(57)【要約】【課題】  ガドリニウム添加フィルターガラスを含む検層装置を提供する。【解決手段】  検層装置は、検出器アセンブリ（１２）を有するプローブ（１０）を含む。例示の実施例では、検出器アセンブリは、ガンマ線にさらされると光を発することが可能なシンチレーション結晶を有するシンチレータ（１６）、光電子増倍管（１８）、及びシンチレータと光電子増倍管との間に配置される光学インタフェース（２０）を含む。光学インタフェースは、シンチレータと光電子増倍管とを光学的に結合する。光学インタフェースは、ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）を含む。【選択図】図１
2004205512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器アセンブリ（１２）を有するプローブ（１０）を具備する検層装置において、
ガンマ線にさらされると光を発することが可能なシンチレーション結晶を有するシンチレータ（１６）と、
光電子増倍管（１８）と、
前記シンチレータと前記光電子増倍管との間に配置され、前記シンチレータと前記光電子増倍管とを光学的に結合し、ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）を有する光学インタフェース（２０）とを具備する装置。
【請求項２】
前記シンチレーション結晶はＮａＩシンチレーション結晶である請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記光学インタフェースは前記検出器アセンブリに密閉され、ガドリニウム添加フィルターガラスを有する窓を更に具備する請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記光学インタフェース（２０）は、
弾性パッド（３６）と、
前記検出器アセンブリ（１２）に密閉され、前記ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）へと光学的に結合される窓（２４）とを更に具備する請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記窓（２４）の第１の側面は前記光電子増倍管（１８）へと光学的に結合され、前記窓の第２の側面は前記ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）の第１の側面へと光学的に結合され、前記ガドリニウム添加フィルターガラスの第２の側面は前記弾性パッド（３６）の第１の側面へと光学的に結合され、前記弾性パッドの第２の側面は前記シンチレータ（１６）へと光学的に結合される請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記窓（２４）の第１の側面は前記光電子増倍管（１８）へと光学的に結合され、前記窓の第２の側面は前記弾性パッド（３６）の第１の側面へと光学的に結合され、前記弾性パッドの第２の側面は前記ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）の第１の側面へと光学的に結合され、前記ガドリニウム添加フィルターガラスの第２の側面は前記シンチレータ（１６）へと光学的に結合される請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記ガドリニウム添加フィルターガラス（３４）は前記弾性パッド（３６）へと埋め込まれ、前記窓（２４）の第１の側面は前記光電子増倍管（１８）へと光学的に結合され、前記窓の第２の側面は前記弾性パッドの第１の側面へと光学的に結合され、前記弾性パッドの第２の側面は前記シンチレータ（１６）へと光学的に結合される請求項４記載の装置。
【請求項８】
前記窓（２４）はサファイアから成る請求項４記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に検層装置に関し、特に、ガドリニウム光学インタフェースを含む検層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の石油掘削処理は、ドリルが貫通する地層及び地質的条件に関する大量の情報を必要とする。この情報の収集は一般的に「検層」と呼ばれ、複数の方法により実施することが可能である。油井検層は、掘削中の特定の地層に関して掘削機に情報を提供する技術として長年にわたり知られている。従来のワイヤライン検層では、坑井の一部又は全部を掘削した後に情報センサを収容するプローブ、すなわち、「ゾンデ」がボアホールの中へと下ろされ、ボアホールが横断する地層の特徴を判定するのに使用される。ゾンデは、上端に取り付けられた導電性のワイヤラインによって支持される。この導電性のワイヤラインを通してセンサに電力が供給される。ゾンデに装備された計器が、ワイヤラインを介して送信される信号により情報を地表へと伝達する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
油井検層の既知の方法としては、検層器具に高速中性子源を組み込む方法がある。この中性子源から中性子が散乱し、ガンマ線を発生させる坑井ボア環境に吸収される。ガンマ線は、器具内のＮａＩシンチレーション結晶により検出され、坑井ボア環境の物理的特性に関する情報を提供する。ＮａＩにおけるシンチレーションにより生成される光は、光学インタフェースを介して光電増倍管へと伝達される。光電増倍管へと結合されていないＮａＩシンチレータの表面を遮蔽しているが、中性子は光学インタフェースを介して入り込むことができる。熱化した中性子は、ＮａＩシンチレーション結晶中のヨウ素を活性化する。ヨウ素は２５分の半減期で減衰する。減衰が起こると、ＮａＩシンチレータは放射されている放射線を検出し、高いバックグラウンド計数が発生する。このバックグラウンド計数により測定値が乱され、歪められる。
【０００４】
ＮａＩシンチレータの光学端部から中性子を除去する既知のアプローチとして、光電増倍管全体をカドミウムで覆う方法がある。このアプローチには幾つかの欠点がある。カドミウムが熱中性子を吸収する能力は中程度でしかない。従って、効果的に中性子を遮蔽するのに必要な量のカドミウムに対して空間を提供できるように、検出器を短くする必要がある。また、カドミウムは発癌物質として知られており、有毒である。カドミウム被覆は検出器の外側にあるため、検層器具のセンサが利用可能な空間は制限される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの面において、検出器アセンブリを有するプローブを含む検層装置が提供される。検出器アセンブリは、ガンマ線にさらされると光を発することが可能なシンチレーション結晶を有するシンチレータと、光電子増倍管と、シンチレータと光電子増倍管との間に配置される光学インタフェースとを含む。光学インタフェースは、シンチレータと光電子増倍管とを光学的に結合する。光学インタフェースは、ガドリニウム添加フィルターガラスを含む。
【０００６】
別の面において、検層器具用の検出器アセンブリが提供される。検出器アセンブリは、ガンマ線にさらされると光を発することが可能なシンチレーション結晶を有するシンチレータと、光電子増倍管と、シンチレータと光電子増倍管との間に配置される光学インタフェースとを含む。光学インタフェースは、シンチレータと光電子増倍管とを光学的に結合する。光学インタフェースは、ガドリニウム添加フィルターガラスを含む。
【０００７】
別の面において、検層装置が提供される。検層装置は、プローブ筐体及びその中に配置される検出器アセンブリを含む。検出器アセンブリは、ガンマ線にさらされると光を発することが可能なシンチレーション結晶を有するシンチレータと、光電子増倍管と、シンチレータと光電子増倍管との間に配置される光学インタフェースとを含む。光学インタフェースは、シンチレータと光電子増倍管とを光学的に結合する。光学インタフェースは、ガドリニウム添加フィルターガラスを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
検層プローブ用の検出器アセンブリについて以下で詳細に説明する。検層プローブは、ガンマ線を発生させる坑井ボア環境において散乱し、吸収される中性子を生成する高速中性子源を含む。検出器アセンブリは、シンチレータと光電子増倍管との間に配置され、これらを光学的に結合する光学インタフェースを含む。シンチレータは、ガンマ線にさらされると光を発する、例えば、ＮａＩシンチレーション結晶などのシンチレーション結晶を含む。光学インタフェースは、中性子が光学インタフェースを介して検出器へと入り、ＮａＩ結晶中のヨウ素を活性化して減衰させるのを防止するガドリニウム（Ｇｄ）添加フィルターガラスを含む。ヨウ素減衰により放射線が放射され、この放射線がシンチレータにより検出される。また、ヨウ素減衰により高いバックグラウンド計数が発生する。この高いバックグラウンド計数により、検出器によるガンマ線の測定値が歪められる可能性がある。Ｇｄ添加フィルターガラスによりヨウ素の中性子活性化を防止することによって、検層プローブによる正確な測定値の生成が促進される。
【０００９】
図面を参照するに、図１から図５で同様の要素を指すのに同様の符号が使用されている。図１は、プローブ筐体１４へと結合される検出器アセンブリ１２を有する検層プローブ１０を概略的に表現する図である。例示の実施例では、検出器アセンブリ１２は、光学インタフェース２０により光学的に結合されるシンチレータ１６及び光電子増倍管１８を含む。シンチレータ１６、光電子増倍管１８、及び光学インタフェース２０は、検出器筐体２２の内部に密閉される。光学インタフェース２０は、検出器筐体２２に密閉される窓２４を含む。この例示の実施例では、窓２４はガドリニウム添加フィルターガラスである。検出器ケーブル２６は、検出器アセンブリ１２をデータ処理機器（不図示）及び電源（不図示）へと接続する。
【００１０】
図２は、プローブ筐体１４へと結合される検出器アセンブリ２８を有する検層プローブ１０を概略的に表現する図である。例示の実施例では、検出器アセンブリ２８は、光学インタフェース２０により光学的に結合されるシンチレータ１６及び光電子増倍管１８を含む。シンチレータ１６及び光学インタフェース２０は、検出器筐体２２の内部に密閉される。光学インタフェース２０は、検出器筐体２２に密閉される窓２４を含む。この例示の実施例では、窓２４はガドリニウム添加フィルターガラスである。検出器ケーブル２６は、検出器アセンブリ２８をデータ処理機器（不図示）及び電源（不図示）へと接続する。
【００１１】
図３は、プローブ筐体１４へと結合される検出器アセンブリ３０を有する検層プローブ１０を概略的に表現する図である。例示の実施例では、検出器アセンブリ３０は、光学インタフェース３２により光学的に結合されるシンチレータ１６及び光電子増倍管１８を含む。シンチレータ１６及び光学インタフェース３２は、検出器筐体２２の内部に密閉される。光学インタフェース３２は、検出器筐体２２に密閉される窓２４及び弾性パッド３６の内側に埋め込まれるガドリニウム添加フィルターガラス３４を含む。窓２４はサファイアなどの任意の適切な材料から作製することができる。窓２４の第１の側面３８は光電子増倍管１８へと光学的に結合され、窓２４の第２の側面４０は弾性パッド３６の第１の側面４２へと光学的に結合される。弾性パッド３６の第２の側面４４はシンチレータ１６へと光学的に結合される。要素を光学的に結合するのには任意の既知の方法を使用することができる。例示の実施例では、要素を光学的に結合するのに油が使用される。油により要素間の光学的な接触が良好になる。検出器ケーブル２６は、検出器アセンブリ３０をデータ処理機器（不図示）及び電源（不図示）へと接続する。
【００１２】
図４は、プローブ筐体１４に結合される検出器アセンブリ５０を有する検層プローブ１０を概略的に表現する図である。例示の実施例では、検出器アセンブリ５０は、光学インタフェース５２により光学的に結合されるシンチレータ１６及び光電子増倍管１８を含む。シンチレータ１６及び光学インタフェース５２は、検出器筐体２２の内部に密閉される。光学インタフェース５２は、検出器筐体２２に密閉される窓２４、窓２４へと光学的に結合されるガドリニウム添加フィルターガラス５４、及びガドリニウム添加フィルターガラス５４へと光学的に結合される弾性パッド５６を含む。窓２４の第１の側面３８は光電子増倍管１８へと光学的に結合され、窓２４の第２の側面４０はガドリニウム添加フィルターガラス５４の第１の側面５８へと光学的に結合される。ガドリニウム添加フィルターガラスの第２の側面６０は、弾性パッド５６の第１の側面６２へと光学的に結合される。弾性パッド５６の第２の側面６４は、シンチレータ１６へと光学的に結合される。要素を光学的に結合するのには任意の既知の方法を使用することができる。例示の実施例では、要素を光学的に結合するのに油が使用される。油により要素間の光学的な接触が良好になる。検出器ケーブル２６は、検出器アセンブリ５０をデータ処理機器（不図示）及び電源（不図示）へと接続する。
【００１３】
図５は、プローブ筐体１４に結合される検出器アセンブリ７０を有する検層プローブ１０を概略的に表現する図である。例示の実施例では、検出器アセンブリ７０は、光学インタフェース７２により光学的に結合されるシンチレータ１６及び光電子増倍管１８を含む。シンチレータ１６及び光学インタフェース７２は、検出器筐体２２の内部に密閉される。光学インタフェース７２は、検出器筐体２２に密閉される窓２４、窓２４へと光学的に結合される弾性パッド５６、及び弾性パッド５６へと光学的に結合されるガドリニウム添加フィルターガラス５４を含む。窓２４の第１の側面３８は、光電子増倍管１８へと光学的に結合され、窓２４の第２の側面４０は、弾性パッド５６の第１の側面６２へと光学的に結合される。弾性パッド５６の第２の側面６４は、ガドリニウム添加フィルターガラス５４の第１の側面５８へと光学的に結合される。ガドリニウム添加フィルターガラスの第２の側面６０は、シンチレータ１６へと光学的に結合される。要素を光学的に結合するのには任意の既知の方法を使用することができる。例示の実施例では、要素を光学的に結合するのに油が使用される。油により要素間の光学的な接触が良好になる。検出器ケーブル２６は、検出器アセンブリ７０をデータ処理機器（不図示）及び電源（不図示）へと接続する。
【００１４】
以上、検層プローブ用の検出器アセンブリの例示の実施例を詳細に説明した。構成は上述の特定の実施例に限定されるものではなく、構成の要素の一部を他の要素から独立させて利用しても良い。検出器アセンブリの各要素は、他の検出器アセンブリの要素と組み合わせて使用することもできる。
【００１５】
特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る検出器アセンブリを有する検層プローブを概略的に表現する図。
【図２】本発明の別の実施例に係る検出器アセンブリを有する検層プローブを概略的に表現する図。
【図３】本発明の別の実施例に係る検出器アセンブリを有する検層プローブを概略的に表現する図。
【図４】本発明の別の実施例に係る検出器アセンブリを有する検層プローブを概略的に表現する図。
【図５】本発明の別の実施例に係る検出器アセンブリを有する検層プローブを概略的に表現する図。
【符号の説明】
【００１７】
１０…プローブ、１２…検出器アセンブリ、１６…シンチレータ、１８…光電子増倍管、２０…光学インタフェース、３４…ガドリニウム添加フィルターガラス
【図１】
2004205512.tif 000003
【図２】
2004205512.tif 000004
【図３】
2004205512.tif 000005
【図４】
2004205512.tif 000006
【図５】
2004205512.tif 000007