[发明专利]一种随钻声波测井辐射装置

权利要求书

1.一种随钻声波测井辐射装置，其特征在于：所述随钻声波测井辐射装置包括钻铤骨架、发射压电振子、承压壳体和透声保护罩；

所述钻铤骨架为安装支架，在其外壁上沿轴向依次开设有发射压电振子安装凹槽和承压壳体安装凹槽；

所述发射压电振子沿周向镶嵌于所述发射压电振子安装凹槽内；

所述承压壳体沿周向镶嵌于所述承压壳体安装凹槽内；

所述透声保护罩覆盖在所述发射压电振子的外表面，并固定于所述钻铤骨架的外壁上；

所述发射压电振子包括框体承载架、第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片；所述第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片分别沿轴向镶嵌于框体承载架上；

所述第一压电陶瓷片和第二压电陶瓷片的极化方向相同，且以并联方式连接；

所述第一压电陶瓷片以低阶径向振动模式工作，发射低频声波信号，工作频率4～10kHz；所述第二压电陶瓷片以高阶弯曲振动模式工作，发射高频声波信号，工作频率10～16kHz。

2.根据权利要求1所述的随钻声波测井辐射装置，其特征在于：所述钻铤骨架是由合金钢材料制作而成的厚壁管体，呈空心圆柱体结构；

所述承压壳体安装凹槽包括两个U型凹槽，沿周向呈180°对称分布；所述U型凹槽是在与骨架轴平面平行的平面上呈U型；

所述钻铤骨架的外壁沿着轴向设置有发射压电振子安装凹槽，所述发射压电振子安装凹槽为圆环形凹槽；

圆环形凹槽与U型凹槽之间的轴向距离为20～30mm；

所述钻铤骨架的管壁最薄处的壁厚大于12mm；

在所述钻铤骨架上设有中心孔眼、过线孔和螺纹通孔；

所述中心孔眼与钻铤骨架同轴线设置，且沿轴向贯通钻铤骨架的两个端面；当该随钻声波测井辐射装置装配于井下钻具中时，所述中心孔眼与钻铤水眼互相连通，形成了泥浆循环流动的通道；

所述过线孔位于钻铤骨架的径向管壁内，且沿轴向贯通钻铤骨架的两个端面；在钻铤骨架的管壁内沿周向呈180°对称分布两个所述过线孔；

所述螺纹通孔位于钻铤骨架的管壁内，其将钻铤骨架的U型凹槽与位于U型凹槽同侧的过线孔连通；在钻铤骨架的管壁内沿周向呈180°对称分布两个所述螺纹通孔；

所述螺纹通孔的孔径为14～18mm，两螺纹通孔中心轴线的几何中心的径向距离为115～120mm；

所述过线孔的孔径为8～10mm，两个过线孔的轴线的几何中心的径向距离为90～95mm。

3.根据权利要求2所述的随钻声波测井辐射装置，其特征在于：所述发射压电振子呈圆弧片状结构，在其上端面的中心处浇注有定位销，该定位销与发射压电振子连成一整体；

发射压电振子的正、负电极引线穿过定位销引至其上端面的外部，正、负电极引线均为高温导线；

正、负电极引线与定位销形成无缝隙紧密粘合；

所述定位销的外壁沿周向嵌套有O型密封圈；

所述定位销的直径为20～30mm，高度为8～10mm。

4.根据权利要求3所述的随钻声波测井辐射装置，其特征在于：在所述圆环形凹槽中镶嵌有四片发射压电振子，相邻发射压电振子间留有空隙；

四片发射压电振子通过四片透声保护罩紧固于钻铤骨架上；

四片发射压电振子各自所占据的方位区域分别为：0～90°、90～180°、180～270°和270～360°；

每片所述发射压电振子的圆心角α为85～89°之间，高度为120～130mm，厚度为15～25mm。