CN107843929B - 一种用于声波测井中的隔声结构 - Google Patents

一种用于声波测井中的隔声结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于声波测井中的隔声结构，主要由保护帽、上隔声单元、隔声单元、下隔声单元、保护塞、31芯插座、31芯插头组成，31芯插座与31芯插头用于上下接口，实现发射声系与接收声系电器连接，其中隔声结构主要由1个上隔声单元、2个隔声单元、1个下隔声单元通过螺纹连接组成。本发明的有益效果为：能够在高温高压下，实现多线过通结构，一定长度范围可通用，适用不同的发射频率，并且实现高可靠性的机械强度，便于拆装。本发明的隔声体外径为Φ73mm，可以在井下175℃高温,140MPa的环境工作，有效衰减与隔离直达波，并保证较高机械强度与可靠性。

Description

一种用于声波测井中的隔声结构
技术领域
本发明涉及涉及油气勘探领域中声波测井仪器技术领域，主要是一种用于声波测井中的隔声结构。
背景技术
目前，在地球物理与油气勘探开发过程中，声波测井作为主要方法之一，可以获得地层声波速度、弹性模量、泊松比等岩石物性参数，可以确定地层孔隙度、渗透率、含油饱和度等参数。在测井过程中，发射探头产生声信号，该信号一部分经过地层后到达接收换能器，用于测量地层参数，一部分通过金属壳体直接到达接收换能器，会影响前一部分的信号，影响测井结果。为消除上述影响，在发射换能器与接收换能器中配接隔声体，衰减或延迟沿金属壳体传播的信号。现有隔声体结构主要采用仪器外壳上加工一系列周期结构的刻槽(开孔)或采用多组同结构部件组装成一柔性隔声段。前者降低仪器外壳强度，增加仪器加工成本与难度，特别是小直径仪器更容易产生变形，从而仪器测量误差，并有可能在测井使用过程中容易发生损坏；后者大大降低仪器总体受力，降低仪器在大斜度井、水平井中的应用。本发明中的隔声体在确保隔声效果的情况下，提高了机械强度与可靠性，简化结构，便于装配与维护。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于声波测井中的隔声结构，用于实现发射声系与接受声系之间直达波的衰减与隔离。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种用于声波测井中的隔声结构，主要由保护帽、上隔声单元、隔声单元、下隔声单元、保护塞、31芯插座、31芯插头组成，31芯插座与31芯插头用于上下接口，实现发射声系与接收声系电器连接，其中隔声结构主要由1个上隔声单元、2个隔声单元、1个下隔声单元通过螺纹连接组成。
所述的隔声结构主要由上接头、螺纹环、壳体、隔离垫片A、隔离垫片B、隔离垫片C、隔离垫片D、隔离垫片E、隔离环F、密封圈、隔离垫片G、隔离垫片H、隔离垫片I、隔离垫片J、隔离垫片K、螺母、螺环、下接头组成，通过双螺纹连接将上述零件压紧固定。
所述的隔离垫片A、隔离垫片B、隔离垫片C、隔离垫片D、隔离垫片E、隔离环F、隔离垫片G、隔离垫片H、隔离垫片I、隔离垫片J、隔离垫片K分别采用不同密度差异较大的材料，相互叠加组合，形成多个界面，并针对不同频率的声信号采用不同厚度，实现声信号幅度的衰减以及传播路径的增加。
上接头与下接头通过螺母与螺环实现双螺母紧固连接，承受仪器拉力与压力。
上接头、下接头、壳体与密封圈形成密封结构。
壳体上采用刻槽结构衰减声信号。
壳体两端采用凹凸结构，减少接触面积从而达到衰减声信号的目的。
本发明的有益效果为：能够在高温高压下，实现多线过通结构，一定长度范围可通用，适用不同的发射频率，并且实现高可靠性的机械强度，便于拆装。本发明的隔声体外径为Φ73mm，可以在井下175℃高温,140MPa的环境工作，有效衰减与隔离直达波，并保证较高机械强度与可靠性。
附图说明
图1为本发明的隔声体结构图。
图2为本发明的隔声单元结构图。
附图标记说明：保护帽(1-1)、上隔声单元(1-2)、隔声单元(1-3)、下隔声单元(1-4)、保护塞(1-5)、31芯插座(1-6)、31芯插头(1-7)、上接头(2-1)、螺纹环(2-2)、壳体(2-3)、隔离垫片A(2-4)、隔离垫片B(2-5)、隔离垫片C(2-6)、隔离垫片D(2-7)、隔离垫片E(2-8)、隔离环F(2-9)、密封圈(2-10)、隔离垫片G(2-11)、隔离垫片H(2-12)、隔离垫片I(2-13)、隔离垫片J(2-14)、隔离垫片K(2-15)、螺母(2-16)、螺环(2-17)、下接头(2-18)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
如图所示，这种用于声波测井中的隔声结构，能够在高温高压下，实现多线过通结构，一定长度范围可通用，适用不同的发射频率，并且实现高可靠性的机械强度，便于拆装。采用多个隔声单元组合而成，主要由保护帽1-1、上隔声单元1-2、隔声单元1-3、下隔声单元1-4、保护塞1-5、31芯插座1-6、31芯插头1-7组成。其中隔声结构主要由1个上隔声单元1-2、2个隔声单元1-3、1个下隔声单元1-4通过螺纹连接组成。通过密封圈实现仪器内部密封，承受外界绝对环境压力以及测井过程中沿轴向的拉力(压力)。三种隔声单元在结构上基本一致，由于需要发射声系探头与接收声系探头连接，隔声单元(1-3)上下部分采用通用机械接口。以隔声单元为例，隔声结构主要由上接头2-1、螺纹环2-2、壳体2-3、隔离垫片A2-4、隔离垫片B2-5、隔离垫片C2-6、隔离垫片D2-7、隔离垫片E2-8、隔离环F2-9、密封圈2-10、隔离垫片G2-11、隔离垫片H2-12、隔离垫片I2-13、隔离垫片J2-14、隔离垫片K2-15、螺母2-16、螺环2-17、下接头2-18组成，通过双螺纹连接将上述零件压紧固定。隔声单元之间以及内部通过密封圈实现仪器内部密封，承受外界绝对环境压力以及测井过程中沿轴向的拉力(压力)。几种隔离垫片分别采用不同密度差异较大的材料，相互叠加组合，形成多个界面，并针对不同频率的声信号采用不同厚度，实现声信号幅度的衰减以及传播路径的增加。31芯插座(1-6)与31芯插头(1-7)主要用于上下接口，实现发射声系与接收声系电器连接。
上接头与下接头通过螺母与螺环是实现双螺母紧固连接，承受仪器拉力与压力。上接头、下接头、壳体与密封圈形成密封结构。壳体上采用刻槽结构衰减声信号。也可以在壳体上加工圆孔等其他有利声信号衰减结构形式。壳体两端采用凹凸结构，减少接触面积从而达到衰减声信号的目的。多个隔声单元串联装配，实现多级隔声，使隔声体在一定长度内可调。
目前本设计方法实现了仪器外径为Φ73mm，可以在井下175℃高温,140MPa的环境中工作，无压力平衡结构，拆装方便，并且在仪器外径与轴向长度在加大范围内可调，在保证机械强度与刚度情况下，有效隔离与衰减沿金属壳体直达接收声系的声信号。
实施例：本发明中隔声体设计方法在结构上可以根据声信号的不同特性，采用多个不同厚度，不同密度的垫片通过螺纹连接固定装配成隔声单元，实现衰减或延迟沿仪器壳体传播的声信号。本隔声体主要三种隔声单元，共4组构成，并且在结构上基本一致。以隔声单元为例，首先在上接头2-1一端安装螺纹环2-2，并通过螺钉固定；接着在上接头2-1另一端上依次安装隔离垫片A 2-4、隔离垫片B 2-5、隔离垫片C 2-6、隔离垫片D 2-7、隔离垫片E 2-8、隔离环F 2-9、2个密封圈2-10与壳体2-3；在下接头2-18上装入2个密封圈2-10，与上接头2-1和壳体2-3对齐方向后，装入上接头2-1；然后依次装入隔离垫片G2-11、隔离垫片H 2-12、隔离垫片I 2-13、隔离垫片J 2-14、隔离垫片K 2-15，用专用扳手依次装入螺母2-16与螺环2-17并拧紧，通过双螺纹连接将上述零件压紧固定。采用不同材料或结构的隔离垫片相互叠加组合，形成多个界面，实现不同频率的声信号幅度的衰减与隔离。将上隔声单元1-2、2个隔声单元1-3、下隔声单元1-4依次通过螺纹连接固定并密封；最后在仪器上端安装保护帽1-1与31芯插座1-6，下端安装31芯插头1-7和保护塞1-5。31芯插座1-6与31芯插头1-7之间通过导线连接实现两端的电器连接。目前本设计方法实现了仪器外径为Φ73mm，可以在井下175℃高温，140MPa的环境中工作，无压力平衡结构，拆装方便，并且在仪器外径与轴向长度在加大范围内可调，在保证机械强度与刚度情况下，有效隔离与衰减沿金属壳体直达接收声系的声信号。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于声波测井中的隔声结构，其特征在于：由保护帽(1-1)、上隔声单元(1-2)、隔声单元(1-3)、下隔声单元(1-4)、保护塞(1-5)、31芯插座(1-6)、31芯插头(1-7)组成，31芯插座(1-6)与31芯插头(1-7)用于上下接口，实现发射声系与接收声系电器连接，其中隔声结构由1个上隔声单元(1-2)、2个隔声单元(1-3)、1个下隔声单元(1-4)通过螺纹连接组成；所述的隔声结构由上接头(2-1)、螺纹环(2-2)、壳体(2-3)、隔离垫片A(2-4)、隔离垫片B(2-5)、隔离垫片C(2-6)、隔离垫片D(2-7)、隔离垫片E(2-8)、隔离环F(2-9)、密封圈(2-10)、隔离垫片G(2-11)、隔离垫片H(2-12)、隔离垫片I(2-13)、隔离垫片J(2-14)、隔离垫片K(2-15)、螺母(2-16)、螺环(2-17)、下接头(2-18)组成，通过双螺纹连接将上述零件压紧固定；所述的隔离垫片A(2-4)、隔离垫片B(2-5)、隔离垫片C(2-6)、隔离垫片D(2-7)、隔离垫片E(2-8)、隔离环F(2-9)、隔离垫片G(2-11)、隔离垫片H(2-12)、隔离垫片I(2-13)、隔离垫片J(2-14)、隔离垫片K(2-15)分别采用不同密度差异较大的材料，相互叠加组合，形成多个界面，并针对不同频率的声信号采用不同厚度，实现声信号幅度的衰减以及传播路径的增加。
2.根据权利要求1所述的用于声波测井中的隔声结构，其特征在于：上接头(2-1)与下接头(2-18)通过螺母(2-16)与螺环(2-17)实现双螺母紧固连接，承受仪器拉力与压力。
3.根据权利要求1所述的用于声波测井中的隔声结构，其特征在于：上接头(2-1)、下接头(2-18)、壳体(2-3)与密封圈(2-10)形成密封结构。
4.根据权利要求1或3所述的用于声波测井中的隔声结构，其特征在于：壳体(2-3)上采用刻槽结构衰减声信号。
5.根据权利要求1或3所述的用于声波测井中的隔声结构，其特征在于：壳体(2-3)两端采用凹凸结构，减少接触面积从而达到衰减声信号的目的。
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