一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，基于声表面波空间分离结构，包括管状本体，以及设置在管状本体的至少1个外壁槽栅组和至少1个内壁槽栅组；每个槽栅组包括至少8个渐变梯度槽。结合声表面波空间分离结构设计的内外组合的渐变梯度凹槽隔声体，可以以较小的总刻槽长度达到比传统刻槽更好的隔声性能，可以更好地避免钻铤波对地层纵波横波信息的干扰。同时可以较好地避免由刻槽引起的强度问题。

A Gradient Grooving Sound Isolator for Acoustic Logging While Drilling

【技术实现步骤摘要】
一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体
本专利技术涉及声波测井
，尤其涉及一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体。
技术介绍
目前，国内目前已经投入巨资研发随钻测井仪器，但由于起步晚，且核心技术没有完全掌握，因而随钻测井技术相比于国外还有很大的差距；国内已经研发出随钻声波测井仪实验样机，但由于各种各样的原因，目前基本上还处于试验阶段，一直没有得到大面积的推广使用，其中一个主要原因是钻井噪声和钻铤波严重干扰了地层信号的提取；隔声体是随钻声波测井的关键部件之一，它用于阻隔钻头在钻井过程中所产生的噪声以及发射换能器工作时在钻铤中所产生的钻铤波。一般来说，为了达到更好的隔声效果，需要加大隔声体刻槽的深度或宽度，但这会影响隔声体的机械强度。为了更好地满足随钻测井实际需要，尽量减小钻铤波对测量地层信息的影响，加强随钻声波测井仪器的适应性，必须不断优化随钻隔声体的隔声性能和机械强度，这也是我国目前随钻声波测井仪研发所面临的迫切难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有隔声体存在的技术问题。为达到上述目的，本专利技术公开了一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，基于声表面波空间分离结构，包括管状本体，以及设置在管状本体的至少1个外壁槽栅组和至少1个内壁槽栅组；每个槽栅组包括至少8个渐变梯度槽。优选地，外壁槽栅组和内壁槽栅组在管状本体上的排列满足ABAB结构关系，且外壁槽栅组和内壁槽栅组的个数差的绝对值为0或1。优选地，渐变梯度槽的宽度为3.0～7.5mm，渐变梯度为0.1～0.5mm，同一槽栅组内的相邻渐变梯度槽的中心距离为2～5cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。本专利技术的优点在于：结合声表面波空间分离结构设计的内外组合的渐变梯度凹槽隔声体，既能满足隔声量又有一定机械强度，以较小的总刻槽长度达到比传统刻槽更好的隔声性能，可以更好地避免钻铤波对地层纵波横波信息的干扰。同时可以较好地避免由刻槽引起的强度问题。附图说明为了更清楚说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体二维轴对称剖面图；图2为本专利技术实施例的一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体三维透视图；图3为单极子声源的时域波形和频谱；图4为本专利技术实施例的不同宽度同渐变梯度刻槽隔声体模拟隔声量曲线图；图5为本专利技术实施例的同宽度不同渐变梯度刻槽隔声体模拟隔声量曲线图；图6为本专利技术实施例的一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体与传统均匀刻槽的时域波形图；图7为本专利技术实施例的一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体与传统均匀刻槽的频谱图；图8为本专利技术实施例的一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体与传统均匀刻槽的隔声量曲线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供的渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体是基于声表面波空间分离结构，其包括管状本体，以及设置在管状本体的至少1个外壁槽栅组和至少1个内壁槽栅组；每个槽栅组包括至少8个渐变梯度槽，渐变梯度槽的宽度为3.0～7.5mm，渐变梯度为0.1～0.5mm，同一槽栅组内的相邻渐变梯度槽的中心距离为2～5cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。外壁槽栅组和内壁槽栅组在管状本体上的排列满足ABAB结构关系，且外壁槽栅组和内壁槽栅组的个数差的绝对值为0或1。由于实地测试时，在流体和地层环境下，除了钻铤波还有其它波的干扰。因此数值模拟计算中不考虑流体和地层，即接受波形只含有沿钻铤传播的钻铤波，以便于计算隔声量，进而直观体现钻铤波的衰减。虽然实际中地层会影响钻铤波的传播，但是差别不大，使用空气中的隔声量比对结果就可以表征不同隔声体的差别。衡量隔声体性能好坏有两个物理量，即隔声量和延时量。隔声量是指某一振动分量的某一频率部分的幅度经过隔声体之后的衰减量。隔声体的隔声量α＝20(A1(f)/A2(f))，其中，f表示频率，A表示接受波形傅里叶变换后的频谱幅度。在一个具体实施例中，一种5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，其二维轴对称剖面如图1所示，其三维透视如图2所示。T为单极子声源发射器，R1为近端接收器，R2为远端接收器。发射器产生中心频率12kHz单极子声源，如图3所示，声源脉冲采用余弦包络脉冲函数，R1和R2分别得到接收波形，然后分别进行傅里叶变换，得到隔声量α＝20(AR1(f)/AR2(f))。进行5种实施例的横向实验对比，以得到凹槽渐变梯度和凹槽宽度的最优值。实施例二，管装本体内径2.54cm，外径9.1cm。采用5段渐变梯度刻槽设计，每个槽栅组包括10个梯度渐变0.1mm的凹槽，最小凹槽宽度2mm，最大凹槽宽度2.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。实施例三，管装本体内径2.54cm，外径9.1cm。采用5段渐变梯度刻槽设计，每个槽栅组包括10个梯度渐变0.1mm的凹槽，最小凹槽宽度3mm，最大凹槽宽度3.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。实施例四，管装本体内径2.54cm，外径9.1cm。采用5段渐变梯度刻槽设计，每个槽栅组包括10个梯度渐变0.1mm的凹槽，最小凹槽宽度4mm，最大凹槽宽度4.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。对实施例二、实施例三和实施例四采用中心频率12kHz单极子声源进行模拟隔声量曲线实验，结果如图4所示。实施例五，管装本体内径2.54cm，外径9.1cm。采用5段渐变梯度刻槽设计，每个槽栅组包括10个梯度渐变0.2mm的凹槽，最小凹槽宽度2mm，最大凹槽宽度2.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。实施例六，管装本体内径2.54cm，外径9.1cm。采用5段渐变梯度刻槽设计，每个槽栅组包括10个梯度渐变0.3mm的凹槽，最小凹槽宽度2mm，最大凹槽宽度2.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。对实施例二、实施例五和实施例六采用中心频率12kHz单极子声源进行模拟隔声量曲线实验，结果如图5所示。由实施例二～实施例六可以得到实施例七，即最优的5段渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，内径2.54cm，外径9.1cm。每个槽栅组包括10个梯度渐变0.2mm的凹槽，最小凹槽宽度4mm，最大凹槽宽度4.9mm，凹槽深度3cm，同一槽栅组内的相邻凹槽的中心距离为2cm，相邻两组槽栅组之间的间距为0.2122m。对实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，基于声表面波空间分离结构，其特征在于，包括管状本体，以及设置在管状本体的至少1个外壁槽栅组和至少1个内壁槽栅组；所述每个槽栅组包括至少8个渐变梯度槽。

【技术特征摘要】
1.一种渐变梯度刻槽的随钻声波测井隔声体，基于声表面波空间分离结构，其特征在于，包括管状本体，以及设置在管状本体的至少1个外壁槽栅组和至少1个内壁槽栅组；所述每个槽栅组包括至少8个渐变梯度槽。2.根据权利要求1所述的隔声体，其特征在于，所述外壁槽栅组和内壁槽栅组在所述管状本体上的排...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培年，陈德华，王秀明，
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