CN115467659A - 一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构及隔声体总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了声波测井技术领域得一种隔声体结构，包括底端设有止挡环的外壳；顶端与外壳的顶端刚性连接、底端延伸至外壳内孔中并与止挡环间距设置的内壳，且内壳上设有使内壳的底端能够在轴向力作用下轴向移动的螺旋缝隙；延伸至外壳内孔中并与内壳的底端刚性连接的连接头，连接头与止挡环之间柔性密封连接；套设于连接头上的弹性隔套；套设于弹性隔套上的刚性隔套，且刚性隔套与外壳间距设置。本发明利用空间分割原理，将现有隔声体的整体式单壳体结构设置成伸缩式双壳体结构，利用时间分割原理，通过内外壳体的相对伸缩先后实现用于提高隔声效果的柔性连接和用于提高隔声体物理强度的刚性连接，进而实现了隔声效果和物理强度的兼容。

Description

一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构及隔声体总成

技术领域

本发明涉及声波测井技术领域，具体涉及一种隔声体结构。

背景技术

声波测井技术在油气井探测领域已经被广泛应用。如图12所示，声波测径仪包括：沿轴向依次设置的声波发射模块20、隔声体模块10和声波接收模块30，其中，声波发射模块20包括一个或多个声波发射换能器，声波接收模块30包括多个阵列设置的声波接收换能器；该声波发射换能器能够向井孔地层中发射声波，该声波在井孔周围的地层中传播后，被声波接收换能器接收，利用接收到的声波信号特性，如传播时间、频率、幅度和衰减等，即可表征描述井孔周围地层的特性。

但在实际生产活动中，声波接收换能器所采集的声波信号中还包含有噪音信号，该噪音声波信号会影响声波测井的精度，而噪音信号又以直达波信号(由声波测径仪的声波发射换能器发出，经过仪器的壳体传播，并被声波测井仪的声波接收换能器采集到的声波信号)为主，因此需要在声波测井仪的声波发射模块与声波接收模块之间设置隔声体模块，以减少直达波信号对声波测井的影响。

如图13所示，现有隔声体结构普遍采用声波阻抗变化衰减声波信号的设计，也就是在隔声体的外壳110内壁和外壁上交替设置U型的内凹槽114和外凹槽113，并且内凹槽114和外凹槽113的深度要大于外壳110壁厚的二分之一，进而通过声波阻抗差异衰减直达波信号；同时，在外壳110长度方向上，内凹槽114和外凹槽113之间的间距要小于声波信号主频波长的四分之一，且内凹槽114和外凹槽113的槽内还可以填充高密度材料，如铅。

但从物理角度考虑，凹槽处截面尺寸发生变化的位置，会出现应力急剧增大的现象，也即应力集中现象，并且随着凹槽深度的增加，壳体的物理强度(机械强度)会逐渐降低；但随着凹槽深度的减小，壳体对直达波的隔声效果逐渐变差。在对声波测径仪进行打捞和回收作业中，隔声体会同时承受扭转力矩和轴向拉力，且比隔声体只承受扭转力矩时的最大等效应力稍微增大，但应力集中位置不变，使得隔声体无法承受轴向作用力而损坏。

因此，如何提高隔声体的隔声效果，又不降低隔声体的物理强度，就成为了人们亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，以解决现有隔声体存在隔声效果和物理强度不相容的技术问题。

本发明所采用的技术方案为：一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，所述隔声体结构包括：

外壳，所述外壳的底端设置有止挡环；

内壳，所述内壳的顶端与外壳的顶端刚性连接、底端沿轴向延伸至外壳的内孔中并与止挡环间距设置，且所述内壳上设有使内壳的底端能够在轴向力作用下轴向移动的螺旋缝隙；

连接头，所述连接头的顶端沿轴向延伸至外壳的内孔中并与内壳的底端刚性连接，且所述连接头与止挡环之间柔性密封并轴向滑动连接；

弹性隔套，所述弹性隔套套设于连接头上；

刚性隔套，所述刚性隔套套设于弹性隔套上，且所述刚性隔套的两端面位于弹性隔套的两端面之间，以使所述刚性隔套的顶端与外壳的底端间距设置。

优选的，所述螺旋缝隙为双导程螺旋缝隙，以使所述内壳能够在轴向力作用下轴向伸缩并限制内壳的径向尺寸。

优选的，所述双导程螺旋缝隙中填充有用于衰减直达波信号的弹性填料；所述内壳上设有用于衰减直达波信号的径向穿孔。

优选的，所述弹性填料和弹性隔套的材质包括邵尔硬度为50HA～110HA的橡胶和氟橡胶。

优选的，所述内壳的顶端与外壳的顶端螺纹连接、底端与连接头的顶端螺纹连接。

优选的，所述内壳的内壁和外壁上均喷涂有弹性材料；所述外壳的外壁上包覆有玻璃纤维层，且所述内壳与外壳的径向间距为0.010英寸～0.100英寸。

优选的，所述止挡环和连接头之间密封连接有O型密封圈。

优选的，所述内壳和外壳的材质为不锈钢和镍基合金，且所述刚性隔套的密度为不锈钢密度的1～3倍。

本发明的第二目的在于提供一种隔声体总成，包括上述的兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，多个所述隔声体结构沿轴向依次设置，并且所述连接头的底端与内壳的顶端刚性连接，所述弹性隔套的顶端与外壳的底端抵接、底端与内壳的顶端抵接，且所述刚性隔套的底端与内壳的顶端间距设置。

优选的，所述内壳的第一中心孔和连接头的第二中心孔同轴连通为电气引线孔，所述电气引线孔中设有抗压流体。

本发明的有益效果：

本发明先利用空间分割原理，将现有隔声体的整体式单壳体结构设置成伸缩式双壳体结构，再利用时间分割原理，通过内外壳体的相对伸缩先后实现用于提高隔声效果的柔性连接和用于提高隔声体物理强度的刚性连接，进而实现了隔声效果和物理强度的兼容，保证了隔声体的隔声效果和物理强度。

在本发明中，内壳同轴设置在筒状外壳的内，且内壳的顶端与外壳的顶端刚性连接，内壳的底端与外壳底端的止挡环间距设置，配合内壳上设置的螺旋缝隙，使得内壳的底端可在轴向力作用下轴向移动，进而实现内壳底端与外壳底端的刚性连接和间隔连接；然后将连接头的一端伸入外壳内并与内壳的底端刚性连接，同时将连接头与止挡环之间柔性密封连接，使得连接头与外壳可在柔性连接和刚性连接之间转换；最后在连接头上套设有弹性隔套，并在弹性隔套上套设有与外壳的底端间距设置的刚性隔套，可通过弹性隔套的弹性变形实现声波的衰减，并通过刚性隔套与外壳和内壳的抵接传递轴向作用力，以提高隔声体的物理强度。

附图说明

图1为本发明的兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构的结构示意图；

图2为本发明的兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构的立体示意图；

图3为本发明的兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构的爆炸示意图；

图4为外壳的结构示意图；

图5为内壳的立体示意图；

图6为内壳的结构示意图；

图7连接头的立体示意图；

图8为弹性隔套的结构示意图；

图9为刚性隔套的结构示意图；

图10本发明的隔声体总成的结构示意图；

图11本发明的隔声体总成的使用状态参考图；

图12现有声波测径仪的结构示意图；

图13为现有隔声体的结构示意图。

图中附图标记说明：

10、隔声体模块；

20、声波发射模块；

30、声波接收模块

100、隔声体结构；

110、外壳；

111、止挡环；112、内螺纹连接段；113、外凹槽；114、内凹槽；

120、内壳；

121、螺旋缝隙；122、弹性填料；123、径向穿孔；124、径向间隙；125、伸缩间隙；126、上连接螺纹孔；127、下连接螺纹孔；128、第一中心孔；

130、连接头；

131、安装段；132、下连接段；133、上连接段；134、第二中心孔；

140、弹性隔套；

141、本体部；142、限位凸台；

150、刚性隔套；

151、连接部；152、环形抵接部；153、第一轴向间隙；154、第二轴向间隙；

160、O型密封圈；

170、电气引线孔；

200、隔声体总成。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例，如图1-图11所示，一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，用于衰减直达波信号，并具有较高的物理强度；该隔声体结构100包括：

一外壳110，该外壳110的底端固定连接有一止挡环111。

一内壳120，该内壳120的顶端与外壳110的顶端刚性连接，且内壳120的底端沿轴向延伸至外壳110的内孔中并与止挡环111间距设置，也就是在内壳120的底端与止挡环111之间形成伸缩间隙125，同时在内壳120上设有使内壳120的底端能够在轴向力作用下轴向移动的螺旋缝隙121。

一连接头130，该连接头130的顶端沿轴向延伸至外壳110的内孔中，且连接头130的顶端与内壳120的底端刚性连接，同时连接头130与止挡环111之间柔性密封并轴向滑动连接。

一弹性隔套140，该弹性隔套140套设于连接头130上。

一刚性隔套150，该刚性隔套150套设于弹性隔套140上，且刚性隔套150的两端面位于弹性隔套140的两端面之间，以使刚性隔套150的顶端与外壳110的底端间距设置，并在刚性隔套150的顶端与外壳110的底端之间形成第一轴向间隙153。

本申请先利用空间分割原理，将现有隔声体的整体式单壳体结构设置成伸缩式双壳体结构，再利用时间分割原理，通过内外壳体的相对伸缩，先后实现用于提高隔声效果的柔性连接和用于提高物理强度的刚性连接，进而实现了隔声效果和物理强度的兼容，保证了隔声体的隔声效果和物理强度。

在本申请中，内壳120设置在筒状外壳110的内部，且内壳120的顶端与外壳110的顶端刚性连接，内壳120的底端与外壳110底端的止挡环111间距设置，配合内壳120上设置的螺旋缝隙121，使得内壳120的底端可在轴向力作用下轴向移动，也就是使内壳120能够在轴向力作用下轴向伸缩，进而调节内壳120的底端与外壳110的底端的距离，从而实现内壳120的底端与外壳110的底端的刚性连接和间隔连接。

在本申请中，连接头130的一端伸入外壳110内并与内壳120的底端刚性连接，配合连接头130的外圆周壁与止挡环111之间柔性密封连接，以及连接头130的轴向移动，使得作用在连接头130上的轴向力可以传递至内壳120上，并通过内壳120的伸缩，实现连接头130与外壳110在柔性连接和刚性连接之间的转换。

在本申请中，连接头130上套设有弹性隔套140，该弹性隔套140的顶端与外壳110的底端抵接，可通过弹性隔套140的弹性变形实现声波的衰减；并且在弹性隔套140上还套设有与外壳110的底端间距设置的刚性隔套150，在弹性隔套140轴向压缩时，刚性隔套150的顶端与外壳110的底端抵接后，刚性隔套150可以传递轴向作用力并提高隔声体的物理强度。

在一具体实施例中，如图1、图2、图4所示，外壳110为两端开口的筒状结构，在外壳110的底端一体成型有止挡环111，且该止挡环111的内径小于外壳110的内径和内壳120的外径，并大于连接头130的外径。

如此设置，是因为：本申请中的隔声体采用伸缩式的双壳体结构，且内壳120的顶端与外壳110的顶端刚性连接，所以当内壳120承受轴向载荷并沿轴向伸缩时，内壳120的底端就会沿轴向移动。在本实施例中，外壳110的底端固定连接有止挡环111，且止挡环111的内径设置成小于内壳120的外径，可使内壳120的底端轴向移动时与止挡环111抵接，实现内壳120和外壳110在轴线方向上的刚性连接，用于将作用在隔声体上的轴向拉力作用在外壳110上。

优选的，在外壳110的外壁上包覆有玻璃纤维层。

如此设置，是因为：在本申请中，为了提高隔声体的结构强度，隔声体的外壳110上不再设置凹槽，会导致直达波沿外壳110轴向向下传播，可通过在外壳110上附加衰减材料的方式，衰减外壳110上的直达波信号。在本实施例中，在外壳110的外圆周面(外壁)上包裹有玻璃纤维层，因为玻璃纤维对于声波来说属于衰减材料，可通过玻璃纤维对声波的衰减作用，衰减直达波的向下传播。

在一具体实施例中，如图1、图2、图5、图6所示，在内壳120内部设有同轴的第一中心孔128，且该第一中心孔128沿轴向贯穿内壳120的两端；螺旋缝隙121绕内壳120的轴线设置，并连通内壳120周侧和第一中心孔128，且螺旋缝隙121为双导程螺旋缝隙，以使内壳120能够在轴向力作用下轴向伸缩并限制内壳120的径向尺寸。

如此设置，是因为：首先，双导程螺旋缝隙可使得内壳120在轴向力作用下，只发生轴向尺寸的变化，且径向尺寸不发生变化，也就使得内壳120和外壳110之间具有较小的间隙，也就是保持内壳120和外壳110之间的径向间隙124大小不变，有利于增大内壳120和外壳110的径向尺寸，间接的提高隔声体的物理强度。而普通的单导程螺旋缝隙会使内壳120的径向尺寸发生变化，严重时会使内壳120和外壳110在径向上刚性连接，进而使隔声体无法工作。其次，双导程缝隙是利用内壳120的螺旋线圈的轴向移动，来调整相邻两螺旋线圈之间的间隙，不会改变中心距，因而可以保持内壳120轴向伸缩的精确度；但普通的单螺旋缝隙是以内壳120的螺旋线圈的径向变化调整螺旋线圈之间的间隙，改变了传动的中心距，不利于保持内壳120轴向伸缩的精度。

优选的，在双导程螺旋缝隙中填充有用于衰减直达波信号的弹性填料122。

如此设置，是因为：当声波信号穿过具有较大声波阻抗差异的两种材料的界面时，会发生声波信号的衰减。在本实施中，弹性填料122填充在双导程螺旋缝隙中，且弹性填料122和内壳120的声波阻抗不同，可以在弹性填料122和内壳120的螺旋线圈交界处形成较大的声波阻抗变化，从而实现直达波信号的衰减；同时，弹性填料122属于吸波材料，不仅对轴向传播的直达波信号具有较好的吸收效果，还有利于轴向力消失后，内壳120恢复原状。

更优选的，在内壳120上设有用于衰减直达波信号的径向穿孔123，也就是在内壳120中部的螺旋线圈上设有径向穿孔123，且多个径向穿孔123沿螺旋线圈螺旋方向顺序排布。

如此设置，是因为：使用双导程缝隙和弹性填料122对轴向传播的直达波进行衰减后，会有部分直达波信号沿内壳120的螺旋线圈向下传播，虽然延长声波的传播路径会造成声波信号的衰减，但依然会有部分直达波信号向下传播至连接头130。在本实施例中，在内壳120中部的螺旋线圈上设置径向穿孔123，可通过声波阻抗的变化衰减沿内壳120的螺旋线圈传播的直达波信号。

在一具体实施例中，弹性填料122和弹性隔套140的材质为塑性材料。

如此设置，是因为：塑性材料经久耐用，可有效保证隔声体的使用寿命。

优选的，弹性填料122和弹性隔套140的材质为橡胶或氟橡胶，且邵尔硬度为50HA～110HA的。

如此设置，是因为：使用邵尔硬度为50HA～110HA的橡胶或氟橡胶时，隔声体的隔声效果最佳。

在一具体实施例中，如图1、图2、图5、图6所示，在内壳120的顶端设有外螺纹连接段，在外壳110内壁的顶端设有内螺纹连接段112，内壳120同轴安装在外壳110中，且外螺纹连接段与内螺纹连接段112螺纹连接，以实现内壳120顶端和外壳110顶端的刚性连接。同时内螺纹连接段112的内径小于外壳110的内径，以使内壳120和外壳110在径向上间距设置，并在内壳120和外壳110之间形成径向间隙124，且该径向间隙124的尺寸为0.010英寸～0.100英寸。

如此设置，是因为：在本申请中，隔声体采用的是双壳体结构，外壳110用于增强隔声体的物理强度，以承载较高的轴向作用力和扭转力矩，内壳120采用弹性伸缩设计，以增强隔声体的隔声效果，起到衰减直达波信号的目的。在本实施例中，采用螺纹连接的方式实现内壳120顶端和外壳110顶端的刚性连接，同时将内壳120和外壳110在径向上间距设置，可以防止内壳120变形引起的内壳120底端与外壳110的刚性连接，以保证内壳120底端的顺利伸缩，同时保证内壳120具有较大的径向尺寸，进一步防止内壳120变形。

优选的，在内壳120的内壁和外壁上均喷涂有弹性材料。

如此设置，是因为：在内壳120的外壁和外壁上喷涂弹性材料可以进一步衰减直达波信号，同时当内壳120变形严重而与外壳110抵接后，内壳120外壁上的弹性材料可有效阻碍外壳110上的直达波信号传递至内壳120上。

在一具体实施例中，如图1、图2、图6、图7所示，在内壳120的顶端设有与第一中心孔128同轴的上连接螺纹孔126，在内壳120的底端设有与第一中心孔128同轴的下连接螺纹孔127；连接头130包括沿轴向依次设置的上连接段133、安装段131和下连接段132，并且在上连接段133和下连接段132上均设有外螺纹；连接头130的上连接段133贯穿止挡环111的内孔并螺纹连接于内壳120底端的下连接螺纹孔127中，以实现连接头130顶端与内壳120底端的刚性连接；同时，在止挡环111的内孔中设有环形的安装槽，该安装槽中安装橡胶材质的有O型密封圈160，该O型密封圈160用于止挡环111和连接头130的安装段131之间的径向密封，并使连接头130能够轴向移动。

如此设置，是因为：通过O型密封圈160将连接头130和外壳110在径向上柔性连接，可通过O型密封圈160的吸波作用和交界处的声波阻抗变化衰减经外壳110向下传播的直达波信号；同时将连接头130的顶端伸入外壳110内并与内壳120的底端刚性连接，可通过连接头130的轴向移动，实现内壳120和外壳110的轴向刚性连接；此外，O型密封圈160还能将外壳110内腔和外部空间隔离开，以防止井孔中水体流入隔声体内部。

优选的，内壳120的第一中心孔128和连接头130的第二中心孔134同轴连通，并形成电气引线孔170，用于电缆线的布置。

在一具体实施例中，如图1、图8、图9所示，弹性隔套140包括圆筒状的本体部141，并且在本体部141的顶端和底端均一体成型环形的限位凸台142，两个限位凸台142和本体部141之间形成环形的安装槽，刚性隔套150安装在安装槽中，且刚性隔套150的两端面均与限位凸台142抵接。

如此设置，是因为：将刚性隔套150套设在弹性隔套140上后，可通过弹性隔套140两端的限位凸台142对刚性隔套150的限位作用，使隔声体对直达波信号进行隔声时，刚性隔套150的顶端与外壳110的底端之间存在第一轴向间隙153，同时刚性隔套150的底端与内壳120的顶端之间存在第二轴向间隙154，以保证较佳的隔声效果。

优选的，弹性隔套140的内径尺寸小于连接头130的外径尺寸，以使弹性隔套140紧紧套设与连接头130上，且弹性隔套140的顶端与止挡环111底端抵接，以在连接头130与外壳110之间实现双重柔性密封连接。

优选的，刚性隔套150包括圆筒状的连接部151，并且在连接部151的顶端和底端均一体成型有环形抵接部152，且环形抵接部152的轴向尺寸小于限位凸台142的轴向尺寸，以使刚性隔套150固定安装在弹性隔套140上后，刚性隔套150的两端与外壳110和内壳120间距设置。

在一具体实施例中，内壳120和外壳110的材质为不锈钢和镍基合金等耐腐蚀材质，且刚性隔套150的密度为不锈钢密度的1～3倍。

如此设置，是因为：当隔声体受到轴向压力时，内壳120轴向收缩并带动连接头130轴向移动，刚性隔套150挤压弹性隔套140并与外壳110抵接，可以实现隔声体的轴向刚性连接，有助于提高隔声体的轴向刚度。同时，当直达波信号向下传播时，由于刚性隔套150位于上下两个外壳110之间，刚性隔套150可以对直达波信号进一步衰减。

优选的，刚性隔套150的材质可以为碳化钨或铅。

实施例，如图10所示，一种声波测井仪用隔声体总成，包括多个沿轴向依次设置的隔声体结构100，比如五个隔声体结构100沿轴向依次设置，并且在相连两个隔声体结构100之间，连接头130底端的下连接段132螺纹连接于内壳120的上连接螺纹孔126中，并使弹性隔套140的顶端与一外壳110的底端抵接，弹性隔套140的底端与一内壳120的顶端抵接；刚性隔套150的顶端与一外壳110底端间距设置，并形成第一轴向间隙153，刚性隔套150的底端与一内壳120的顶端间距设置，并形成第二轴向间隙154。

如此设置，是因为：将连接头130的底端与内壳120的顶端刚性连接，配合刚性隔套150的两端面分别与内壳120和外壳110间距设置，可通过连接头130的轴向移动，实现相邻隔声体结构100间的轴向刚性连接和柔性连接；将弹性隔套140的两端面分别与内壳120和外壳110抵接，可通过弹性隔套140的吸波作用，衰减直达波在相连两个隔声体结构100间的传播,。

优选的，在电气引线孔170中充有非腐蚀性的抗压流体，也就是内壳120的第一中心孔128和连接头130的第二中心孔134充满抗压流体。

如此设置，是因为：抗压流体不仅可抑制隔声体内部的腐蚀，还可以消除井筒静水压力的影响(静水压力过大，会对隔声体的内部零部件产生损坏)。

优选的，抗压流体可以是硅油。

本发明的隔声体的隔声原理如下：

如图11所示，本申请中的隔声体总成200可用于500Hz(低频)以下，10000Hz(高频)以上频段内声波信号的阻断隔离，其主要可以通过两种方法实现声波信号的衰减。第一种衰减方法是声波阻抗变化衰减，即当声波信号穿过具有较大声波阻抗差异的两种材料的界面时，会发生声波信号的衰减。第二种衰减方法是声波吸收，即当声波信号穿过利于吸收振动的材料时，会发生声波能力的吸收。

对于高频声波信号的衰减隔声处理，需要从零部件的连接关系上考虑；对于低频信号，需要进行宏观分析，需要注意的是，高频声波波长可能与仪器本身一样长，需采用整体性设计方法，来评估声波信号衰减的有效性；此外，增加仪器的粗糙度(如不规则外表面)也有助于衰减沿仪器表面传播的各种声波信号。

当声波发射模块20发出高频声波信号从内壳120的顶端进入隔声体总成200后，声波信号将同时沿内壳120和外壳110向下传播，沿内壳120轴向传播的声波信号将被内壳120和弹性填料122之间的多个界面衰减；同时，声波信号还会沿内壳120的螺旋线圈继续向下传播，这样将大大增加了声波信号的传播距离，也有助于衰减声波信号。沿外壳110轴向向下传播的声波信号，需要沿径向穿过O型密封圈160将声波信号传播至连接头130，并继续沿着连接头130轴向向下传播至内壳120；其中，O型密封圈160的吸波作用对声波信号的在外壳110和连接头130之间的传播进行衰减。部分声波信号沿外壳110轴向直接向下传播，需要先穿过弹性隔套140和刚性隔套150两个衰减接口，然后才能传播至下方的外壳110。

当声波发射模块20发出的高频声波信号从内壳120的顶端进入隔声体总成200后，低频声波信号倾向于以很长的波长振动作用于整个仪器，通过弹性填料122和弹性隔套140对声波信号的吸收衰减作用，以及内壳120和刚性隔套150对声波信号的声波阻抗变化衰减作用，可有效阻断和衰减声波直达波信号。

本发明的隔声体的增强物理强度原理如下：

声波测井仪卡在井筒中需要取回时，卡在井筒中的井下仪器通常需要承受较高的轴向载荷(即推拉力)，在以往的仪器设计中，这些较高轴向载荷通常会导致隔声体部件严重损坏或失效，一旦发生故障，则需要进行额外的打捞作业，从井筒中移除仪器的碎片。

本申请中的隔声体总成200可使声波测井仪承受较高的轴向负载，如图10所示，当对声波测井仪施加轴向压缩载荷时，内壳120将被压缩，内壳120的压缩会带动连接头130的轴向移动，进而使刚性隔套150与外壳110之间的第一轴向间隙153逐渐减小，同时使刚性隔套150与内壳120之间的第二轴向间隙154逐渐减小，直至刚性隔套150的两端分别与外壳110和内壳120抵接，使得内壳120受到的轴向压缩负载作用在刚性隔套150和外壳110上，内壳120的压缩受到限制，且弹性填料122密切保持在内壳120上，内壳120不再发生塑性变形，整体强度加大。

当对多声波测井仪施加轴向拉伸载荷时，由于内壳120的顶端与外壳110顶端刚性连接，所以内壳120的底端只能向下轴向移动，使内壳120底端和止挡环111之间的伸缩间隙125逐渐减小，直至内壳120的底端与止挡环111抵接，并将轴向拉伸载荷作用在外壳110上，通过外壳110和连接头130承载轴向拉伸载荷，同时使内壳120不会因过度拉伸而损坏。

在轴向拉伸和压缩载荷情况下，虽然隔声体的衰减效率会严重降低，但释放载荷后，内壳120的轴向伸缩，会使内壳120和外壳110解除刚性连接，或者使刚性隔套150与内壳120和外壳110分离，以使隔声体总成200恢复隔声状态。

相较于现有技术，本申请至少具有以下有益技术效果：

本申请中的隔声体结构不仅可以有效地衰减高频纵波和低频横波，还能承受高达100000磅的轴向拉伸载荷和轴向压缩载荷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述隔声体结构(100)包括：

外壳(110)，所述外壳(110)的底端设置有止挡环(111)；

内壳(120)，所述内壳(120)的顶端与外壳(110)的顶端刚性连接、底端沿轴向延伸至外壳(110)的内孔中并与止挡环(111)间距设置，且所述内壳(120)上设有使内壳(120)的底端能够在轴向力作用下轴向移动的螺旋缝隙(121)；

连接头(130)，所述连接头(130)的顶端沿轴向延伸至外壳(110)的内孔中并与内壳(120)的底端刚性连接，且所述连接头(130)与止挡环(111)之间柔性密封并轴向滑动连接；

弹性隔套(140)，所述弹性隔套(140)套设于连接头(130)上；

刚性隔套(150)，所述刚性隔套(150)套设于弹性隔套(140)上，且所述刚性隔套(150)的两端面位于弹性隔套(140)的两端面之间，以使所述刚性隔套(150)的顶端与外壳(110)的底端间距设置。

2.根据权利要求1所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述螺旋缝隙(210)为双导程螺旋缝隙，以使所述内壳(120)能够在轴向力作用下轴向伸缩并限制内壳(120)的径向尺寸。

3.根据权利要求2所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述双导程螺旋缝隙中填充有用于衰减直达波信号的弹性填料(122)；所述内壳(120)上设有用于衰减直达波信号的径向穿孔(123)。

4.根据权利要求3所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述弹性填料(122)和弹性隔套(140)的材质包括邵尔硬度为50HA～110HA的橡胶和氟橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述内壳(120)的顶端与外壳(110)的顶端螺纹连接、底端与连接头(130)的顶端螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述内壳(120)的内壁和外壁上均喷涂有弹性材料；所述外壳(110)的外壁上包覆有玻璃纤维层，且所述内壳(120)与外壳(110)的径向间距为0.010英寸～0.100英寸。

7.根据权利要求1所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述止挡环(111)和连接头(130)之间密封连接有O型密封圈(160)。

8.根据权利要求1所述的一种兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，所述内壳(120)和外壳(110)的材质为不锈钢和镍基合金，且所述刚性隔套(150)的密度为不锈钢密度的1～3倍。

9.一种隔声体总成，包括权利要求1-8任意一项所述的兼容隔声效果和物理强度的隔声体结构，其特征在于，多个所述隔声体结构(100)沿轴向依次设置，并且所述连接头(130)的底端与内壳(120)的顶端刚性连接，所述弹性隔套(140)的顶端与外壳(110)的底端抵接、底端与内壳(120)的顶端抵接，且所述刚性隔套(150)的底端与内壳(120)的顶端间距设置。

10.根据权利要求9所述一种隔声体总成，其特征在于，所述内壳(120)的第一中心孔(128)和连接头(130)的第二中心孔(134)同轴连通为电气引线孔(170)，所述电气引线孔(170)中设有抗压流体。

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