随钻超声探头总成及随钻超声探测方法技术

本发明专利技术提出了一种随钻超声探头总成及随钻超声探测方法，该探头总成包括与钻铤连接的钻铤骨架，多个环形相控阵探头，该多个环形相控阵探头周向分布在钻铤骨架中，在发射与接收信号时在聚焦区域的一定范围内形成连续可调的声束；以及透声保护罩，其连接在钻铤骨架外壁并对应探头位置设置，透声保护罩上设有利于声束的发射与接收通道。本发明专利技术可以在随钻条件下使用，形成声束聚焦区域可控制的井壁成像，从而满足不同井壁环境下的成像需求。

Ultrasonic probe assembly while drilling and ultrasonic detection method while drilling

【技术实现步骤摘要】
随钻超声探头总成及随钻超声探测方法
本专利技术涉及地球物理、石油工程中的井壁超声成像
，特别是涉及一种用于井壁扫描成像的随钻超声探头总成及随钻超声探测方法。
技术介绍
随钻井壁超声成像技术基于超声脉冲反射法在钻进过程中采集井壁界面的回波信号并以图像来表征井眼状况，从而可以实时评价井眼几何形状，探测井壁上裂缝、孔洞、层理分布状况，以及监测井壁失稳和气侵等现象。这项技术对于钻井工程和油气储层评价都具有十分重要的意义。现有的随钻井壁超声成像仪器中所用的超声探头一般采用厚度模振动换能元件，如平面或凹面圆片振子。这类超声探头辐射声场的聚焦区域和指向性都是固定不变的，在井眼扩径、缩径、坍塌等井眼形状变化剧烈的井段适应能力很弱，甚至无法采集到井壁图像。另外，由于井下钻具偏心、岩屑冲刷等因素，在钻进过程中，内置在钻铤中的超声探头辐射面或接收面到井壁的距离(或环空间隙)变化比较大，现有超声探头无法调节径向探测深度，不利于随钻条件下进行高分辨率的井壁超声成像。尽管已有极少量仪器应用球形聚焦方式试图拓宽辐射声场的聚焦区域，但是由于反射回波信号的能量相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随钻超声探头总成，其特征在于，包括：/n与钻铤连接的钻铤骨架，/n多个环形相控阵探头，该多个环形相控阵探头周向分布在钻铤骨架中，在发射与接收信号时在聚焦区域的一定范围内形成连续可调的声束；以及/n透声保护罩，其连接在钻铤骨架外壁并对应探头位置设置，透声保护罩上设有利于声束的发射与接收通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种随钻超声探头总成，其特征在于，包括：
与钻铤连接的钻铤骨架，
多个环形相控阵探头，该多个环形相控阵探头周向分布在钻铤骨架中，在发射与接收信号时在聚焦区域的一定范围内形成连续可调的声束；以及
透声保护罩，其连接在钻铤骨架外壁并对应探头位置设置，透声保护罩上设有利于声束的发射与接收通道。


2.根据权利要求1所述的探头总成，其特征在于，所述钻铤骨架采用由合金钢材料制作而成的空心圆柱状厚壁管体，且中部设有用于泥浆通过的轴向通孔。


3.根据权利要求1或2所述的探头总成，其特征在于，所述钻铤骨架中沿周向设有多个用于安装探头的径向槽孔，所述环形相控阵探头整体为圆柱体状，每个探头安装在钻铤骨架的一个径向槽孔内。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的探头总成，其特征在于，所述透声保护罩采用凸面结构，透声保护罩上的声束通道采用透声通孔，该通孔的形状包括椭圆形、圆形或方形通孔。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的探头总成，其特征在于，所述环形相控阵探头包括保护外壳、多个封装在保护外壳内的圆环振子以及设在相邻圆环振子之间的声电隔离夹层。


6.根据权利要求5所述的探头总成，其特征在于，所述环形相控阵探头包括五个同轴设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金平，郑奕挺，李继博，张卫，吴海燕，闫立鹏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11