[发明专利]稳态激振横波测井系统及方法

权利要求书

1.一种稳态激振横波测井系统，其特征在于，包括交流信号发生器、功率放大器、半波整流模块、波速测试仪、孔内激振器和阵列式检波器组；

所述交流信号发生器与所述功率放大器电连接，所述半波整流模块与所述功率放大器电连接；

所述交流信号发生器、功率放大器、半波整流模块和波速测试仪设置在地面，所述孔内激振器和阵列式检波器组通过隔声材料按照第一预设间距连接，所述阵列式检波器组包括按照第二预设间距设置的多个首尾通过隔声材料固定连接的检波器，每个检波器均与所述波速测试仪电连接，所述孔内激振器和所述阵列式检波器组构成本横波测井系统的孔内探头；其中，所述孔内激振器为水平向稳态激振器；所述水平向稳态激振器包括壳体、硅钢片框架、电磁线圈和振动头；

所述硅钢片框架固定在所述壳体的水平安装孔内，所述电磁线圈设在所述硅钢片框架内，所述电磁线圈与所述半波整流模块连接，所述硅钢片框架和电磁线圈与所述壳体一起构成所述孔内激振器的不动部分；所述振动头与所述硅钢片框架通过弹性部件连接，所述振动头位于所述水平安装孔的孔口处，所述振动头为所述孔内激振器的可动部分；所述水平安装孔水平向贯通，所述振动头为两个，且左右对称设置，两个振动头通过连杆固定在一起。

2.如权利要求1所述的稳态激振横波测井系统，其特征在于，所述交流信号发生器、功率放大器、半波整流模块和波速测试仪组合在一套仪器中。

3.如权利要求1所述的稳态激振横波测井系统，其特征在于，所述阵列式检波器组中各检波器的灵敏方向与所述孔内激振器的激振方向一致。

4.一种采用权利要求1所述的稳态激振横波测井系统的横波测井方法，其特征在于，所述水平向稳态激振器包括壳体、硅钢片框架、电磁线圈和振动头；所述硅钢片框架固定在所述壳体的水平安装孔内，所述电磁线圈设置在所述硅钢片框架内，所述电磁线圈与所述半波整流模块连接，所述振动头与所述硅钢片框架通过弹性部件连接，所述振动头位于所述水平安装孔的孔口处；

所述方法包括：

将所述孔内激振器和所述阵列式检波器组放置在井孔内；

所述交流信号发生器输出交流电信号到所述功率放大器，其中，所述孔内激振器为水平向稳态激振器；

所述功率放大器对交流电信号进行放大处理，并输出到所述半波整流模块；

所述半波整流模块对放大后的交流电信号进行半波整流处理，并输出到所述孔内激振器；

所述孔内激振器根据半波整流后的交流电信号水平振动，所述水平振动通过与井液耦合作用到井孔孔壁上，形成向下传播的地层横波；

所述阵列式检波器组接收所述横波信号，并实时将所述横波信号发送到所述波速测试仪；

所述波速测试仪根据所述横波信号计算地层横波波速；

其中，所述孔内激振器根据半波整流后的交流电信号水平振动，所述水平振动通过与井液耦合作用到井孔孔壁上，形成向下传播的地层横波，包括：

所述半波整流模块半波整流后的交流电信号输出到所述电磁线圈，所述交流电信号内每个周期内有半个周期没有电流通过；

所述电磁线圈通入所述半波整流后的交流电信号时，当所述电磁线圈中电流通过时，所述硅钢片框架在所述电磁线圈电流作用下产生成磁性，吸引所述振动头，所述振动头向所述硅钢片框架方向运动并压缩所述弹性部件，当所述电磁线圈中没有电流通过时磁性消失，所述振动头在所述弹性部件的作用下向远离所述硅钢片框架方向运动；

所述振动头在周期变化的磁场和所述弹性部件的相互作用下周期性往复水平振动，所述水平振动通过井液耦合激振井壁产生横波沿地层向下传播。

5.如权利要求4所述的横波测井方法，其特征在于，所述阵列式检波器组包括按照第二预设间距设置的多个首尾通过隔声材料固定连接的检波器，每个检波器均与所述波速测试仪电连接；

所述波速测试仪根据所述横波信号计算地层横波波速，包括：

获取横波信号在阵列式检波器组的首尾两个检波器之间的传播时间，并根据两个检波器之间距离，通过波速计算公式计算得到地层横波波速。