[发明专利]一种适用于随钻方位声波测井的接收装置

说明书

技术领域

本发明属于随钻测井测量装置领域，具体涉及一种适用于随钻方位声波测井的接收装置。

背景技术

随着油气田钻井规模的不断扩大及科学技术的发展。特别是随钻测井技术的飞速发展，迫切需要当前先进的科学技术在油气田开采中发挥其重要作用。随钻方位声波测井技术是随钻测井技术的方法之一。随钻声波测井实现了在钻井的同时进行声波测井，相对于电缆测井，随钻声波测井获得的数据受钻井液侵入影响小，更能有效的探测井壁地层的岩性、物性和储集层参数。通过随钻声波测井仪器获得地层纵波和横波速度。建立孔隙压力梯度和渗透率，评估井眼稳固性，解释岩性变化，检测井眼中流体的流动影响，从而为钻井作业提供重要的地质导向信息。但由于随钻声波测井受钻具噪声、钻井液循环造成和钻停波的影响，为了获得高质量的数据，钻铤隔声、高精度测量、大功率声波发射和高灵敏度声波接收等技术至关重要。然而在实际应用中由于牵扯到声波换能器的安装、防水、压力失衡以及低频和轻小型的矛盾等问题，换能器发射、接收装置的研制已成为瓶颈难题。

目前随钻方位声波信号接收换能器封装结构主要采用两种结构方案:

（1）基于纽扣式接收换能器的随钻声波接收装置。该种基于纽扣式换能器的随钻声波接收装置可适用于单极子、偶极子及多极子随钻声波仪器，由于所采用的纽扣式接收换能器具有较高的接收灵敏度，因此在随钻测井中能够很好的接收声波发射装置发射的声波信号。由于该种纽扣式接收换能器结构的特殊性导致换能器在使用过程中容易产生破坏。

（2）基于环形灌封接收换能器的随钻声波接收装置。该种基于环形灌封接收换能器的随钻声波接收装置由于多个换能器封装于同一个环形带且相互之间并联连接。该种接收装置多用于单极子随钻声波仪器当中。

存在的问题是：

基于纽扣式接收换能器的随钻声波接收装置由于纽扣式接收换能器在使用过程中容易产生损坏，容易造成接收装置失效，且由于换能器在安装于内部电子仓骨架的同时实现与钻铤的高压密封，该种结构增加了内部电子仓骨架与外部钻铤的加工及装配要求。此外，该接收装置需要串接专门的随钻井径测量装置进行井径测量，对仪器的连接和可靠性提出了极高的要求。而基于环形灌封接收换能器的随钻声波接收装置多用于单极子随钻声波仪器当中。

在随钻井径测量方面，传统超声探距传感器在进行结构封装时，需采用液压平衡装置进行探距传感器的封装。而液压封装完成后体积较大，通常只能直接安装于电子仓或者内部骨架当中。从而占用钻铤内部水眼空间，导致结构复杂，同时可靠性降低。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种随钻方位声波测井接收装置，该接收装置将随钻井径测量系统及随钻方位声波接收系统集成到一根钻铤当中，通过声波换能器及超声探距传感器的模块化封装，并进行密封结构设计，实现声波换能器及超声探距传感器与高压泥浆的隔离。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种适用于随钻方位声波测井的接收装置，所述接收装置包括钻铤本体1、电路安装骨架8、随钻井径测量系统和随钻方位声波接收系统，所述电路安装骨架8位于所述钻铤本体1的内部；

所述随钻方位声波接收系统包括接收换能器6、密封连接器7、前置处理电路模块9和用于处理换能器信号的第一接收信号处理电路10-1，接收换能器6通过密封连接器7和前置处理电路模块9电连接，前置处理电路模块9和第一接收信号处理电路10-1电连接；

所述随钻井径测量系统包括探距传感器15、至少一套插接组件、电连接器19和用于处理探距传感器信号的第二接收信号处理电路10-2，探距传感器15通过至少一套插接组件和电连接器19电连接，电连接器19和第二接收信号处理电路10-2电连接；

电路安装骨架8的两端分别通过MWD转接头3和尾部锁紧结构实现和钻铤本体1相连；

所述接收换能器6、密封连接器7、前置处理电路模块9、探距传感器15、至少一套插接组件、电连接器19高压密封安装在所述钻铤本体1上；

所述第一接收信号处理电路10-1和所述第二接收信号处理电路10-2分别安装在所述电路安装骨架上；

所述前置处理电路模块9包括信号放大模块和模数转换模块。

进一步地，所述接收换能器6包括方位传感器和方位传感器的封装结构，所述封装结构由环氧树脂灌封形成实现方位传感器的高压密封，接收换能器6并通过固定装置一安装于钻铤本体1，接收换能器6的接收信号线通过封装装置引出并与密封连接器7连接。