[发明专利]一种声波测井发射单元

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探领域中声波测井仪器技术领域，主要是一种声波测井发射单元。

背景技术

目前，在地球物理与油气勘探开发过程中，声波测井作为主要方法之一，可以获得地层声波速度、弹性模量、泊松比等岩石物性参数，可以确定地层孔隙度、渗透率、含油饱和度等参数。随着钻进技术的发展，深井、超深井的普及，井眼尺寸越来越小，但是声波测井仪器中发射声系换能器使用高温压电陶瓷晶体换能器，受限于压电陶瓷的能量密度、输入电压等因素，尺寸较大，难以满足小井眼测井仪器。本发明以磁致伸缩材料换能器为核心，构建一种适用于小井眼环境下的发射声系单元。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种声波测井发射单元，用于声波测井中的发射声系结构。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种声波测井发射单元，以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架、密封圈A、导线、螺纹环、垫片A、磁致伸缩块、线圈、磁钢、杆型振子、垫片B、螺钉、螺杆、密封圈B、密封圈C组成；外部电源通过导线与线圈激发磁致伸缩块，激发磁致伸缩块受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子振动，产生声信号；其中螺钉拧紧，使磁致伸缩块产生一定量值的压应力，螺杆拧紧后压紧螺钉使其在振动过程中不松弛，磁致伸缩块保持一定量值的压应力状态，同时上下两个磁钢建立一定强度的磁场，使磁致伸缩块的轴向伸缩振动与线圈输入处于线性区域，通过调节线圈的输入控制磁致伸缩块的轴向伸缩振动。

作为优选，外部电源通过导线与线圈激发磁致伸缩块，激发磁致伸缩块受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。

作为优选，线圈绕制于磁致伸缩块(的圆柱外表面。

作为优选，磁致伸缩块两端分别有磁钢，使其处于线性激励区。

作为优选，杆型振子两端有密封圈，消除外界压力变化引起的载荷，其中密封圈保证发射单元在外界环境压力变化保持正常工作。双螺纹结构用于压紧固定与振动防松。

本发明的有益效果为：以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元。本发明实现了仪器外径为Φ73mm的偶极声波发射单元，可以在175℃高温,140MPa的环境中工作。

附图说明

图1为本发明的偶极发射声系单元结构图。

附图标记说明：发射骨架(1-1)、密封圈A(1-2)、导线(1-3)、螺纹环(1-4)、垫片A(1-5)、磁致伸缩块(1-6)、线圈(1-7)、磁钢(1-8)、杆型振子(1-9)、垫片B(1-10)、螺钉(1-11)、螺杆(1-12)、密封圈B(1-13)、密封圈C(1-14)。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做详细的介绍：

如图所示，这种声波测井发射单元，以磁致伸缩材料换能器为激励源，以杆型振子为振源构建一种发射声系单元，该声系单元主要由发射骨架1-1、密封圈A1-2、导线1-3、螺纹环1-4、垫片A1-5、磁致伸缩块1-6、线圈1-7、磁钢1-8、杆型振子1-9、垫片B1-10、螺钉1-11、螺杆1-12、密封圈B1-13、密封圈C1-14组成；外部电源通过导线1-3与线圈1-7激发磁致伸缩块1-6，激发磁致伸缩块1-6受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子1-9振动，产生声信号；其中螺钉1-11拧紧，使磁致伸缩块1-6产生一定量值的压应力，螺杆1-12拧紧后压紧螺钉1-11使其在振动过程中不松弛，磁致伸缩块1-6保持一定量值的压应力状态，同时上下两个磁钢1-8建立一定强度的磁场，使磁致伸缩块1-6的轴向伸缩振动与线圈输入处于线性区域，通过调节线圈的输入控制磁致伸缩块1-6的轴向伸缩振动。

线圈1-7绕制于磁致伸缩块1-6的圆柱外表面。磁致伸缩块1-6两端分别有磁钢，使其处于线性激励区。外部电源通过导线1-3与线圈1-7激发磁致伸缩块1-6，激发磁致伸缩块1-6受激发后沿轴向伸缩振动，使杆型振子1-9振动，产生声信号，并且每个单元各自独立，通过不同的组合实现仪器所需要的3种类型声源：单极、偶极、四极声源。