中子源常见事故及处置方案

李明+李雁+高博跃+张强

【摘 要】补偿中子测井，是在中子测井的基础上进行图版校正，克服井眼不規则变化影响的一种中子测井方法。它同时记录长短源距探头的计数值，可在裸眼井或套管井中测量地层孔隙度。其中，Baker Hughes公司的补偿中子测井仪（2446XA）在各油田得到广泛应用，但在测井作业中，也时常出现各种放射源事故，造成人员过量照射，给个人及公司及带来巨大损失。本文就补偿中子仪器及所用放射源（Am-241/Be）展开研究，分析其设计结构及作业中可能遇到的问题，提供了一些解决办法，提高了作业的安全性和时效性。

【关键词】Baker Hughes；补偿中子；测井；2446XA；Am-241/Be

【Abstract】The compensated neutron logging is a method which based on the neutron logging，can overcome affected by the irregular change of the borehole.And records the counts from two different probes， calculated the porosity of the formation in the open hole or casing well.The Baker Hughes Compensation Neutron Logging tool（2446XA）is widely used in oil-fields，But during logging，there are also frequent sources of radiation accidents，causing people to overshoot，giving individuals and companies a huge loss.This paper will research compensated neutron logging tool and source （Am-241/Be），analysis the design structural and possible problems during operation，provides a series of solutions，improve the security and efficiency of the logging job.

【Key words】Baker Hughes；Compensated Neutron；Logging；2446XA；Am-241/Be

中子测井（Neutron Logging），是利用中子和地层的相互作用的各种效应，来研究井剖面地层性质的各种测井方法的总称。测井作业时，中子源向地层发射快中子，快中子在地层中运动与地层物质的原子核发生各种作用，由探测器探测超热中子、热中子或次生伽马射线的强度，来研究地层的孔隙度、岩性及孔隙流体性质等地质问题。补偿中子测井是一种较好的热中子测井，它可用来划分地层岩性，确定地层孔隙度，判断气层，划分油水界面。在测井作业中，由于使用到高强度的放射源，一旦发生意外事故，将会给作业人员的身体带来巨大的损害。因此，工作人员有必要对中子仪器及中子源的设计结构进行了解，测井作业中遇到事故才能快速有效的进行处理，使损失降到最低。

1 仪器源室结构

仪器源室剖面如图1，源室利用卷销将之与仪器本体连接，并将卷销作为轴，使源室能够自如的打开和关闭，进行装卸源操作。在源室侧面有两个φ16mm中空的内六角顶丝，作用是在源室关闭时将其顶紧，防止源室在测井过程中意外打开。在源室的背面，即仪器本体上有两个φ8mm孔，孔贯通仪器本体，正好对准源室背部。

源室顶丝结构如图2，顶丝下部采用了中空设计，中空部分螺丝壁厚仅有0.95mm，强度大大降低。当源室顶丝出现问题，无法打开源室时，可以通过源室背面的两个孔，用冲子敲击源室，切断顶丝中空部分打开源室，然后再拆下放射源。

2 Am-241/Be放射源结构

中子源结构如图3，中子源由源本体，尾部固定螺栓，O圈三部分组成。源本体与尾部固定螺栓用丝扣连接，尾部螺栓安装在源仓中起到固定放射源的作用。由于中子源未进行承压设计，其本身不能承受井下泥浆的巨大压力，因此在源尾部螺栓使用了O圈（AS-119）密封，从而防止中子源受到地层压力的破坏。

中子源主要性能参数：

放射性核素：Am-241 半衰期：432.2年

靶材料：Be 源壳材料：三层特种合金

活度：18Ci（6.66 E+11Bq）

3 放射源事故及处置

3.1 放射源突发情况

在测井作业过程中，由于现场环境恶劣，井况复杂，放射源无法拆卸事故也时有发生，常见的突发情况有以下几种：

1）在装入放射源时，丝扣不顺畅或无法装入。

2）拆卸放射源时，内六角螺丝破裂，源室无法打开，无法卸出放射源。

3）拆卸时放射源固定螺栓和源本体分离，放射源留在源室内。

3.2 日常管理和监督

为防止放射源事故发生，需要加强放射源的日常管理和监督：

1）建立健全相关的管理制度，明确管理程序及岗位责任。

2）从事电离辐射的工作人员，都需经过国家监管部门授权单位的培训取得上岗资质，持证上岗。

3）放射源操作人员需要经过实践操作培训，熟悉放射源的操作程序及步骤。

4）根据所使用的放射源的种类、数量及剂量，选择佩带适用的个人剂量计、辐射防护用品，并充分考虑时间、距离、屏蔽等因素，采取各种有效措施，使受照射剂量得到控制。

5）操作放射源时需要有安排专人有丰富操作经验的人员，进行监护及指导，防止操作人员由于紧张、疏忽等操作不当，导致放射源落井、遗漏或损坏。

6）定期对放射源进行保养、查漏，以防止放射源外壳损坏泄露。

3.3 装卸源的准备

在装卸放射源前，一定要做好充分准备：

1）在放射源操作区域周围15m处设置好警示区域及标识，告知无关人员远离。

2）对仪器的源室﹑源室顶丝、源室卷销、装源工具、源室拆卸工具进行检查和保养，有条件的可以用模拟源先进行试装作业，以避免突发事故的产生。

3）正确选用和佩戴铅背心、铅围裙、铅眼镜、铅手套、个人剂量计等劳保防护用品，并盖好井口及周围空洞，防止放射源落井。

4）放射源装卸完成后，一定要给仪器供电，检查脉冲计数是否正常，以确认放射源是否已安全装入或拆下。

5）在作业时如果发生类似事故，首先要远离放射源，冷静下来准备好相应的工具及实施方案后，再来处理问题，避免由于紧张导致误操作，酿成严重后果。

3.4 无法顺利装源的处置

当放射源无法顺利装入仪器时，禁止强行装入，应立即将源放回源罐。否则可能损坏仪器源室丝扣或放射源本体的丝扣，导致装入仪器后无法卸出放射源。首先应采取以下措施：

1）再次检查并保养源仓，检查源室内部有无赃物，丝扣有无磨损。

2）检查源罐标识，确认是否为此仪器所用的放射源。

3）如有模拟源，先用模拟源进行试装。

4）检查保养完成后，可尝试再次装源，如若发现问题立即停止装源，将放射源放回源罐，上报情况等待相关专家进行分析解决问题。

3.5 无法顺利卸源的处置

当放射源无法卸出仪器时，不要强行拆卸，首先立即远离放射源，准备好相应的工具及实施方案，再尝试拆卸。

1）当内六角顶丝打滑时，需要首先检查工具是否变形，如工具变形可更换工具尝试拆卸；如工具正常，则可能是内六角顶丝滑丝、母扣变形或粘扣，此时，可尝试选取合适的倒扣工具进行倒扣。如任然无法移除顶丝，可用钻头钻空顶丝，然后用冲子穿入源室背面的小孔，用锤子敲击冲子将源室顶丝切断，打开源室。

2）当内六角顶丝破裂时，直接用钻头钻空顶丝，然后用冲子将源室顶丝剪切断，打开源室取出放射源。

仪器源室必须使用中空的内六角顶丝，当顶丝出现问题时，才能快速有效的解决。

3.6 放射源本体脱落的处置

由于中子源本体与尾部固定螺栓用丝扣连接，长时间使用而又疏于检查，可能导致丝扣松动，甚至脱落。因此，在装卸源时，一定要注意观察放射源的长度，防止源本体从固定螺栓上脱落，遗留在仪器中，导致人员过量误照射事故。如若源本体与固定螺栓脱落，应立即用中子源防护服，将放射源覆盖，人员立即远离将源，请专业人员将源本体与固定螺栓固定好后，再进行后续作业。

4 结束语

从以往事故案例来看，多数都是工作人员麻痹大意导致事故的发生，因此，加强放射源会用单位的自主管理，增强工作人员的安全意识和责任心，才能从根本上减少事故的发生，保证工作人员的人身安全和健康。

【参考文献】

[1]《测井学》编写组.测井学[M].北京：石油工业出版社，1998.

[2]肖培琛，李耀文，萬舒，等；放射性测井基础与中子寿命测井[M].北京：石油工业出版社，2007.

[3]杨朝文，主编.电离辐射防护与安全基础[M].北京：原子能出版社，2009，3.

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[5]张惠生，王守正，武在炎.五例中子源意外事故受照者的临床观察[J].中华放射医学与防护杂质，1997（5）：345-346.

[6]Baker Hughes Inc.2446XA WTS compensated neutron maintenance manual，2001.

[责任编辑：田吉捷]