一种变径隔声结构的随钻声波测井装置

摘要

本发明属于应用地球物理勘探/声学测井领域，具体地，涉及一种变径隔声结构的随钻声波测井装置。变径隔声结构随钻声波测井装置，包括钻铤，所述钻铤的外侧设有声波发射装置和声波接收装置；其特征在于：在声波发射装置和声波接收装置之间设有变径隔声体，所述钻铤从发射装置到接收装置之间，依次为第一内径、第一长度的钻铤，第二内径、第二长度的钻铤，第三内径、第三长度的钻铤，第四内径、第四长度的钻铤。本发明降低了加工难度及成本，同时增强了钻铤的机械强度；从结构上阻隔换能器与钻铤之间的能量传递，与变径隔声体结合进一步消除钻铤波对地层信号的干扰。

主权项

一种变径隔声结构随钻声波测井装置，包括钻铤，所述钻铤的外侧设有声波发射装置和声波接收装置；其特征在于：在声波发射装置和声波接收装置之间设有变径隔声体，该变径隔声体采用长度大于波长的变径钻铤组合代替刻槽式的隔声体，以压制钻铤模式仪器模式波干扰，可通过控制发射换能器和接收换能器位置处的钻铤厚度来改变地层声速的测量精度；所述钻铤从声波发射装置到声波接收装置之间的变径钻铤组合，依次为第一内径、第一长度的钻铤，第二内径、第二长度的钻铤，第三内径、第三长度的钻铤，第四内径、第四长度的钻铤；声波发射装置，包括发射换能器阵列、发射换能器保护罩；发射换能器阵列安装在钻铤外侧，包括压电陶瓷晶体和防震、密封、绝缘结构；声波接收装置，包括接收换能器阵列、接收换能器保护罩和透声窗；所述接收换能器阵列安装在钻铤外侧，包括压电陶瓷晶体和防震、密封、绝缘结构；所述钻铤设有防磨带，防磨带包括声波发射装置一侧的第一防磨带、声波接收装置一侧第二防磨带；第一防磨带、第二防磨带分别对发射换能器和接收换能器起到保护作用，同时也保证钻井过程中仪器在井眼中居中；钻铤两端分别设有第一标准锥形丝扣和第二标准锥形丝扣；所述钻铤两端具有第一内腔空间、第二内腔空间，中间具有第三内腔空间；第一内腔空间放置发射电路骨架及发射电子线路，第二内腔空间放置发射换能器和接收换能器电子线路之间的连接及通讯总线的走线管装置，第三内腔空间放置接收电路骨架及接收采集和控制电子线路；所述变径隔声体的长度3米，每段变径钻铤的长度一般大于0.5米；发射换能器阵列的每个发射换能器都呈瓦片状，厚度10mm，外径由钻铤外径确定；其中，压电陶瓷晶体的厚度5～6mm，高度根据隔声体有效阻带的中心频率和带宽设计，可以实现单极子、偶极子和四极子发射声源；接收换能器阵列为长条状结构，厚度10mm，宽度25mm，长度由压电陶瓷晶体个数和间距决定，一般至少包含4个以上的压电陶瓷晶体；在钻铤周向上可以间隔180°对称放置2组接收换能器阵列，也可以间隔90°放置4组接收换能器阵列用来同时实现单极子、偶极子和四极子接收，选用4组接收换能器阵列，其中每组接收换能器阵列由氟橡胶弹性材料与钻铤相隔离，进一步从结构上阻隔换能器与钻铤之间的能量传递。