一种声波井径仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种声波井径仪，包括有电源模块，以及信号采集处理模块，电源模块同发射模块、预处理模块、控制与同步电路模块同时连接，其中控制与同步电路模块同发射模块、预处理模块、信号采集处理模块同时连接，发射模块连接有发射探头单元，预处理模块连接有接收探头，发射探头单元同所述接头探头之间进行信号的发射与接收，信号采集处理模块连接至地面系统；本实用新型专利技术在下井使用过程中，仪器不需要与套管壁接触，大幅减少了仪器遇阻率，同时具有使用限制小、适用范围广、无需考虑套管材料、导磁率等特性，填补了国内声波类井径仪井下套管探损的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油测井井下仪器
，具体涉及一种基于声波方法检测井下套管形变的井径仪。
技术介绍
随着石油生产的不断进行，老井的数量越来越多，套管扭曲、错段、变形被腐蚀的情况也越来越严重。目前，主流的测量方法有机械法、电磁法和声波法三种。其中：机械法主要是指用机械臂与套管接触，把机械臂在套管中的机械变化量转化为电信号，然后通过相应的刻度算法获取井下套管的内壁变化情况，主流的仪器有18、24、40、60臂。电磁法主要是用发射线圈向套管发送一个瞬间脉冲，接收线圈在特定的时间段内采集脉冲信号在该段时间内的时间衰减，然后用特有的算法将其与套管厚度联系起来，从而获取套管厚度信息，主流仪器主要有电磁探伤和电磁测厚。然而，用机械的方法测量套管形变存在较大缺陷，即必须进行接触，如果井下出现错段，大裂缝等情况时，容易遇卡，测量臂需要不定时更换，而且目前主流的多臂类仪器存在温度补偿时间长，这样无形中减少了仪器的使用寿命。电磁法在解释方面主观性较大，需要测井解释人员有着较丰富的该类仪器解释相关经验，并且对套管材料特性有要求。用声波的方法测量套管形变的仪器目前较少，国内在该方面几乎为空白，国外也主要用来配合声波变密度类仪器检测固井质量。
技术实现思路
为解决上述现有技术问题，本技术的目的在于提供一种基于声波方法检测井下套管形变的井径仪，其通过不同发射换能器将超声波发送到套管中，用接收换能器将测量信号获取，通过辅助发射换能器从而获取声波在当前状态下的传播特性，通过算法得到套管形变的参数，最后通过电缆传输便可从地面系统判断套管的形变、损伤等状况。为实现上述技术目的，本技术所采取的技术方案是：一种声波井径仪，其特征在于：包括有电源模块，以及同所述电源模块同时连接的发射模块、预处理模块、控制与同步电路模块，以及信号采集处理模块，其中所述控制与同步电路模块同发射模块、预处理模块、信号采集处理模块同时连接，所述发射模块连接有发射探头单元，所述预处理模块连接有接收探头，所述发射探头单元同所述接头探头之间进行信号的发射与接收，所述信号采集处理模块连接至地面系统。进一步地，优选的是，所述发射探头单元包括有第一发射探头、第二发射探头及辅助发射探头。进一步地，优选的是，所述发射模块由发射换能器和发射激励电路组成。进一步地，优选的是，所述信号采集处理模块包括有依次连接的接收传感器、二次调理电路，采集电路、信号处理电路和传输电路。进一步地，优选的是，所述预处理模块由放大电路、滤波电路及控制电路共同组成。进一步地，优选的是，所述声波井径仪被配置为包括有依次设置有电子线路短节、发射短节、探头短节，所述各短节设置于外护管之内，所述外护管上下两端设置有接头，并于靠近上下两端处设置有扶正装置。进一步地，优选的是，所述电源模块、信号采集处理模块、控制与同步电路模块被配置于电子线路短节，所述发射模块、预处理模块被配置于发射短节，所述发射探头单元、接收探头被配置于探头短节。进一步地，优选的是，所述辅助发射探头与接收探头同轴设置，所述第一发射探头、第二发射探头与接收探头同轴设置，且相互之间紧密排布，其中所述第一发射探头、第二发射探头和辅助探头被配置为分时工作，且辅助发射探头的发射周期是第一发射探头、第二发射探头的10倍。通过以上技术方案，本技术的有益效果如下：1、在下井使用过程中，仪器不需要与套管壁接触，大幅减少了仪器遇阻率；2、使用限制小，适用范围广，无需考虑套管材料、导磁率等特性；3、填补了国内声波类井径仪井下套管探损的空白。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：101、接头；102、电子线路短节；103、扶正装置；104、发射短节；105、探头短节。图2为本技术的电路连接框图。图中：1、电源模块；2、发射模块；3、预处理模块；4、控制与同步电路模块；5、信号采集处理模块；6、地面系统；7、第一发射探头；8、第二发射探头；9、辅助发射探头；10、接收探头。具体实施方式为使本技术的技术特征、实现原理及有益效果易于理解，现结合附图及实施例对本技术作进一步详细描述，但不应视为对本技术的限定。如图1所示，本技术所提供的声波井径仪，在整体结构上包括有在外护管内依次设置的电子线路短节102、发射短节104及探头短节105，外护管的上下两端设置有接头101，并于靠近上下两端处设置有扶正装置103，其中：电子线路短接102配置有电源模块1、信号采集处理模块5、控制与同步电路模块4；发射短节104配置有发射模块2、预处理模块3；探头短节105配置有第一发射探头7、第二发射探头8、辅助发射探头9及接收探头10，其中辅助发射探头9与接收探头10同轴设置，第一发射探头7、第二发射探头8与接收探头9同轴设置，且相互之间紧密排布，此外第一发射探头7、第二发射探头8和辅助探头9被配置为分时工作，辅助发射探头9的发射周期是第一发射探头7、第二发射探头8的十倍。作为本技术的优选实施例，上述发射模块2由发射换能器和发射激励电路组成；信号采集处理模块5包括有依次连接的接收传感器、二次调理电路，采集电路、信号处理电路和传输电路，用于对测量到的信号进行差分、迭代、分时平均计算；预处理模块3由放大电路、滤波电路及控制电路共同组成，主要用来对接收到的信号进行滤波、调理使其能达到接收要求；控制与同步模块4至少包括有时序电路、控制电路及同步电路，以产生辅助发射探头9、第一发射探头7、第二发射探头8、预处理模块3以及接收探头10的激励时序和同步时序，控制发射模块2的增益，预处理模块3的通道切换，信号采集处理模块5的通道选择。参照图2，上述电源模块1同发射模块2、预处理模块3、控制与同步电路模块4以及信号采集处理模块5同时连接，其中控制与同步电路模块4同发射模块2、预处理模块3、信号采集处理模块5同时连接，发射模块2连接有第一发射探头7、第二发射探头8及辅助发射探头9，预处理模块3连接有接收探头10，第一发射探头7、第二发射探头8及辅助发射探头9同接头探头10之间进行信号的发射与接收，信号采集处理模块5连接至地面系统6。工作时，地面系统6通过电缆给电源模块1供电，电源模块1将输入的电压通过滤波、稳压、稳流等处理后，产生仪器工作所需要的各种驱动电压，并开始工作。等仪器工作稳定后，控制与同步电路模块4控制发射模块2使辅助发射探头9工作。在此过程中，通过控制与同步电路模块4、信号采集处理模块5和预处理模块3完成第一次测量。随后，控制与同步电路模块4控制发射模块2使第一发射探头7，第二发射探头8工作，同时,通过控制与同步电路模块4、信号采集处理模块5和预处理模块3完成第二、三次测量；最后通过信号采集处理模块5对测量数据进数据处理后上传给地面系统1，完成一次完整的测量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波井径仪，其特征在于：包括有电源模块，以及同所述电源模块同时连接的发射模块、预处理模块、控制与同步电路模块、信号采集处理模块；其中，所述控制与同步电路模块同发射模块、预处理模块、信号采集处理模块同时连接，所述发射模块连接有发射探头单元，所述预处理模块连接有接收探头，所述发射探头单元同所述接收探头之间进行信号的发射与接收，所述信号采集处理模块连接至地面系统。

【技术特征摘要】
1.一种声波井径仪，其特征在于：包括有电源模块，以及同所述电源模块同时连接的发射模块、预处理模块、控制与同步电路模块、信号采集处理模块；其中，所述控制与同步电路模块同发射模块、预处理模块、信号采集处理模块同时连接，所述发射模块连接有发射探头单元，所述预处理模块连接有接收探头，所述发射探头单元同所述接收探头之间进行信号的发射与接收，所述信号采集处理模块连接至地面系统。2.根据权利要求1所述的一种声波井径仪，其特征在于：所述发射探头单元包括有第一发射探头、第二发射探头及辅助发射探头。3.根据权利要求1所述的一种声波井径仪，其特征在于：所述发射模块由发射换能器和发射激励电路组成。4.根据权利要求1所述的一种声波井径仪，其特征在于：所述信号采集处理模块包括有依次连接的接收传感器、二次调理电路，采集电路、信号处理电路和传输电路。5.根据权利要求1所述的一种声波井径仪，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁阿明，于英强，
申请(专利权)人：西安玉衡电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61