[发明专利]一种声波接收换能器及井下方位噪声检漏装置和检漏方法

摘要

本发明提供了一种声波接收换能器及井下方位噪声检漏装置和检漏方法，换能器由一个压电陶瓷圆筒和覆盖在压电陶瓷圆筒内、外壁上沿圆周方向设置的多个银电极矩形长条组成，各银电极之间的压电陶瓷极化方向与压电陶瓷圆筒的切线方向平行，压电陶瓷圆筒极化后形成正电极和负电极，正电极与负电极沿压电陶瓷圆筒的圆周方向交替间隔设置；井下方位噪声检漏装置设有声波接收换能器，换能器的上部设有电子仓、数据收发模块，然后通过电缆与地面系统连接，利用压电陶瓷圆筒换能器三种模态叠加形成超级指向性，在不同的时刻，通过控制电路的选择作用分别沿着东、南、西、北四个方向进行测试，得到水平方向上四个超级心形指向性，提高了测井的效率和精确度。

主权项

一种基于声波接收换能器的井下方位噪声检漏装置，其特征在于：包括依次连接的声波接收换能器(1)、电子仓(2)、数据收发模块(3)和电源；声波接收换能器，由一个压电陶瓷圆筒和覆盖在压电陶瓷圆筒内、外壁上沿圆周方向设置的多个银电极矩形长条组成，各银电极等间距覆盖在压电陶瓷圆筒内、外壁上，压电陶瓷圆筒内、外壁上位置对应的银电极连接在一起，各银电极之间的压电陶瓷极化方向与压电陶瓷圆筒的切线方向平行，各银电极之间的压电陶瓷极化后形成正电极(102)和负电极(101)，正电极(102)与负电极(101)沿压电陶瓷圆筒圆周方向交替间隔设置；所述数据收发模块通过电缆(4)与地面系统连接，电子仓(2)包括与声波接收换能器(1)连接的分时转向电路，分时转向电路依次连接用于对传输的信号进行处理的前置预处理电路，低通滤波电路，可变增益放大电路，电压放大电路和A/D转换电路，A/D转换电路和可变增益放大电路分别与控制电路连接，控制电路连接有CAN总线，控制电路经CAN总线与数据收发模块(3)连接；所述声波接收换能器(1)的压电陶瓷圆筒内、外壁上分别覆盖有16个银电极，16个银电极之间的压电陶瓷极化后形成沿压电陶瓷圆筒圆周间隔设置的8个正电极(102)和8个负电极(101)，换能器的8个负电极连接在一起作为声波接收换能器的负极；所述的分时转向电路包括与控制电路连接的六个电子开关和4个变压器T1、T2、T3、T4，每个变压器包括1个初级线圈和4个次级线圈，其中四个电子开关分别与4个变压器T1、T2、T3、T4连接，通过电子开关控制变压器T1、T2、T3、T4与换能器内部四对正电极的导通和关断，实现换能器在东南西北四个方向波束的转变，各变压器的初级线圈输入端均与前置预处理电路连接，另外两个电子开关分别与换能器的8个正电极连接，通过该两个电子开关控制换能器的8个正电极分时两两连接分为四对，实现换能器在南北和东西方向不同接线方式的转变，将各变压器的4个次级线圈输出端口分别通过模拟电子开关与换能器四对正电极连接，四对正电极上的电压按+2.414：+1.586：‑0.414：‑0.414分配，通过4个变压器T1、T2、T3、T4分时为四种不同连接方式的四对正电极供电，从而实现换能器压电陶瓷圆筒分时向四个方向接收声波，获得不同方向的声波信号。