一种随钻单极子声波测井仪设备及方法技术

本发明专利技术提供一种随钻单极子声波测井仪设备及方法，在钻铤的外壁设置测井声系，同时，在接收换能器和发射换能器之间为光滑壁面，不设置隔声槽、孔，不需要内壁变径，钻铤波与地层纵波在特定频率和窄频带情况下会发生“耦合”，在这些特定的频率和频带时进行发射换能器波形激发，接收换能器阵列得到的全波列波形通过STC方法，即可提取得到准确的地层纵波速度值，本结构简单，能够减少钻铤内、外壁的隔声槽、孔加工工序，同时，还能够精确计算得到地层纵波速度值。速度值。速度值。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻单极子声波测井仪设备及方法


[0001]本专利技术属于一种随钻声波测井仪器，具体涉及一种随钻单极子声波测井仪设备及方法。

技术介绍

[0002]随钻测井技术是近年来在电缆测井技术和钻井工程基础上迅速发展和成熟起来的先进测井技术，由于随钻测井获得的地层参数是刚钻开的地层参数，它最接近地层的原始状态，用于对复杂地层的含油、气评价比一般电缆测井更有利，在大斜度井和水平井测井、疏松地层、高压地层以及非常规油气藏测井等方面发挥着越来越大的作用。
[0003]现有技术中采用的电缆声波测井，由于钻头钻进过程中环境恶劣，温度很高，压力极大，振动强烈，为了保证钻铤的刚度，不能像电缆测井仪器那样刻大量的槽来隔声，而且即便隔声效果非常好，由于滑行纵波与钻铤外壁进行不断的反射，接收换能器还是会收到大量直达干扰波，使得测得的地层纵波准确率较低，对实际地层纵波测量非常不利；同时，刻有大量的隔声槽的钻铤在工艺上需要进行额外的加工，在钻井的过程中，会产生大量的杂物进入隔声槽内，导致测井精度再次降低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种随钻单极子声波测井仪设备及方法；本专利技术结构简单，不需要再钻铤内、外壁刻隔音槽和隔音孔，即可精确的实现地层纵波速度测井。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种随钻单极子声波测井仪设备，其特征在于，包括钻铤和测井声系；
[0007]所述测井声系包括发射换能器和多个接收换能器；
[0008]所述接收换能器和发射换能器沿高度方向依次设置于钻铤的侧壁；
[0009]所述接收换能器和发射换能器之间的钻铤内外壁均为光滑弧面，且钻铤内径恒定。
[0010]进一步，所述测井声系镶嵌于钻铤外壁。
[0011]进一步，所述测井声系通过紧固螺钉固定套设于钻铤的侧壁。
[0012]进一步，所述多个接收换能器至少为五个，且等间距自下而上阵列排列。
[0013]进一步，所述钻铤采用中空厚壁管状结构。
[0014]一种随钻声波测井仪方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0015]S1：发射换能器发出特定频率和频带的脉冲声波，接收换能器测得井孔内声场的全波列波形；
[0016]S2：利用STC算法对测得的井声波全波列进行计算，得到地层纵波速度。
[0017]进一步，所述发射换能器发出的特定频率声波的中心频率为14.5
‑
15.5kHz。
[0018]进一步，所述发射换能器发出的声波的频带为1.4
‑
1.6kHz。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0020]本专利技术提供一种随钻单极子声波测井仪设备及方法，在钻铤的外壁设置测井声系，同时，在接收换能器和发射换能器之间为光滑壁面，不设置隔声槽、孔，不需要内壁变径，钻铤波与地层纵波在特定频率和窄频带情况下会发生“耦合”，在这些特定的频率和频带时进行发射换能器波形激发，接收换能器阵列得到的全波列波形通过STC方法，即可提取得到准确的地层纵波速度值，本结构简单，能够减少钻铤内、外壁的隔声槽、孔加工工序，同时，还能够精确计算得到地层纵波速度值。
附图说明
[0021]图1为本专利技术具体实施例中一种随钻单极子声波测井仪设备结构示意图；
[0022]图2为现有技术中常规单极子宽频带声波测井(声源频率为15kHz，频带较宽为4.5kHz)接收到的全波列波形示意图；
[0023]图3为本专利技术具体实施例中随钻单极子声波测井声场的“频率
‑
波数”域的二维谱图；
[0024]图4为本专利技术具体实施例中不同地层纵波速度情况下钻铤模式波的激发强度曲线；
[0025]图5为本专利技术具体实施例中不同地层纵波速度情况下地层纵波激发强度曲线；
[0026]图6为本专利技术具体实施例中窄频带单极子声波测井(声源频率为15kHz，频带较宽为1.5kHz)接收到的全波列波形示意图。
[0027]图中：接收换能器1，发射换能器2，钻铤3。
具体实施方式
[0028]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，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，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0031]本专利技术提供一种随钻单极子声波测井仪设备，如图1所示，包括钻铤3和测井声系；
[0032]所述测井声系包括发射换能器2和多个接收换能器1；所述接收换能器1和发射换能器2沿高度方向依次设置于钻铤3的侧壁；
[0033]所述接收换能器1和发射换能器2之间的钻铤3侧壁为光滑弧面。
[0034]本专利技术提供的一种优选实施例为，所述测井声系镶嵌于钻铤3外壁；具体的，所述测井声系通过紧固螺钉固定套设于钻铤3的侧壁；所述多个接收换能器1按照预设的距离依次间隔设置。
[0035]进一步的，所述多个接收换能器1至少为三个，且等间距自下而上阵列排列，没有特别的限定，只要适于随钻测井即可；用于保证接收换能器1能够稳定接收发射换能器2发出的特定频率和窄频率的脉冲声波，提高容错率，提高本设备的适用性。
[0036]本专利技术提供的另一种优选实施例为，所述钻铤3采用中空厚壁管状结构；具体的，所述钻铤3的形状、材料以及壁厚，都没有特别的要求，只要能够在随钻测井中应用即可。
[0037]本专利技术提供一种随钻声波测井仪方法，包括以下步骤：
[0038]S1：发射换能器2发出特定频率和窄频率的脉冲声波，发射换能器2测得孔内井声场的全波列波形；
[0039]S2：利用STC算法，即慢度
‑
时间相关法，对测得的井声波全波列进行计算，得到地层纵波速度。
[0040]进一步的，所述发射换能器2发出的特定频率的中心频率为14.5
‑
15.5kHz，窄频带的中心频率为1.4
‑
1.6kHz。
[0041]现有技术中的随钻单极声波测井接收换能器接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻单极子声波测井仪设备，其特征在于，包括钻铤(3)和测井声系；所述测井声系包括发射换能器(2)和多个接收换能器(1)；所述接收换能器(1)和发射换能器(2)沿高度方向依次设置于钻铤(3)的侧壁；所述接收换能器(1)和发射换能器(2)之间的钻铤(3)内外壁均为光滑弧面，且钻铤(3)内径恒定。2.根据权利要求1所述一种随钻单极子声波测井仪设备，其特征在于，所述测井声系镶嵌于钻铤(3)外壁。3.根据权利要求1所述一种随钻单极子声波测井仪设备，其特征在于，所述测井声系通过紧固螺钉固定套设于钻铤(3)的侧壁。4.根据权利要求1所述一种随钻单极子声波测井仪设备，其特征在于，所述多个接收换能器(1)至少为五个，且等间距自下而上阵列排列。5.根据权利要求1所述一种随钻单极子声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李希强，桑强，魏威，刘越，金秋，陶钧，余京洋，陈泉林，
申请(专利权)人：中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：