测井仪器课程设计

A. 测井仪器设备

煤炭系统自1985年引进五套美国MT－Ⅲ数字测井系统后，很长一段时间没有再引进国外先进的测井仪器和测井技术。直至2009年初，中煤地质工程总公司在国内首家引进一套美国蒙特（Moumt－Sopris）仪器公司生产的Matrix数控测井系统。目前国内生产煤炭测井仪器厂家主要有北京中地英捷物探仪器研究所、渭南煤矿设备仪器厂、上海地质仪器厂和重庆地质仪器厂。从测井参数方法方面看，上述厂家生产的测井仪器均可完成煤炭测井的补偿密度、自然伽马、视电阻率、三侧向电阻率、自然电位、声波时差、井径、井斜、井温等项目，基本满足《煤炭地球物理测井规范》的要求。北京中地英捷物探仪器研究所为开展煤层气和其他测井工作，还研发和生产一批新方法仪器，主要包括补偿中子、双侧向、微球形聚焦、套管接箍、双井径、声波变密度、声幅、流量、磁化率等测井仪器，测井方法较全。

1.PSJ－2型轻便数字测井系统

本仪器由北京中地英捷物探仪器研究所生产，是目前我国煤田地质勘探测井的主要设备，具有体积小、重量轻、选用范围广，可广泛用于煤田、水文、冶金及桩基勘测、工程地质等领域。该测井系统主要由笔记本电脑、针式打印机、数字采集记录仪、绞车控制器、绞车和测井探管组成。测井探管包括声速、密度三侧向、井温井液电阻率、电测电极系、连续孔斜检测、双井径检测、双侧向、补偿中子、磁定位自然伽马、桩基孔检测等十多种，组合程度高、方法齐全。测量方法为声波时差、声幅、补偿密度、井径、自然伽马、三侧向电阻率、激发极化率、井斜、双井径、双侧向、补偿中子、磁定位等。

2.TYSC－3Q型数字测井仪

本仪器由渭南煤矿设备仪器厂生产，是轻型车载或散装煤田勘探测井设备，具有综合化、轻便化和多参数的特点，便于拆卸搬运，还适用于金属、工程和水文地质勘探。该测井系统主要由计算机、针式打印机、测井控制面板、绞车控制器、绞车和测井探管组成。测井探管包括声速、密度三侧向、井温井液电阻率、电测电极系四种，测量方法为声波时差、密度、井径、自然伽马、三侧向电阻率、电位电阻率、自然电位、梯度电阻率、激发极化率、井温、井液电阻率。

3.JHQ－2D型数字测井系统

本仪器由上海地质仪器厂生产，是专为地质、煤田、水文、冶金、核工业行业而设计，具有重量轻、操作维修简单、可连接井下探管种类多、抗震、耐温、耐湿、可靠性高等特点。该系统主要由笔记本电脑、打印机、绘图仪、综合测井仪、电测面板、绞车控制器、绞车和测井探管组成。测井探管包括三侧向、磁三分量、声速、放射性密度、井温井液电阻率、数字井径仪、高精度测斜仪、电极系、磁化率、流量仪、闪烁辐射仪。探管种类多、组合程度较低。测量方法为三侧向电阻率、磁三分量、声速、密度、井温、井液电阻率、井径、井斜、自然电位、视电阻率、磁化率、流量、自然伽马。

4.JQS－1智能工程测井系统

本仪器由重庆地质仪器厂生产，具有设备轻便、功能齐全、图形清晰、直观（全中文菜单）、用户界面良好等特点。主要由笔记本电脑、打印机、智能工程测井系统主机、绞车控制器、绞车和测井探管组成，测井探管包括声波、双源距密度贴壁组合、井温井液电阻率、中子组合、磁化率、多道能谱、井径等，探管种类多，组合程度较高。测量方法为近接收、时差、密度、自然伽马、视电阻率、井径、井温、井液电阻率、中子、磁化率、自然伽马能谱。

但上述所有厂家生产的仪器，在工作性能稳定性、仪器刻度、校正和数据定量方面均存在一定的不足，有待进一步完善。

5.美国MT－Ⅲ数字测井系统

本测井系统由美国蒙特（Moumt－Sopris）仪器公司于1985年生产，具有测井方法多、探管组合程度高、工作稳定可靠，刻度计算量板齐全等特点，主要用于煤田，也适用于水文、工程、热源及浅油层等测井。因引进年限长，配件少、方法面板多、故障较多。地面仪器主要由计算机、四笔记录仪、方法面板、绞车控制器、数字格式器、绞车等组成；下井探管有6种，分别为密度组合仪、中子组合仪、声波仪、井温柔仪、电测仪、产状仪；测量方法有补偿密度、聚焦电阻率、自然伽马、井径、中子—热中子、自然电位、0.4m电位电阻率、接地电阻、声波时差、声幅、全波列、井温、井液电阻率、激发极化率、1.6m电位电阻率、1.8m梯度电阻率、井斜、微侧向等。

6.美国Matrix数控测井系统

该系统由美国蒙特（Moumt－Sopris）仪器公司于2009年初生产，在煤炭测井界属最先进、最可靠的测井仪器。测井方法齐全、配置合理，主要由采集面板、计算机、绞车和多种井下探头组成完整的测井体系，在丰富的测井采集软件支持、控制下，进行测井数据采集、显示、存盘、打印等工作，由软件取代了硬件的很多功能，大大增强了仪器工作的可靠性，减少仪器故障率。该系统使用国际通用的Well cad软件来管理、处理和解释测井数据，并可方便地与物探、地质等数据交换拼接。下井仪器最大外径40mm，设计可测井深2000m，完全适合煤炭、煤层气、金属、水文等领域测井。除了配备有可以测量补偿密度、补偿声波、补偿中子、深中浅电阻率、微侧向、自然伽马、自然电位、井径、井斜、井温、声波全波列、声波变密度、声幅、套管接箍、双感应、磁化率、流量等方法的测井仪器外；还配备有先进的声波全波列测井仪和超声波成像测井仪。应用声波全波列测井仪可直接测量纵波速度、横波速度或者从全波列中获取横波速度，计算更准确的岩煤层力学性质。应用超声波成像测井仪可以测量提供大量有效可视的钻孔岩体定量数据，形成反映孔壁特征的二维孔壁展开图像、三维孔壁柱状图、钻孔节理裂隙统计极点图和玫瑰花图，直接应用于测算地应力场、识别裸眼井壁裂缝、判断岩层岩性、确定岩层产状等，具有直观、清晰、可视性的特点，在工程勘察、油气、煤炭、煤层气等测井领域有着广阔的应用前景。

石油系统测井仪器的测井方法最全，技术先进，工作性能较好，但因井下仪器外径一般为89mm，最小外径为70mm，而且仪器采样间隔、源距均较大，一般不适宜煤炭测井。

B. γ测井仪器要求

(一)γ测井仪性能要求及检测

用于铀矿勘查的测井仪，灵敏阈应达到0.001%eU，含量测量范围为0%eU～5%eU；用于划分岩性的测井仪，灵敏阈应达到0.0001%eU，含量测量范围为0%eU～0.01%eU。

1.稳定性

(1)短期稳定性

在仪器测量范围内的任何一固定γ射线照射量率的位置上，连续工作8h内测量值的γ射线照射量率相对误差不应大于5%，计算公式为

放射性勘探方法

式中：I₀为预热10min后，第一组测量值的平均值，nC/kg·h；I_i为第i组测量值的平均值，nC/kg·h；δ₁为γ射线照射量率相对误差，%。

每组测量值不应少于30个，组间间隔时间为1h。

(2)长期稳定性

γ测井仪使用前后都应进行长期稳定性检查。仪器长期稳定性标准值的确定是在仪器检测后，在一固定工作源(或模型井)上测得，当仪器稳定性变化大于5%时，该仪器应重新标定，否则不能在测井中使用。

2.准确性

(1)模型检测

仪器校准后，在模型上测量的含量与模型含量的相对误差不应大于5%。计算公式为式中：Q₁为模型含量，%；Q₂为测量含量，%；δ₂为相对误差，%。

放射性勘探方法

(2)仪器读数的涨落性检查

利用仪器短期稳定性测量数据，用“偏度、峰度检验法”检查仪器读数，符合正态分布，表明仪器读数可靠。

(3)仪器线性检查

在设计测程范围内，仪器实际示值与理论线性示值的误差不应大于5%，计算公式为

放射性勘探方法

式中：I₁为仪器测程最大γ照射量率处的理论线性示值，cps；I₂为仪器测程最大γ照射量率处的实际示值，cps；δ₃为非线性误差，%。

3.一致性

(1)模型检测

多台仪器在相同测量条件下，其中任意两台仪器测量含量的相对误差不应大于5%，计算公式为

放射性勘探方法

放射性勘探方法

式中：Q_i、Q_j分别为任意两台仪器测量的当量含量，%；Q为n台仪器测量的当量含量平均值，%；n为仪器台数；δ₄为含量的相对误差，%。

(2)固体点状6号镭源检查

多台仪器在相同测量条件下，对固体点状6号镭源某一固定点上的γ照射量率测量的相对误差不应大于5%，计算公式为

放射性勘探方法

放射性勘探方法

式中：I_i、I_j分别为任意两台仪器测量的γ照射量率，nC/kg·h；I为n台仪器测量的γ照射量率平均值，nC/kg·h；n为仪器台数；δ₅为γ照射量率的相对误差，%。

(二)仪器校准

仪器在野外使用期间，正常情况下每一个月用固体点状6号镭源采用空中法对仪器单位换算系数校准一次；若仪器在使用期间因大修和更换了光电倍增管、晶体，或长期放置后，应对单位换算系数及时进行校准。校准时应在仪器测程范围内，均匀地给定10个以上的标准值。用固体点状6号镭源校准时，不同距离的γ照射量率计算公式为

放射性勘探方法

式中：K_γ为距点状镭源1m处的γ照射量率，m²·nC/kg·h；R为点状镭源中心到晶体中心的距离，m。

单位换算系数每一次检查确定值与第一次校准确定值的相对误差不应大于5%，其计算公式为

放射性勘探方法

式中：k为单位换算系数第一次校准确定值，nC/kg·h/cps；k_i为单位换算系数任意一次校准确定值，nC/kg·h/cps；δ₆为单位换算系数的相对误差，%。

(三)γ测井换算系数校准

1.γ总量测井换算系数计算

在模型上可以测得铀、钍、钾及零值模型上的γ照射量率，它们分别为

放射性勘探方法

式中：I^U、I^Th、I^K、I⁰分别为在铀、钍、钾和零值模型中测量的γ照射量率，nC/kg·h；

分别为铀模型中的铀、钍、钾元素含量；

分别为钍模型中的铀、钍、钾元素含量；

分别为钾模型中的铀、钍、钾元素含量；

、

分别为零值模型中的铀、钍、钾元素含量；D_s为本底γ照射量率值，nC/kg·h；K_U、K_Th、K_K分别为铀、钍、钾元素换算系数。

由上此可计算出K_U、K_Th、K_K，其单位为：(nC/kg·h)/0.01%eU、(nC/kg·h)/0.01%eTh、(nC/kg·h)/1%K。

2.γ能谱测井换算系数计算

由铀、钍、钾及零值模型可测出γ测井能谱仪上铀、钍、钾道的计数，写成

放射性勘探方法

式中：

分别为铀、钍、钾和零值模型中i道的计数率，cps；a_i、b_i、c_i分别为铀、钍、钾元素在i道中的换算系数，cps/0.01%eU、cps/0.01%eTh、cps/1%K；d_i为i道的本底值，cps。

由上式测量的12个计数，根据各模型含量，即可求出铀、钍、钾各道的换算系数。

γ测井仪器每年在使用前，或因更换了光电倍增管、晶体等主要部件，应在放射性勘查计量站的系列标准模型井进行校准。

岩、矿石的有效原子序数在9～21范围内，γ测井换算系数值的变化应不大于3%。有效原子序数计算公式为

放射性勘探方法

式中：Z_e为岩矿石的有效原子序数；Z为原子序数；P_Z为岩、矿石中，与Z元素相对应的含量。

应使用无放射性污染的井液进行冲孔。对于地浸砂岩型铀矿床，冲孔时排出的井液要求γ照射量率低于3.0nC/kg·h，一般类型铀矿床要求γ照射量率低于5.2nC/kg·h。

C. 成像测井系统

20世纪的90年代，成像测井系统投入商业服务。成像测井系统由地面仪器、电缆遥传、系列井下仪器和成像测井解释工作站四部分组成。表5-1给出了三种成像测井系统的技术概况。

表5-1 三种成像测井系统的技术概况

成像测井地面仪器是一个基于多机网络、智能接口、POSC数据规范、软件规范、图形规范、人机交互规范，具有丰富硬件资源和软件资源的开放式测井数据采集平台。运行实时多任务软件，使数据采集、仪器刻度、现场解释可以同时进行，提高了测井时效。远距离通信使井场计算机和基地处理中心计算机资源联成一体，资源冗余及技师控制措施增加了可靠性，保证了获取数据的质量和处理成果的质量。

数控测井系统中电缆遥传采用双相位相移键控（BPSK）调制方式，数据传输率达100 kb/s。成像测井系统中电缆遥传采用了BPSK调制方式下发命令，传输率最高达40 kb/s。上传采用正交振幅（QAM）调制方式，数据传输率达500 kb/s；同时兼容数控测井系统中的电缆遥传方式。

成像测井系统中目前配置的井下仪器有两大类，一类是成像测井仪器，另一类是高垂向分辨率的配套仪器。成像测井仪器有描述井壁地层属性的微电阻率扫描和井下声波电视成像测井仪；有描述地层径向电阻率剖面图像的阵列感应或者高分率感应测井仪；有描述井眼轴向电阻率分布图像的方位电阻率成像测井仪；还有精细描述井眼邻域地层构造的井眼地震成像测井仪。配套仪器有核孔隙度岩性测井仪，多极阵列声波测井仪，模块式动态地层测试器，这些仪器获取地下地层的非均质特征及测井环境的丰富信息。井壁微电阻率扫描成像采用了阵列钮扣电极（FMI192个，EMI150个，Star Imager144个），WDS采用120个和2.5 mm采样间距，得到空间分辨率为5 mm的井壁高清晰度地层及岩石结构图像。在20 cm井眼中，图像覆盖率达50%～80%。

阵列感应成像测井仪采用多种工作频率，一个发射线圈，8组双线圈组成的接收线圈系阵列。同时测量8组接收线圈上3种频率的实分量和虚分量，记录28条原始曲线。应用软聚焦和分段准线性近似的处理方法，得到30 cm、60 cm、120 cm三种垂向分辨率，25 cm、50 cm、75 cm、150 cm、225 cm五种径向探测深度测量范围为0.1～2000Ω·m的15条处理曲线，形成垂向分辨率匹配，沿深度、径向二维电阻率剖面分布图像。

方位电阻率成像测井仪在保持双侧向电极系结构的基础上，增加12个方位电极，采用三种工作频率实现三种测量模式，独立测量每种模式下的阵列电极电流和电压信号。应用软件聚焦处理方法，获取深、浅双侧向测量曲线和12条方位电阻率曲线，构成描述沿井轴和井周二维电性剖面图像。垂向分辨率20 cm。

配套仪器有多极阵列声波波形测井，获得硬地层和软地层纵、横波速度，垂向分辨率15 cm。

成像测井解释工作站实现对来自井下和地面的多学科、多种类、多形态测量数据体进行管理、处理、分析和解释，将它们变为人们易于认识的、可利用的共享资源。一是把从地下地层中获取的各种信息以地层岩石结构、矿物含量、地层孔隙、流体组分及其空间分布的图像形式展示出来，使地层评价工程师集中精力认识储层特征。二是人机交互性，充分利用专家知识和经验，提高对储层特征认识的准确性。三是地质、地震、测井、钻井、地面岩心测量多学科协同工作，综合评价，使从地质获得的储层盆地历史信息、地震获得的储层构造几何信息与测井获得的储层物性相结合，构成对油藏历史的、空间的、特性等特征的生动描述。四是在评价储层参数方法方面，不再经验地把储层认为厚层是均质的，而是先描述储层的非均质特征，然后评价储层参数；五是测井分析家实现了从单井解释到多井综合评价的过渡。测井信息不再只是应用于评价储层参数，而且可以应用于研究储层精细结构和沉积环境，拓宽了测井信息的应用范围。

D. 石油测井需要用的仪器

石油测井需要用的仪器可以分为生产测井和裸眼测井，主要是针对不同的油田开发内阶段。容

裸眼测井仪器外径比较大，外径与适用的井筒压力有关，通常的耐压140MPa标准下，国内外仪器一般都是外径89mm、内径76.2mm、材料是17-4PH 不锈钢，如测井仪器有推靠、或者扶正的话，该部分会稍粗，但是其他部分（电子线路）一般都是89毫米的。如果耐压指标是160MPa，仪器外径可以增大到92毫米，只是将外壳加厚，内径与89毫米的外壳一致。

E. 核磁共振测井的原理和仪器简介

自然界中常见的、可以在外加磁场中产生核磁共振现象的原子有¹H和¹³C。¹H在岩石流体中是大量的，所以测量它的核磁共振现象可以用来进行储层储集空间分析。

（一）¹H核磁共振现象

¹H本身在不停地自旋并产生自旋磁场，如果在垂直于自旋磁场B_o（频率ω_o）的方向再加上一个交变的电磁场B₁（频率ω），若使ω=ω_o，那么处于低能态的¹H将吸收交变电磁场提供的能量而跃迁到高能量，这就是核磁共振现象。

交变磁场常采用射频脉冲法产生，当¹H受到射频脉冲作用时，其磁化矢量在交变电磁场作用下而偏离自旋磁场；当射频脉冲作用停止后，磁化矢量又将超自旋磁场方向恢复，使¹H核自旋从高能级恢复到低能级状态，这个恢复过程叫弛豫。

若自旋磁场的方向为Z，射频脉冲作用期间¹H的磁化矢量方向为M，M可以被分解成XY平面上的分量M_XY（横向分量）和平行Z的分量M_Z（纵向分量）。射频脉冲作用结束后，横向分量M_XY将变为零（恢复原始状态），并称为横向弛豫过程，弛豫速率用1/T₂表示，T₂叫做横向弛豫时间。纵向分量M_Z向原始状态恢复的过程称为纵向弛豫，弛豫速率用1/T₁表示，T₁称为纵向弛豫时间。

（二）核磁共振测井原理

核磁共振测井就是测量¹H的弛豫时间（T₂和T₁），常用的方法有自由感应衰减法、自由回波法、CPMG脉冲序列法和反转恢复法等。

1.横向弛豫时间测量

常用CPMG脉冲序列（90°）_X使磁化矢量扳转到XY平面上，磁化矢量的横向分量会由自旋磁场的作用很快消失。当延迟一定时间后，连续地施加一系列间隔相同的（180°）_Y脉冲，把磁化矢量扳转180°，结果使沿自旋磁场消失方向相反的方向使磁化矢量各横向分量得以重聚，在180°脉冲后的τ时刻，可以观察到一串回波信号。当被观测横向弛豫幅度按单指数衰减幅度衰减时，这样测量的回波串，其幅度将按1/T₂的速率衰减，可根据下式确定横向弛豫时间T₂：

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

式中：回波间隔T_e=2nτ，n=1，2，…，τ为回波间隔的一半，即180°脉冲到回波最大值之间的时间；A（T_e）是各Te时刻测得的信号振幅；A（0）是零时刻的回波振幅（图4-11）。

图4-11 横向弛豫时间（T₂）测量原理图解

CPMG测量过程中，增加回波个数n，将提高信噪比，并增强衰减慢（长T₂）的分量的分辨率；减小时间间隔τ，则将减少扩散对T₂测量的影响，并提高对衰减快的短T₂分量的分辨率。

2.纵向弛豫时间T₁的测量

反转恢复法是测量纵向弛豫过程的基本方法。但是在目前的测井中很少应用，这里省略。

F. 测井类仪器

具有当今世界先进水平的斯伦贝谢、阿特拉斯、哈里伯顿三大测井公司的测井技术和测井设备代表着测井技术的发展方向和水平。目前测井服务的主导产品是斯伦贝谢的MAXIS－500系统、贝克－阿特拉斯的ECLIPS－5700系统及哈里伯顿的ECELL－2000系统，及其配套的井下仪器系列和解释软件。

常见的测井仪器有能谱测井仪、岩性密度测井仪、数字声波测井仪、补偿中子测井仪、双测向测井仪。成像仪器主要有核磁共振测井仪、环周声波成像测井仪、电成像测井仪、多极子声波成像测井仪、扇段(分区)水泥胶结测井仪、阵列感应测井仪等。

(1)电阻率测井仪

电阻率测井仪(附图16)是用于钻孔岩层视电阻率测量的仪器。该地面仪器连接井下电极系，并配套PC机使用，可以测量视电阻率及自然电位等参数。

仪器采用自适应供电方案，向井下岩层供出宽范围的交流方波。同时测量供电电流和电压。所以具有操作简便，测量范围宽，轻便可靠等特点。

为了减少人工电场对自电测量的干扰，仪器采用AB不供电测自然电位的方案。视电阻率测量有两个电压测量通道，可以同时记录两条视电阻率曲线。

(2)全波列声波测井仪

全波列声波测井仪(附图17)功能齐全。可用于工程勘察中的岩石钻孔全波列测井，还可用于非金属材料和构件的强度及缺陷的无损检测、混凝土基桩完整性缺陷检测。

仪器波形放大显示，自动快速判读声波参数。钻孔、测区或桩基的波形、测点声时、测区平均声速、测区换算强度值现场实时显示。Windows系统下全中文菜单操作，简单易学，方便快捷。高亮度，10.4″彩色触摸式液晶显示屏。USB接口数据传输、打印，快速、可靠。

主要技术指标见表8.2。

表8.2全波列声波测井信主要技术指标表

续表

(3)多参数轻便数字测井仪

MOUNT测井仪系列(附图18)、全数字化井下综合参数探头，包括:电阻率，自然伽马、伽马能谱，伽马密度，中子孔隙度，自然电位，声波全波列，磁导率，激发极化，声学二维/三维成像，井径，井斜，产状，流量等各种探头。有适用于煤田和金属矿测井的1000m，2000m绞车，也有使用于工程物探，水文地质，环保测井的100m，200m，500m轻型绞车。

(4)综合数字测井系统

综合数字测井系统(附图19)是专为野外工作方便而设计的，可连接各种测井探管的数字化测井系统。地面仪器可连接各种测井探管的轻便方式，此外还包括了深度计量给井下仪供电等功能。本仪器具有重量轻，操作维修简单，可连接井下探管种类多，抗震、耐温、耐湿，可靠性高等特点。

G. 常规测井仪器一共有几种都包括哪些仪器啊有谁知道请回答

1.压力计（高精度、永久式、压裂式）。
2.超声波流量计。
3.五参数（温度、伽马、磁定内位、流容量、压力）。
4.产出测井仪（温度、伽马、磁定位、流量、压力、持水、密度、持气率）。
5.注入多参数（温度、伽马、磁定位、流量、压力）。
6.低压综合测试仪。7.示功仪。
8.测调仪（高效测调、边测边调）。
9.井径仪（16臂、18臂、24臂、40臂、60臂）。
10.测厚仪（磁测厚）。11陀螺仪（测斜仪）。12.电磁探伤。
13.声波变密度（声波仪）。14.智能配水器。15.过套管电阻率。16.高压物样取样器。17.电动除垢器。18.液压举升装置。19.电动封隔器。20.张力短节。 21旋转短节。
22.测内径、腐蚀、壁厚、方位、水泥胶结。
23.电缆头、滑套、扶正器、软连接。
24.碳氢比、中子密度、氧活化。25成像测井系列。
以上这些常规测井仪器，西安思坦仪器股份有限公司都生产。

H. 工程测井的工程测井所用的井下测井仪器

磁性定位器测井仪、微井径仪、双向井径仪、磁测井仪、多臂井径仪、声幅测井仪、声波变密度测井仪、井温仪、噪声测井仪等。

I. 核测井仪器的结构设计是

对于核测井仪器结构设计，有人误认为就是简单的机械画图，特别是像碳氧比能谱、中子寿命、双向液流脉冲中子氧活化等测井仪器，又没有推靠器、扶正器，顶多画百余张图纸，没有研究价值，其实不然。现代核测井仪器由井下脉冲中子发生器、屏蔽体、探测器、数字控制电路组成，每部分又由各自的元件板、电子模块等组成；每大部分放在上、中、下哪个位置，它们的元件板怎样摆放、如何固定及防震，才能使探测器源距符合测井方法原理要求；屏蔽体材料、几何形状、尺寸大小如何，才能减少井内液体、套管、水泥环的影响；各部分之间不产生电磁互相干扰，且拆装方便，便于维修；仪器外壳不超长，能够放入测井车鼠洞内，这些就是仪器结设计的基本内容。脉冲中子核测井仪器的结构设计主要内容之一是井下脉冲中子发生器结构设计。其技术难点是中子管是一个特殊元件，其钛氚靶电极加有120kV高压，在井下仪器空间受限制的条件下，要求120kV高压对仪器外壳及其他元件不放电不打火；在井下80～150℃高温环境中，稳定可靠连续工作4～10h，这就是一项非常高的技术，没有较高理论、没有丰富经验是不可能胜任的。诸家公司制造的井下中子发生器屡屡出现故障，导致不能完成生产任务，这也是无可非议的。
脉冲中子发生器是核测井仪器的“瓶颈”技术。脉冲中子发生器向前迈一小步，核测井仪器就向前跨越一大步。20世纪六七十年代，大庆油田地球物理测井研究所应用400Hz正弦波航空发电机发电做电源的中子寿命发生器，做碳氧比项目的室内基础试验。在孔隙度为35%的模型井中，井内充满清水、有套管、水泥环的饱和纯油砂、纯水砂做试验，碳氧比差值为0.10，放射性统计起伏误差0.04，几乎没有差别。上级主管部门和相当一部分技术人员说“碳氧比项目劳民伤财”，要求下马呼声甚高。在这关键时刻，笔者完成了中子管“半调头”式脉冲中子发生器，加上了屏蔽体。在同一模型井各种条件都一样情况下，再做试验，使碳氧比差值由0.10提高至0.20～0.23，相对变化由6%提高到15%，奠定了碳氧比项目的测井基础。在以后的数十年中，笔者对井下中子发生器继续研究，研究出中子管“调头”式脉冲中子发生器结构、“悬浮中子管离子源，一正一负，一推一拉”式脉冲中子发生器结构、“悬浮中子管离子源，靶接地”式脉冲中子发生器结构。由于脉冲中子发生器的这些改进，使项目组人员始终充满信心，也使碳氧比测井仪发展到双探测器BGO（锗酸铋）晶体数控测井。
当油田经过数十年注水开发，放射性钡(131Ba )塑料微球测井机理不存在时，把脉冲中子发生器直径由粗变成细，完成了单向水流脉冲中子氧活化测井仪器的研制(由大庆油田测井公司地球物理测井研究所王健民完成)。笔者把其中的120kV高压倍加器由长变短，提出了双向液流脉冲中子氧活化测井仪研制思路，与阙源、董建华、刘宪伟、杨松等人共同完成了样机的研制和20余口井的现场试验。紧接着又提出了四探测器中子一中子(N或γ)寿命综合测井仪，碳氧比、中子寿命PNN同次测量的综合(N、γ全谱)测井仪研制思路。提出了在中子管两端都放探测器，研制双向核测井仪的概念。由此可见，研究仪器结构是非常重要的。
应用中子源、γ源的核测井仪器的几大部分自上而下摆放顺序是数控电路、探测器、屏蔽体、放射源。应用充油的脉冲中子发生器的几大部分自上而下摆放顺序是中子发生器、屏蔽体、探测器、数控电路。应用充气的脉冲中子发生器的几大部分摆放顺序与一般核测井仪器相同。本章的重点讲述了脉冲中子发生器结构的设计与改进。