[發明專利]帶油壓方式的一發雙收測井換能器

無效

• 申請號: 201510076940.3
• 申請日: 2015-02-13
• 公開（公告）號: CN104668176A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 王槐仁
• 申請（專利權）人: 王槐仁
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所 43103
• 代理人: 龔正初

技術領域

本發明涉及一種一發雙收測井的壓電陶瓷聲波換能器，特別是一種帶油壓方式的一發雙收測井換能器，與工程聲波儀配套使用，屬于工程地球物理檢測設備。它利用彈性的波速隨巖體裂隙發育而降低，隨應力增大而增大的特性，對巖土、建筑工程的混凝土內部強度和缺陷檢測，測試洞室因開挖形成的松弛范圍、研究洞室圍巖節理、裂隙發育情況。工程建筑中，將工程地質與巖體力學聯系起來解決工程地質評價等問題。

背景技術

一發雙收壓電陶瓷聲波換能器是利用壓電材料的壓電效應制成,極化后的壓電材料在外加電場作用下會發生機械形變,這稱為逆壓電效應，反之壓電材料的機械形變也會產生電壓，這稱為正壓電效應。利用逆壓電效應，可以把高頻電壓轉換為高頻機械振動，從而產生超聲波。同樣利用正壓電效應可以把接收到的超聲波振動轉換為電信號，這就是超聲換能器的工作原理。目前市場上所有的一發雙收聲波測井換能器均基于上述原理。發射換能器在高壓激勵下產生機械形變與幾千至幾十千赫茲高頻機械振動。而兩道接收換能器則將接收到的超聲振動信號轉換為電信號，并通過電纜將信號傳送至聲波儀采集接收。

傳統的一發雙收換能器，分為三部分：發射、接收1?、接收2，一般直徑在φ28mm?～?φ80mm便于下到鉆孔內檢測，換能器的發射主頻為40kHz、30kHz、20kHz、10kHz?等。

傳統換能器的電纜線長度大于100?米時，一般采用帶前置放大的方法來增強接收信號，但是人們往往忽略了一個重要的因素：水壓。深孔超過200米時水壓造成的壓電陶瓷管形變與壓電效應的改變不容小覷。深孔內水壓作用嚴重影響信號檢測的準確性與信號強度。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶油壓方式的一發雙收測井換能器。將密封壓電陶瓷換能器內注入液壓油，并安裝自動調壓閥門，保證500米深度內，壓電陶瓷換能器內部液壓與外部水壓平衡，從而保證不同深度發射信號和接收信號強度的一致性與準確性。

本發明的技術方案是：一種帶油壓方式的一發雙收測井換能器，其特征在于：包括F發射器、J1?接收器、J2?接收器共三個壓電陶瓷換能器；所述的壓電陶瓷換能器內注滿液壓油，并通過端蓋密封；所述的端蓋上設有壓力平衡自動調節閥門；F發射器與J1?接收器之間、J1接收器與J2?接收器之間通過隔聲管連接；在F發射器內設有高壓發射模塊，高壓發射模塊通過電纜連接聲波儀面板的發射接口；J1接收器、J2接收器內置信號放大器；J1接收器和J2接收器分別通過電纜連接聲波儀面板的接收通道接口。

所述的F發射器、J1接收器、J2接收器所使用的電纜是用三根完全一樣的電纜并扎在一起。

所述的電纜上捆綁有測繩。

所述的壓電陶瓷換能器的端蓋上的壓力平衡自動調節閥門與端蓋的連接為過渡配合連接。

所述的隔聲管由開有間隔缺口的尼龍管制造。

本發明的有益效果：

a、可有效提出深孔內水壓對換能器壓電效應的影響，工程檢測數據更加準確。

b、解決了傳統一發雙收換能器200米以上深孔無法檢測的缺陷，最大測量深度可達500米。

c、內置放大電路對信號放大，便于聲波儀采集有效信號。

附圖說明

圖1為帶油壓方式一發雙收測井換能器結構示意圖；

圖中：1、F發射器；2、J1接收器；3、J2接收器；4、下井電纜；5、隔聲管。

圖2為換能器油壓平衡系統示意圖；

圖中：6為壓力平衡自動調節閥門；7為內置信號放大器。

具體實施方式

如圖1所示，F發射器1、J1接收器2、J2接收器3采用全密封設計，內部注滿液壓油，J1接收器2、J2接收器3內置信號放大器。下井電纜4一端連接F發射器1，另一端連接聲波儀。F發射器1與J1接收器2通過隔聲管5連接，J1接收器2與J2接收器3通過隔聲管5連接。

下井電纜采用三根相同的電纜并扎在一起，一根電纜連發射器、另外2根連接收器。三股電纜上并扎有測繩，標識下井深度，下井電纜另一端連接地面聲波儀面板的發射接口與接收通道接口。

如圖2所示，壓電陶瓷換能器的端蓋上設有壓力平衡自動調節閥門6，通過調節閥門保持內外壓力一致。在接收換能器內設有信號放大器7。

本發明的一般操作過程：

a、準備帶油壓方式的一發雙收換能器，將工程聲波儀充滿電；

b、確保全套設備工作正常后，將一發雙收測井換能器下放至井底；

?c、聲波儀的發射端口連接至換能器的發射器，聲波儀通道一、通道二連接換能器的接收器1和接收器2；