一种井壁超声成像测井换能器及其测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种井壁超声成像测井换能器，包括发射换能器(11)和接收换能器(12)；其中，发射换能器(11)包括压电材料层(102)、透声匹配层(105)、背衬层(204)和绝缘密封层(101)；压电材料层(102)包括压电相和聚合物相，压电相为短圆柱形压电材料，压电相的上下表面分别开设有多个大小相等的圆形通孔，圆形通孔的孔径大于圆形通孔的孔距；圆形通孔内部容纳着与圆形通孔内部空间等大小的聚合物相，聚合物相与压电相固定连接。一种井壁超声成像测井的测量系统，包括换能器、井下电路单元和机械单元。本实用新型专利技术通过对换能器压电材料结构的新型设计，提高了换能器在超高温、超高压的恶劣环境适应性；通过背衬层优化设计，缩小换能器体积。

【技术实现步骤摘要】
一种井壁超声成像测井换能器及其测量系统
本技术涉及钻井测井施工中井壁超声成像
，尤其涉及一种井壁超声成像测井换能器及其测量系统。
技术介绍
近年来，随着全球石油需求量的逐年快速增加，石油勘探中非常规油气藏如页岩气、煤层气等的勘探与开发越来越重要，大斜度井中特别是水平井中钻井测井技术也十分活跃。为了寻找油气藏和提高单井产能，需要弄清楚目的层如页岩气地层的缝隙如倾角、方位、密度等特征及其分布、地层各向异性、地应力分布特征等。超声波成像测井技术可以提供井壁图像信息、裂隙分布特征、井径大小、泥浆声速等，这些信息为油气资源勘探和开发提供了强有力的技术支撑。井壁超声成像测井技术的工作原理，是在钻孔中，由测量仪器的发射换能器产生方位声波，经由泥浆传播到井壁界面，产生反射声波信号，然后再由接收换能器接收。由于不同岩性的波阻抗不同，所产生反射信号的强弱不同，从而可以反映地层信息。由于井下测量工具(钻具或测井仪器等)可以进行360度旋转，可以通过此方法实现井周360度的方位声波成像测量，认识井壁图像，了解地层信息。根据反射声波信号的首波到时，经过信号处理与分析，可以计算得到泥浆声速和井径信息。超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井壁超声成像测井换能器，包括发射换能器(11)和接收换能器(12)；其中，所述发射换能器(11)包括压电材料层(102)、透声匹配层(105)、背衬层(204)和绝缘密封层(101)；其特征在于，所述压电材料层(102)包括压电相和聚合物相，所述压电相为短圆柱形压电材料，所述压电相的上下表面分别开设有多个大小相等的圆形通孔，所述圆形通孔的孔径大于所述圆形通孔的孔距；所述圆形通孔内部容纳着与所述圆形通孔内部空间等大小的所述聚合物相，所述聚合物相与所述压电相固定连接；其中，所述发射换能器(11)还包括导线电极(103)。

【技术特征摘要】
1.一种井壁超声成像测井换能器，包括发射换能器(11)和接收换能器(12)；其中，所述发射换能器(11)包括压电材料层(102)、透声匹配层(105)、背衬层(204)和绝缘密封层(101)；其特征在于，所述压电材料层(102)包括压电相和聚合物相，所述压电相为短圆柱形压电材料，所述压电相的上下表面分别开设有多个大小相等的圆形通孔，所述圆形通孔的孔径大于所述圆形通孔的孔距；所述圆形通孔内部容纳着与所述圆形通孔内部空间等大小的所述聚合物相，所述聚合物相与所述压电相固定连接；其中，所述发射换能器(11)还包括导线电极(103)。2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述背衬层(204)包括圆柱体结构部分和圆锥体结构部分；所述圆柱体结构部分的顶面与所述圆锥体结构部分底面为同一平面；所述圆柱体结构部分与所述圆锥体结构部分的高度均为二分之一波长，所述波长为背衬层中传播的超声波的波长。3.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述透声匹配层(105)的结构为短圆柱体，所述透声匹配层(105)的上下表面与所述压电材料层(102)的上下表面大小相等；所述透声匹配层的厚度为四分之一波长，所述波长为所述透声匹配层中传...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛健生，车承轩，魏倩，刘彬，付琳，王秀明，陈文轩，张文秀，孙云涛，郑健，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：新型
国别省市：北京,11