CN107859515A - 一种声波测井发射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种声波测井发射单元，以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架、密封圈A、导线、螺纹环、垫片A、磁致伸缩块、线圈、磁钢、杆型振子、垫片B、螺钉、螺杆、密封圈B、密封圈C组成；外部电源通过导线与线圈激发磁致伸缩块，激发磁致伸缩块受激发后沿轴向伸缩振动；其中螺钉拧紧，使磁致伸缩块产生一定量值的压应力，螺杆拧紧后压紧螺钉使其在振动过程中不松弛。本发明的有益效果为：以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元。本发明实现了仪器外径为Φ73mm的偶极声波发射单元，可以在175℃高温,140MPa的环境中工作。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘探领域中声波测井仪器技术领域，主要是一种声波测井发射单元。
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。随着钻进技术的发展，深井、超深井的普及，井眼尺寸越来越小，但是声波测井仪器中发射声系换能器使用高温压电陶瓷晶体换能器，受限于压电陶瓷的能量密度、输入电压等因素，尺寸较大，难以满足小井眼测井仪器。本发明以磁致伸缩材料换能器为核心，构建一种适用于小井眼环境下的发射声系单元。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种声波测井发射单元，用于声波测井中的发射声系结构。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种声波测井发射单元，以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架、密封圈A、导线、螺纹环、垫片A、磁致伸缩块、线圈、磁钢、杆型振子、垫片B、螺钉、螺杆、密封圈B、密封圈C组成；外部电源通过导线与线圈激发磁致伸缩块，激发磁致伸缩块受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子振动，产生声信号；其中螺钉拧紧，使磁致伸缩块产生一定量值的压应力，螺杆拧紧后压紧螺钉使其在振动过程中不松弛，磁致伸缩块保持一定量值的压应力状态，同时上下两个磁钢建立一定强度的磁场，使磁致伸缩块的轴向伸缩振动与线圈输入处于线性区域，通过调节线圈的输入控制磁致伸缩块的轴向伸缩振动。
作为优选，外部电源通过导线与线圈激发磁致伸缩块，激发磁致伸缩块受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。
作为优选，线圈绕制于磁致伸缩块(的圆柱外表面。
作为优选，磁致伸缩块两端分别有磁钢，使其处于线性激励区。
作为优选，杆型振子两端有密封圈，消除外界压力变化引起的载荷，其中密封圈保证发射单元在外界环境压力变化保持正常工作。双螺纹结构用于压紧固定与振动防松。
本发明的有益效果为：以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元。本发明实现了仪器外径为Φ73mm的偶极声波发射单元，可以在175℃高温,140MPa的环境中工作。
附图说明
图1为本发明的偶极发射声系单元结构图。
附图标记说明：发射骨架(1-1)、密封圈A(1-2)、导线(1-3)、螺纹环(1-4)、垫片A(1-5)、磁致伸缩块(1-6)、线圈(1-7)、磁钢(1-8)、杆型振子(1-9)、垫片B(1-10)、螺钉(1-11)、螺杆(1-12)、密封圈B(1-13)、密封圈C(1-14)。
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，这种声波测井发射单元，以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架1-1、密封圈A1-2、导线1-3、螺纹环1-4、垫片A1-5、磁致伸缩块1-6、线圈1-7、磁钢1-8、杆型振子1-9、垫片B1-10、螺钉1-11、螺杆1-12、密封圈B1-13、密封圈C1-14组成；外部电源通过导线1-3与线圈1-7激发磁致伸缩块1-6，激发磁致伸缩块1-6受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子1-9振动，产生声信号；其中螺钉1-11拧紧，使磁致伸缩块1-6产生一定量值的压应力，螺杆1-12拧紧后压紧螺钉1-11使其在振动过程中不松弛，磁致伸缩块1-6保持一定量值的压应力状态，同时上下两个磁钢1-8建立一定强度的磁场，使磁致伸缩块1-6的轴向伸缩振动与线圈输入处于线性区域，通过调节线圈的输入控制磁致伸缩块1-6的轴向伸缩振动。
线圈1-7绕制于磁致伸缩块1-6的圆柱外表面。磁致伸缩块1-6两端分别有磁钢，使其处于线性激励区。外部电源通过导线1-3与线圈1-7激发磁致伸缩块1-6，激发磁致伸缩块1-6受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子1-9振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。
本发射声系单元实现正交偶极子声波测井仪中偶极发射单元。在发射骨架1-1依次装入垫片A1-5、磁钢1-8、磁致伸缩块1-6与线圈1-7，线圈1-7上的导线1-3通过过线孔从一侧引出；杆型振子1-9上安装4个密封圈C1-14后装入发射骨架1-1；依次装入垫片B1-10、螺钉1-11、螺杆1-12与密封圈B1-13，按一定预紧力拧紧螺钉1-11与螺杆1-12；安装发射骨架1-1上下两端的密封圈A1-2与螺纹环1-4，用于发射声系探头其他部件连接。重复上述步骤在发射骨架1-1其他3个安装孔内安装零件，形成4个在周向上均匀分布的发射单元。外部电源通过导线1-3与线圈1-7激发磁致伸缩块1-6，激发磁致伸缩块1-6受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子1-9振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。
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 (4)
1.一种声波测井发射单元，其特征在于：以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架(1-1)、密封圈A(1-2)、导线(1-3)、螺纹环(1-4)、垫片A(1-5)、磁致伸缩块(1-6)、线圈(1-7)、磁钢(1-8)、杆型振子(1-9)、垫片B(1-10)、螺钉(1-11)、螺杆(1-12)、密封圈B(1-13)、密封圈C(1-14)组成；外部电源通过导线(1-3)与线圈(1-7)激发磁致伸缩块(1-6)，激发磁致伸缩块(1-6)受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子(1-9)振动，产生声信号；其中螺钉(1-11)拧紧，使磁致伸缩块(1-6)产生一定量值的压应力，螺杆(1-12)拧紧后压紧螺钉(1-11)使其在振动过程中不松弛，磁致伸缩块(1-6)保持一定量值的压应力状态，同时上下两个磁钢(1-8)建立一定强度的磁场，使磁致伸缩块(1-6)的轴向伸缩振动与线圈输入处于线性区域，通过调节线圈的输入控制磁致伸缩块(1-6)的轴向伸缩振动。
2.根据权利要求1所述的声波测井发射单元，其特征在于：外部电源通过导线(1-3)与线圈(1-7)激发磁致伸缩块(1-6)，激发磁致伸缩块(1-6)受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子(1-9)振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。
3.根据权利要求1所述的声波测井发射单元，其特征在于：线圈(1-7)绕制于磁致伸缩块(1-6)的圆柱外表面。
4.根据权利要求1所述的声波测井发射单元，其特征在于：磁致伸缩块(1-6)两端分别有磁钢，使其处于线性激励区。
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