一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备

摘要

本发明提供一种声波测井模拟实验系统及换能器定位装置、组合设备，用于石油地球物理勘探领域，该声波测井模拟实验系统包括：缩尺模型井、实验池、换能器、换能器定位装置、激励源设备和信号采集设备；换能器定位装置包括支架、横梁和两夹持单元；夹持单元包括悬臂和夹具；横梁能够沿着支架在铅垂方向上移动，以带动换能器在铅垂方向上移动；悬臂能够沿着横梁在水平方向上移动，以带动换能器在水平方向上移动；夹具能够在其嵌入的悬臂的下端旋转，以带动换能器旋转。本发明能够准确地定位换能器在缩尺模型井井孔中的偏振方向、高度和水平位置，为研究地层性质、声源类型、源距、声源偏振方向和井旁介质形态等参数对声场的影响提供实验条件。

主权项

一种声波测井模拟实验系统，其特征在于，包括：缩尺模型井、实验池、换能器、换能器定位装置、激励源设备和信号采集设备；其中，所述缩尺模型井浸没于所述实验池装盛的液体中；所述换能器位于所述缩尺模型井的井孔中；所述换能器定位装置包括：支架，所述支架为两个，分别立于所述实验池的外侧；横梁，水平架设于所述支架上，位于所述实验池的上方；两夹持单元，各自夹持一所述换能器；所述夹持单元包括：悬臂，上端悬挂于所述横梁上，下端伸入所述实验池内；夹具，嵌入所述悬臂的下端，用于夹持所述换能器；所述横梁能够沿着所述支架在铅垂方向上移动，以带动所述悬臂和所述夹具移动，进而带动所述换能器在铅垂方向上移动；所述悬臂能够沿着所述横梁在水平方向上移动，以带动所述夹具移动，进而带动所述换能器在水平方向上移动；所述夹具能够在其嵌入的所述悬臂的下端旋转，以带动所述换能器旋转；所述两夹持单元夹持的所述换能器分别为发射换能器和接收换能器；所述激励源设备连接所述发射换能器；所述信号采集设备连接所述接收换能器；所述支架与所述横梁通过连接块连接；所述连接块上设有垂直但不相交的两个通孔；所述支架和所述横梁各自穿过其中一个所述通孔；所述支架的表面设有螺纹；所述支架穿过的所述通孔的上端面和下端面各自抵接一个螺母；所述螺母沿所述支架表面的螺纹移动，以带动所述连接块移动，进而带动所述横梁在铅垂方向上移动；所述悬臂的上端开设一通孔，所述横梁穿过所述通孔，使所述悬臂悬挂于所述横梁上；所述横梁的顶壁设有多个间隔相同距离的刻度孔；所述通孔的顶壁设有销钉孔；穿过所述销钉孔的销钉插入所述刻度孔中，以将所述悬臂固定于所述横梁上；所述夹具包括角度调节柱，以及分别固定于所述角度调节柱两端的手柄和夹持臂；所述角度调节柱嵌入所述悬臂的下端；所述夹持臂夹持所述换能器；所述手柄和所述夹持臂分别位于所述悬臂的两侧；所述角度调节柱为圆柱形结构；所述悬臂的下端开设一与所述角度调节柱相匹配的圆形通孔，所述角度调节柱嵌入所述圆形通孔中并能够在所述圆形通孔中旋转；所述角度调节柱的侧壁设有多个角刻度孔，所述多个角刻度孔位于所述角度调节柱的同一横截面上且等分设置；所述圆形通孔的侧壁设有销钉孔；穿过所述销钉孔的销钉插入所述角刻度孔中，以将所述角度调节柱固定于所述悬臂的下端；所述夹持臂具有多个卡爪，所述多个卡爪共同夹持所述换能器，且所述换能器的轴线位于所述多个卡爪的中心轴上，所述换能器的信号线从所述多个卡爪的间隔孔中导出并引至所述缩尺模型井的外部以连接所述激励源设备或所述信号采集设备；所述夹持臂具有一圆柱段和一管柱段；所述圆柱段位于所述角度调节柱和所述管柱段之间，且固定于所述角度调节柱的端部；所述管柱段为一端开孔、具有延伸的内腔、另一端封闭的管柱型结构，所述管柱段的开孔及内腔套在所述换能器以夹持所述换能器；所述管柱段的管壁上设有一狭缝，所述圆柱段的侧壁上设有一狭槽，所述狭缝与所述狭槽沿同一直线设置，所述换能器的信号线从所述狭缝和所述狭槽中导出并引至所述缩尺模型井的外部以连接所述激励源设备或所述信号采集设备；所述两夹持单元中的一个夹持单元，其夹具的夹持臂具有多个卡爪，所述多个卡爪共同夹持所述换能器，且所述换能器的轴线位于所述多个卡爪的中心轴上，所述换能器的信号线从所述多个卡爪的间隔孔中导出并引至所述缩尺模型井的外部以连接所述激励源设备或所述信号采集设备；所述两夹持单元中的另一个夹持单元，其夹具的夹持臂具有一圆柱段和一管柱段；所述圆柱段位于所述角度调节柱和所述管柱段之间，且固定于所述角度调节柱的端部；所述管柱段为一端开孔、具有延伸的内腔、另一端封闭的管柱型结构，所述管柱段的开孔及内腔套在所述换能器上以夹持所述换能器；所述管柱段的管壁上设有一狭缝，所述圆柱段的侧壁上设有一狭槽，所述狭缝与所述狭槽沿同一直线设置，所述换能器的信号线从所述狭缝和所述狭槽中导出并引至所述缩尺模型井的外部以连接所述信号采集设备或所述激励源设备。