[发明专利]一种水泥环胶结界面整体评价声波测试装置及方法

权利要求书

1.一种水泥环胶结界面整体评价声波测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1)设置一水泥环胶结界面整体评价声波测试装置，其包括超声探头组件、模型井、数字示波器、脉冲发生接收仪、高速瞬态信号采集仪和计算机终端；

所述超声探头组件可旋转地居中插设在位于模型井中的套管内，且所述模型井与所述套管之间灌注有水泥，形成套管-水泥胶结界面和水泥与地层胶结界面，所述超声探头组件通过信号线依次与设置在所述模型井外部的所述数字示波器、脉冲发生接收仪、高速瞬态信号采集仪和计算机相连；

其中，所述超声探头组件包括探头载体轴以及第一超声探头组和第二超声探头组；

所述探头载体轴可旋转地插设在位于所述模型井内的套管中心；

所述第一超声探头组包括若干第一超声探头，各所述第一超声探头均竖直间隔排列在所述探头载体轴上；

所述第二超声探头组包括若干第二超声探头，各所述第二超声探头均间隔排列在与所述第一超声探头组对侧的所述探头载体轴上，且各所述第二超声探头与所述探头载体轴均成角度设置；

所述第二超声探头组中，各所述第二超声探头与所述探头载体轴之间的夹角为第二临界角；

所述第一超声探头组中任意两个所述第一超声探头均能够构成第一超声探测组合，每一所述第一超声探测组合中的两个超声探头分别作为发射探头和接收探头；所述第二超声探头组中任意两个所述第二超声探头均能够构成第二超声探测组合，每一所述第二超声探测组合中的两个第二超声探头分别作为发射探头和接收探头；

所述第一超声探头组包括5个超声探头，第二超声探头组包括4个超声探头，且所述第二超声探头组中的各所述第二超声探头的设置高度位于所述第一超声探头组内两两所述第一超声探头之间；

所述数字示波器对所述超声探头组件采集的待测点的声波波形进行显示；

所述脉冲发生接收仪对所述超声探头组件采集的待测点的声学特性进行评价和性能指标测试并将结果发送到所述高速瞬态信号采集仪；

所述高速瞬态信号采集仪对接收的信号进行模/数转换，将其转化为数值量并发送到所述计算机终端；

所述计算机终端对所述高速瞬态信号采集仪发送的待测点的固井声幅曲线进行分析处理，得到套管波、地层波、水泥环波数据；

所述探头载体轴顶部设置有可旋转罗盘，所述可旋转罗盘尺寸与所述模型井的井口尺寸相匹配，且所述可旋转罗盘与所述探头载体轴相连，带动所述探头载体轴在所述模型井内部任意旋转，并与所述探头载体轴的旋转角度一致；

2)手动将超声探头组件旋转至任意角度，依次随机挑选第一超声探头组中两两相邻组合、隔一个组合以及其他组合的探头作为超声探测组合，对模型井进行声波测试；

3)将超声探头组件旋转在任意一个角度，以第二超声探头组中两两相邻组合、隔一个组合一个其他组合的探头作为超声探测组合，对模型井进行声波测试；

4)根据第一、第二超声探头组的声波测试结果，确定能够判断出第一界面和第二界面水泥胶结的最优的组合探头；

5)采用最优探头组合对待评价模型井进行声波测试，得到该模型井水泥胶结界面的整体评价结果。