[发明专利]一种井壁超声成像测井换能器及其测量系统

权利要求书

1.一种井壁超声成像测井换能器，包括发射换能器(11)和接收换能器(12)；其中，所述发射换能器(11)包括压电材料层(102)、透声匹配层(105)、背衬层(204)和绝缘密封层(101)；其特征在于，所述压电材料层(102)包括压电相和聚合物相，所述压电相为短圆柱形压电材料，所述压电相的上下表面分别开设有多个大小相等的圆形通孔，所述圆形通孔的孔径大于所述圆形通孔的孔距；所述圆形通孔内部容纳着与所述圆形通孔内部空间等大小的所述聚合物相，所述聚合物相与所述压电相固定连接。

2.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述背衬层(204)包括圆柱体结构部分和圆锥体结构部分；所述圆柱体结构部分的顶面与所述圆锥体结构部分底面为同一平面；所述圆柱体结构部分与所述圆锥体结构部分的高度均为二分之一波长，所述波长为背衬材料层中传播的超声波的波长；所述背衬层(204)的材料具体为重金属粉体颗粒与高分子材料的混合物。

3.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述透声匹配层(105)的结构为短圆柱体，所述透声匹配层(105)的上下表面与所述压电材料层(102)的上下表面大小相等；所述透声匹配层的厚度为四分之一波长，所述波长为所述透声匹配层中传播的超声波的波长。

4.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述压电相的材料为压电陶瓷材料或压电单晶材料。

5.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述绝缘密封层(101)的通过特制的模具灌封绝缘密封材料制成。

6.根据权利要求1所述的换能器，其特征在于，所述导线电极(103)包括第一电极导线和第二电极导线，所述第一电极导线和所述第二电极导线相互独立，所述第一电极导线的一端与所述压电相的上表面固定连接，所述第二电极导线的一端与所述压电相的下表面固定连接，所述第一电极导线和所述第二电极导线的另一端延伸并固定在所述绝缘密封层(101)的表面。

7.一种井壁超声成像测井的测量系统，其特征在于，包括：如权利要求1所述的换能器(10)。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，还包括，井下电路单元(20)和机械单元(30)；所述换能器(10)和所述井下电路单元(20)固定在所述机械单元(30)的内部构件中，并通过所述机械单元(30)与外部设备连接；所述换能器(10)与所述井下电路单元(20)通过所述导线电极(103)相互连接；所述井下电路单元(20)包括：脉冲发射电路模块、接收电路模块、采集处理模块和存储与传输模块。