[实用新型]一种偶极子声波测井仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种勘探技术设备，特别是石油勘探方面的测井设备。

背景技术

传统的声波仪器主要利用声波沿井壁的传播特性来测量地层的孔隙度，但实际上回波中含有丰富的地层信息并没有被利用。纵波、横波、斯通利波的到时和幅度等信息，无不与地层岩性、孔隙、渗透性息息相关。此外，通过声波还可以获取地层应力方向等一些地层机械特性参数，可用于指导钻井。目前发展起来的偶极子和多极子声波测井具有一次下井获取的地层信息丰富，具备多种测量方式的特点，而且很好地解决了软地层中声波的测量等问题，成长为新一代声波侧井仪。目前国外已经推出了成功的仪器，国内花高价进口了少量该型仪器，但是由于仪器价高，测井成本高，仪器测井应用难以推广。在国内虽已进行多年研究与开发，但还未推出成熟的该类仪器。因此，开发成功该仪器不仅能打破国外对该类仪器的垄断，降低该型仪器的进口成本，还能满足国内日益增长的该类仪器需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：

1、采用单极全向发射换能器与正交矢量偶极声源换能器向地层发射低频声波，激发低频井孔挠曲波（弯曲波模）。

2、通过8×4正交分布的偶极声波接收器测量回波，求得纵波与横波波速。

3、多种发射频率选择以适应不同地层，多通道全波列采样、实时DSP数字处理提取波形信息。

4、采用隔声体置于发射换能器与接收换能器之间，用于隔离沿仪器外壳传播的直达波，避开系统噪声对测量的影响。

本实用新型的技术方案如下：

一种偶极子声波测井仪，包括发射电路、发射换能器、接收换能器、隔声体、声波信号采集电路及声波信号处理电路，所述发射电路激发发射换能器发射声波；所述接收换能器接收到沿井壁传播的声波；声波信号采集电路采集上述声波后传输至声波信号处理电路进行分析；所述隔声体由隔声体连接块及隔声体连接本体组成；其特征在于：

所述发射换能器为正交偶极子矢量换能器，由两个指向性相互垂直的两组矢量换能器组成两个测量通道，一个为Ｘ向通道，一个为Ｙ向通道，两个测量通道在周向上互相垂直。

进一步的，所述正交偶极子矢量换能器采用线性功率放大驱动换能器进行受迫振动。

进一步的，所述接收换能器采用8换能器接收阵列，由8个接收环组成，每个接收环由4个在周向上成90°分布的三叠片偶极接收换能器组成，相邻两个接收环之间的间距为6英寸。

进一步的，所述声波信号采集电路具有32个独立的接收采集通道，所述采集电路对每片接收换能器信号均进行数字采集；在偶极发射时，采集电路将32道接收波形数字化后上传至声波信号处理电路。

进一步的，所述声波信号处理电路包括X向信号处理模块和Y信号处理模块组成；所述X向信号处理模块由一个信号相减电路将相同接收环上两个X接收信号进行相减得到该环X方向的接收波形；所述Y向信号处理模块由一个信号相减电路将相同接收环上两个Y接收信号进行相减得到该环Y方向的接收波形。

进一步的，所述测井仪还包括一单极声源，采用圆环压电陶瓷发射换能器；所述单极声源与正交偶极子矢量换能器声源共用8换能器接收阵列。

进一步的，所述测井仪单极源距：8英尺；偶极源距：9英尺。

进一步的，所述测井仪的单极发射源的工作主频为8kHz，偶极发射源工作频率包括1.2kHz、1.5kHz及2.2kHz三种频率。

进一步的，所述测井仪采集的基本周期为1s，在一个采集周期内仪器进行单极采集、偶极X采集与偶极Y采集各一次，仪器采集次序为单极→偶极X→偶极Y，相邻两个采集次序为100ms。

进一步的，所述信号处理电路还包括：提供实时曲线：单极纵波慢度，偶极X横波慢度与偶极Y横波慢度，及三条曲线的质量监控图；

以及精细后处理曲线：单极纵波、横波、斯通利波波速；泊松比及地层地应力的各向异性。

本实用新型的有益效果在于：

1、气层识别：纵波在气层段时差变大，但是横波的时差却变化极小，因而根据纵横波速比VP/VS可以探测气层；

2、天然裂缝的探测与评价；

3、指示渗透层；