[发明专利]一种超声成像测井仪旋转扫描头快速对接密封结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声成像测井仪旋转扫描头的扫描头部分和扫描测量短节的连接结构，特别是涉及一种扫描头部分和扫描测量短节的快速对接密封结构。

背景技术

利用“脉冲—回波”技术对套管内外壁及套管与水泥之间胶结情况进行测量评价的成像测井仪器，其扫描测量短节通常采用电机驱动扫描头的方式进行环井周测量，扫描头置于扫描测量短节的下部，超声换能器置于扫描头中，其辐射面位于仪器旋转轴一侧且背向旋转轴。为了获得良好的测量数据，工作时扫描头浸没于井孔泥浆中，这样安装在扫描头上的超声换能器的辐射面就与泥浆直接接触耦合；尾部则浸没于扫描头腔体中的液压油中，且尾部有电气接口用于与仪器通讯。扫描头旋转时，超声换能器随之旋转，并且实时的发送并接收来自套管的反射及共振波。

根据测量原理，超声换能器的辐射面与套管内壁的间距应始终保持在一定范围内。由于仪器所测量的套管直径范围较大，因此需要根据套管的直径系列设计若干个不同直径的扫描头。在作业现场，根据套管直径更换相应尺寸的扫描头时由于结构原因会有部分液压油泄漏，需要携带一套真空注油与循环系统给仪器重新注油；另外，更换扫描头时，扫描头中的超声换能器与仪器之间的通讯载体的导线需要手工对接。这些都降低了对接可靠性，也大大降低了作业效率。

图1为现有超声扫描成像测井仪扫描测量短节（图中I部分）与扫描头部分（图中II部分）对接的局部示意图。超声换能器16与平衡块23背靠背安装，通过上下两个挡圈15固定在扫描头18中，超声换能器及平衡块与扫描头分别通过O型圈17、22进行密封。平衡块23的作用是：用于平衡超声换能器16因偏离旋转轴线37安装所带来的旋转运动不平衡。平衡块23和超声换能器16之间垫有波形垫圈21。注油嘴20和扫描头18之间通过O型圈19密封。

扫描头18与连轴套4采用快旋螺纹套8连接。连接时通过定位销9定位，并使用O型圈10密封。连接后快旋螺纹套通过3个顶丝7紧固在连轴套上防止松动；连轴套通过4个螺钉6与传动轴1固定在一起，螺钉6和连轴套4之间垫有弹簧垫圈5，连接时通过定位销2进行定位并通过O型圈3密封。传动轴1与电机通过联轴器进行连接（图中未示出）。这样，当电机通电工作时，就会驱动传动轴并带动扫描头旋转，安装在扫描头中的超声换能器随之旋转并收发超声波。连轴套4上安装有接线板38，接线板38上的接线柱40焊接了导线41、42及44、45，导线44、45的另一端为插针，用于与换能器上的插座进行对接；导线41、42的另一端与仪器的电路部分连接。这样，仪器的电路部分就能对超声换能器进行信号激励与采集。

当扫描测量短节与扫描头部分完成对接并注油后，在图1中超声换能器16、平衡块23、扫描头18、连轴套4、及传动轴1形成的空腔内充满了液压油。液压油用于平衡仪器内外的压力，并对电机等部件（图中未示出）进行润滑。

在作业现场，当需要更换扫描头18以适应套管尺寸时，步骤如下：取下3个顶丝7；逆时针旋转快旋螺纹套8；拔下扫描头18；断开导线44、45与超声换能器16之间的连接；将超声换能器16安装到另一选定尺寸的扫描头18中；将导线44、45插入换能器16的插座中；调整扫描头18的方位，使固定在扫描头18中的定位销9与连轴套4上的定位孔43对齐，旋转快旋螺纹套8以连接扫描头18与连轴套4；上紧顶丝7。

在上述步骤中，拔下扫描头18时，会有大量液压油从扫描头及连轴套的容腔中流出。因此更换扫描头后，仪器必须重新注油。否则，仪器液压油过少会导致仪器内液压不平衡，使仪器上的超声换能器16及旋转机械密封等零件（图中未示出）损坏。另一方面，重新对接时，接线板33上的导线44、45与换能器16的手工对接易出错，且效率低。

为了避免更换扫描头时液压油泄漏，并确保超声换能器与仪器之间电气连接的可靠，本发明提出了一种快速对接的密封结构。

发明内容

本发明提供一种超声成像测井仪旋转扫描头快速对接密封结构，其目的是实现在更换扫描头时液压油不泄漏。

其另一目的是，确保超声换能器与仪器之间电气连接的可靠。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种超声成像测井仪旋转扫描头快速对接密封结构，包括扫描测量短节和扫描头总成，其特征在于：所述扫描测量短节的连轴套和扫描头对接位置各安装一个单向阀，所述单向阀通过固定件分别与连轴套和扫描头连接，所述连轴套和扫描头通过快旋螺纹套连接成整体。

进一步地，所述固定件为沉头螺钉。