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BP等公司资助电离辐射成像技术研究dd-【新闻】

发布时间:2021-04-06 05:51:43 阅读: 来源:剪脚机厂家

BP等公司资助电离辐射成像技术研究

中国页岩气网讯:修井作业时,如果井中含有不透明流体,采用现有的光学摄像和声波技术很少能够获得精确、实时的视觉反馈信息,因此多数作业都是在“盲目”地进行,从而花费大量时间并有可能造成物质损失。极端情况下,为了替换透明度更高的流体,可能会导致井眼稳定性问题。为了改善这种状况,BP、壳牌和挪威国家石油公司共同资助了一个联合工业项目,旨在研究电离辐射成像技术。

众所周知,伽马和x射线很难聚焦。因此,在含有气泡或密度多变的流体中,电离辐射光子如X射线的能量不易在流体密度界面发生折射,能量很高时也不会像可见光那样发生“反射”。这种光学非聚焦性的优点是不受变介质密度的影响,非常有利于井眼成像应用。

如果将能量峰值为9 0千伏的X射线照射到5毫米厚的铝板上,会有5 0%左右的光子能量散射,如果能量增高到1 20千伏,只有1 5%发生散射。这意味着,对于高能光子铝板更加透明。低能光子更有可能发生反向散射,而高能光子则发生正向(前进方向)散射。散射过程部分导致物体中的原子发出荧光,返回探测器的光子将显示出与之作用原子的“指纹”。根据光的散射作用对物体成像具有一定难度,因散射光子沿各个方向传播。例如,将探测器的一个像素设计成只接收从物体左侧散射的光子,其他光子会对需要的信息产生干扰,可以使用准直器阵列来解决这一问题,对于二维强度成像来说,最好使用网格准直器(图1)。

准直器每个开口的长宽比较高(4 0:1),因准直器无光学折射功能,有一定的聚焦范围和极限,聚焦极限是从探测器到物体的距离,邻近像素也能接收到本应由相邻像素接收的二次散射光子。因此探测器的分辨率会降低,使物体边缘模糊。聚焦范围是从探测器到聚焦极限的固定距离,在此距离范围内的物体成像更清晰。

根据准直晶体闪烁器和光子计数器的二维排列设计了探测器,每个像素尺寸0.5毫米×0.5毫米,呈4x2排列,每个拥有968个独立光子计数器,探测器总像素达到7744。准直器的每个准直孔宽度0. 35毫米,长度14.2毫米。长宽比转换成聚焦极限为12厘米,实际上,物体的光学可辨识距离大约是20厘米。用实验源完成的初始散射成像测试得到了88×88像素的图像(图2),显示可以对1 0毫米厚钢板后面的物体成像。

虽然钻井流体相对不透明,但当足够能量的射线照射到目标物体时,散射能量可以产生能够辨识的图像。

2007年夏天在挪威斯塔万格附近Ullrigg测试设施中成功地完成了对样机的现场测试,一些大型石油公司的代表对测试进行了监督。结果显示,无论井中流体是否流动,都可以容易地识别出井中的物体及细节。

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