[發明專利]一體化隨鉆聲波接收換能器封裝裝置

有效

• 申請號: 201710806739.5
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN107558993B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 鄭健;陳文軒;底青云;王自力;孫云濤;楊永友;張文秀
• 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: E21B47/017
• 分類號: E21B47/017;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

本發明涉及隨鉆聲波測井技術領域，提供了一種一體化隨鉆聲波接收換能器封裝裝置，接收換能器直接設置于信號處理電路，信號處理電路安裝于內支撐架，內支撐架套入矩形波紋管；波紋管一面為波紋結構的可變形面，內部填充油體；接收換能器設置于可變形面一側；減震橡膠為U型結構；連接單元一端與信號處理電路連接，另一端與隨鉆儀器內部主控電路連接。本發明采用一體化封裝結構，結構上便于安裝；換能器直接安裝在電路板上，在換能器接收到信號時可實時處理，減少了信號干擾；采用波紋管封裝結構，與外部泥漿構成液壓平衡；封裝裝置的固定蓋板采用輕薄結構，提高了聲波的穿透性，進而提高了接收靈敏度；結構設計合理、新穎、應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及隨鉆聲波測井技術領域，特別涉及一種一體化隨鉆聲波接收換能器封裝裝置。

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。隨鉆聲波測井技術是隨鉆測井技術的方法之一，隨鉆聲波換能器是隨鉆聲波儀器的最重要原件，隨鉆儀器工作時，由隨鉆儀器內置的發射換能器產生聲波，隨后被同一儀器中的接收換能器接收，通過接收到的各種模式波的波速和衰減等聲學信息來評價將比介質性質。由于隨鉆儀器中間有過泥漿的水眼，聲波換能器安裝在鉆鋌外壁，很難如電纜聲波測井儀那樣浸在油中密封，所以常規的隨鉆聲波換能器一般采用單獨封裝。而隨鉆聲波接收換能器目前較為成熟的兩種分別是紐扣式接收換能器和環形封裝接收的接收換能器，紐扣式接收換能器直接安裝于隨鉆聲波儀器接收端電子倉，同時該種換能器具有較高的井下接收靈敏度。環狀封裝接收換能器將多片接收換能器封裝于環形帶狀結構中，接收芯片內部并聯構成一個接收換能器，該種接收換能器主要用于單極子隨鉆聲波儀器。

現有的技術方案如下：

紐扣式接收換能器封裝裝置。該種結構的換能器其陶瓷結構晶體封裝于一種紐扣式金屬結構中，依靠紐扣式金屬結構中的液壓平衡裝置實現陶瓷片晶體外部泥漿與內部液壓油的平衡，該陶瓷片晶體在紐扣式結構中需要實現動密封，即平衡陶瓷片晶體外部泥漿與內部液壓油的壓力。該種紐扣式接收換能器直接安裝于接收電子倉骨架，靠紐扣式結構外側的密封圈實現外部泥漿與電子倉的密封，同時換能器底部的雙芯電連接插針可實現與接收電路的短距離連接，從而進行聲波微弱信號的接收。

環形灌封接收換能器封裝裝置。該種結構的換能器采用片狀陶瓷晶體片結構，接收芯片封裝于一個環形帶中，同時接收芯片內部并聯構成一個接收換能器。該環形帶狀結構通過密封結構將芯片接收信號線引出，并通過特殊設計的密封電連接插件將兩路信號接收線與內部電子倉實現電連接。該種采用環氧樹脂灌封膠的換能器可浸泡于泥漿中，通過特殊設計的密封電連接插件實現外部泥漿與內部電子倉的密封，從而實現聲波微弱信號的接收。

現有的技術方案的缺點：

紐扣式接收換能器封裝裝置由于對陶瓷晶體片液壓動平衡設計的要求增加了換能器設計的復雜性，同時該結構在使用中容易失效；該種紐扣式換能器陶瓷晶體片通過外表面粘結一層PEEK材料暴露于泥漿當中，在井下復雜應用環境中容易產生破壞；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。

環形灌封接收換能器封裝裝置在實現與內部電子倉電連接時需要特殊設計的密封電連接插件，滿足插件再實現高圧密封的同時，實現與電子倉上電連接插件的對接，同時由于井下強振動沖擊的使用環境要求該插件能夠固定于鉆鋌上。該種封裝結構一方面需要特殊設計的密封插件，另一方面同樣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，相對于紐扣式換能器封裝結構，該種結構增加了換能器到電子倉的電連接線長度，影響信號的提取。

發明內容

本發明的目的就是克服現有技術的不足，提供了一種一體化隨鉆聲波接收換能器封裝裝置，可應用于偶極子及多極子隨鉆聲波儀器聲波接收系統。

本發明一體化隨鉆聲波接收換能器封裝裝置，包括主體、減震橡膠、連接單元；