[發明專利]一種適用于隨鉆方位聲波測井的接收裝置

有效

• 申請號: 201611022798.5
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106640055B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 張文秀;底青云;王自力;陳文軒;鄭健;孫云濤;楊永友
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司11401
• 代理人: 巴曉艷

技術領域

本發明屬于隨鉆測井測量裝置領域，具體涉及一種適用于隨鉆方位聲波測井的接收裝置。

背景技術

隨著油氣田鉆井規模的不斷擴大及科學技術的發展。特別是隨鉆測井技術的飛速發展，迫切需要當前先進的科學技術在油氣田開采中發揮其重要作用。隨鉆方位聲波測井技術是隨鉆測井技術的方法之一。隨鉆聲波測井實現了在鉆井的同時進行聲波測井，相對于電纜測井，隨鉆聲波測井獲得的數據受鉆井液侵入影響小，更能有效的探測井壁地層的巖性、物性和儲集層參數。通過隨鉆聲波測井儀器獲得地層縱波和橫波速度。建立孔隙壓力梯度和滲透率，評估井眼穩固性，解釋巖性變化，檢測井眼中流體的流動影響，從而為鉆井作業提供重要的地質導向信息。但由于隨鉆聲波測井受鉆具噪聲、鉆井液循環造成和鉆停波的影響，為了獲得高質量的數據，鉆鋌隔聲、高精度測量、大功率聲波發射和高靈敏度聲波接收等技術至關重要。然而在實際應用中由于牽扯到聲波換能器的安裝、防水、壓力失衡以及低頻和輕小型的矛盾等問題，換能器發射、接收裝置的研制已成為瓶頸難題。

目前隨鉆方位聲波信號接收換能器封裝結構主要采用兩種結構方案:

（1）基于紐扣式接收換能器的隨鉆聲波接收裝置。該種基于紐扣式換能器的隨鉆聲波接收裝置可適用于單極子、偶極子及多極子隨鉆聲波儀器，由于所采用的紐扣式接收換能器具有較高的接收靈敏度，因此在隨鉆測井中能夠很好的接收聲波發射裝置發射的聲波信號。由于該種紐扣式接收換能器結構的特殊性導致換能器在使用過程中容易產生破壞。

（2）基于環形灌封接收換能器的隨鉆聲波接收裝置。該種基于環形灌封接收換能器的隨鉆聲波接收裝置由于多個換能器封裝于同一個環形帶且相互之間并聯連接。該種接收裝置多用于單極子隨鉆聲波儀器當中。

存在的問題是：

基于紐扣式接收換能器的隨鉆聲波接收裝置由于紐扣式接收換能器在使用過程中容易產生損壞，容易造成接收裝置失效，且由于換能器在安裝于內部電子倉骨架的同時實現與鉆鋌的高壓密封，該種結構增加了內部電子倉骨架與外部鉆鋌的加工及裝配要求。此外，該接收裝置需要串接專門的隨鉆井徑測量裝置進行井徑測量，對儀器的連接和可靠性提出了極高的要求。而基于環形灌封接收換能器的隨鉆聲波接收裝置多用于單極子隨鉆聲波儀器當中。

在隨鉆井徑測量方面，傳統超聲探距傳感器在進行結構封裝時，需采用液壓平衡裝置進行探距傳感器的封裝。而液壓封裝完成后體積較大，通常只能直接安裝于電子倉或者內部骨架當中。從而占用鉆鋌內部水眼空間，導致結構復雜，同時可靠性降低。

發明內容

基于上述問題，本發明提供了一種隨鉆方位聲波測井接收裝置，該接收裝置將隨鉆井徑測量系統及隨鉆方位聲波接收系統集成到一根鉆鋌當中，通過聲波換能器及超聲探距傳感器的模塊化封裝，并進行密封結構設計，實現聲波換能器及超聲探距傳感器與高壓泥漿的隔離。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種適用于隨鉆方位聲波測井的接收裝置，所述接收裝置包括鉆鋌本體1、電路安裝骨架8、隨鉆井徑測量系統和隨鉆方位聲波接收系統，所述電路安裝骨架8位于所述鉆鋌本體1的內部；

所述隨鉆方位聲波接收系統包括接收換能器6、密封連接器7、前置處理電路模塊9和用于處理換能器信號的第一接收信號處理電路10-1，接收換能器6通過密封連接器7和前置處理電路模塊9電連接，前置處理電路模塊9和第一接收信號處理電路10-1電連接；

所述隨鉆井徑測量系統包括探距傳感器15、至少一套插接組件、電連接器19和用于處理探距傳感器信號的第二接收信號處理電路10-2，探距傳感器15通過至少一套插接組件和電連接器19電連接，電連接器19和第二接收信號處理電路10-2電連接；

電路安裝骨架8的兩端分別通過MWD轉接頭3和尾部鎖緊結構實現和鉆鋌本體1相連；

所述接收換能器6、密封連接器7、前置處理電路模塊9、探距傳感器15、至少一套插接組件、電連接器19高壓密封安裝在所述鉆鋌本體1上；

所述第一接收信號處理電路10-1和所述第二接收信號處理電路10-2分別安裝在所述電路安裝骨架上；

所述前置處理電路模塊9包括信號放大模塊和模數轉換模塊。

進一步地，所述接收換能器6包括方位傳感器和方位傳感器的封裝結構，所述封裝結構由環氧樹脂灌封形成實現方位傳感器的高壓密封，接收換能器6并通過固定裝置一安裝于鉆鋌本體1，接收換能器6的接收信號線通過封裝裝置引出并與密封連接器7連接。