专利名称：一种c/o比测井用中子管的制造方法
技术领域：
本发明属于一种中子源，涉及一种C/O(碳/氧)比测井用中子管的制造方法，适用于C/O比测井仪中中子发生器的核心部件一中子管的制造。
石油测井的方法和仪器很多，其中C/O比测井仪自七十年代开始投入生产测井以来，目前已成为淡水地层生产井中一种重要的测井手段，它常为油层动态观察和二次采油提供重要的测井资料。美国、加拿大、俄罗斯、日本已前后开展这项研制工作，例如美国的2727(或2721)C/O比测井仪等。
C/O比测井仪中中子发生器的中子管，一般由四个大部件组成离子源部件、靶部件、氘贮存器2和管壳4。离子源部件主要由阳极5、阴极6、磁钢11和高压绝缘子12等组成;阳极5由钨丝作成并位于离子源部件的中心，工作时加+110KV的直流高压，围绕阳极的是一个鼠笼式的阴极6，在其上安放有4根均匀分布的柱形磁钢11，在阴极6与阳极5之间加有一重复频率为20KHZ，幅值为800～1000V的脉冲电压。靶部件主要由氚钛靶10和抑制极8组成;氚钛靶10设置在管壳4的内壁上，位置正对阴极6，处于低电位;在靶附近安置抑制极8，工作时加-2.2KV的直流电压。
工作时，由氘贮存器2放出氘气，在离子源部件中，被螺旋式运动的电子电离成氘离子，然后经吸出、加速，以约110KV的能量打到氚靶上，产生T(D、n)4He反应，释放出中子。其中氘离子轰击氚靶所产生的二次电子，由抑制极抑制。
现有技术中，(1)氘贮存器2与管壳4底的连接由于采用平面或刀口形结构的动密封连接工艺，即管壳底部的螺纹孔底为平面或刀口形，通过压紧螺钉将氘贮存器紧密连接在螺纹孔中，这对于封接平面在螺纹孔底部、且尺寸小于φ10的动密封结构来说，要使封接面达到
级的光洁度，制造中存在着机械加工的困难;(2)氚钛靶需在高温和振动条件下工作，易产生掉粉、放气和负载击穿等情况。
本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，提供一种具有改进的动密封结构连接工艺、靶参数设计和/或中子管排气工艺的碳/氧比测井用中子管的制造方法。
本发明的内容是一种C/O比测井用中子管的制造方法，包括中子管外壳底与氘贮存器的动密封结构连接工艺，该动密封结构包括中子管外壳底的螺纹孔，氘贮存器的一端位于螺纹孔内，套接在氘贮存器上的压紧螺钉与螺纹孔连接并将氘贮存器一端紧密连接在中子管外壳底部，氘贮存器的端头与螺纹孔底之间置有密封垫片，其特征之处是采用曲面动密封结构连接，即所述螺纹孔(13)底部采用冷机压加工的方法加工成曲面(14)且光洁度为
，该曲面(14)对应的球面锥体角α为68°～78°。
本发明的内容还包括靶及靶参数设计;采用氚钛靶，靶参数设计为钛膜厚度1.5～1.9mg/cm2，吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.5。
本发明的内容，还包括中子管排气工艺;在组装成中子管前，根据材料和部件的不同物理特性，将中子管零部件分为两类分别进行高、低温预除气，其中低温预除气的零部件在400℃～500℃下保温0.5～1小时，高温预除气的零部件在900～950℃下保温0.5～1小时，组装成中子管后，将中子管置于无油排气台上进行低温排气，控制升温速度3～4℃/分，保温温度160℃～180℃，保温时间20～30小时。
与现有技术相比，本发明具有下列特点(1)采用曲面动密封连接工艺，使密封结构易于机加工，密封效果好，漏气率低于1×10-9Pa.L/S，使整个中子管的静态密封合格率达95%以上;
(2)由于钛膜厚度适度，采用低吸氚原子比，使氚钛靶不仅能满足石油测井中在温度高达125℃的井下连续脉冲工作、最高中子产额达1.5×108n/s以上这一指标要求，而且不掉粉、不放气、不产生负载击穿;
(3)采用本发明排气工艺，可使产品质量稳定、可靠性高，能很好地满足管内真空度要求。
图1是本发明中中子管结构示意图;
图2是图1中曲面动密封结构示意图;
图3是图2中曲面结构示意图。
图中1-动密封结构，2-氘贮存器，3-排气管，4-管壳，5-阳极，6-阴极，7-阴极接线柱，8-抑制极，9-抑制极引线，10-氚钛靶，11-磁钢，12-高压绝缘子，13-螺纹孔，14-曲面，15-垫片，16-密封头，17-压紧螺钉。
下面是本发明的一个实施例
以014293＃管为例。一种C/O比测井用中子管的制造方法，包括中子管壳4底与氘贮存器2的曲面动密封结构连接工艺，靶及靶参数设计，排气工艺。曲面动密封结构连接工艺包括位于管壳4底的螺纹孔13，在该M12、深12mm的螺纹孔13底部采用冷机压加工的方法加工成曲面14形封接平面且光洁度为
、曲面14对应的球面锥体角α为68～78°，氘贮存器2的一端位于螺纹孔13内，套接在氘贮存器2上的压紧螺钉17与螺纹孔13连接并将氘贮存器2一端紧密连接管壳4底;采用4块氘钛靶，靶参数为钛膜厚度1.6～1.7mg/cm2，低吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.1;排气工艺为零部件分两类预除气后，装成的完整中子管在排气台上，于170℃烘烤20小时。中子产额≥2×108n/s，中子时间谱宽度12us，中子产额稳定度(在125℃)下，半小时优于10%。此中子管送入胜利油田测井，井深达到4330米，是我国用C/O比测井所达到的最深井段，在井温137.5℃连续工作3.5小时，完全正常。
本发明不限于该实施例，本发明内容均可实施。
权利要求
1.一种C/O比测井用中子管的制造方法，包括中子管外壳底与氘贮存器的动密封结构连接工艺，该动密封结构包括中子管外壳底的螺纹孔，氘贮存器的一端位于螺纹孔内，套接在氘贮存器上的压紧螺钉与螺纹孔连接并将氘贮存器一端紧密连接在中子管外壳底部，氘贮存器的端头与螺纹孔底之间置有密封垫片，其特征是采用曲面动密封结构连接，即所述螺纹孔(13)底部采用冷机压加工的方法加工成曲面(14)且光洁度为
，该曲面(14)对应的球面锥体角α为68°-78°。
2.按权利要求1所述的C/O比测井用中子管的制造方法，其特征征是还包括靶及靶参数设计;采用氚钛靶，靶参数设计为钛膜厚度1.5～1.9mg/cm2，吸氚原子比T/Ti＝1.0～1.5。
3.按权利要求1或2所述的c/o比测井用中子管的制造方法，其特征是还包括中子管排气工艺;在组装成中子管前，根据材料和部件的不同物理特性，将中子管零部件分为两类分别进行高、低温预除气，其中低温预除气的零部件在400℃～500℃下保温0.5～1小时，高温预除气的零部件在900～950℃下保温0.5～1小时，组装成中子管后，将中子管置于无油排气台上进行低温排气，控制升温速度3～4℃/分，保温温度160℃～180℃，保温时间20～30小时。
全文摘要
一种C/O比测井用中子管的制造方法，其特征是管壳底部与氘贮存器的连接采用曲面动密封结构，靶参数设计为钛膜厚度1.5～1.9mg/cm
文档编号G01V5/10GK1087725SQ9311199
公开日1994年6月8日 申请日期1993年10月22日 优先权日1993年10月22日
发明者周明贵, 王高典, 罗四维, 杨光淑, 孙玉娥, 钱有余, 孙振兴, 王彦, 刘汉文, 方仁昌, 谭治安, 邓友华, 夏世维, 邹保山, 黎克江 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所