[实用新型]八扇区水泥胶结成像测井仪的声学系统

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种油田测井仪器，特别涉及一种利用超声波发射接收技术和常规声波变密度测井技术组合使用以实现更为准确精细的测量油田固井水泥胶结质量的声波成像测井仪的声学系统。

技术背景：

在油田生产开发过程中，套管与地层间需要利用水泥固结封堵隔离油水层，声波固井测井是检查水泥与套管和地层间胶结质量的一种最主要的方法。目前常用声幅测井仪和声幅变密度测井仪(两种仪器主要包括声学系统和电子线路部分组成)来检查固井质量情况，声幅测井仪(CBI)只能反映第一界面(套管与水泥)胶结质量，声波便密度测井仪(CBI/VDI)可以反映第一界面和第二界面(水泥与地层)的胶结质量。这两种测井仪均是利用声波衰减方法检测从发射器到接受器之间沿井周360°内的水泥的平均胶结质量，声波的衰减会受到像套管直径、源距、井液、换能器频率、水泥抗压强度、水泥裂缝孔洞等的影响，对于前四种的影响可以通过刻度的方法来消除，但对于后两种情况，普通的变密度测井仪则无法区分。在水泥抗压强度低的情况下，有可能不影响水泥的封堵效果，但当水泥出现裂缝孔洞且连通时，就有可能会发生油水窜槽等问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是针对以上情况提供一种更为有效合理的八扇区水泥胶结成像测井仪的声学系统。

其技术方案是：包括一组常规发射换能器和与之对应的两组常规接收换能器，在常规发射换能器的上部绝缘连接有另一组八扇区超声发射换能器构成发射换能器组合体，在两组常规接收换能器增加一组与八扇区超声发射换能器对应的八扇区超声接收换能器；增加的超声发射换能器和超声接收换能器分别是由8个超声换能器沿圆周方向按45°夹角均匀排列的八扇区对称结构。

八扇区超声发射换能器和与之对应的八扇区超声接收换能器在纵向间距为500mm-720mm。

该实用新型效果是：该仪器的超声换能器组中的每个发射换能器和与之对应的接收换能器只负责沿井周方向45°角内的水泥胶结情况，结合仪器上的常规变密度检测换能器就可以有效地区分水泥中的裂缝和孔洞以及其是否连通等，从而为固井的准确解释提供更为有效的解释手段。

附图说明：

附图1是本实用新型在成像测井仪的具体应用实例外部结构布局图；附图2是超声换能器排列放大图。

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型作进一步的描述。

参照附图1，一组发射组合体2和一组八扇区超声接收换能器3和一组常规近源距单极接收换能器4和一组常规远源距单极接收换能器5自上而下依次安装在带有刻槽的金属圆管上，并按设定的源距和方位排列，在测井时声系需加扶正器扶正以保证测井数据的可靠。

图1中的电子线路部分1提供仪器需要的工作电源、仪器工作时序以及负责对仪器接收信号的处理和传输。该仪器为了更广泛的适应测井需要，而采用了单芯电缆供电并传输信号的方法。在逻辑时序板的控制下，每个发射换能器按照-定的时间间隔和固定的顺序进行发射；仪器内部的电源线路部分为发射器提供稳定的高压电源。当一个发射器发射结束后，与之对应的接收换能器在延时100us后等待接收，所接收的声波信号经过放大滤波处理并调制后送到功率放大器输出到地面系统。每一组发射接收完成后进行下一组发射接收和信号处理，如此循环12个通道完成一个仪器周期。从而实现了单芯电缆供电并传输信号。

根据附图2，附图2为发射组合体内部的八扇区超声发射换能器的八个超声发射换能器6的排列图，八个超声发射换能器6都固定在各自的支架7上，并沿圆周方向均匀分布，每个超声发射换能器间呈45°夹角，并负责该角度扇区内的固井胶结质量的检测，装有晶体的支架7需要用薄的金属罩密封起来，并充满硅油以保持内外压力的平衡和声波的传导。一组八扇区超声接收换能器的安装方法和附图二相同。八个超声发射换能器6和改组超声接收换能器在刻槽金属管上端固定时要保持上下对齐，共同构成8道超声波回路，其安装源距500mm-720mm(优选为610mm-620mm)。其它两组超声接收换能器按常规的声波便密度测井所需要的单发双收18khz-22khz声波回路被安装在同一刻槽管上，以减少仪器长度，方便电气连接；常规发射换能器位于超声发射换能器的紧邻下方，其间有一薄的绝缘体，该常规发射换能器同八个超声换能器6共同构成发射组合体2。常规的远和近两组接收换能器仍按常规源距排列。按以上规则排列的所有发射接收换能器都受同一线路控制。所有的换能器安装好以后需要在空间上连通并密封起来，空间内部充满硅油，并通过活塞或皮囊同外界压力保持平衡。

在测井使用时，将仪器垂直吊在空中进行“0”刻度，目的是去除电连结过程中的干扰信号。下到井内自由套管处还需要进行“1”刻度即满量程刻度。这样再进行测井。