[實用新型]一種夾層結構隨鉆聲波測井儀器隔聲體

有效

• 申請號: 201920504826.X
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN210087312U
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 季運佳;何曉;陳浩;王秀明
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B17/16;G01V1/52
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

本實用新型屬于聲波測聲技術領域，具體涉及一種夾層結構隨鉆聲波測井儀器隔聲體；其包括：第一鉆鋌(1)、若干金屬夾層(2)和第二鉆鋌(3)；三者為一體式結構，且若干金屬夾層(2)位于第一鉆鋌(1)和第二鉆鋌(3)之間；通過在聲源和接收器之間的鉆鋌部分嵌入一定厚度的不同于鉆鋌材質的金屬夾層，由于金屬夾層與鉆鋌聲阻抗的不同，使得夾層上下界面形成聲阻抗差，從而阻礙沿鉆鋌軸向傳播的彈性波，達到削弱儀器波凸顯地層信號的目的。

技術領域

本實用新型屬于聲波測聲技術領域，具體涉及一種夾層結構隨鉆聲波測井儀器隔聲體。

背景技術

聲波測井是地球物理測井方法中的一種，多服務于井下油氣資源的準確定位。它是利用地層的聲學性質，通過一個發射換能器向外發射聲波，接收換能器接收經地層后返回的聲波信號，經過信號處理等手段從而得到井孔周圍的地層信息。隨鉆聲波測井技術近年來在國內發展迅速，相比于傳統的電纜聲波測井，它實現了一邊鉆井一邊測量地層信息，這不僅節省了大量的井架占用時間，還能夠提供地質導向服務，尤其適用于海上勘探。

然而，隨鉆環境下儀器工作條件十分惡劣，隨鉆聲波測井儀器的發射換能器2和接收換能器1均安裝在高強度的厚壁鉆鋌上，當發射換能器聲源激勵的時候，由于厚壁鉆鋌的存在，井孔中會產生一種主要沿著鉆鋌傳播的一種導波，我們將之稱作鉆鋌波6(或者儀器波)。因此，接收器接收到的除了來自地層的信號外還將接收到鉆鋌波6。對于單極子隨鉆聲波測井，如果不對鉆鋌波進行壓制，則將嚴重干擾地層縱波信號7的提取，如圖1所示，在測井頻率范圍下，鉆鋌波幅度大且波群拖尾長，在一般硬地層中，會干擾甚至掩蓋地層縱波信號，從而會阻礙地層信息的獲取。如圖2所示，通過數值模擬的方法，鉆鋌波干擾地層信號，從圖中可以看出鉆鋌波不但干擾了地層橫波波群，還完全掩蓋了地層縱波波群。因此，在聲源和接收器之間設置隔聲體，從而削弱甚至消除鉆鋌波是實現隨鉆聲波測井技術準確測量的關鍵技術之一。

目前，現有的隨鉆聲波測井儀器的隔聲體通過在發射換能器和接收換能器之間刻周期性凹槽來實現的，刻槽的方式及種類也是紛多繁雜。但是，隨鉆聲波測井儀器是與鉆頭相連接的，這就要求鉆鋌要有足夠強度的抗彎能力和抗扭能力，刻槽會降低鉆鋌的機械強度，由此，給鉆井過程帶來安全隱患。此外，刻槽加工和維護成本較高，尤其是在鉆鋌內表面刻槽尤為困難。

發明內容

本實用新型的目的在于，為解決現有的隨鉆聲波測井儀器的隔聲體存在上述缺陷，本實用新型提出了一種夾層結構隨鉆聲波測井儀器隔聲體，通過在聲源和接收器之間的鉆鋌部分嵌入一定厚度的不同于鉆鋌材質的金屬夾層，由于金屬夾層與鉆鋌聲阻抗的不同，使得夾層上下界面形成聲阻抗差，從而阻礙沿鉆鋌軸向傳播的彈性波，達到削弱儀器波凸顯地層信號的目的。相對于傳統刻槽結構隔聲體，本實用新型的隔聲體既不影響儀器本身的機械強度，又能在通常測井頻率下起到良好的隔聲效果。

為了實現上述目的，本實用新型提出了一種夾層結構隨鉆聲波測井儀器隔聲體，其包括：第一鉆鋌、金屬夾層和第二鉆鋌；三者為一體式結構，且金屬夾層位于第一鉆鋌和第二鉆鋌之間。

作為上述技術方案的改進之一，所述第一鉆鋌與金屬夾層之間通過焊接方式連接在一起；金屬夾層與第二鉆鋌之間通過焊接方式連接在一起。

作為上述技術方案的改進之一，所述第一鉆鋌、第二鉆鋌均采用鋼制成；金屬夾層采用第一鉆鋌、第二鉆鋌的阻抗差異大的金屬材質制成。

作為上述技術方案的改進之一，金屬夾層與第一鉆鋌的連接處形成上界面，且在該上界面處形成聲阻抗差；金屬夾層與第二鉆鋌的連接處形成下界面，且在該下界面處形成聲阻抗差，阻礙鉆鋌波的軸向傳播，從而達到衰減鉆鋌波的效果，此種無刻槽隔聲體對鉆鋌的機械強度幾乎沒有影響，避免了刻槽式隔聲體對儀器機械強度的損害。

作為上述技術方案的改進之一，所述第一鉆鋌的一端上安裝接收換能器，用于接收來自地層的信號和鉆鋌波。

作為上述技術方案的改進之一，所述第二鉆鋌的一端上安裝發射換能器，用于發射鉆鋌波。