[发明专利]一种适用于小口径成像测井仪的声学扫描系统

说明书

本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种适用于小口径成像测井仪的声学扫描系统；包括：平面活塞换能器(01)、换能器密封固定座(02)、半透明聚苯丙烯透声窗(03)、超声聚焦模块(04)、超声聚焦模块固定座(05)、电机与磁开关固定座(06)、磁芯固定座(07)、TMR磁开关底座(08)及双极步进电机(09)，其中所述换能器密封固定座(02)直接固定于下外管(37)的下部，所述平面活塞换能器(01)固定于换能器密封固定座(02)内部；所述换能器密封固定座(02)固定安装于半透明聚苯丙烯透声窗(03)下端内部；所述磁芯固定座(07)和TMR磁开关底座(08)的外端设有电机与磁开关固定座(06)。

技术领域

本发明属于超声成像技术领域，具体涉及一种适用于小口径成像测井仪的声学扫描系统。

背景技术

超声成像测井技术是通过对井壁回波信号进行处理分析，以获取井壁360°方位的表面特征信息。在石油勘探领域中为了寻找油气藏，需要了解目的层的倾角、方位、密度等特征和其分布。超声成像测井方法可以获取钻孔中裂隙分布特征、泥浆声速等参数，为油气资源勘探和开发提供技术支撑。在铀矿勘探领域，铀矿体走向、岩体、裂隙走向等是需要获取的重要信息，但目前判断方法主要是通过密集打钻的方式，成本高、效率低。并且，对于矿体和裂隙尺寸较小的地区，仅通过岩芯往往难以追踪到其走向，而采用超声成像测井技术可以直接观测钻孔中岩体和裂隙走向，进行原位测量，减少打钻了数量，节约成本，提高野外工作效率。另外，在铀矿地浸开采中，超声成像测井可有效检测UPVC套管是否存在破损，可有效的为铀矿地浸开采过程提供监测数据和技术支撑。

超声成像测井技术工作原理是利用超声换能器发射微秒级矩形脉冲声波信号，穿过井液达到井壁后产生回波信号，并被超声换能器接收。由于井壁不同岩性、不同井壁特征时其回波信号的的强弱和回波到达时间不同。利用回波信号的峰值电压和时间参数，可以反映出地层信息。基于该成像测井原理，需要超声换能器向井壁360°发射并接收声波信号。传统方式一般采用超声换能器的辐射面与井壁垂直，并且在测量工作时，需要通过电机带动超声换能器旋转并同时向井壁360°发射超声声波信号。因此，传统方式存在两方面问题：(1)由于换能器辐射面与井壁垂直，难以实现小口径探管，目前一般约60mm，这对于目前铀矿勘探领域小口径钻孔的成像测井具有一定的局限性；(2)超声换能器是成像测井仪的关键部件，长时间工作中一直处于旋转运动状态，对于辐射断面辐射产生声波信号的稳定性及换能器的使用寿命均有一定的影响。

发明内容

本发明的目的，针对现有技术不足，提供一种适用于小口径成像测井仪的声学扫描系统。

本发明的技术方案是：

一种适用于小口径成像测井仪的声学扫描系统，包括：平面活塞换能器01、换能器密封固定座02、半透明聚苯丙烯透声窗03、超声聚焦模块04、超声聚焦模块固定座05、电机与磁开关固定座06、磁芯固定座07、TMR磁开关底座08及双极步进电机09，其中所述换能器密封固定座02直接固定于下外管37的下部，所述平面活塞换能器01固定于换能器密封固定座02内部；所述换能器密封固定座02固定安装于半透明聚苯丙烯透声窗03下端内部；所述双极步进电机09设于半透明聚苯丙烯透声窗03上端，所述双极步进电机09下端伸入半透明聚苯丙烯透声窗03上端内部，与设于半透明聚苯丙烯透声窗03内部的超声聚焦模块固定座05相连接，所述超声聚焦模块固定座05上设有超声聚焦模块04，所述超声聚焦模块04下端与换能器密封固定座02上端相连接；所述双极步进电机09上端设有磁芯固定座07，所述磁芯固定座07上端设有TMR磁开关底座08；所述磁芯固定座07和TMR磁开关底座08的外端设有电机与磁开关固定座06。