[发明专利]一种随钻方位声波仪器声源测试装置

说明书

本发明一种随钻方位声波仪器声源测试装置。该装置包括水槽、硅油、钻铤、随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置；其中，水槽的底部对称设有2个支撑柱，钻铤设置在支撑柱上的U型槽内，随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置设置在钻铤上，所述硅油填充在所述水槽内，将钻铤、随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置完全覆盖在硅油中。由于采用上述结构，该装置，可直接、有效实现对四极子随钻方位声波发射换能器发射信号强度、谐振频率一致性的有效监测及声波接收换能器接收灵敏度的监测。同时发射换能器与接收换能器之间经过多级解耦，最大程度的降低了钻铤波对接收换能器信号接收的影响。

技术领域

本发明属于随钻测井技术，尤其涉及一种随钻方位声波仪器声源测试装置。

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，能有效的探测井壁地层的岩性、物性和储集层参数。而随着随钻声波仪器的发展，四极子随钻声波仪器因为能够获得更多的地层信息而得到发展，四极子随钻声波仪器相对于单极子及偶极子随钻声波对发射及接收换能器的要求更高，同时四极子随钻声波仪器由于兼顾单极子及偶极子声波仪器功能，其对发射换能器的谐振频率、发射信号强度一致性及接收换能器的接收灵敏度提出了极高的要求，而发射换能器及接收换能器在自由状态下及安装状态下的性能不稳定性导致，获得高一致性、高灵敏度的发射、接收换能器更加困难。

现有随钻方位声波声源测试方法是在发射接收换能器研制过程中，通过阻抗分析仪及消音水池测试可准确获得随钻方位声波声源（即发射换能器及接收换能器）的发射信号强度、谐振频率一致性，声波信号接收灵敏度等关键指标。但在随钻方位声波仪器应用中，发射、接收换能器安装于钻铤时，发射换能器的发射信号强度、谐振频率及接收换能器的接收灵敏度都会下降，且表现出不一致性。这对于四极子随钻方位声波仪器的研制带来很大困难。

现有技术的发射换能器在研制时为提高换能器发射功率加长了发射换能器内陶瓷瓦片的长度，其长径比远大于1:0.7的陶瓷瓦片烧结稳定谐振频率及信号发射强度稳定点，从而使其发射信号强度及谐振频率一致性变差，只能通过后期筛选获得高一致性的发射换能器，而传统方法只能通过阻抗分析仪间接得到换能器的谐振频率。另一方面，该种发射、接收换能器在安装到钻铤后，其发射信号强度及谐振频率会发射变化，因而无法有效验证各发射换能器的一致性及接收换能器的接收灵敏度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种结构简单，使用方便，有效验证各发射换能器的一致性及接收换能器的接收灵敏度的随钻方位声波仪器声源测试装置。

本发明的技术方案是：一种随钻方位声波仪器声源测试装置，其特征在于，该装置包括水槽、硅油、钻铤、随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置；

其中，所述水槽的底部对称设有2个支撑柱，所述钻铤设置在所述支撑柱上的U型槽内，所述随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置设置在所述钻铤上，所述硅油填充在所述水槽内，将所述钻铤、随钻四极子方位声波发射装置和声波信号接收装置完全覆盖在所述硅油中。

进一步，所述随钻四极子方位声波发射装置包括发射电子仓、密封盖、密封连接器、发射换能器、解耦橡胶垫、发射换能器保护盖板；

其中，所述发射电子仓安装在所述钻铤的内部，所述发射换能器设置在所述钻铤的外侧壁上的凹槽内，所述解耦橡胶垫设置在所述发射换能器和所述钻铤之间，所述发射换能器保护盖板的两端通过螺钉固定与所述凹槽的两端固接，所述发射换能器通过信号激励线与所述发射电子仓连接，所述信号激励线通过所述密封盖和密封连接器实现密封。

进一步，所述声波信号接收装置包括固定夹、梁支座、固定夹橡胶块、接收安装座、接收换能器、接收换能器解耦橡胶垫、接收换能器保护盖板、第一定位销和第二定位销；