[发明专利]一种随钻井壁超声成像测井装置

权利要求书

1.一种随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，包括带有中部水眼的钻铤，用于发射和接收超声脉冲信号的超声探头总成，用于激励、采集和实时处理超声脉冲信号的超声测控总成，以及用于与外部通讯的过线管总成，其中，所述超声测控总成分别与所述超声探头总成和所述过线管总成连接，所述超声测控总成和所述超声探头总成设于所述钻铤的外侧壁上；所述过线管总成设于所述钻铤的中部水眼中。

2.根据权利要求1所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声探头总成包括至少两个超声探头模块，所述超声探头模块沿所述钻铤的周向间隔布置；所述超声测控总成包括至少两个超声测控模块，所述超声探头模块与所述超声测控模块上下对应设置。

3.根据权利要求2所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声探头模块包括超声探头、外壳组件及平衡活塞，所述超声探头密封安装于所述外壳组件内；所述平衡活塞抵设于所述超声探头的底端，以调节超声探头内外压差；所述超声探头与所述超声测控模块连接。

4.根据权利要求3所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声探头包括保护外壳、用于发射接收超声波信号的压电复合片、多个用于与不同类型钻井液介质的声阻抗匹配的匹配层、以及用于衰减压电复合片振动的背衬阻尼块；所述匹配层、压电复合片及背衬阻尼块从外向内依次粘接，且均封装于所述保护外壳内；所述压电复合片与所述超声测控模块连接。

5.根据权利要求4所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声探头还包括在钻井时衰减外部振动的减振夹层，所述减振夹层设于所述压电复合片与所述保护外壳之间。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述外壳组件包括外壳体、密封盖板和防止钻井液进入外壳组件内的密封件，所述超声探头通过位于外壳体与密封盖板之间的紧固件固定安装于所述外壳体与密封盖板之间；所述密封件设于所述外壳体与所述密封盖板之间，以及所述外壳体与所述超声探头之间。

7.根据权利要求2至5中任意一项所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声测控模块包括激励与信号采集单元、动态工具面检测单元、数据处理与存储单元，以及读数接口单元，各所述单元之间通过总线连接；所述激励与信号采集单元激励超声探头模块工作、并实时采集超声探头模块的超声脉冲信号；所述动态工具面检测单元实时检测超声成像测量点对应的方位角；所述数据处理与存储单元根据超声脉冲信号及方位角获得井壁超声图像信息；所述读数接口单元接收井壁超声图像信息，并通过过线管总成实时传输。

8.根据权利要求7所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述超声测控模块还包括供电电源转换单元和控制单元，所述供电电源转换单元和控制单元均与所述总线连接；所述供电电源转换单元向超声测控总成供电；所述控制单元控制超声测控总成的工作流程及供电电源转换单元的工作模式。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述过线管总成包括导线、套管组件和插接件，所述导线套设于所述套管组件内，所述插接件连接于所述导线的两端；所述超声测控总成与所述导线连接。

10.根据权利要求2至5中任意一项所述的随钻井壁超声成像测井装置，其特征在于，所述钻铤上设有放置超声探头模块的第一放置槽、放置超声测控模块的第二放置槽、连通第一放置槽与第二放置槽的第一过线孔，以及连通第二放置槽与过线管总成的第二过线孔；所述超声探头模块通过放置于所述第一过线孔的高压密封塞与所述超声测控模块连接，所述超声测控模块通过放置于所述第二过线孔的连接器与所述过线管总成连接。