[发明专利]超声换能器检测装置及随钻超声换能器检测方法

说明书

本发明提出了一种超声换能器检测装置及随钻超声换能器检测方法，该超声换能器检测装置包括：与随钻超声井径测井仪的钻铤连接的支架，其截面为环形且沿周向设有多个贯穿的径向通孔；与超声波换能器数量相等的超声波耦合延迟块，其包括多个且沿周向嵌设在支架的径向通孔内；且该检测装置构造成：在下井前，通过随钻超声井径测井仪中的超声波发射与接收机构发射超声波信号，经超声波耦合延迟块传递，根据超声波发射与接收机构接收到的反射信号的到时和幅度，从而检测随钻超声井径测井仪中的多个超声波换能器的性能。该检测装置实现钻铤中多个随钻超声换能器的同步快速检测，提高了随钻测井仪器中超声换能器的检测效率与检测准确性。

技术领域

本发明涉及声学换能器检测技术领域，特别涉及一种超声换能器检测装置及随钻超声换能器检测方法。

背景技术

随钻超声井径测井仪是一种随钻条件下基于超声脉冲反射法进行井眼状况评价的井壁超声测井仪器。仪器在钻进过程中测量不同深度位置的井眼信息，这些信息有助于优化钻井参数，改善钻井质量，提高钻进时效，降低钻井成本，以及为其它测井曲线的井眼环境校正提供必要的参数。

随钻超声换能器是随钻超声井径测井仪中最为核心的部件之一，直接影响仪器测量结果的可靠性和准确性。现有超声换能器检测技术主要是利用定位系统或者行吊装置在室内半空间水槽或充满水的空心钢管中对超声换能器的脉冲响应特性进行测量。然而，现有的这种检测方法对安装在钻铤中的随钻超声换能器的检测就比较困难，需要采用吊装装置将钻铤整体竖起来，再将随钻超声换能器完全浸泡于水槽中进行检测，检测过程复杂、耗时、效率低、成本高。数吨重的钻铤搬运十分困难，而且现有超声换能器检测技术不适合现场随钻超声换能器的检测，无法快速准确评价随钻超声换能器的质量好坏。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种超声换能器检测装置及随钻超声换能器检测方法，在井场下钻前或起钻后可以在钻铤外壁上嵌套本发明的超声换能器检测装置，从而实现钻铤中多个随钻超声换能器的同步快速检测，提高了随钻测井仪器中超声换能器的检测效率与检测准确性。

为了实现以上发明目的，一方面，本发明提出了一种超声换能器检测装置，包括：

与随钻超声井径测井仪的钻铤连接的支架，其截面为环形且沿周向设有多个贯穿的径向通孔；

与超声波换能器数量相等的超声波耦合延迟块，其包括多个且沿周向嵌设在支架的径向通孔内；

且该检测装置构造成：在下井前，通过随钻超声井径测井仪中的超声波发射与接收机构发射超声波信号，经超声波耦合延迟块传递，根据超声波发射与接收机构接收到的反射信号的到时和幅度，从而检测随钻超声井径测井仪中的多个超声波换能器的性能。

在一种实施方案中，超声波耦合延迟块的自由端面上设有超声波耦合剂层。

在一种实施方案中，所述超声波耦合剂层具有良好的高低温适应性，其适用的温度范围为-25°-125°。

在一种实施方案中，所述支架由两个半圆环的弧形支架通过紧固件或连接件连接构成，且两个弧形支架的连接处形成有连接凸块，在所述凸块上形成有用于连接的轴向通孔和/或径向螺纹孔。

在一种实施方案中，所述支架采用高分子工程塑料制作而成，所述材料包括聚四氟乙烯与聚醚醚酮。

在一种实施方案中，所述超声波耦合延迟块采用阻抗大、有利于反射的金属材料或者合金材料制作而成，所述材料包括铝合金、铜合金与不锈钢。

在一种实施方案中，所述支架的内表面形成有光滑的反射面或设置有专用于反射超声波的反射面。

在一个优选的方案中，超声波发射与接收机构及超声波换能器可采用超声波发射与接收一体机。