[发明专利]随钻超声探头总成及随钻超声探测方法

权利要求书

1.一种随钻超声探头总成，其特征在于，包括：

与钻铤连接的钻铤骨架，

多个环形相控阵探头，该多个环形相控阵探头周向分布在钻铤骨架中，在发射与接收信号时在聚焦区域的一定范围内形成连续可调的声束；以及

透声保护罩，其连接在钻铤骨架外壁并对应探头位置设置，透声保护罩上设有利于声束的发射与接收通道。

2.根据权利要求1所述的探头总成，其特征在于，所述钻铤骨架采用由合金钢材料制作而成的空心圆柱状厚壁管体，且中部设有用于泥浆通过的轴向通孔。

3.根据权利要求1或2所述的探头总成，其特征在于，所述钻铤骨架中沿周向设有多个用于安装探头的径向槽孔，所述环形相控阵探头整体为圆柱体状，每个探头安装在钻铤骨架的一个径向槽孔内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的探头总成，其特征在于，所述透声保护罩采用凸面结构，透声保护罩上的声束通道采用透声通孔，该通孔的形状包括椭圆形、圆形或方形通孔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的探头总成，其特征在于，所述环形相控阵探头包括保护外壳、多个封装在保护外壳内的圆环振子以及设在相邻圆环振子之间的声电隔离夹层。

6.根据权利要求5所述的探头总成，其特征在于，所述环形相控阵探头包括五个同轴设置的圆环振子，所述圆环振子采用压电型陶瓷圆环；所述声电隔离夹层采用橡胶层制作而成，并填充在相邻圆环振子之间的环形间隙内。

7.根据权利要求6所述的探头总成，其特征在于，所述压电型陶瓷圆环的上下表面均镀有银层，构成圆环振子的正负电极。

8.根据权利要求7所述的探头总成，其特征在于，所述环形相控阵探头内还设有位于圆环振子上下面的匹配层和背衬层，匹配层、圆环振子与声电隔离夹层以及背衬层一起被封装在保护外壳内。

9.根据权利要求8所述的探头总成，其特征在于，所述背衬层采用环氧树脂与金属粉末混合制成，所述保护外壳的末端位于背衬层上还设有用于密封、绝缘的环氧树脂填充层。

10.一种随钻超声探测方法，其特征在于，包括：

将如权利要求1至9中任一项所述的探头总成与钻柱连接后一起下入井内，通过调整各个环形相控阵探头的信号强弱，在发射与接收信号时在聚焦区域的一定范围内形成连续可调的声束，以适用不同井壁环境的成像要求。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述环形相控阵探头包括五个同轴设置的圆环振子，相邻圆环振子之间设有声电隔离夹层，通过对圆环振子的激励时间设置，形成对环形相控阵探头的信号强弱控制，满足不同的井壁环境下的成像要求。