本发明专利技术公开了一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，包括设置于声波测井仪器串中的集成接收声系；集成接收声系中的胶囊设于机械外壳内；接收站设置于胶囊内，并通过机械耦合块分别与上接口端头和下接口端头相连；上接口端头与上转换连接头连接，下接口端头与下转换连接头相连；接收站中的接收换能器安装在接收站骨架的外表面，电子线路模块和冷却模块通过定位模块安装在接收站骨架的框架内。本发明专利技术解决了充液承压式集成接收声系中分布式电子线路模块的冷却问题，可以保证声系内的电子线路长期工作在特定温度以下的环境中，从而显著增强该集成声系在超高温电缆测井条件下长时间工作的能力和可靠性，提高超深高温井中声波测井作业的成功率。波测井作业的成功率。波测井作业的成功率。
【技术实现步骤摘要】
一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构
[0001]本专利技术属于声波测井的
，具体涉及一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构。
技术介绍
[0002]声波测井是一类重要的测井方法，它通过测量井壁或者井旁介质的声学性质来判断地层的地质特性及井眼工程状况。该技术在储层精细描述与改造、井眼工程状况评价、随钻地质导向等方面有着重要的应用和广阔的前景。
[0003]声波测井仪器是声波测井数据采集的工具，是连接地球物理测井方法和解释应用的桥梁。声波测井仪器越来越复杂，功能也更加综合化。声波测井接收声系由单极子接收方式逐步升级为多极子、阵列化、方位接收声系，可以实现不同方位、不同源距和不同间距条件下的声波信号接收并进行对比验证和阵列化成像，以此来增加仪器成像的分辨率和可靠性，提高仪器的三维探测特性。
[0004]新型的电缆式声波测井集成接收声系基于胶囊充液承压式结构，采用了模块化和集成化设计思想，包含多个相对独立的模块化接收站。声系中，电子线路及发热源的位置呈明显的分布式特点，高集成度、高工作频率和高功耗的部件（如MOS管、电源芯片、FPGA、DSP等）发热量较大。在高温井测井中后期，电子器件的产热使得胶囊内部（尤其是发热电子部件处）的硅油温度高于胶囊外部的井孔流体温度，且只能以液体耦合温差梯度的方式向胶囊外部散热，冷却效果有限。此时，电子元器件周围的温度会远大于元器件的额定工作温度。这会使器件的工作性能受到很大影响甚至彻底损坏，进而导致仪器故障。这种情况在地温梯度高的深井、超深井或者地热井（温度可达300℃以上）测井时出现的更加频繁，严重影响了测井作业的成功率和效率。
[0005]针对集成声系中电子线路工作的内环境（胶囊内部）温度和外环境（胶囊外部）温度均不断变高这一现状和趋势，仅仅依靠目前的高温老化筛选元器件的方式很难解决电子线路的耐高温问题。亟需设计一种含冷却模块的声波测井集成接收声系，来降低声系中电子元件的工作环境温度，使该集成声系能够长时间工作在井底高温环境中，更好地进行测井服务。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，以解决集成接收声系中电子线路工作环境温度高而其自带的液体耦合温差散热方式冷却效果有限的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其包括设置于声波测井仪器串中的集成接收声系；集成接收声系包括机械外壳、胶囊、至少一个接收站、上接口端头、下接口端头、机
械耦合块、上转换连接头和下转换连接头；胶囊设于机械外壳内；所述接收站设置于胶囊内，并通过机械耦合块分别与上接口端头和下接口端头相连；上接口端头与上转换连接头连接，下接口端头与下转换连接头相连；接收站包括接收站骨架、两组接收换能器、定位模块、电子线路模块和冷却模块；两组接收换能器均安装在接收站骨架的外表面，电子线路模块和冷却模块通过定位模块安装在接收站骨架的框架内。
[0008]进一步地，机械耦合块通过卡槽钳位实现上接口端头与接收站之间、下接口端头与接收站之间的连接，并通过开口弹簧圈固定。
[0009]进一步地，每组接收换能器包括8个接收换能器，8个接收换能器间隔45
°
排列在集成接收声系的周向上，且接收换能器与机械外壳上的透声窗在周向上的位置一一对应；接收换能器的信号线通过接收站骨架上的第一过线孔、限位螺栓上的第二过线孔和电子线路骨架上的第三过线孔与电路板连接；电路板通过第二螺钉安装在电子线路骨架上。
[0010]进一步地，定位模块包括两个限位块、限位螺栓和限位螺母；两个限位块安装于接收站骨架内侧；限位螺栓一侧与限位块连接，另一侧与电子线路骨架相连，以微调冷却模块和电子线路模块在接收站轴向上的位置。
[0011]进一步地，冷却模块包括绝热室和冷却器；绝热室通过两侧的限位螺母固定在电子线路骨架上，冷却器通过第三螺钉安装在绝热室上；电子线路骨架通过限位块和限位螺栓定位在接收站骨架内，电子线路骨架两端设有与绝热室外部连通的过线与过液通道；绝热室包括绝热室主体和两个绝热室门；绝热室门通过限位螺母与绝热室主体紧密接触。
[0012]进一步地，绝热室内部电子线路骨架的部分段的横截面为正方形，以安装4块模拟通道板；绝热室内的控制板固定在电子线路骨架的中部，以控制8块模拟通道板。
[0013]进一步地，冷却器安装在绝热室轴向中部、且周向间隔180
°
的两个安装平面上；冷却器的热端安装在绝热室外侧，其冷端安装在绝热室内侧；冷却器为独立式冷却器；多个独立式冷却器进行级联并封装以形成级联式冷却器；冷却模块包括至少一个独立式冷却器和至少一个级联式冷却器；独立式冷却器和级联式冷却器受控于接收站中的冷却器控制模块。
[0014]进一步地，上接口端头和下接口端头通过第一螺钉固定在机械外壳上，上接口端头和下接口端头上均开设有循环油孔；胶囊两端通过扎带与上接口端头和下接口端头固定连接。
[0015]进一步地，上转换连接头包括上转接头主体和3个母头连接器；上转接头主体的外部为机械筒，其内部集成有密封承压连接器；机械筒上设有凹槽式接触面，凹槽式接触面配合全氟橡胶O型圈，以实现上转换连接头和上接口端头之间的密封；母头连接器通过圆形卡簧和定位销固定于转换连接头的轴向位置处；上转换连接头中，一个母头连接器安装在密封承压连接器的右侧，另外两个母头连接器安装在密封承压连接器的左侧，以将密封承压连接器的电气公头转换为电气母头并作为集成接收声系对
外的电气接口。
[0016]进一步地，声波测井仪器串包括自上而下依次设置的防转短节、遥测短节、主控短节、集成接收声系、隔声体和集成发射声系；防转短节与井壁接触相连；遥测短节分别与地面系统和主控短节通信相连；主控短节接收遥测短节传递的地面命令，以控制发射声系和接收声系工作；发射声系集成有单极子和偶极子声源；声波测井仪器串与电缆的一端相连，电缆的另一端跨过井架上的滑轮与地面上的测井车相连。
[0017]本专利技术提供的含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，具有以下有益效果：本专利技术通过在集成接收声系的接收站中构造局部绝热室并将电子线路安装在内，通过硅油液体和两种冷却器将电子线路产生的热量快速转移到绝热室外部，在不增加短节长度、不破坏声系模块化结构的情况下，解决了直接承压式集成接收声系中分布式电子线路模块工作环境的冷却问题，可以保证声系内的电子线路长期工作在特定温度以下（低于井孔流体温度）的环境中，从而显著增强该集成声系在超高温电缆测井条件下长时间工作的能力和可靠性，提高超深高温井中声波测井作业的成功率和效率。
附图说明
[0018]图1为电缆式声波测井的施工现场示意图。
[0019]图2为集成接收声系的主视图。
[0020]图3为在图2中A
‑
A处的剖视图。
[0021]图4为在图2中B
‑
B处的剖视图。
[0本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其特征在于：包括设置于声波测井仪器串中的集成接收声系；所述集成接收声系包括机械外壳、胶囊、至少一个接收站、上接口端头、下接口端头、机械耦合块、上转换连接头和下转换连接头；所述胶囊设于机械外壳内；所述接收站设置于胶囊内，并通过机械耦合块分别与上接口端头和下接口端头相连；所述上接口端头与上转换连接头连接，下接口端头与下转换连接头相连；所述接收站包括接收站骨架、两组接收换能器、定位模块、电子线路模块和冷却模块；两组所述接收换能器均安装在接收站骨架的外表面，电子线路模块和冷却模块通过定位模块安装在接收站骨架的框架内。2.根据权利要求1所述的含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其特征在于：所述机械耦合块通过卡槽钳位实现上接口端头与接收站之间、下接口端头与接收站之间的连接，并通过开口弹簧圈固定。3.根据权利要求1所述的含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其特征在于：每组接收换能器包括8个接收换能器，8个接收换能器间隔45
°
排列在集成接收声系的周向上，且接收换能器与机械外壳上的透声窗在周向上的位置一一对应；所述接收换能器的信号线通过接收站骨架上的第一过线孔、限位螺栓上的第二过线孔和电子线路骨架上的第三过线孔与电路板连接；所述电路板通过第二螺钉安装在电子线路骨架上。4.根据权利要求1所述的含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其特征在于：所述定位模块包括两个限位块、限位螺栓和限位螺母；两个限位块安装于接收站骨架内侧；限位螺栓一侧与限位块连接，另一侧与电子线路骨架相连，以微调冷却模块和电子线路模块在接收站轴向上的位置。5.根据权利要求4所述的含冷却模块的声波测井集成接收声系结构，其特征在于：所述冷却模块包括绝热室和冷却器；所述绝热室通过两侧的限位螺母固定在电子线路骨架上，冷却器通过第三螺钉安装在绝热室上；所述电子线路骨架通过限位块和限位螺栓定位在接收站骨架内，电子线路骨架两端设有与绝热室外部连通的过线与过液通道；所述绝热室包括绝热室主体和两个绝热室门；所述绝热室门通过限位螺母与绝热室主体紧密接触。6.根据权利要求5所述的含冷却模块的声...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝小龙，周静，鞠晓东，卢俊强，门百永，陈云霞，潘静，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。