业。一般测井用可控中子源加速间隙包括大可伐环、潘宁离子源外壳,加速电极和小可伐环等。潘宁离子源外壳和大可伐环用磁性材料制成。目前可控中子源的潘宁离子源与玻璃外壳之间都有2~5mm的距离,因而潘宁离子源外径最小只能达到22mm左右。在加速电压-100KV,并有良好耐压性能情况下,只能做成外径32mm的可控中子源。过油管脉冲中子测井要求使用直径25mm以下的可控中子源。在离子源外径22mm无法再缩小或缩小很困难的情况下欲做成外径25mm可控中子源目前是很困难的。
技术实现思路
本技术的目的是要避免现有技术的上述困难,为油田测井可控中子源提供一种外径小、结构紧凑、耐压高的加速间隙结构,从而使可控中子源外径能缩小至25mm以下。本技术的解决方案包括玻璃外壳、大可伐件、潘宁离子源外壳和加速电极等,其特征是大可伐件和离子源外壳是组合在一起的整体件;离子源外壳与玻璃外壳相接触;离子源外壳端部是向前凸出的渐缩形钝圆头。上述离子源外壳端部钝圆头的侧面母线最好为凸弧,其弧度半径越接近玻璃外壳越大,弧度半径为连续过渡。本技术的优点是虽然取消了潘宁离子源壳体和玻璃外壳之间的间隙,但通过使离子源前端传统的平头变为向前凸起的钝圆头,从而减小了加速间隙玻璃壳内表面上的电位梯度,从而提高可控中子源的耐压水平并改善高加速电压下的稳定性。最终能使测井可控中子源的外径缩小至25mm,同时符合耐压要求,完全适合进行过油管脉冲中子测井。附图说明附图是测井可控中子源加速间隙结构的纵剖面示意图。具体实施方式参见附图,测井可控中子源包括玻璃外壳3、大可伐环1、潘宁离子源外壳2、加速电极4和小可伐环5等。潘宁离子源外壳2和电极4之间为加速间隙6,间隙距离d3。通常可控中子源的真空间隙d3以每毫米耐压10kV计算,单一加速间隙d3约需10mm,考虑到离子束的影响,取d3为13mm。加速电极4的顶端边缘与玻壳内径距离d1约需10mm。虽然离子源外壳是地电位,但为了使玻壳在离子源端(地端)电压降不至于太大,且二次电子在玻壳地电位端表面极易积累,使此处电压更负,电压梯度加大,所以离子源外壳2与玻璃外壳3内壁的距离通常为2~5mm。玻璃外壳3的厚度d为2~4mm。如果潘宁离子源外径22mm,加速电压-100kV时,在有良好耐压情况下只能做成外径32mm的可控中子源。图中大可伐环1和离子源外壳2都是导磁材料。本技术将皆为导磁材料的大可伐环1与离子源外壳2做成一体,其外径大约为22mm。玻璃外壳3紧贴离子源外壳2,即二者距离为零。这样可控中子源外壳直径即能缩小至25mm左右。从而满足测井使用要求。通常潘宁离子源外壳2和玻璃外壳3之间有2~5mm间隙,在可控中子源相同材料工艺和气压条件下,减小此间隙会使可控中子源高加速电压下的稳定性变差。因而长期以来,认为必须保留2~5mm间隙。本技术在取消此间隙的同时,使离子源外壳2端部尽量向右凸起,形成渐缩形钝圆头7。该钝圆头为回转体,其侧面母线为凸弧,弧度半径越接近玻璃外壳3越大,且弧度半径为圆滑过渡,类似曲线板。所采用的曲线可以是抛物线、立方曲线或正弦曲线等的一部分。钝圆头前端为带孔的平面。这样一来可以明显改善可控中子源高加速电压下的稳定性。这样制成的中子源外径可缩至25mm,玻璃外壳厚度约2mm。图中电极4的d1、d3尺寸比现有同类产品明显缩小。这些都有助于改善高加速电压下的稳定性。本技术取消传统离子源外壳与玻璃外壳间隙制成的直径25mm可控中子源经试验证明,可以正常进行过油管脉冲中子测井,完全满足测井需要。从而解决了测井中一项长期存在的技术难题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
测井可控中子源加速间隙结构,包括玻璃外壳(3)、大可伐件(1)、潘宁离子源外壳(2)和加速电极(4),其特征是:大可伐件(1)和离子源外壳(2)是组合在一起的整体件;离子源外壳(2)与玻璃外壳(3)相接触;离子源外壳端部是向前凸出的渐缩形钝圆头(7)。

【技术特征摘要】
1.测井可控中子源加速间隙结构,包括玻璃外壳(3)、大可伐件(1)、潘宁离子源外壳(2)和加速电极(4),其特征是大可伐件(1)和离子源外壳(2)是组合在一起的整体件;离子源外壳(2)与玻璃外壳(3)相...

【专利技术属性】
技术研发人员:石文夫夏文学
申请(专利权)人:西安市思坦电子科技有限公司
类型:实用新型
国别省市:87[中国|西安]

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