一种随钻声波测井仪器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种随钻声波测井仪器，包括顺次连接的发射套筒、隔声体套筒、接收套筒和处理输出套筒；发射套筒内安装发射换能器和发射电路模块；接收套筒内安装探距传感器、接收换能器、第一接收信号处理模块和第二接收信号处理模块；隔声体套筒中部安装带螺纹的芯轴，芯轴外包有玻璃纤维绳；处理输出装置为存储器和输出器。本实用新型专利技术相对于以往一体化钻铤结构，发射套筒、隔声体套筒、接收套筒和处理输出套筒的分体式设计，能够承受井下工作的振动、冲击和扭矩变化，可根据应用，调节套筒长度。随钻声波测井仪器结构简单，测量精度和可靠性高，制作成本低，极大优化随钻声波测井仪器的结构设计，降低设备制造成本，具有较高的应用水平。

A sonic logging tool with drilling

The utility model relates to an acoustic logging while drilling instruments, including sequential emission sleeve, connecting the isolator sleeve, the receiving sleeve and processing the output sleeve; the sleeve is installed to launch a transmitting transducer and a transmitting circuit module; the receiving sleeve is installed in the probe distance sensor, receiving transducer, receiving the first signal processing module and a second receiving signal processing module; sound insulation sleeve body is arranged at the middle part of the core shaft threaded mandrel, outsourcing glass fiber rope; processing output device for storage and output device. Compared with the previous integrated drill collar structure, the utility model has the split design of the transmitting sleeve, the sound insulation body sleeve, the receiving sleeve and the processing output sleeve, which can bear the vibration, impact and torque changes of the downhole work, and can adjust the sleeve length according to the application. The logging while drilling acoustic logging tool has the advantages of simple structure, high accuracy and reliability, low production cost, greatly optimizing the structure design of acoustic logging tool while drilling, and reducing the manufacturing cost of equipment. It has a high application level.

【技术实现步骤摘要】
一种随钻声波测井仪器
本技术属于机械设备
，具体涉及一种随钻声波测井仪器。技术背景声波测井始于1935年，声波测井仪器通过采集测量井眼中的各种声波模式，分析声波在井眼地层的特性、井眼工程状况等。近年来，随着全球工业对石油需求量的逐年增加，石油勘探中大斜度井和水平井钻井十分活跃，声波测井技术已成功应用于随钻过程。随钻声波测井是在钻井同时测量地层声学特性的一种测井技术，其采用滑行波测量方式实时测量井眼周围地层岩石纵横波的传播速度的变化，测量数据可用于岩性识别、孔隙度计算、岩石力力学参数计算、井眼稳定性预测等。通常，声源以单极子和偶极子发射，以一最佳的频率向井眼周围地层发射声能脉冲，当声波沿井壁传播时，接收换能器测量声波信号，然后获得地层声波纵波、横波时差数据，将其存储在井下存储器41内，经地面回收，进行后处理。但是，单极子测井无法在软地层得到横波信息，偶极子作为声源，偶极子波和钻铤波易交叠，造成对偶极子波的干扰，无法准确测量到地层信息。同时，由于随钻声波测井仪器中声源和声波接收装置均安装在钻铤上并放置在钻井液环境中，因此发射和接收信号很强，沿钻铤传播的直达波会影响到沿地层进行传播的声波信号的测量。中国专利CN203867561U公开了一种随钻声波测井仪，其由壳体、发射装置、电极接收装置及处理输出装置组成，其中发射装置设置在壳体上部，依次连接电极接收装置及处理输出装置。中国专利CN102162358B公开了一种随钻声波测井装置，包括：钻铤、设置在钻铤上的发射换能器和接收换能器；发射换能器，包括第一辐射金属块、第一质量金属块和多个发射型压电陶瓷片；接收换能器，包括第二辐射金属块、第二质量金属块和多个接收型压电陶瓷片。中国专利CN103775067B一种随钻方位声波测井装置包括：随钻方位声波测井装置专用钻铤和安装在钻铤上扶正器上的由单发四收探头构成随钻声波声系，采用钻铤上刻槽的隔声体抑制发射探头到接收探头之间的钻铤直达波，接发探头分别由专用电池供电，测控电路接收采集到的波形数据进行实时计算处理，并提供与随钻测量系统以及地面处理系统的通讯接口，其中供电电池与测控电路放置在声波专用钻铤泥浆流道中的抗压筒中，通过上下导流套与声系相连。上述现有技术虽然可以解决以上的技术问题，但采用钻铤刻槽并镶嵌重金属方法实现隔声要求，会损害钻铤强度，且其机械加工难度大，加工费用高，隔声效果也不佳。与此同时，仪器井下工作时，通常需要承受强烈的振动、冲击和较大的扭矩，如果仪器整体长度较长，则其整体强度下降，容易发生变形，造成仪器故障，可靠性下降。另外，整根钻铤加工的精度控制要求高，加工难度增大。
技术实现思路
本技术的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种随钻声波测井仪器。本技术的目的是通过以下技术方案实现的，现结合附图说明如下：一种随钻声波测井仪器，包括从左至右顺次连接的发射套筒、隔声体套筒、接收套筒和处理输出套筒；所述发射套筒内安装发射换能器和发射电路模块，其中发射换能器由框架以及镶嵌于框架内的至少2个压电振子构成，框架外包裹有水密绝缘层和弹性隔振层，压电振子包括压电陶瓷片和缠绕在其外层的玻璃纤维丝；所述接收套筒内安装探距传感器、接收换能器、第一接收信号处理模块和第二接收信号处理模块，其中探距传感器经电连接器与第二接收信号处理模块电连接，接收换能器经密封连接器、信号放大及模数转换模块与第一接收信号处理模块连接；所述隔声体套筒中部安装带螺纹的芯轴，芯轴一侧连有接头，接头的密封槽上设有密封圈，芯轴外包有玻璃纤维绳，并通过垫片和螺母压紧固定；所述处理输出装置为存储器和输出器；所述发射换能器和接收换能器的引线分别与发射电路模块和接收电路模块相连，发射电路模块与接收电路模块信号连接。随钻声波测井仪器，还包括由控制模块和声源发射器构成的声源激励装置，其设置在发射套筒的空腔内，所述声源发射器由四个弧形压电晶体换能器构成，各压电晶体换能器外分别包裹聚四氟乙烯。所述发射套筒、隔声体套筒、接收套筒和处理输出套筒通过丝扣连接，且发射电路模块与接收电路模块间的信号线能够穿过丝扣连接处。优选地，所述框架呈圆弧片状结构，其圆心角为88°，厚度为15mm，压电振子的厚度为6mm，圆心角为70°优选地，所述框架上依次沿轴向设有至少2个通透型凹槽，在每个凹槽内紧密镶嵌1个压电振子。优选地，所述水密绝缘层为环氧树脂密封胶层，灌封在框架的外表面，其外部硫化有高温氟橡胶构成的弹性隔振层。优选地，所述压电陶瓷片为整块径向极化的高温发射型圆弧形压电陶瓷晶体，或者由多个切向极化的高温发射型梯形压电陶瓷条依次拼镶粘结而成。优选地，所述发射换能器和接收换能器为单极子换能器或多极子换能器。优选地，所述发射换能器数量为至少1个，接收换能器数量为至少4个。所述接收换能器包括方位传感器和弧面封装结构，所述封装结构由环氧树脂灌封而成，接收换能器的信号线经封装结构引出与密封连接器连接。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术相对于以往一体化钻铤结构，发射套筒、隔声体套筒、接收套筒和处理输出套筒的分体式设计，能够承受井下工作的振动、冲击和扭矩变化，可根据应用，调节套筒长度。随钻声波测井仪器结构简单，测量精度和可靠性高，制作成本低，极大优化随钻声波测井仪器的结构设计，降低设备制造成本，提高随钻声波测井技术的应用水平。另外，发射套筒的设计使装置具有大功率、耐高温高压、抗振动、绝缘良好的优势；接收套筒将探距传感器与接收换能器、第一接收信号处理模块和第二接收信号处理模块集成一起，实现了探距传感器与高压泥浆的隔离，通过密封连接器的引入及换能器在接收套筒内的密封实现信号在泥浆中的传输。隔声体套筒内部芯轴与套筒断开，加强了隔声效果，隔声材料为玻璃纤维绳，完全满足测井仪器的高温使用环境，且隔声效果良好。同时，声源激励装置结构简单，能向地层辐射与声源发射器固有主频率无关的大功率和多频带的声波信号。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中，1.发射套筒2.隔声体套筒3.接收套筒4.处理输出套筒11跨筒连线仓12.发射换能器13.发射套筒连线仓14.发射电路模块15.声源激励装置21.螺母22.垫片23.玻璃纤维绳24.芯轴25.密封圈26.接头31.接收电路模块32.接收电路盖板33.接收套筒连线仓34.接收换能器35.第一接收信号处理模块36.密封连接器37.信号放大及模数转换模块38.第二接收信号处理模块41.存储器42.输出器。具体实施方式下面结合附图和实例做进一步详细的说明：如图1所示，一种随钻声波测井仪器，包括具有空心圆柱体形状的发射套筒1、隔声体套筒2、接收套筒3和处理输出套筒4，发射套筒1、隔声体套筒2、接收套筒3和处理输出套筒4之间通过丝扣从左至右顺次连接在一起。发射套筒1为一个独立的短钻铤，两端分别加工有公、母丝扣，发射套筒1内安装1个发射换能器12和发射电路模块14和发射套筒连线仓13。发射换能器12由框架以及设置框架中的2个压电振子构成，框架外包裹有用于密封、绝缘和减震的水密绝缘层和弹性隔振层。其中，所述的框架呈圆弧片状结构，其圆心角为88°，框架沿轴向预设有2个通透型凹槽，每个凹槽用于容置一个厚度为6mm，圆心角为70°的压电振子。所述压电振子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻声波测井仪器，其特征在于：一种随钻声波测井仪器，包括从左至右顺次连接的发射套筒(1)、隔声体套筒(2)、接收套筒(3)和处理输出套筒(4)；所述发射套筒(1)内安装发射换能器(12)和发射电路模块(14)，其中发射换能器(12)由框架以及镶嵌于框架内的至少2个压电振子构成，框架外包裹有水密绝缘层和弹性隔振层，压电振子包括压电陶瓷片和缠绕在其外层的玻璃纤维丝；所述接收套筒(3)内安装探距传感器(39)、接收换能器(34)、第一接收信号处理模块(35)和第二接收信号处理模块(38)，其中探距传感器(39)经电连接器与第二接收信号处理模块(38)电连接，接收换能器(34)经密封连接器(36)、信号放大及模数转换模块(37)与第一接收信号处理模块(35)连接；所述隔声体套筒(2)中部安装带螺纹的芯轴(24)，芯轴(24)一侧连有接头(26)，接头(26)的密封槽上设有密封圈(25)，芯轴(24)外包有玻璃纤维绳(23)，并通过垫片(22)和螺母(21)压紧固定；所述处理输出装置(4)为存储器(41)和输出器(42)；所述发射换能器(12)和接收换能器(34)的引线分别与发射电路模块(14)和接收电路模块(31)相连，发射电路模块(14)与接收电路模块(31)信号连接。...

【技术特征摘要】
1.一种随钻声波测井仪器，其特征在于：一种随钻声波测井仪器，包括从左至右顺次连接的发射套筒(1)、隔声体套筒(2)、接收套筒(3)和处理输出套筒(4)；所述发射套筒(1)内安装发射换能器(12)和发射电路模块(14)，其中发射换能器(12)由框架以及镶嵌于框架内的至少2个压电振子构成，框架外包裹有水密绝缘层和弹性隔振层，压电振子包括压电陶瓷片和缠绕在其外层的玻璃纤维丝；所述接收套筒(3)内安装探距传感器(39)、接收换能器(34)、第一接收信号处理模块(35)和第二接收信号处理模块(38)，其中探距传感器(39)经电连接器与第二接收信号处理模块(38)电连接，接收换能器(34)经密封连接器(36)、信号放大及模数转换模块(37)与第一接收信号处理模块(35)连接；所述隔声体套筒(2)中部安装带螺纹的芯轴(24)，芯轴(24)一侧连有接头(26)，接头(26)的密封槽上设有密封圈(25)，芯轴(24)外包有玻璃纤维绳(23)，并通过垫片(22)和螺母(21)压紧固定；所述处理输出装置(4)为存储器(41)和输出器(42)；所述发射换能器(12)和接收换能器(34)的引线分别与发射电路模块(14)和接收电路模块(31)相连，发射电路模块(14)与接收电路模块(31)信号连接。2.根据权利要求1所述的一种随钻声波测井仪器，其特征在于：还包括由控制模块和声源发射器构成的声源激励装置(15)，其设置在发射套筒的空腔内，所述声源发射器由四个弧形压电晶体换能器构成，各压电晶体换能器外分别包裹聚四氟乙烯。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏家男，
申请(专利权)人：苏家男，
类型：新型
国别省市：吉林,22