【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换能器，具体地，涉及一种瓦片状单极子换能器及声波测井仪器，尤其是一种瓦片状单极子换能器的设计方法。
技术介绍
1、声波测井技术在当前已成为石油勘探领域的主要探测手段，利用声波在不同介质传播中振幅衰减、相位延迟等信息，可以得到石油在地层中的存储情况和分布，大大提高石油开采效率。长期以来，我国几大石油公司所需的高温、高压并且适于较深钻井区域的声波测井设备一直依赖于进口，随着国际上油气资源勘探和开发激烈竞争的不断升级，国外主要石油服务公司已不再向我国提供先进的测井设备和技术。测井换能器是声波测井仪器的核心部件之一，也是制约我国声波测井技术发展的主要瓶颈之一，其性能的优劣直接决定了仪器的整体性能。
2、在众多的测井换能器类型中，单极子测井换能器应用较为广泛。单极子测井换能器一般采用圆管状结构的压电振子作为声部部件，利用圆管压电振子的径向呼吸振动模态，其水平指向性近似为一个圆。因此，单极子测井换能器可以向各个方向井壁均匀辐射声波，得到整个圆周方向上介质的综合信息。为了与钻铤实现共形安装，单极子测井换能器的直径须与钻铤直径保持一致。而圆管压电振子的谐振频率与直径相关，当钻铤直径变化时，将导致换能器谐振频率变化。因此，当前单极子测井换能器常工作在非谐振频率，造成换能器声辐射效率低，性能下降。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种瓦片状单极子换能器及声波测井仪器。
2、根据本专利技术提供的一种瓦片状单极子换能器，包括：包括若干个换
3、所述换能器基元的形状为瓦片状，所述换能器基元的曲率半径与钻铤曲率半径一致，能够与钻铤共形安装。
4、优选的，所述换能器基元的高度小于等于所述换能器基元的弧长的二分之一。
5、优选的，所述换能器基元的弧长依据工作频率设计，计算公式如下：
6、
7、式中，l为换能器基元弧长，v换能器基元材料等效声速，f为工作频率。
8、优选的，所述换能器基元工作在长度振动模态。
9、优选的，所述换能器基元的数量依据所述换能器基元的-3db指向性开角、所述换能器基元的弧长、钻铤曲率半径确定，计算公式如下：
10、
11、式中，n为换能器基元数量，θ为换能器基元的-3db指向性开角，r为钻铤曲率半径，l为换能器基元的弧长。
12、优选的，若干个所述换能器基元以相同间距排布安装。
13、优选的，所述换能器基元的有源材料为压电陶瓷或压电单晶。
14、优选的，所述换能器基元的有源材料为pzt4压电陶瓷。
15、优选的，所述对换能器基元的厚度应小于所述对换能器基元的高度。
16、本专利技术还提供一种声波测井仪器，其特征在于，包括上述的瓦片状单极子换能器。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
18、1、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是通过采用瓦片状的换能器替代传统的圆管状结构的单极子换能器，实现了与不同直径钻铤的共形安装。
19、2、本专利技术的瓦片状单极子换能器谐振频率可依据工作频率设计，使换能器始终工作在谐振频率处，提高单极子测井换能器声辐射效率。
20、3、本专利技术可以实现在不同直径的钻铤上共形安装，且换能器谐振频率可以调节，提高单极子测井换能器声辐射效率。
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1.一种瓦片状单极子换能器，其特征在于，包括：包括若干个换能器基元(1)，若干个所述换能器基元(1)沿圆周方向均匀排布；
2.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的高度小于等于所述换能器基元(1)的弧长的二分之一。
3.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的弧长依据工作频率设计，计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)工作在长度振动模态。
5.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的数量依据所述换能器基元(1)的-3dB指向性开角、所述换能器基元(1)的弧长、钻铤曲率半径确定，计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，若干个所述换能器基元(1)以相同间距排布安装。
7.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的有源材料为压电陶瓷或压电单晶。
8.根据权利要求7所述的瓦片状单极子换能
9.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述对换能器基元(1)的厚度应小于所述对换能器基元(1)的高度。
10.一种声波测井仪器，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的瓦片状单极子换能器。
...【技术特征摘要】
1.一种瓦片状单极子换能器，其特征在于，包括：包括若干个换能器基元(1)，若干个所述换能器基元(1)沿圆周方向均匀排布；
2.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的高度小于等于所述换能器基元(1)的弧长的二分之一。
3.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的弧长依据工作频率设计，计算公式如下：
4.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)工作在长度振动模态。
5.根据权利要求1所述的瓦片状单极子换能器，其特征在于，所述换能器基元(1)的数量依据所述换能器基元(1)的-3db指向性开角、所述换...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌颖，张睿，戴思思，王艳，杨铭扬，
申请(专利权)人：上海船舶电子设备研究所中国船舶集团有限公司第七二六研究所，
类型：发明
国别省市：
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