技术领域
[0001] 本
发明涉及自然伽马测井短节，特别涉及兼容多种工业总线的数字化自然伽马测井短节，属于石油测井仪器中
放射性测井仪器，主要涉及自然伽马
信号采集。
背景技术
[0002] 自然伽马测井曲线是油田石油勘探过程中的一条最基本也是最重要的曲线，它对岩性的划分有着十分重要的意义。
岩石中含有天然
放射性核素，主要是
铀系、钍系和
钾的放射性同位素，它们在自然衰变时发射伽马射线。当自然伽马测井仪接收到这些射线时，会将这些射线转换成电脉冲，而电脉冲的数量与伽马射线的强度是成正比的。通过伽马测井仪计算单位时间内电脉冲的数量，从而获得被测岩层的岩性。
[0003] 现有的自然伽马测井仪主要通过碘化钠等晶体及
光电倍增管将伽马射线转换成电脉冲信号，后经过放大
电路、
鉴别电路，进而输出脉冲信号并发送给计数器。
[0004] 例如，
专利文献1（专利
申请号为CN03114632.5，申请日为2003年4月6日）公开一种自然伽玛侧井仪，包括
探头、
信号处理器、计算机电连接结构，探头探测的伽玛射线转换成
光信号，经放大整形输入到
单片机进行组合，变成曼码送到地面再经地面解码送入PC机，PC机显示测井曲线。
[0005] 具体而言，具备碘化钠晶体和光电倍增管的探头将伽玛射线转换成
电信号，经前置
放大器（跟随器）增强信号的驱
动能力后进入主放大器，由幅度甄别器进行甄别，与
门槛进行比较，将比较的信号送到单片机的计数器输入端或中断进行计数，之后进入井下微控器编码，编码后经过遥传
驱动器送到
电缆上。
[0006] 但是,专利文献1中公开的计数器等计数功能模
块，只能简单地计数脉冲数，没有转
化成实际伽玛计数率API值的功能。而且，专利文献1中公开技术，只是对信号进行了简单的编码后通过驱动电路即通过电缆上传到地面，就类似于一条点对点的电话线一样，无法扩展，也无法灵活组合挂接其他仪器。
[0007] 在实际测量过程中，影响仪器计数率的因素较多，不但与仪器前端的晶体、光电倍增管有关，还与
信号传输方式、仪器的放大倍数、信号
阈值设定以及后端计数器
精度有很大的关系。
[0008] 现有的自然伽玛测井短节多为模拟输出方式，即直接将鉴别电路得到的
模拟信号输出，因此需要外置的电路来计数电脉冲，故而无法单独调试及测试。
[0009] 另外，现有的自然伽玛测井短节多采用一种方式，例如SPI（串行外设
接口），且这种方式抗干扰能力差，通信距离短，所以只能实现简单的通信，不能兼容多种通信方式。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种自然伽马测井短节，能够兼容多种工业总线，实现数字化、集成化，能够较为准确地测量计数率。
[0011] 为了解决上述问题，本发明的自然伽玛测井短节，其特征在于，具备闪烁晶体、导光膜、光电倍增管、负高压模块和控制电路；所述导光膜位于所述光电倍增管与所述闪烁晶体之间；所述控制电路将激励
电压提供给所述负高压模块，通过所述负高压模块产生负高压，施加在光电倍增管上；所述控制电路采集由所述光电倍增管产生的电脉冲信号并进行处理而得到数字化的信息，并对所述数字化的信息进行总线传输。
[0012] 另外，在本发明的自然伽玛测井短节中，由所述信号数字化采集处理电路生成的数字化的信息包括计数率信息。
[0013] 另外，在本发明的自然伽玛测井短节中，所述总线传输的方式包括
控制器局域网络（CAN）总线传输、485总线传输、以太网总线传输中的至少一个。
[0014] 另外，在本发明的自然伽玛测井短节中，所述控制电路具备信号放大电路、鉴别电路、数字处理电路和总线收发电路；所述信号放大电路对由所述光电倍增管产生的电脉冲信号进行放大处理，输出到所述鉴别电路；所述鉴别电路对从所述信号放大电路输入的信号进行鉴别，输出到所述数字处理电路；所述数字处理电路对从所述鉴别电路输入的信息进行数字化处理，输出到所述总线收发电路；所述总线收发电路将从所述数字处理电路输入的数字化的信息输出到所述自然伽玛测井短节的外部，并从所述外部接收各种信息。
[0015] 根据本发明，提供一种能够兼容多种工业总线、集成化、数字化的自然伽马测井短节，直接产生包含有计数率信息的数字化总线信号，能够解决计数率测量不准确的问题，可与其他总线仪器进行数字传输。这样，能够将控制电路与自然伽马测井短节紧密地结合起来，缩短了仪器的整体尺寸，且由于集成化、数字化设计，使电脉冲信号传输距离更短，抗干扰能力更强，脉冲计数更加可靠。
附图说明
[0016] 图1是本发明的自然伽玛测井短节的沿纵长方向剖开的剖面图。
[0017] 图2是本发明的自然伽玛测井短节的控制电路的示意性方
框图。
具体实施方式
[0018] 某些术语在本申请文件中自始至终用来指示特定系统部件。如本领域的技术人员将认识到的那样，通常可以用不同的名称来指示相同的部件，因而本申请文件不意图区别那些只是在名称上不同而不是在功能方面不同的部件。在本申请文件中，以开放的形式使用术语“包括”、“包含”和“具备”、“具有”，并且因此应将其解释为意指“包括但不限于…”。
[0019] 以下，参照附图详细地说明本发明的自然伽玛测井短节。
[0020] 图1是本发明的自然伽玛测井短节的沿纵长方向剖开的剖面图。
[0021] 如图1所示，本发明的自然伽玛测井短节具备晶体固定螺帽1、套筒上端盖2、闪烁晶体3、护套4、绑线圈5、导光膜6、光电倍增管7、遮光垫8、骨架9、
电路板10、
钢柱11、负高压模块12、压紧塞13和套筒下端盖14。
[0022] 其中，闪烁晶体3例如为碘化钠晶体。由岩层中的放射性物质即伽马射线，激发碘化钠晶体等闪烁晶体3中
原子核内
电子，产生闪烁
光电子。
[0023] 导光膜6位于光电倍增管7与闪烁晶体3之间。闪烁晶体3产生闪烁光电子，并经导光膜6由光电倍增管7经过多级放大后产生输出微弱的电脉冲信号。
[0024] 在骨架9上固定着电路板10和负高压模块12。
[0025] 电路板10具有控制电路100。该控制电路100为负高压模块12提供激励电压，经过负高压模块12后产生-1800V直流高压，作用于光电倍增管7为其提供
能量。然后，控制电路100采集由光电倍增管7产生的电脉冲等信号，对该信号进行数字处理和总线传输。
[0026] 负高压模块12作为光电倍增管7内产生多级放大所需的电压源。
[0027] 图2是本发明的自然伽玛测井短节的控制电路的示意性方框图。
[0028] 控制电路100包括信号放大电路110、鉴别电路120、信号数字化采集处理电路（数字处理电路）130和CAN总线收发电路（总线收发电路）140。其中，CAN是
控制器局域网络的缩写。
[0029] 信号放大电路110对由光电倍增管7产生的电脉冲信号进行放大处理，输出到鉴别电路120。
[0030] 鉴别电路120对从信号放大电路110输入的信号进行鉴别，去掉
干扰信号，提取出有用的电脉冲信号，输出到信号数字化采集处理电路130。
[0031] 信号数字化采集处理电路130对从鉴别电路120输入的信息进行数字化处理，生成计数率等数字化的信息，输出到CAN总线收发电路140。所谓计数率，简单而言就是规定时间内检测到的电脉冲数。由本发明的信号数字化采集处理电路130生成的数字化的计数率信息，不是像对比文献1那样的简单计数的脉冲数，是实际伽玛计数率API值。API是放射性的单位。
[0032] CAN总线收发电路140进行数据传输，具体而言，将从信号数字化采集处理电路130输入的数字化的信息输出到自然伽玛测井短节的外部，另外，从自然伽玛测井短节的外部接收各种信息。
[0033] 这样一来，本发明的自然伽马测井短节，被集成化、数字化，能够直接产生包含有计数率信息的数字化总线信号，能够解决计数率测量不准确的问题，可与其他总线仪器进行数字传输。因此，能够将控制电路与自然伽马测井短节紧密地结合起来，缩短了仪器的整体尺寸，且由于集成化、数字化设计，使电脉冲信号传输距离更短，抗干扰能力更强，脉冲计数更加可靠。
[0034] 也就是说，本发明的自然伽马测井短节，内置有产生数字化的计数率信息的电路，能够提高计数率的可靠性，可单独地进行调试及测试。
[0035] 另外，若将本发明的自然伽玛测井短节作为遥传内部
数据总线的一个
节点，将高速遥传测井仪作为网关，使遥传系统同时具备井上井下数据编解码传输的功能，则形成真正意义上的内部总线方式加网络化传输，由此，能够兼容多种总线，提高抗干扰能力。
[0036] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
[0037] 例如，图2所示的本发明的控制电路包括CAN总线收发电路140，采用CAN总线，但本发明采用的总线并不限于此，还可以采用485总线、以太网方式或其它工业总线，通过预留各种总线接口电路，简单设置
固件即可实现。
