[发明专利]一种传感器模块、传感器组件和声波测井仪

说明书

本申请公开了一种传感器模块、传感器组件和声波测井仪，传感器模块包括主体外壳和设置在主体外壳内的传感装置，所述传感装置包括传感器、上盖板、下盖板和电路板，所述传感器安装在所述电路板上，所述上盖板和所述下盖板分别安装在所述电路板的上下两侧，设置为支撑所述主体外壳和固定所述电路板，所述上盖板与所述电路板之间，所述上盖板与所述传感器之间，及所述下盖板和所述电路板之间设置有储存绝缘流体的容纳腔，所述上盖板位于所述传感器上方的部分设置有第一声窗。传感器组件包括前述的传感器模块，以及平衡模块、数据传感模块。声波测井仪包括前述的传感器组件，以及钻铤基体。

技术领域

本申请涉及但不限于测井仪器领域，特别是一种传感器模块、传感器组件和声波测井仪。

背景技术

在石油天然气工业中，要获取准确的地层信息，主要依靠井下测井工具，随钻声波测井技术则是钻测井技术的方法之一。声学传感器是随钻声波仪器的核心元件，其主要功能是发射端声学传感器向地层发出固定频率声波，接收端声学传感器接受来自地层反馈回来的声学信息，最后，根据声学信息评价地层信息。目前，常用的声学传感器为压电陶瓷晶体，具有易碎的特性。

为避免声学传感器在随钻测井过程中遭受破坏，通常采用的工艺处理是用减震橡胶(或者环氧树脂等)把压电陶瓷晶体封装起来。目前，较为成熟的声学传感器封装技术有三种：纽扣式、腰带式和条形式。

其中，条形式的封装方式主要应用于斯伦贝谢的Sonicscope声学测井仪和国内某些科研机构。条形式的封装结构主要由密封连接头、可变形外壳和密封堵头形成一个密封空间，该密封空间里面充满硅油，并将固定有电路板的电路支架放置于该密封空间中，电路板上放置有压电陶瓷和芯片。可变形外壳类似于波纹管形状，三面是平面，一面是波纹面。在井下压力温度的环境中，波纹面根据内部硅油体积自适应变化。密封连接头可以向钻铤内部传递接收到的信号和数据。整个结构外部用U型橡胶套包裹，U型橡胶橡胶套开口与可变形外壳的波纹面同向。

但是，条形式传感器存在以下问题：可变形外壳的波纹面因需要适应硅油体积的变化，要求壁薄。因此，通常采用3D打印与激光焊接技术相结合的方式制作可变形外壳，制作技术要求高，工艺复杂，成本费用高，且在安装过程中，因其璧薄且长条形的特点，易造成不可逆的折弯变形损坏；另外，在高温高压的作业环境中，因受波纹面可变形量的限制，内部硅油会出现向外溢出的现象。

发明内容

本申请实施例提供了一种传感器模块、传感器组件和声波测井仪，传感器模块结构强度高，适于井下复杂工况；传感器组件和声波测井仪能够在井下稳定工作。

本申请实施例提供了一种传感器模块，传感器模块包括主体外壳和设置在主体外壳内的传感装置，所述传感装置包括传感器、上盖板、下盖板和电路板。

所述传感器安装在所述电路板上，所述上盖板和所述下盖板分别安装在所述电路板的上下两侧，设置为支撑所述主体外壳和固定所述电路板。

所述上盖板与所述电路板之间，所述上盖板与所述传感器之间，及所述下盖板和所述电路板之间设置有储存绝缘流体的容纳腔。

所述上盖板位于所述传感器上方的部分设置有第一声窗。

本申请实施例还提供了一种传感器组件，设置为安装在钻铤基体上，传感器组件包括前述的传感器模块，还包括连接在所述传感器模块第一端的平衡模块，及连接在所述传感器模块第二端的数据传输模块。

所述平衡模块设置为平衡所述传感器模块内部绝缘流体的压力与钻铤外部泥浆压力，所述数据传输模块将所述传感器模块采集的数据传输至所述钻铤内。

本申请实施例还提供了一种声波测井仪，声波测井仪包括钻铤基体，还包括前述的传感器组件，所述钻铤基体的外表面设置有空位，所述传感器组件安装在所述空位中。

相比于一些技术，本申请具有以下有益效果：