CN103048699B - 一种声波测井换能器耐温性能测试装置 - Google Patents

一种声波测井换能器耐温性能测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种声波测井换能器耐温性能测试装置，该声波测井换能器耐温性能测试装置包括：加温箱体、加热控制单元、激励单元、前置放大单元、采集单元和主控计算机，所述的加温箱体内部分割为加温区及常温区，测试时将一待测声波测井换能器设置于加温区，将一辅助换能器设置于常温区。使用该声波测井换能器耐温性能测试装置通过在实际仪器测井工作环境下激励或接收的方式测量发射或接收换能器的动态性能，能够有效评价声波测井换能器的耐温性能，为声波测井仪器换能器筛选和匹配提供有效依据。

Description

一种声波测井换能器耐温性能测试装置
技术领域
本发明是关于地球物理领域的声波测井技术，特别是关于一种声波测井换能器耐温性能测试装置。
背景技术
声波测井仪器向阵列化和相控阵方向发展，接收声系通常由多个接收站组成且每个接收站包括多个接收换能器，发射声系也通常由多个发射换能器组成且采用相控阵技术以提高发射能量或控制声波能量辐射方向。声波测井换能器在实际装配到仪器之前，首先要测试其耐温性能是否符合要求。为了提高声波测井仪器阵列接收或相控发射的效果，必须对接收换能器或发射换能器进行一致性匹配。
目前，通常采用的换能器性能测试方法包括静态测试和动态测试两种方法。静态测试，一般是测试待测换能器在不同温度下的导纳特性，不足之处是这种静态小信号测量方式难以反映换能器在实际工作状态下的性能，例如发射效率或接收灵敏度等重要参数随温度变化的特性。动态测试，一般需要辅助换能器来实现。以接收换能器为例，目前通常的做法是将待测接收换能器和辅助发射换能器同时放入加温箱体中一起加热，辅助发射换能器受激励后发射声波被待测接收换能器接收，通过分析接收波形进而得出待测接收换能器在不同温度下的接收性能，这种方法的不足之处是难以区分测试结果到底是由被测换能器性能变化引起的，还是由辅助换能器性能变化引起的。此外，有些情况下使用测量声场特性的标准水听器作为辅助换能器，而标准水听器不具有耐高温性能，使得一起加热的方法无法实行。
因此，实现准确测试被测换能器的耐温性能就成为声波测井换能器测试和筛选的关键性技术问题。
发明内容
本发明提供一种声波测井换能器耐温性能测试装置，以在高温下对换热器的动态性能进行测试。
为了实现上述目的，本发明提供一种声波测井换能器耐温性能测试装置，所述的声波测井换能器耐温性能测试装置包括：加温箱体、加热控制单元、激励单元、前置放大单元、采集单元和主控计算机，所述的加温箱体内部分割为加温区及常温区，测试时将一待测声波测井换能器设置于加温区，将一辅助换能器设置于常温区。
进一步地，所述的加温区及常温区相邻设置，由隔热透声材料隔开。
进一步地，所述的加温区内注有硅油。
进一步地，所述的常温区内注有硅油。
进一步地，所述的加温区内部设置有电热棒及温度传感器，所述的电热棒及温度传感器与所述加温箱外部的所述加热控制单元相连接。
进一步地，所述加温箱体的加温区设有一悬挂杆，所述待测声波测井换能器悬挂在所述悬挂杆的下端。
进一步地，所述待测声波测井换能器没入所述硅油中。
进一步地，所述加温箱体的常温区设有一悬挂杆，所述辅助换能器悬挂在所述悬挂杆的下端。
进一步地，所述辅助换能器没入所述硅油中。
进一步地，隔热透声材料为隔热透声板。
本发明实施例的有益效果在于，使用该装置通过在实际仪器测井工作环境下激励或接收的方式测量发射或接收换能器的动态性能，能够有效评价声波测井换能器的耐温性能，为声波测井仪器换能器筛选和匹配提供有效依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例测试声波测井发射换能器耐高温性能的连接示意图；
图2为本发明实施例加温箱的具体结构示意图；
图3为本发明实施例测试声波测井接收换能器耐高温性能的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
利用本发明的声波测井换能器耐温性能测试装置可实现对声波测井换能器的耐温性能进行有效测试。相对于传统的声波测井换能器测试方法，本发明从以下方面进行改进：
（1）为了解决在高温下对待测换能器的动态性能进行测试，尽可能减小辅助换能器温度不稳定性对测量结果的影响，必须让辅助测试换能器处于温度恒定状态，所以本发明将加温箱设计成双温区式，测试时将待测换能器设置于加温区而将辅助换能器设置于常温区。
（2）为了解决声波能量在加温区和常温区之间的有效传递，尽可能选用隔热透声的材料来分隔两个温区。
下面详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本实施例提供一种声波测井换能器耐温性能测试装置，该声波测井换能器耐温性能测试装置包括：加温箱体101、加热控制单元102、激励单元103、前置放大单元104、采集单元105和主控计算机106，该加温箱体101内部分割为加温区及常温区，测试时将一待测声波测井换能器107设置于加温区，将一辅助换能器108设置于常温区。
加温区及常温区相邻设置，由隔热透声材料111隔开，隔热透声材料可以采用隔热透声板，本发明不以此为限。
加温区内部设置有电热棒109及温度传感器110，电热棒109及温度传感器110与加温箱体101外部的加热控制单元102相连接。
加温箱的具体结构如图2所示，加温箱为双温区式加温箱，加温箱体101主要由保护外壳A、减震隔层B、常温区支撑板C、常温区悬挂杆D、隔热透声板E、加温区支撑板F、加温区悬挂杆G、隔热箱体H、电热棒I及温度传感器K等组成，两个温区内部均注有适量的硅油J。测试时，需要将待测声波测井换能器没入硅油J中。
待测声波测井换能器107包括声波测井发射换能器及声波测井接收换能器，辅助换能器108包括发射换能器及接收换能器。图1中的待测声波测井换能器107为声波测井发射换能器，辅助换能器108为接收换能器。图3为测试声波测井接收换能器耐高温性能的连接示意图，图3中的待测声波测井换能器107为声波测井接收换能器，辅助换能器108为发射换能器。
结合图1及图2所示，加温区声波测井发射换能器悬挂在加温区悬挂杆G的下端，可以采用一个标准的水听器作为接收换能器并将其安装在常温区悬挂杆D的下端，声波测井发射换能器及水听器需要没入硅油J中。声波测井换能器耐温性能测试装置以主控计算机106为控制核心，在主控计算机106的控制下实现温度控制、对待测声波测井发射换能器进行激励和对辅助接收换能器接收波形进行采集。在激励条件不变的条件下，只改变待测发射换能器所处的加温区内的温度，通过分析不同温度下辅助接收换能器接收到的波形就可以得到待测发射换能器发射特性随温度变化的特性。
结合图2及图3所示，待测声波测井接收换能器固定在加温区悬挂杆G的下端，发射换能器作为辅助测试换能器安装在常温区悬挂杆D下端，声波测井接收换能器及发射换能器需要没入硅油J中。在主控计算机106的控制下实现温度控制、对辅助发射换能器进行激励和对待测的声波测井接收换能器接收波形进行采集。在激励条件不变的条件下，只改变待测的声波测井接收换能器所处的加温区内的温度，通过分析不同温度下待测的声波测井接收换能器接收到的波形就可以得到待测的声波测井接收换能器的动态特性随温度变化的特性。
本发明实施例的有益效果在于，使用该声波测井换能器耐温性能测试装置通过在实际仪器测井工作环境下激励或接收的方式测量发射或接收换能器的动态性能，分析动态特性随温度变化的特性，能够有效评价声波测井换能器的耐温性能，为声波测井仪器换能器筛选和匹配提供有效依据。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声波测井换能器耐温性能测试装置，所述的声波测井换能器耐温性能测试装置包括：加温箱体、加热控制单元、激励单元、前置放大单元、采集单元和主控计算机，其特征在于：
所述的加温箱体内部分割为加温区及常温区，测试时将一待测声波测井换能器设置于加温区，将一辅助换能器设置于常温区；当所述待测声波测井换能器为声波测井发射换能器时，所述辅助换能器为接收换能器；当所述待测声波测井换能器为声波测井接收换能器，所述辅助换能器为发射换能器。
2.根据权利要求1所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述的加温区及常温区相邻设置，由隔热透声材料隔开。
3.根据权利要求2所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述的加温区内注有硅油。
4.根据权利要求2所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述的常温区内注有硅油。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述的加温区内部设置有电热棒及温度传感器，所述的电热棒及温度传感器与所述加温箱外部的所述加热控制单元相连接。
6.根据权利要求5所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述加温箱体的加温区设有一悬挂杆，所述待测声波测井换能器悬挂在所述悬挂杆的下端。
7.根据权利要求6所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述待测声波测井换能器没入所述硅油中。
8.根据权利要求5所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述加温箱体的常温区设有一悬挂杆，所述辅助换能器悬挂在所述悬挂杆的下端。
9.根据权利要求8所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，所述辅助换能器没入所述硅油中。
10.根据权利要求2所述的声波测井换能器耐温性能测试装置，其特征在于，隔热透声材料为隔热透声板。
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