[實用新型]一種偶極子聲波測井儀

有效

• 申請號: 201320566859.X
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN203452778U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 何明;李英波;劉金柱
• 申請（專利權）人: 北京環鼎科技有限責任公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本實用新型涉及一種勘探技術設備，特別是石油勘探方面的測井設備。

背景技術

傳統的聲波儀器主要利用聲波沿井壁的傳播特性來測量地層的孔隙度，但實際上回波中含有豐富的地層信息并沒有被利用。縱波、橫波、斯通利波的到時和幅度等信息，無不與地層巖性、孔隙、滲透性息息相關。此外，通過聲波還可以獲取地層應力方向等一些地層機械特性參數，可用于指導鉆井。目前發展起來的偶極子和多極子聲波測井具有一次下井獲取的地層信息豐富，具備多種測量方式的特點，而且很好地解決了軟地層中聲波的測量等問題，成長為新一代聲波側井儀。目前國外已經推出了成功的儀器，國內花高價進口了少量該型儀器，但是由于儀器價高，測井成本高，儀器測井應用難以推廣。在國內雖已進行多年研究與開發，但還未推出成熟的該類儀器。因此，開發成功該儀器不僅能打破國外對該類儀器的壟斷，降低該型儀器的進口成本，還能滿足國內日益增長的該類儀器需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于：

1、采用單極全向發射換能器與正交矢量偶極聲源換能器向地層發射低頻聲波，激發低頻井孔撓曲波（彎曲波模）。

2、通過8×4正交分布的偶極聲波接收器測量回波，求得縱波與橫波波速。

3、多種發射頻率選擇以適應不同地層，多通道全波列采樣、實時DSP數字處理提取波形信息。

4、采用隔聲體置于發射換能器與接收換能器之間，用于隔離沿儀器外殼傳播的直達波，避開系統噪聲對測量的影響。

本實用新型的技術方案如下：

一種偶極子聲波測井儀，包括發射電路、發射換能器、接收換能器、隔聲體、聲波信號采集電路及聲波信號處理電路，所述發射電路激發發射換能器發射聲波；所述接收換能器接收到沿井壁傳播的聲波；聲波信號采集電路采集上述聲波后傳輸至聲波信號處理電路進行分析；所述隔聲體由隔聲體連接塊及隔聲體連接本體組成；其特征在于：

所述發射換能器為正交偶極子矢量換能器，由兩個指向性相互垂直的兩組矢量換能器組成兩個測量通道，一個為Ｘ向通道，一個為Ｙ向通道，兩個測量通道在周向上互相垂直。

進一步的，所述正交偶極子矢量換能器采用線性功率放大驅動換能器進行受迫振動。

進一步的，所述接收換能器采用8換能器接收陣列，由8個接收環組成，每個接收環由4個在周向上成90°分布的三疊片偶極接收換能器組成，相鄰兩個接收環之間的間距為6英寸。

進一步的，所述聲波信號采集電路具有32個獨立的接收采集通道，所述采集電路對每片接收換能器信號均進行數字采集；在偶極發射時，采集電路將32道接收波形數字化后上傳至聲波信號處理電路。

進一步的，所述聲波信號處理電路包括X向信號處理模塊和Y信號處理模塊組成；所述X向信號處理模塊由一個信號相減電路將相同接收環上兩個X接收信號進行相減得到該環X方向的接收波形；所述Y向信號處理模塊由一個信號相減電路將相同接收環上兩個Y接收信號進行相減得到該環Y方向的接收波形。

進一步的，所述測井儀還包括一單極聲源，采用圓環壓電陶瓷發射換能器；所述單極聲源與正交偶極子矢量換能器聲源共用8換能器接收陣列。

進一步的，所述測井儀單極源距：8英尺；偶極源距：9英尺。

進一步的，所述測井儀的單極發射源的工作主頻為8kHz，偶極發射源工作頻率包括1.2kHz、1.5kHz及2.2kHz三種頻率。

進一步的，所述測井儀采集的基本周期為1s，在一個采集周期內儀器進行單極采集、偶極X采集與偶極Y采集各一次，儀器采集次序為單極→偶極X→偶極Y，相鄰兩個采集次序為100ms。

進一步的，所述信號處理電路還包括：提供實時曲線：單極縱波慢度，偶極X橫波慢度與偶極Y橫波慢度，及三條曲線的質量監控圖；

以及精細后處理曲線：單極縱波、橫波、斯通利波波速；泊松比及地層地應力的各向異性。

本實用新型的有益效果在于：

1、氣層識別：縱波在氣層段時差變大，但是橫波的時差卻變化極小，因而根據縱橫波速比VP/VS可以探測氣層；

2、天然裂縫的探測與評價；

3、指示滲透層；