CN201687467U

CN201687467U - 扇区声波变密度测井仪

Info

Publication number: CN201687467U
Application number: CN2010202057586U
Authority: CN
Inventors: 王乐; 刘建武; 黄向东; 黄义军; 雷选锋
Original assignee: Xian Sitan Apparatus Co Ltd
Current assignee: Xian Sitan Apparatus Co Ltd
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2010-12-29
Anticipated expiration: 2020-05-27

Abstract

本实用新型涉及一种扇区声波变密度测井仪，包括发射晶体以及与发射晶体相连的接收晶体；接收晶体包括骨架以及环绕设置于骨架上的压电陶瓷；所述压电陶瓷是两片或两片以上。本实用新型提供了一种可有效区分窜槽与水泥微环、低胶结强度与带孔道的高胶结强度结构的、机械强度大以及保养更加方便的扇区声波变密度测井仪。

Description

扇区声波变密度测井仪

技术领域

本实用新型属矿业探勘领域，尤其涉及一种扇区声波变密度测井仪。

背景技术

声波测井是石油工业广泛应用的测井方法之一，声波水泥胶结测井是评价水泥胶结质量的常用方法，其通过检测声波在不同介质的滑行首波幅度可以判定第一胶结面和第二胶结面的胶结质量。目前常规扇区声波变密度测井仪都是声波、磁定位和伽马三个短节分开，使得测井复杂，仪器过长，同时都采用栅格外筒，用于延长仪器护管直达波的到达时间，使得仪器上井后的保养复杂，同时波纹管易损，为全向检查套管水泥环的胶结质量，仅能反映所检测的水泥环胶结质量的周向平均值，对于窜槽与水泥微环、低胶结强度与带孔道的高胶结强度等情况无法区分，同时，目前的扇区声波变密度测井仪器无法对快地层进行测量，并且该测井仪时序电路，分离元件过多，仪器的故障率高，维修复杂。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可有效区分窜槽与水泥微环、低胶结强度与带孔道的高胶结强度结构的、机械强度大以及保养更加方便的扇区声波变密度测井仪。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种扇区声波变密度测井仪，其特殊之处在于：所述扇区声波变密度测井仪包括发射晶体以及与发射晶体相连的接收晶体；所述接收晶体包括骨架以及环绕设置于骨架上的压电陶瓷；所述压电陶瓷是两片或两片以上。

上述压电陶瓷的片数是2～32片。

上述压电陶瓷的片数是4～16片。

上述扇区声波变密度测井仪还包括隔声装置，所述隔声装置设置于发射晶体和接收晶体之间并和发射晶体和接收晶体活动连接。

上述隔声部件包括第一隔声短节、第二隔声短节以及第三隔声短节；所述接收晶体包括扇区接收晶体、3ft接收晶体以及5ft接收晶体；所述发射晶体、第一隔声短节、扇区接收晶体、第二隔声短节、3ft接收晶体、第三隔声短节以及5ft接收晶体依次活动连接。

上述第一隔声短节、第二隔声短节以及第三隔声短节由相同的隔声单元组成，所述隔声单元包括连接轴、延声体、隔声环、连接筒、隔声垫以及连接螺栓；所述延声体套接与连接轴上，并与连接轴螺纹连接；所述隔声环环绕设置于延声体上；所述连接筒压住隔声环并套接于延声体上；所述连接螺栓通过隔声垫压住连接筒并和延声体螺纹连接；所述连接螺栓和连接轴同轴；所述隔声短节通过连接轴和发射晶体相连；所述隔声短节通过连接螺栓和扇区接收晶体相连。

上述隔声单元是一个或两个。

上述隔声单元是两个时，所述两个隔声单元相向连接。

上述隔声垫是一个或多个。

本实用新型的优点是：

1、可有效区分窜槽与水泥微环、低胶结强度与带孔道的高胶结强度结构。本实用新型将现有技术中传感器结构从整体分裂为8个扇区，环绕装有八个分区压电陶瓷晶体，其安装在扇区骨架上，在通过扇区骨架与声系中的固定杆连接。八个分区压电陶瓷晶体的特性一致，分别独立控制激发和接收，可以很有效的避免现有技术中仅能反映所检测的水泥环胶结质量的周向平均值的技术问题，并很好的反应了窜槽与水泥微环、低胶结强度与带孔道的高胶结强度结构，使用起来非常的方便。

2、机械强度大、保养更加方便。本实用新型的整个声系部分分别使用3个隔声短节将发射晶体、扇区接收晶体、3ft接收晶体和5ft接收晶体连接。隔声短节是一种外钢铁间接连接，内部非连接的结构，因为外钢铁没有实体的同类型材料的连接点，所以在不同材质的界面，声波能够得到有效的衰减和传播时间延迟，有效的达到了对仪器直达波的有效衰减和传播时间延迟。因为这种结构，在外钢管上没有栅格刻槽，所以在仪器测量上保养更加方便，同时使得本实用新型的声系部分机械强度大。

附图说明

图1为本实用新型所提供的扇区声波变密度测井仪的结构示意图；

图2为本实用新型所采用的隔声短节示意图；

图3为本实用新型所采用扇区接收晶体的结构示意图；

图4为图3的截面示意图；

图5为本实用新型整体电路框架结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种扇区声波变密度测井仪，该扇区声波变密度测井仪包括发射晶体1以及与发射晶体1相连的接收晶体；接收晶体包括骨架21以及环绕设置于骨架21上的压电陶瓷20；压电陶瓷20至少是两片，还可以是2～32片或者更好是是4～16片。

为了效果更好，本实用新型所提供的扇区声波变密度测井仪还包括隔声部件，隔声部件设置于发射晶体1和接收晶体之间并和发射晶体1和接收晶体活动连接。

参见图1，隔声部件包括第一隔声短节2、第二隔声短节4以及第三隔声短节6；接收晶体包括扇区接收晶体3、3ft接收晶体5以及5ft接收晶体7；发射晶体1、第一隔声短节2、扇区接收晶体3、第二隔声短节4、3ft接收晶体5、第三隔声短节6以及5ft接收晶体7依次活动连接。

第一隔声短节2、第二隔声短节4以及第三隔声短节6的结构是完全相同的，都采用相同的隔声单元，该隔声单元可以是一个或两个。

参见图2，该隔声单元包括连接轴8、延声体9、隔声环10、连接筒11、隔声垫12以及连接螺栓13；延声体9套接于连接轴8上，并与连接轴8螺纹连接；隔声环10环绕设置于延声体9上；连接筒11压住隔声环10并套接于延声体9上；连接螺栓13通过隔声垫12压住连接筒11并和延声体9螺纹连接；连接螺栓13和连接轴8同轴；隔声短节2通过连接轴8和发射晶体1相连；隔声短节2通过连接螺栓13和扇区接收晶体3相连。隔声垫12可以是一个或多个。

本实用新型采用高集成化设计，具体分为两个短节：电子短节和声系短节。整支仪器在高温CPLD控制井下仪器的时序下工作，并且在扇区声波变密度测井仪器的基础上，增加了源距为2ft的扇区测量压电传感器。使得仪器在周向上具有分辨性，同时提高了压电陶瓷片的谐振频率110KHz，使得周向分辨率有所提高。同时2ft的源距，使得仪器在快地层的测量中，能够使得地层波不会掩盖套管波，从而导致无法正常测井。在仪器的发射电路采用双发系统，两个压电陶瓷晶体分时发送，使得发射的声波场具有指向性的声系，采用隔声器代替原来的栅格外筒，使得仪器上井的保养更加方便。具体细节分为下面几个部分：

(1)接收晶体结构

参见图3和图4，这个扇区接收晶体3是种传感器，均匀的环绕装有八个分区压电陶瓷20晶体，其安装在扇区骨架21上，在通过扇区骨架21与声系中的固定杆连接。八个分区压电陶瓷晶体20的特性一致，分别独立控制激发和接收。

(2)电子线路部分

参见图5，这个电子线路分为：电源板、时序控制板、声波处理板、伽马信号处理板、磁定位处理板、信号调制板和信号耦合板。

电源板用于给其它电路提供各种低压信号，同时在时序控制电路的控制下，触发声波脉冲。

时序板用于协调各个电路板的工作以及产生CAL信号。

声波处理板在时序控制板的控制下处理来自2ft扇区压电陶瓷、3ft和5ft压电陶瓷的声波模拟信号。

伽马信号处理板在时序控制板的控制下，对来自光电倍增管的负脉冲进行处理整形。

磁定位处理板是对磁定位线圈信号的处理电路

信号调试板式在时序控制板的作用下，当选通扇区声波信号时，因为扇区的声波信号频率较高，会在向井上传递的时候，衰减严重。所以要用扇区声波信号作为调制信号对从时序控制信号电路板中产生的20KHz信号进行调幅后上传。这样，原先20kHz的信号的包络就包含了扇区声波信号的信息。

信号耦合板式将所有的声波信号，以及伽马信号，刻度信号耦合到下井电缆上去。

整体电路框架为：

(3)声波发射部分

声波的发射部分，采用双发射压电陶瓷晶体，分时发射的方法(两者的时差16us)，从而使得的声波场在套管临界角入射角的方向增强。

(4)声系部分

整个声系部分由7部分组成，分别使用3个隔声短节将发射晶体(包括：声幅变密度发射晶体和扇区发射晶体)、扇区接收晶体、3ft接收晶体和5ft接收晶体连接。隔声短节是一种外钢铁间接连接，内部非连接的结构，因为外钢铁没有实体的同类型材料的连接点，所以在不同材质的界面，声波能够得到有效的衰减和传播时间延迟。同时仪器内部也没有实体的连接点，所以同样有效的达到了对仪器直达波的有效衰减和传播时间延迟。因为这种结构，在外钢管上没有栅格刻槽，所以在仪器测量上保养更加方便，同时避免了使用波纹管延迟声路的方法上，波纹管机械强度弱的优点。

(5)隔声短节

这个声系，总共有3个如上图这样的隔声短节，其组成方式为：延声体与连接轴通过螺纹连接，隔声环嵌在延声体表面的凹槽内，连接螺栓通过螺纹与延声体连接，将连接筒与延声体连接在一起，中间通过两个隔声垫将连接螺栓、延声体与连接筒不直接接触，声波在延声体与连接筒之间多处发射大量衰减，从而达到延迟直达波的目的。

Claims

1.一种扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述扇区声波变密度测井仪包括发射晶体以及与发射晶体相连的接收晶体；所述接收晶体包括骨架以及环绕设置于骨架上的压电陶瓷；所述压电陶瓷是两片或两片以上。

2.根据权利要求1所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述压电陶瓷的片数是2～32片。

3.根据权利要求2所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述压电陶瓷的片数是4～16片。

4.根据权利要求1或2或3所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述扇区声波变密度测井仪还包括隔声装置，所述隔声装置设置于发射晶体和接收晶体之间并和发射晶体和接收晶体活动连接。

5.根据权利要求4所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述隔声部件包括第一隔声短节、第二隔声短节以及第三隔声短节；所述接收晶体包括扇区接收晶体、3ft接收晶体以及5ft接收晶体；所述发射晶体、第一隔声短节、扇区接收晶体、第二隔声短节、3ft接收晶体、第三隔声短节以及5ft接收晶体依次活动连接。

6.根据权利要求5所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述第一隔声短节、第二隔声短节以及第三隔声短节由相同的隔声单元组成，所述隔声单元包括连接轴、延声体、隔声环、连接筒、隔声垫以及连接螺栓；所述延声体套接与连接轴上，并与连接轴螺纹连接；所述隔声环环绕设置于延声体上；所述连接筒压住隔声环并套接于延声体上；所述连接螺栓通过隔声垫压住连接筒并和延声体螺纹连接；所述连接螺栓和连接轴同轴；所述隔声短节通过连接轴和发射晶体相连；所述隔声短节通过连接螺栓和扇区接收晶体相连。

7.根据权利要求6所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述隔声单元是一个或两个。

8.根据权利要求7所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述隔声单元是两个时，所述两个隔声单元相向连接。

9.根据权利要求7所述的扇区声波变密度测井仪，其特征在于：所述隔声垫是一个或多个。