中子源常見事故及處置方案

李明+李雁+高博躍+張強

【摘 要】補償中子測井，是在中子測井的基礎上進行圖版校正，克服井眼不規則變化影響的一種中子測井方法。它同時記錄長短源距探頭的計數值，可在裸眼井或套管井中測量地層孔隙度。其中，Baker Hughes公司的補償中子測井儀（2446XA）在各油田得到廣泛應用，但在測井作業中，也時常出現各種放射源事故，造成人員過量照射，給個人及公司及帶來巨大損失。本文就補償中子儀器及所用放射源（Am-241/Be）展開研究，分析其設計結構及作業中可能遇到的問題，提供了一些解決辦法，提高了作業的安全性和時效性。

【關鍵詞】Baker Hughes；補償中子；測井；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

中子測井（Neutron Logging），是利用中子和地層的相互作用的各種效應，來研究井剖面地層性質的各種測井方法的總稱。測井作業時，中子源向地層發射快中子，快中子在地層中運動與地層物質的原子核發生各種作用，由探測器探測超熱中子、熱中子或次生伽馬射線的強度，來研究地層的孔隙度、巖性及孔隙流體性質等地質問題。補償中子測井是一種較好的熱中子測井，它可用來劃分地層巖性，確定地層孔隙度，判斷氣層，劃分油水界面。在測井作業中，由于使用到高強度的放射源，一旦發生意外事故，將會給作業人員的身體帶來巨大的損害。因此，工作人員有必要對中子儀器及中子源的設計結構進行了解，測井作業中遇到事故才能快速有效的進行處理，使損失降到最低。

1 儀器源室結構

儀器源室剖面如圖1，源室利用卷銷將之與儀器本體連接，并將卷銷作為軸，使源室能夠自如的打開和關閉，進行裝卸源操作。在源室側面有兩個φ16mm中空的內六角頂絲，作用是在源室關閉時將其頂緊，防止源室在測井過程中意外打開。在源室的背面，即儀器本體上有兩個φ8mm孔，孔貫通儀器本體，正好對準源室背部。

源室頂絲結構如圖2，頂絲下部采用了中空設計，中空部分螺絲壁厚僅有0.95mm，強度大大降低。當源室頂絲出現問題，無法打開源室時，可以通過源室背面的兩個孔，用沖子敲擊源室，切斷頂絲中空部分打開源室，然后再拆下放射源。

2 Am-241/Be放射源結構

中子源結構如圖3，中子源由源本體，尾部固定螺栓，O圈三部分組成。源本體與尾部固定螺栓用絲扣連接，尾部螺栓安裝在源倉中起到固定放射源的作用。由于中子源未進行承壓設計，其本身不能承受井下泥漿的巨大壓力，因此在源尾部螺栓使用了O圈（AS-119）密封，從而防止中子源受到地層壓力的破壞。

中子源主要性能參數：

放射性核素：Am-241 半衰期：432.2年

靶材料：Be 源殼材料：三層特種合金

活度：18Ci（6.66 E+11Bq）

3 放射源事故及處置

3.1 放射源突發情況

在測井作業過程中，由于現場環境惡劣，井況復雜，放射源無法拆卸事故也時有發生，常見的突發情況有以下幾種：

1）在裝入放射源時，絲扣不順暢或無法裝入。

2）拆卸放射源時，內六角螺絲破裂，源室無法打開，無法卸出放射源。

3）拆卸時放射源固定螺栓和源本體分離，放射源留在源室內。

3.2 日常管理和監督

為防止放射源事故發生，需要加強放射源的日常管理和監督：

1）建立健全相關的管理制度，明確管理程序及崗位責任。

2）從事電離輻射的工作人員，都需經過國家監管部門授權單位的培訓取得上崗資質，持證上崗。

3）放射源操作人員需要經過實踐操作培訓，熟悉放射源的操作程序及步驟。

4）根據所使用的放射源的種類、數量及劑量，選擇佩帶適用的個人劑量計、輻射防護用品，并充分考慮時間、距離、屏蔽等因素，采取各種有效措施，使受照射劑量得到控制。

5）操作放射源時需要有安排專人有豐富操作經驗的人員，進行監護及指導，防止操作人員由于緊張、疏忽等操作不當，導致放射源落井、遺漏或損壞。

6）定期對放射源進行保養、查漏，以防止放射源外殼損壞泄露。

3.3 裝卸源的準備

在裝卸放射源前，一定要做好充分準備：

1）在放射源操作區域周圍15m處設置好警示區域及標識，告知無關人員遠離。

2）對儀器的源室﹑源室頂絲、源室卷銷、裝源工具、源室拆卸工具進行檢查和保養，有條件的可以用模擬源先進行試裝作業，以避免突發事故的產生。

3）正確選用和佩戴鉛背心、鉛圍裙、鉛眼鏡、鉛手套、個人劑量計等勞保防護用品，并蓋好井口及周圍空洞，防止放射源落井。

4）放射源裝卸完成后，一定要給儀器供電，檢查脈沖計數是否正常，以確認放射源是否已安全裝入或拆下。

5）在作業時如果發生類似事故，首先要遠離放射源，冷靜下來準備好相應的工具及實施方案后，再來處理問題，避免由于緊張導致誤操作，釀成嚴重后果。

3.4 無法順利裝源的處置

當放射源無法順利裝入儀器時，禁止強行裝入，應立即將源放回源罐。否則可能損壞儀器源室絲扣或放射源本體的絲扣，導致裝入儀器后無法卸出放射源。首先應采取以下措施：

1）再次檢查并保養源倉，檢查源室內部有無贓物，絲扣有無磨損。

2）檢查源罐標識，確認是否為此儀器所用的放射源。

3）如有模擬源，先用模擬源進行試裝。

4）檢查保養完成后，可嘗試再次裝源，如若發現問題立即停止裝源，將放射源放回源罐，上報情況等待相關專家進行分析解決問題。

3.5 無法順利卸源的處置

當放射源無法卸出儀器時，不要強行拆卸，首先立即遠離放射源，準備好相應的工具及實施方案，再嘗試拆卸。

1）當內六角頂絲打滑時，需要首先檢查工具是否變形，如工具變形可更換工具嘗試拆卸；如工具正常，則可能是內六角頂絲滑絲、母扣變形或粘扣，此時，可嘗試選取合適的倒扣工具進行倒扣。如任然無法移除頂絲，可用鉆頭鉆空頂絲，然后用沖子穿入源室背面的小孔，用錘子敲擊沖子將源室頂絲切斷，打開源室。

2）當內六角頂絲破裂時，直接用鉆頭鉆空頂絲，然后用沖子將源室頂絲剪切斷，打開源室取出放射源。

儀器源室必須使用中空的內六角頂絲，當頂絲出現問題時，才能快速有效的解決。

3.6 放射源本體脫落的處置

由于中子源本體與尾部固定螺栓用絲扣連接，長時間使用而又疏于檢查，可能導致絲扣松動，甚至脫落。因此，在裝卸源時，一定要注意觀察放射源的長度，防止源本體從固定螺栓上脫落，遺留在儀器中，導致人員過量誤照射事故。如若源本體與固定螺栓脫落，應立即用中子源防護服，將放射源覆蓋，人員立即遠離將源，請專業人員將源本體與固定螺栓固定好后，再進行后續作業。

4 結束語

從以往事故案例來看，多數都是工作人員麻痹大意導致事故的發生，因此，加強放射源會用單位的自主管理，增強工作人員的安全意識和責任心，才能從根本上減少事故的發生，保證工作人員的人身安全和健康。

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[責任編輯：田吉捷]