17.2. Какие существуют источники γ-излучения. Их назначение и в какой аппаратуре применяются их параметры.

В качестве источников γ-излучений в скважинной аппаратуре радиоактивного каротажа может использоваться любой радиоактивный элемент, излучающий γ-кванты. В производственной практике наиболее широко применяют следующие источники:

эВ Т_½ γ/распад

• Цезий ¹³⁷ Cs; М 32г. 0,8

• Америций ²⁴² Am; М 432г.

• Кобальт ⁶⁰ Co; Ж 5,3г. 2

• Тулий ¹⁷⁰ Tm. М 100дн.

Для их эффективного использования необходимо знать типы и параметры источников:

• Энергия γ-излучения (эВ);

• Период полураспада Т_½ (с) - промежуток времени, в течение которого количество радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое;

• Выход γ-квантов при распаде одного атома;

• Мощность γ-излучения (Бк) – количество излучений за единицу времени. Данный параметр определяет область применения источника.

Источники поставляются специальными лицензированными предприятиями. После их использования источники утилизируются, т.е. сдаются на захоронение в специализированные унитарные предприятия.

18.2. Назначение, устройство, принцип работы излучателей в аппаратуре акустического каротажа.

Магнитоупругий преобразователь (рис. 20) конструктивно представляет собой пакет крепко стянутых пластин из магни­тоупругого материала, образующий замкнутый магнитопровод 1, на котором расположена обмотка 2. Поскольку при пропускании тока по обмотке деформация магнитоупругого материала происходит вдоль линий магнитной индукции, выбором соот­ветствующей формы пластин можно добиться определенйой на­правленности действия преобразователя.

У преобразователей стержневого типа (рис. 20, а) магнитоупругий эффект направлен вдоль оси пакета пластин. Цилиндрические (кольцевые) преобра­зователи в наибольшей степени отвечают геометрии среды при скважинных исследованиях; они получили преимуществен­ное распространение в акустической геофизической аппаратуре. Такой преобразователь (рис. 20,6) выполнен в виде полого ци­линдра, состоящего из тонких (0,1—0,2 мм) кольцевых пластин из магнитоупругого материала, склеиваемых между собой. Вы­сота цилиндра обычно мала по сравнению с длиной излучаемой волны, поэтому такие преобразователи практически не обла­дают направленностью действия. В пластинах предусматрива­ются отверстия или пазы для обмотки с целью ее защиты от механических повреждений.

Иногда сердечник преобразователя выполняют путем на­вивки из ленты магнитоупругого материала и последующей его склейки в виде цилиндра.

В цилиндрических преобразователях линии магнитной индук­ции имеют форму колец с центром на оси цилиндра и замы­каются внутри обмотки. Поэтому при пропускании по обмотке переменного или пульсирующего тока будет происходить перио­дическое изменение длины средней окружности цилиндра, а сле­довательно, и длины его наружной и внутренней окружностей, что вызовет радиальные упругие колебания преобразователя, ко­торые передадутся в окружающую среду. При работе преобра­зователя в режиме приема упругих колебаний происходит об­ратный процесс.

Магнитоупругие преобразователи характеризуются простотой конструкции, высокой механической прочностью и не нуждаются в герметизации, вследствие чего устраняются потери энергии упругих колебаний на герметизирующей оболочке; в то же время они обладают значительной акустической мощностью и сравни­тельно высоким электроакустическим к. п. д. (отношением аку­стической мощности, отдаваемой на выходе, к электрической мощности, потребляемой на входе). Для возбуждения преобра­зователей, работающих в режиме излучения колебаний, не тре­буется высокого напряжения, а нужен лишь мощный импульс тока в обмотке для создания магнитного поля. Это весьма важно в условиях скважины, где иногда трудно обеспечить высокое качество электрической изоляции.

В скважинной акустической аппаратуре магнитоупругие пре­образователи используются главным образом в качестве излу­чателей и реже — приемников упругих колебаний.

На применении собственно магнитоупругого эффекта осно­вана работа прихватоопределителей — устройств для определе­ния мест прихвата в скважине бурильных и насосно-компрес- сорных труб.