一种新型石油随钻测量地震检波装置，包括钻铤安装本体、以及设置于钻铤安装本体的液压推靠系统和信号检测系统，所述液压推靠系统包含液压推靠机构以及至少一个液压推靠块，所述液压推靠块设有检波器，以对地震波进行检测，所述检波器包含金属外壳、石英晶体薄片和激励源电路板，所述石英晶体薄片安装于刚性的金属外壳内，所述金属外壳的一侧安装有激励源电路板，其通过两根同轴电缆连接到石英晶体薄片上，其能提供频率可变的扫频交变电信号给石英晶体薄片使其在不同的频率下发生振动；由此，本发明专利技术对地震波测量动态响应范围大，地震信号分辨率高，有利于高效测量由地面扫频震源所激发并沿地层传播到井下的扫频地震信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油随钻测量地震测量的
，尤其涉及一种新型石油随钻测量地震检波装置。
技术介绍
传统地震检波器的线圈和MEMS加速度计设计，对地震波测量动态响应范围小，地震信号分辨率不够，不利于高效测量由地面扫频震源所激发并沿地层传播到井下的扫频地震信号。为此，本专利技术的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种新型石油随钻测量地震检波装置，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型石油随钻测量地震检波装置能解决现有技术的缺陷，对地震波测量动态响应范围大，地震信号分辨率高，有利于高效测量由地面扫频震源所激发并沿地层传播到井下的扫频地震信号。为解决上述问题，本专利技术公开了一种新型石油随钻测量地震检波装置，包括钻铤安装本体、以及设置于钻铤安装本体的液压推靠系统和信号检测系统，其特征在于：所述液压推靠系统包含液压推靠机构以及至少一个液压推靠块，所述液压推靠机构连接至液压推靠块以实现液压推靠块对井壁和/或 地层的压靠或脱离，所述液压推靠块设有检波器，以对地震波进行检测，所述检波器包含金属外壳、石英晶体薄片和激励源电路板，所述石英晶体薄片安装于刚性的金属外壳内，所述金属外壳的一侧安装有激励源电路板，其通过两根同轴电缆连接到石英晶体薄片上，其能提供频率可变的扫频交变电信号给石英晶体薄片使其在不同的频率下发生振动。其中：所述检波器还包含弹性金属膜片、上金属块基座和下金属块基座，在金属外壳的一面上嵌入弹性金属膜片，所述石英晶体薄片的上下两端分别连接上金属块基座和下金属块基座，所述上金属块基座的另一端与弹性金属膜片连接，所述下金属块基座的另一端与金属外壳连接。其中：所述信号检测系统包含井下主控电路、信号存储电路和信号测量采集电路，所述井下主控电路连接至信号存储电路和信号测量采集电路以实现信号的接收和控制信号的输出，所述信号采集测量电路电连接至检波器以负责测量采集三轴检波的输出地震信号并传递给井下主控电路，所述信号存储电路负责存储采集的地震信号。其中：所述液压推靠块内还设有压力传感器，所述液压推靠机构包含连接至液压推靠块的推靠油缸，所述推靠油缸连接至液压推靠块以实现液压驱动。其中：所述液压推靠机构还包含不旋转保护套，所述不旋转保护套的中心设有一两端分别连接至钻头和钻杆的中心轴，所述中心轴可 旋转的将两者进行连接，不旋转保护套和中心轴之间通过一偏心轴承进行连接。其中：所述液压推靠机构还包含柱塞泵以及液压油缸，所述不旋转保护套连接至柱塞泵的连杆，所述柱塞泵通过第一单向球阀和第二单向球阀分别连接至液压油缸和推靠油缸，所述第二单向球阀的前后端分别通过溢流阀和电磁阀连接至液压油缸。其中：所述激励源电路板的振动激励源产生扫频振动电压信号并进行检波采集，一电流AD采集单元检测同轴电缆上的电流峰值，来判断石英晶体膜片是否处于共振状态，如果电流达到峰值则说明石英晶体薄片已经处于共振状态，这时的振动激励源频率为石英晶体薄片的共振频率，应该停止扫频控制，使振动激励源稳定在现有的共振频率上，随地震信号强度变化的偏离频率与地震信号引起的共振石英晶体薄片形变量ΔX之间的关系如公式一： F 2 = K X × F 1 2 D × Δ X ]]>式中F2—随地震信号强度变化的偏离频率；KX—石英晶体薄片的弹性系数；F1—石英晶体薄片的共振频率；D—石英晶体薄片的直径。其中：包含一电容补偿电路，由电容补偿电路解决石英晶体薄片自身杂散电容引起的共振频率偏移，提高信噪比，提高石英晶体检测地震波的精度。通过上述结构可知，本专利技术的新型石油随钻测量地震检波装置具有如下效果：1、采用石英晶体薄片、相应机械结构和相应的外围电路，在井下监测地面扫频震源激发的地震波。避免了使用传统地震检波器的线圈和MEMS加速度计设计，对地震波测量动态响应范围大，适用范围广。2、地震信号分辨率高，有利于高效测量由地面扫频震源所激发并沿地层传播到井下的扫频地震信号。本专利技术的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。附图说明图1显示了本专利技术的新型石油随钻测量地震检波装置的结构示意图。图2显示了本专利技术中液压推靠系统的结构示意图。图3显示了本专利技术中检波器的结构示意图。图4显示了本专利技术激励源电路板的振动激励源产生扫频振动电压信号并进行检波采集的示意图。图5显示了本专利技术中石英晶体薄片在振荡电路的连接电路。图6显示了本专利技术中石英晶体薄片的等效电路。图7显示了本专利技术中的电路解调原理图。图8显示了本专利技术中频率电压转换电路的示意图。附图标记：钻铤安装本体1、四芯总线连接器2、时钟同步接口3、双C电池筒4、精密时钟源5、井下主控电路6、信号高速回放接口7、信号存储电路8、信号测量采集电路9、液压推靠机构10、第一液压推靠块11、第二液压推靠块12、第三液压推靠块13、检波器14、压力传感器15、液压油缸16、第一单向球阀17、柱塞泵18、偏心轴承19、第二单向球阀20、推靠油缸21、压力测量电路22、电磁阀23、溢流阀24、金属外壳25、弹性金属膜片26、石英晶体薄片27、上金属块基座28、下金属块基座29、激励源电路板30、同轴电缆31、双绞同轴电缆32。具体实施方式参见图1，显示了本专利技术的新型石油随钻测量地震检波装置。所述新型石油随钻测量地震检波装置包括钻铤安装本体1、以及设置于钻铤安装本体1的液压推靠系统和信号检测系统，所述液压推靠系统包含液压推靠机构10以及至少一个液压推靠块，所述液压推靠机构10连接至液压推靠块以实现液压推靠块对井壁和/或地层的压靠或脱离，所述液压推靠块设有检波器，以对地震波进行检测。参见图1，所述液压推靠块可包含第一液压推靠块11、第二液压推靠块12和第三液压推靠块13，且分别包含检波器，以提供对X向、Y向和Z向的检波信号采集，共同形成三轴检波功能。所述信号检测系统可包含井下主控电路6、信号存储电路8和信号测量采集电路9，所述井下主控电路6连接至信号存储电路8和信 号测量采集电路9以实现信号的接收和控制信号的输出，所述信号采集测量电路9电连接至检波器以负责测量采集三轴检波的输出地震信号并传递给井下主控电路6，所述信号存储电路8负责存储采集的地震信号。其中，还可包含四芯总线连接器2、时钟同步接口3、双C电池筒4、精密时钟源5和信号高速回放接口7，所述四芯总线连接器4负责与MWD泥浆脉冲信息传输系统进行通讯传输测量到地震波信号的信息，所述时间同步接口3负责在下井前由地面扫频震源与井下随钻测量地震检波装置进行时钟同步，所述双C电池筒4安装电池以为各电路供电，所述精密时钟源5为地震信号测量采集电路、井下主控电路和信号存储电路提供时钟信号，所述信号高速回放接口7负责起钻后，在地面高速回放全部测量到的地震信号信息。井下主控电路6负责电池电能消耗计量、供电电压转换、井下仪器工作温度测量和与MWD泥浆脉冲信息传输系统进行信息交互。参见图2，以其中的第一液压推靠块11为例进行说明，该第一液压推靠块11本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型石油随钻测量地震检波装置，包括钻铤安装本体、以及设置于钻铤安装本体的液压推靠系统和信号检测系统，其特征在于：所述液压推靠系统包含液压推靠机构以及至少一个液压推靠块，所述液压推靠机构连接至液压推靠块以实现液压推靠块对井壁和/或地层的压靠或脱离，所述液压推靠块设有检波器，以对地震波进行检测，所述检波器包含金属外壳、石英晶体薄片和激励源电路板，所述石英晶体薄片安装于刚性的金属外壳内，所述金属外壳的一侧安装有激励源电路板，其通过两根同轴电缆连接到石英晶体薄片上，其能提供频率可变的扫频交变电信号给石英晶体薄片使其在不同的频率下发生振动。
【技术特征摘要】
1.一种新型石油随钻测量地震检波装置，包括钻铤安装本体、以及设置于钻铤安装本体的液压推靠系统和信号检测系统，其特征在于：所述液压推靠系统包含液压推靠机构以及至少一个液压推靠块，所述液压推靠机构连接至液压推靠块以实现液压推靠块对井壁和/或地层的压靠或脱离，所述液压推靠块设有检波器，以对地震波进行检测，所述检波器包含金属外壳、石英晶体薄片和激励源电路板，所述石英晶体薄片安装于刚性的金属外壳内，所述金属外壳的一侧安装有激励源电路板，其通过两根同轴电缆连接到石英晶体薄片上，其能提供频率可变的扫频交变电信号给石英晶体薄片使其在不同的频率下发生振动。2.如权利要求1所述的新型石油随钻测量地震检波装置，其特征在于：所述检波器还包含弹性金属膜片、上金属块基座和下金属块基座，在金属外壳的一面上嵌入弹性金属膜片，所述石英晶体薄片的上下两端分别连接上金属块基座和下金属块基座，所述上金属块基座的另一端与弹性金属膜片连接，所述下金属块基座的另一端与金属外壳连接。3.如权利要求2所述的新型石油随钻测量地震检波装置，其特征在于：所述信号检测系统包含井下主控电路、信号存储电路和信号测量采集电路，所述井下主控电路连接至信号存储电路和信号测量采集电路以实现信号的接收和控制信号的输出，所述信号采集测量电路电连接至检波器以负责测量采集三轴检波的输出地震信号并传递给井下主控电路，所述信号存储电路负责存储采集的地震信号。4.如权利要求1所述的新型石油随钻测量地震检波装置，其特征在于：所述液压推靠块内还设有压力传感器，所述液压推靠机构包含连接至液压推靠块的推靠油缸，所述推靠油缸连接至液压推靠块以实现液压驱动。5.如权利要求4所述的新型石油随钻测量地震检波装置，其特征在于：所述液压推靠机构还包含不...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾衡天，艾维平，高文凯，张连成，张磊，曹冲，范锦辉，
申请(专利权)人：中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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