[发明专利]一种干孔弹性波速度测试探头及测试方法

权利要求书

1.一种干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，包括：

外胆，所述外胆为两端敞口式的第一柔性管状结构，所述第一柔性管状结构的两端分别设有第一前密封头、第一后密封头，使所述第一柔性管状结构的内部构成第一密封腔体；所述第一密封腔体内设有注水通道和排水通道，所述注水通道用以向所述第一密封腔体内部注入水，所述排水通道用以排出所述第一密封腔体内部的水、空气；

内胆，所述内胆设置于所述第一密封腔体内，所述内胆为两端敞口式的第二柔性管状结构，所述第二柔性管状结构的两端分别设有第二前密封头、第二后密封头，使所述第二柔性管状结构的内部构成第二密封腔体；所述第二前密封头、所述第二后密封头分别固定于所述第一前密封头、所述第一后密封头上，使所述内胆固定于所述外胆的第一密封腔体内；

换能器，所述换能器设置于所述第二密封腔体内，并在所述换能器与所述第二密封腔体之间填充绝缘物质；

通过向所述第一密封腔体内注水，使所述外胆膨胀并使外胆外壁与待测井孔壁紧密接触，使探头呈压力充水状态，从而实现将干孔弹性波速测试转换为有水井孔弹性波速测试。

2.根据权利要求1所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，还包括：

操作杆接口，所述操作杆接口设置于所述第一后密封头的外端；

操作杆，所述操作杆为杆状部件，所述操作杆的一端与所述操作杆接口连接，另一端为自由端，用于操作者手持。

3.根据权利要求1所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，所述第二前密封头、所述第二后密封头分别与所述第一前密封头、所述第一后密封头插接。

4.根据权利要求1所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，

所述第二后密封头设有通孔，用于穿出所述换能器的信号线，使所述换能器的信号引线出至所述第二密封腔体的外部；

所述第一后密封头设有电缆接头，用于连接所述换能器的信号引线。

5.根据权利要求1所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，所述注水通道包括：

U型水槽，所述U型水槽设置于所述第一前密封头上，且所述U型水槽与所述第一密封腔体连通；

注水管，所述注水管设置于所述第一密封腔体内，并位于所述第二密封腔体外，所述注水管的一端与所述U型水槽连接，所述注水管的另一端穿出所述第一密封腔体的外部，用于连接水泵；所述注水管与所述U型水槽构成J形管路；

注水阀门，所述注水阀门与所述注水管连接，且位于所述第一密封腔体的外部。

6.根据权利要求1所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，所述排水通道包括：

排水孔，所述排水孔设置于所述第一后密封头上，通过所述排水孔使所述第一密封腔体的内部与外部连通；

排水管，所述排水管的一端与所述排水孔连接；

排水阀门，所述排水阀门与所述排水管连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，还包括：锥形整流罩，所述锥形整流罩的大端部与所述第一前密封头连接，并罩于所述第一前密封头的外部。

8.根据权利要求1-6任一项所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，所述换能器的数量为多个，多个所述换能器沿所述第二密封腔体的长度方向呈线性阵列分布。

9.根据权利要求1-6任一项所述的干孔内弹性波速度测试探头，其特征在于，具有以下一种或多种特征：

所述绝缘物质为聚氨酯凝胶或煤油；

所述第一柔性管状结构、所述第二柔性管状结构为聚氨酯管；

所述换能器为压力波换能器。

10.一种干孔内弹性波速度的测试方法，其特征在于，采用上述权利要求1-9任一项所述的干孔内弹性波速度测试探头进行，包括：

通过注水通道向外胆的第一密封腔体内部注入水，使所述第一密封腔体内部的空气由排水通道排出，并将内胆与外胆之间的空间全部充满水；

当所述第一密封腔体内部的水压高于外部气压时，使探头变挺但又没有膨胀变粗后，停止注水，此时所述探头呈现状态称为微压充水状态；

再将所述探头放入井孔内的待测位置，然后通过所述注水通道向所述第一密封腔体内注水，直至所述外胆膨胀后使外胆外壁与孔壁紧密接触为止，此时探头呈现状态称为压力充水状态，并停止注水；使所述探头内部保持压力不变，即实现将干孔弹性波速测试转换为有水井孔进行弹性波速测试。