[发明专利]声波测井仪器的复合发射短节

说明书

技术领域

本发明涉及一种声波测井仪器的复合发射短节。

背景技术

声波测井是通过测量井壁介质的声学特性来研究井壁地层的地质特性及井眼工程状况的一类测井方法，其在油田勘探和开采、工程物探等许多领域有广泛的应用。声波测井的基本原理是：声波在不同介质中传播时，它的传播速度有很大的差别，而且它的幅度衰减、频率变化等声学特性也是不同的。现代测井技术正是通过测量地层和井孔中的上述几种声学参数，并结合电法和放射性等其他测井方法，估计井外地层的性质，如地层的厚度、孔隙度、含油饱和度、含水饱和度、含气饱和度、渗透率等。此外，还可以利用声波测井资料分析地层应力，探测地层裂缝，检测套管井中的水泥胶结状态，评价固井质量等等。

声波测井使用的仪器有许多不同的种类，它们的共同特点是能够发射和接收声波。不同的仪器发射和接收不同类型的声波，从而达到不同的检测目的。近代声波测井技术发展很快，目前常用的声波测井主要有如下几种方法：声波速度测井、声波幅度测井、长源距声波全波列测井和声成像测井。

声波是由物质的机械振动产生的一种运动形式，通过物质内质点的相互作用将振动由近及远地传递而得以传播。人耳可听到的声波的频率介于20 Hz至20 kHz之间。低于20 Hz的机械波叫次声波，高于20 kHz的机械波叫超声波。目前，声波测井应用的频率介于15 kHz至30 kHz之间，因此通常称之为声波。由于声波是弹性体受外力作用产生弹性形变产生的，所以声波在物质中传播的速度、频率、幅度与物体的弹性及弹性力学参数密切相关。

近年来，随着地质和石油勘探的深入，对测井仪器的期望和要求也越来越高，声波测井是石油测井的重要方法之一。目前采用的声波测井技术是利用发射换能器在井下发出声波，在地下介质中传播，经过一定时间衰减后，被接收换能器接收，通过对衰减的声波信号分析来判断地下的有关地质结构。

现有很多声波仪器是用皮囊包裹晶体，并作为压力平衡的介质，仪器在井下作业时会出现液化气通过橡胶分子间隙渗入仪器内的情况，仪器出井后液化气气化会导致皮囊膨胀，严重时损坏皮囊，从而损伤仪器探头内部的零件。

发明内容

声波测井仪器的复合发射短节是测井声波仪器的声源发起部分，其结构的优劣直接影响到声波测井仪器的性能及精度。本发明提供一种具有独特结构的声波测井仪器的复合发射短节，其包括芯轴部分、透声罩及支撑部分、发射晶体部分和变压器部分，其中，所述透声罩及支撑部分、所述发射晶体部分和所述变压器部分均安装于所述芯轴部分上，所述发射晶体部分与所述变压器部分均被布置在所述透声罩及支撑部分中，使得所述发射晶体部分邻近于所述变压器部分。

优选地，所述透声罩及支撑部分包括发射罩，所述发射晶体部分放置在所述发射罩中，并且所述发射罩由金属制成。

优选地，所述发射罩具有局部减小的壁厚，降低声波在经过发射罩时的衰减。

优选地，所述复合发射短节还包括第二发射晶体部分和第二变压器部分，所述第二发射晶体部分和第二变压器部分分别与所述发射晶体部分和变压器部分关于所述复合发射短节的轴向中点镜像对称布置。

优选地，所述芯轴部分包括发射轴和发射芯轴，所述发射轴套装在所述发射芯轴内，芯轴支撑非金属环隔在所述发射轴与所述发射芯轴之间，使所述发射轴与所述发射芯轴之间形成芯轴间内腔。

优选地，所述发射轴包括主定位孔、主轴油线孔和辅助定位孔，所述发射芯轴包括主定位销孔、芯轴油线孔和芯轴辅助定位孔，并且其中，当所述发射轴套装在所述发射芯轴内时，所述主定位孔与所述主定位销孔对齐，所述主轴油线孔与所述芯轴油线孔对齐，并且所述辅助定位孔与所述芯轴辅助定位孔对齐。

优选地，所述变压器部分包括变压器绝缘托、发射变压器、发射变压器绝缘垫、发射轴承内压板、推力垫圈、发射轴承外压板、发射锁紧螺纹环和弹簧挡圈，其中，所述变压器绝缘托与所述发射变压器绝缘垫分别位于所述发射变压器的轴向两边，所述变压器绝缘托与所述发射变压器绝缘垫分别由绝缘材料制造，并且其中，所述发射轴承内压板、所述推力垫圈、所述发射轴承外压板、所述发射锁紧螺纹环、所述弹簧挡圈依次沿轴向安装，所述弹簧挡圈与所述发射芯轴的变压器部分固定卡槽相配，使所述变压器部分轴向定位。

优选地，所述发射锁紧螺纹环设有外螺纹，所述外螺纹与所述透声罩及支撑部分的发射罩支撑环的内螺纹相接合。

优选地，所述发射晶体部分包括发射晶体，所述发射晶体由压电陶瓷或压电石英制成。