Аппаратурно-методические комплексы каротажа мгновенных нейтронов деления АМК КНД-М

Назначение

Аппаратурно-методические комплексы каротажа методом мгновенных нейтронов деления 235U (далее в тексте АМК КНД-М) предназначены для измерения плотности потока надтепловых нейтронов со спектром "1/Е" в диапазоне от 0.03 до 25 с-1см-2 (в рабочем диапазоне поток нейтронов T(d,n)4He-генератора от 0,5-108 с-1 до 2-108 c-1).

Описание

Принцип действия основан на регистрации мгновенных нейтронов деления 235U, вызванного нейтронами импульсного генератора, гелиевыми счётчиками медленных нейтронов СНМ-18.

Градуировка блока детектирования надтепловых нейтронов проводится в поле ”1 /Е" -нейтронов Государственного первичного эталона единиц потока и плотности потока нейтронов.

Для контроля сохранности градуировочных характеристик используется блок градуировки (БГ), представляющий собой цилиндр из оргстекла диаметром 255 мм и высотой 235 мм, в теле которого установлены 4 счетчика СБМ-20. Конструкция блока градуировки обеспечивает возможность использования в качестве источников излучения скважинного нейтронного генератора, источника гамма-излучения на основе радионуклида 226Ra и радионуклидного источника нейтронов Pu-Be(a,n).

АМК КНД-М выпускаются в двух модификациях - АИНК-49 и АИНК-60, отличающихся габаритными размерами скважинного прибора и типом используемого генератора нейтронов. Кроме того, АИНК-49 имеет каналы для регистрации тепловых нейтронов (ТН) и для регистрации гамма-излучения (ГК), а АИНК-60 - канал ГК. Оба эти канала (ТН и ГК) являются индикаторными. Применяется АМК КНД-М при разведке и эксплуатации месторождений урана для получения измерительной информации о параметрах рудных интервалов в скважинах глубиной до 1000 м и диаметром более 60 мм для АИНК-49 и более 70 мм для АИНК-60.

В качестве генератора нейтронов в модификации АИНК-60 используется импульсный генератор нейтронов ИНГ-101ТБТ с начальным выходом не менее 2408 с-1 и минимальный ресурсом блока нейтронной трубки 25 часов, в модификации АИНК-49 используется импульсный генератор нейтронов ИНГ-112ТБТ с начальным выходом не менее 2408 с-1 и минимальным ресурсом блока нейтронной трубки 100 часов.

Передача сигналов со скважинного прибора (СП) осуществляется по каротажному кабелю на пульт управления (ПУ). Отслеживание сигналов с блока измерения глубины (БИГ), формирование и сбор информации со всех каналов и передачу ее на ПК осуществляет микропроцессор наземного блока ПУ. Связь ПУ со СП осуществляется по стандартному интерфейсу RS812-926. Программное обеспечение обеспечивает запись (в текстовой файл) получаемой в процессе каротажа измерительной информации и представленной своими значениями, следуя сигналам от БИГ, с заданным шагом квантования по глубине.

Конструктивно СП реализован в стандартном стальном корпусе с внешним диаметром 60 мм в модификации АИНК-60 и 49 мм в модификации АИНК-49 и длиной не более 3000 мм, внутри которого размещены генератор нейтронов, детекторы нейтронов и гамма-квантов.

Наземный блок аппаратуры АМК КНД-М (ПУ) выполнен в герметичном корпусе, предохраняющем попадание в него пыли и влаги.

Базовый комплект аппаратуры АМК КНД-М обеспечивает за один спуско-подъем скважинного прибора (СП) проведение каротажа методом мгновенных нейтронов деления и гамма-каротажа.

Место нанесения знака утверждения типа

Рис. 1. Фотография общего аппаратуры АМК КНД-М

Программное обеспечение

Аппаратура АМК КНД-М содержит как микроконтроллерное программное обеспечение, установленное непосредственно в блоках детектирования, так и прикладное программное обеспечение, установленное на управляющем ПК.

Микроконтроллерное программное обеспечение полностью закрыто и защищено от стороннего вмешательства. Оно обеспечивает собственный самоконтроль, а также самоконтроль аппаратных узлов, стабилизацию спектрометрического тракта, измерение энергетического распределения гамма-излучения и передачу его в управляющий ПК.

Прикладное программное обеспечение обеспечивает: функции передачи данных и команд через протоколы связи; контроль аппаратного обеспечения; управление режимами функционирования аппаратуры АМК КНД-М; сохранение результатов в архиве и возможность последующей работы с ними; исключение возможности несанкционированного доступа к настроечным параметрам и результатам работы аппаратуры АМК КНД-М.

К метрологически значимому относится все ПО.

Идентификационные данные ПО АМК КНД-М представлены в таблице 1.

Таблица 1.     Идентификационные данные программного обеспечения

Примечание: Контрольная сумма относится к текущей версии (1.0) ПО.

Уровень защиты программного обеспечения аппаратуры АМК КНД-М от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует классу C в соответствии с МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Аппаратура АМК КНД-М имеет следующие технические характеристики.

1. Блок детектора надтепловых нейтронов (БДНН):

- диапазон измерений плотности потока нейтронов - от 0.03 до 25 с-1см-2

- разрешающее время - не более 5-10'6 с;

- нестабильность показаний - не более ± 3%;

- пределы допускаемой основной погрешности - ± 7%;

2. Блок градуировки (БГ):

- нелинейность счетной характеристики - не более ± 10%;

- предел допускаемой относительной погрешности чувствительности к ИИИ из 226Ra, нормированная на 0,1 мг радия в источнике, ± 5%;

- нестабильность показаний в течение 5 ч - не более ± 3%.

3. Блок монитора потока нейтронов генератора (БМ):

- нелинейность счетной характеристики каждого из двух измерительных каналов БМ не более ± 10%;

- нестабильность показаний каждого из двух измерительных каналов при загрузке 2403 с-1 - не более ± 3%;

- разрешающая способность БМ - от 0,4 до 0,5;

- СКО коэффициента мониторирования (в расчёте на поток нейтронов генератора 108 с-1) -не более 3%.

4. Время установления рабочего режима аппаратуры не более 10 минут.

5. Электропитание аппаратуры осуществляется от электросети переменного тока напряжением 220 В 1Ю%, частотой (50±1) Гц.

6. Потребляемая мощность источника питания - не более 100 В •А.

7. Скважинный прибор в рабочих условиях применения соответствует подгруппе КС4-1 по ГОСТ 26116-84 при климатических воздействиях:

- выдерживает внешнее гидростатическое давление до 10 МПа (100 атм.),

- устойчив к воздействию температуры в пределах от плюс 5 до плюс 40 оС ;

8. Наземный блок аппаратуры АМК-КНД-М устойчив к воздействию температуры окружающей среды при изменении температуры от 5 до 40 оС и относительной влажности окружающего воздуха до 90 % при температуре 30 оС;

9. Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности аппаратуры АМК-КНД-М при изменении температуры окружающего воздуха в рабочих условиях эксплуатации -± 0,1% на 1оС;

10. Габаритные размеры и масса:

- ПУ - не более 145 х 145 х 240 мм, масса не более 3 кг;

- СП - диаметр не более 60 мм в модификации АИНК-60 и 49 мм в модификации АИНК-49, длина не более 3000 мм, масса не более 25 кг:

- БГ - диаметр не более 255 мм, высота не более 235 мм, масса - не более 15.кг.

11. Требования к надежности:

- наработка на отказ (с учетом замены отработавших ресурс нейтронных генераторов) - не менее 600 ч,

- средний срок службы аппаратуры -пять лет,

- средний срок службы блока нейтронной трубки - 50 ч.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульном листе руководства по эксплуатации ТАИНК183 РЭ с помощью компьютерной графики и на наземном блоке методом шелкографии.

Комплектность

В комплект поставки аппаратуры АМК КНД-М входят изделия и эксплуатационная документация, приведенные в таблице.

Поверка

осуществляется по документу ТАИНК183 МП «Аппаратурно-методический комплекс каротажа мгновенных нейтронов деления (АМК КНД-М). Методика поверки», утверждённому ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева», в мае 2013 года.

При поверке применяются источники из 226Ra типа РА-1 (или ЕР-14) по ГОСТР 8.806-2012 в диапазоне масс радия 0,1 - 1,0 мг и Pu-Be(a,n) источники нейтронов по ГОСТР 8.031-82 в диапазоне значений потока нейтронов 2.105 - 5.107 с-1, аттестованные с погрешностью не более ± 4%.

Сведения о методах измерений

ТАИНК183 РЭ «Аппаратурно-методический комплекс каротажа мгновенных нейтронов деления АМК КНД-М. Руководство по эксплуатации»

Нормативные документы

1. ГОСТ 27451-87 «Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия.

2. ГОСТ 21116-84 «Аппаратура геофизическая скважинная. Общие технические условия».

3. ГОСТ Р 8.806-2012 «Государственная поверочная схема для средств измерений массы и активности радия».

4. ГОСТ 8.031-82 «Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений потока и плотности потока нейтронов».

5. ТАИНК183 ТУ «Аппаратурно-методический комплекс каротажа мгновенных нейтронов деления АМК КНД-М. Технические условия».

Рекомендации к применению

При осуществлении деятельности в области использования атомной энергии.