[實用新型]隨鉆方位聲波測井裝置

有效

• 申請號: 201220537460.4
• 申請日: 2012-10-20
• 公開（公告）號: CN202926323U
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊錦舟;肖紅兵;黃敬;喬文孝;鞠曉東;施斌全;趙紅林
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本發明涉及測井裝置領域的一種隨鉆方位聲波測井裝置。?

背景技術

近年來，聲波測井技術已成功應用于隨鉆過程中。隨鉆聲波測井采用滑行波測量方式實時測量地層巖石縱橫波聲速的變化，通過測量地層的縱、橫波波速，不僅可提供地層孔隙度、通過實時地層壓力預測提高鉆井安全系數、通過與地震資料結合降低地球物理勘探風險和提高地質導向效率，還能進行巖石機械特性分析及鉆井事故預測。隨鉆聲波測井在鉆井的同時完成聲波測井作業，減少了井場鉆機占用時間，從鉆井-測井一體化服務中節省成本。對于大斜度井、水平井或特殊地質環境鉆井，電纜測井困難或風險大，以至于不能進行作業，隨鉆聲波測井可以取而代之。因此該項技術在鉆井工程和油氣勘探方面有著尤為重要的意義。?

但由于其隨鉆工作環境的特殊性，使得隨鉆聲波測井的實現要比電纜測井技術復雜得多。隨鉆聲波測井要取得成功，在技術上必需解決的四個難題，主要為：聲波探頭及安裝工藝；抑制發射探頭到接收探頭之間的鉆鋌直達波；抑制鉆井噪聲的干擾以及井下波形實時處理，提取時差后送往地面。?

目前國內隨鉆聲波測井技術主要涉及聲波換能器或者鉆鋌隔聲體的內容，其中CN?102162358?A涉及的是一種隨鉆聲波測井換能器組合，接發換能器采用多個壓電陶瓷片。CN?102322258?A采用拓寬鉆鋌拉伸波的固有阻帶的原理和方法來解決鉆鋌直達波的問題，可以避免刻槽對鉆鋌強度的不利影響。但是無論是換能器或者鉆鋌隔聲體，在實現測量功能時會受到不同條件的相互影響，不能夠單獨考慮其中某一方面，否則測量是不正確的。?

發明內容

本發明目的在于針對現有技術存在的問題,提供一種隨鉆方位聲波測井裝置，通過安裝在鉆鋌上的單發四收探頭構成隨鉆聲波聲系，采用定向發射、接收技術，通過井下測控電路進行井下波形實時處理，提取時差后送往地面。另外采用鉆鋌上刻槽的隔聲體抑制發射探頭到接收探頭之間的鉆鋌直達波。在鉆井過程中的實時測量的地層巖石縱橫波聲速可用于巖性識別、孔隙度計算、巖石力力學參數計算、井眼穩定性預測等。?

本發明的隨鉆方位聲波測井裝置包括：?

專用鉆鋌、聲系和測控電路，其中測控電路包括聲波激勵電路、信號接收及處理電路、控制和數據處理電路、電源電路，其特征是：專用鉆鋌靠近上下端部分別設有上扶正器與下扶正器，上、下扶正器之間設有周期性交錯排列的導聲槽構成的隔聲體；聲系采用1個發射探頭，?4個接收探頭組成接收探頭陣列，發射探頭布置在鉆鋌的下扶正器的凹槽內，接收探頭陣列9按軸向排列布置在鉆鋌的上扶正器的凹槽內，聲系通過上、下導流套分別與外部的MWD和專用鉆鋌內的供電電池、測控電路連接。

構成隔聲體是的導聲槽設為4個；接收和發射探頭都采用模塊化設計制作，即：把壓電振子固定在一個具有減震結構的基座上，外套透聲窗口，進行封裝并注入硅油形成一個探頭；導流套與鉆鋌開孔嚴格同心，通過高壓密封塞進行內外的連接；供電電池、測控電路分別裝在特制抗壓筒中，特制抗壓筒居中放置在專用鉆鋌的泥漿流道中，通過與鉆鋌內徑相同的橡膠扶正器與鉆鋌內壁相連。?

接收和發射探頭采用徑向疊加的多層壓電振子排列方式，壓電振子與基座采用高溫粘結膠粘接成一體，透聲窗口采用氟橡膠、硅橡膠或其它絕緣材料制成的耐磨透聲窗口；基座16與鉆鋌之間加裝隔聲的橡膠墊。?

導聲槽的槽寬分別為：130mm、110mm，90mm、110mm，深度均為14mm，導聲槽的間隔分別為：110mm，90mm、110mm。?

測控電路的激勵電路在來自控制和數據處理電路的點火脈沖作用下產生發射聲系的激勵信號，工作頻率范圍12～18kHz，激勵脈沖的寬度可調；信號接收及數據采集電路包括4個功能完全相同的獨立通道，對來自接收聲系中各探頭的不同通道信號進行放大、濾波、采集，四通道模擬程控放大器帶寬10～20KHz，四通道14位波形數據采集；控制和數據處理系統是以DSP和CPLD芯片為核心，控制系統收到來自隨鉆測量系統MWD的控制命令后，產生系統工作所需的所有控制時序，通過內部總線，協調系統內各部分之間的工作，并負責與MWD系統之間的數據傳輸，包括通道增益、采集深度、采集速率，發送發射啟動脈沖、采集啟動命令，并對接收采集到的波形數據進行實時計算處理、存儲；電源電路供電為24～36VDC電池，電源電路內的MPU根據MWD系統的指令，控制電源電路開關實現間歇工作方式。?

控制和數據處理系統的存儲用大容量非易失FLASH存儲器對測井數據進行存儲。?