[发明专利]一种用于油井声波通讯的低频纵向振动换能器及其制作方法

权利要求书

1.一种用于油井声波通讯的低频纵向振动换能器，其特征在于，包括：辐射头(1)和至少两个晶堆模块(14)；所有相邻的两个晶堆模块(14)之间首尾相接，并通过接通电源正、负极后产生纵向振动的低频声波；所述的辐射头(1)固定于纵向振动换能器的前端，用于输出晶堆模块(14)产生的低频声波；

所述的晶堆模块(14)包括：若干压电陶瓷圆环片(4)、若干金属钢环(5)、连接端块(3)、压紧端块(8)、预应力螺杆(7)和绝缘套管(6)；所述的压电陶瓷圆环片(4)与金属钢环(5)交错叠放在一起后，套设于绝缘套管(6)上，并使得任意相邻的两个压电陶瓷圆环片(4)之间同极相对，使得每个金属钢环(5)接通与其相邻的两个压电陶瓷圆环片(4)极性相同的电压，每个金属钢环(5)均通过引线(12)与其极性相同且相邻的金属钢环(5)串联在一起，所述的预应力螺杆(7)穿设于绝缘套管(6)内，所述的连接端块(3)和压紧端块(8)分别固定于晶堆模块(14)的两端；

所有相邻的两个晶堆模块(14)之间均通过连接螺母(9)固定，所述的连接螺母(9)通过螺纹禁锢于其中一个晶堆模块(14)的连接端块(3)和另一个晶堆模块(14)的压紧端块(8)之间。

2.根据权利要求1所述的用于油井声波通讯的低频纵向振动换能器，其特征在于，还包括后负载(10)；所述的后负载(10)固定于纵向振动换能器的后端，用于调节晶堆模块(14)的振动频率，并降低纵向振动换能器的后端输出。

3.根据权利要求2所述的用于油井声波通讯的低频纵向振动换能器，其特征在于，所述的后负载(10)的末端设有插座(11)，所述的插座(11)与后负载(10)呈一体结构，用于将晶堆模块(14)与电源接通。

4.一种用于油井声波通讯的低频纵向振动换能器的制作方法，其特征在于，包括：

步骤1)清洗纵向振动换能器中的各元器件，以去除油污；

步骤2)检测压电陶瓷圆环片(4)径向谐振频率、电容和压电常数，并标明正、负极；

步骤3)在晶堆模块(14)叠堆时，将压电陶瓷圆环片(4)与金属钢环(5)交错叠放在一起后，套设于绝缘套管(6)上，并使得任意相邻的两个压电陶瓷圆环片(4)之间同极相对，使得每个金属钢环(5)接通与其相邻的两个压电陶瓷圆环片(4)极性相同的电压，每个金属钢环(5)均通过引线(12)与其极性相同且相邻的金属钢环(5)串联在一起后，引出正极的导线和负极的导线；

步骤4)将预应力螺杆(7)穿设于绝缘套管(6)内，在预加力装置中施加应力压紧晶堆模块(14)后，用预应力螺栓(7)拧紧后，将连接端块(3)和压紧端块(8)分别固定于晶堆模块(14)的两端；

步骤5)将所有相邻的两个晶堆模块(14)之间均通过连接螺母(9)固定，所述的连接螺母(9)通过螺纹禁锢于其中一个晶堆模块(14)的连接端块(3)和另一个晶堆模块(14)的压紧端块(8)之间；

步骤6)将辐射头(1)和后负载(10)分别固定于纵向振动换能器的前端和后端，并将步骤3)中引出的两根导线与插座(11)相连后，再将插座(11)用螺母固定在后负载(10)的末端。