[发明专利]一种用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置及方法

权利要求书

1.一种用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，包括：设置于钻铤外表面的阵列式声波辐射器、获取单元及激励单元；所述阵列式声波辐射器包括：沿同一轴线排列的多个声波辐射站；所述声波辐射站包括：多个压电振子；

各所述压电振子分别设置于所述钻铤外表面沿圆周方向均匀设置的各凹槽内；

所述获取单元，用于获取适用于所述随钻前视声波测井的控制参数；所述控制参数包括：相邻所述声波辐射站所施加的激励信号的延迟时间及各所述声波辐射站所施加的激励信号的幅度权重；

所述激励单元，用于利用所述控制参数激励各所述声波辐射站，以辐射声波能量。

2.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，所述声波辐射站还包括：设置于各所述压电振子与对应的凹槽之间的第一声电隔离体，用于隔离声电。

3.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，所述阵列式声波辐射器还包括：设置于各所述声波辐射站之间的第二声电隔离体，用于隔离声电。

4.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，各所述压电振子的工作频率范围为5kHz至25kHz。

5.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，每个所述声波辐射站包括至少四个所述压电振子。

6.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，各所述声波辐射站沿钻铤轴线等间隔排列；各所述声波辐射站所施加的激励信号的主频均相等；相邻所述声波辐射站所施加的激励信号的延迟时间均相等。

7.根据权利要求6所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，所述阵列式声波辐射器在井内的辐射主声束的偏转角θ_s满足如下关系式：

其中，d为相邻所述声波辐射站的中心点之间的距离，V_f为井内泥浆的纵波波速，τ为相邻所述声波辐射站所施加的激励信号的延迟时间。

8.根据权利要求1所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，所述阵列式声波辐射器在井内的辐射主声束的偏转角θ_s不大于声波由井内入射于井壁界面的第一临界角。

9.根据权利要求8所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，所述第一临界角θ_c具体为：

θ_c＝arcsin(V_f/V_p)

其中，V_f为井内泥浆的纵波波速，V_p为井外地层的纵波波速。

10.一种用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射方法，应用于权利要求1-9中任意一项所述的用于随钻前视声波测井的阵列式声波辐射装置，其特征在于，包括：

获取适用于所述随钻前视声波测井的控制参数；所述控制参数包括：相邻所述声波辐射站所施加的激励信号的延迟时间及各所述声波辐射站所施加的激励信号的幅度权重；

利用所述控制参数激励各所述声波辐射站，以辐射声波能量。