[发明专利]一种随钻声波测井装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种随钻声波测井装置，具体地讲，本发明涉及石油钻井行业随钻声波测井仪器的系统结构。

背景技术

随钻声波测井仪器工作在井下充满液体的井眼中，对井眼周围地层进行测量，井眼周围地层不同，则仪器测量得到的地层声速也不相同。通过实时测量地层岩石纵波、横波的速度，不仅可提供地层孔隙度，还能进行岩石力学特性分析。

随钻声波测井仪器通常包括发射探头、接收探头、隔声体、发射电路和接收电路。发射探头、发射电路和接收探头、接收电路相隔一定距离分别安装在隔声体两端，用来发射和接收声波，并进行信号处理计算。由于发射探头产生的声波除了沿井壁传播之外，还会通过钻铤到达接收探头，该钻铤模式波的幅度较大，会淹没沿井壁传播到接收探头的滑行波，严重干扰地层声波速度的测量，因此需要在发射探头和接收探头之间的钻铤上刻有凹槽，对钻铤模式波的幅度进行衰减。

当仪器放置于充液井筒内时，发射电路为发射探头提供激励信号，使其发出声波，声波经过井内液体后，沿井壁传播折射后到达接收探头，在声波传播过程中，产生纵波、横波、斯通利波等，这些波的传播速度不同，它们分别按时间顺序先后到达接收探头。接收电路对接收到的信号进行放大、滤波、采集，根据该不同成分的声波分别到达不同接收探头的时间差以及各个接收探头之间的距离，通过多个接收探头所接收到的阵列信号数据处理，利用STC算法处理，计算出地层的纵波、横波、斯通利波等声波速度。

在现有的随钻声波仪器中，通常采用一体化钻铤结构，发射探头、接收探头、隔声体、发射电路和接收电路全部加工安装在一根钻铤上。为了使接收信号中的纵波、横波、斯通利波尽可能在时间上分离，从而提高接收电路利用STC算法计算不同声波速度的精度，通常使发射探头和接收探头之间相隔较远，可达6米以上。另外，随钻声波仪器通常采用阵列发射和接收，多个发射探头、接收探头以及配套复杂的发射电路和接收电路，使得仪器发射部分和接收部分的长度分别可达2米，从而使仪器的总长度在7米以上。仪器井下工作时，通常需要承受强烈的振动、冲击和较大的扭矩，如果仪器整体长度较长，则其整体强度下降，容易发生变形，造成仪器故障，可靠性下降。另外，整根钻铤加工的精度控制要求高，加工难度增大。

发明内容

本发明的目的是为避免一体化随钻声波仪器总体长度较长，机械强度降低，受井下工作时的振动、冲击和扭矩变化影响较大等问题，提供一种随钻声波测井装置，通过采用分体式结构，提高仪器的可靠性，并降低加工难度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种随钻声波测井装置包括发射短节、接收短节、隔声体短节。

发射短节安装至少一组发射换能器、发射电路模块，发射换能器的引线与发射电路模块相连。

接收短节安装至少4组接收换能器、接收电路模块，接收换能器的引线与接收电路模块相连。

隔声体短节的内、外表面加工非周期性排列的圆环形凹槽，隔声体短节通过丝扣分别与发射短节和接收短节连接在一起；发射电路模块与接收电路模块之间连接有信号线，信号线分别跨越各自短节与隔声体的丝扣连接处。

发射短节及接收短节与隔声体短节相连的一端以及隔声体短节两端均加工有跨短节连线仓和滑环连接器。

隔声体短节内居中安装过线管，过线管内部为发射电路模块和接收电路模块之间的信号连接线。

导引套固定在隔声体短节两端，过线管两端安装有密封圈，插入导引套内，并与导引套中部的径向通孔和隔声体两端的跨短节连线仓相通，跨短节连线仓内部加工有过线孔通向滑环连接器，过线管内部的信号线与滑环连接器相连。

当所述三个短节通过丝扣连接时，滑环连接器之间相互导通。

发射换能器和接收换能器可以是单极子换能器，也可以是多极子换能器。

本发明所述的测井装置具有的有益效果是：本发明采用分体式结构，仪器分为发射器、接收器和隔声体等3个独立短节，通过连接组合为仪器整体，能够承受井下工作时的振动、冲击和扭矩变化，提高仪器的可靠性，可根据应用需要，增减每个短节的长度，降低加工难度。

附图说明

图1为随钻声波测井装置示意图；

图2为换能器组件局部剖面示意图；

图3为隔声体短节的过线结构示意图；

图4为滑环连接器剖面示意图。