專利名稱：一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，屬石油工程測井施工中套管井水泥膠結(jié)質(zhì)量檢測的專用儀器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種對水泥膠結(jié)的360°扇區(qū)進(jìn)行有效檢測、成像并且能夠?qū)^套管地層聲波時(shí)差進(jìn)行有效測量的專用測井儀。
背景技術(shù)：
實(shí)際井眼、套管與井壁以及相應(yīng)水泥環(huán)的空間位置關(guān)系中，由于套管在不同位置出現(xiàn)偏心，相應(yīng)地水泥環(huán)在井周圍360°內(nèi)的分布是不均勻的，探測不同扇區(qū)水泥膠結(jié)情況對客觀評價(jià)目的層、設(shè)計(jì)油藏開發(fā)方案等均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。對套管井外不同扇區(qū)的水泥膠結(jié)進(jìn)行測量目前有兩種類型的儀器。專利號為200820(^9954. 5公開了一種扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀，它是以套管波的幅度為測量對象，用機(jī)械裝置將探頭推靠到井壁，由于探頭與井壁接觸程度不同，存在聲耦合不一樣的問題，從而影響套管波幅度測量的精度；專利號為200820027837. X公開了另一種結(jié)構(gòu)的八扇區(qū)水泥膠結(jié)成像測井儀的聲學(xué)系統(tǒng)，儀器的探頭居井中，即探頭位于儀器內(nèi)部，儀器在井的中間進(jìn)行測量，探頭距離井壁比較遠(yuǎn)，不同扇區(qū)水泥膠結(jié)所造成的套管波的幅度差異比較小，測量的圖象對比效果比較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的套管波幅度低和測量的圖象對比效果比較差的缺陷，提供一種能夠有效激發(fā)不同扇區(qū)水泥膠結(jié)信息，確保扇區(qū)水泥膠結(jié)圖象質(zhì)量的扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀。本發(fā)明的目的通過以下措施實(shí)現(xiàn)
一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，由地面接收與處理裝置、電纜和井下儀器組成， 井下儀器中的聲系由陣列式接收探頭與扇區(qū)接收探頭和發(fā)射探頭以及連接桿組成，陣列式接收探頭與扇區(qū)接收探頭和發(fā)射探頭通過連接桿串連為一體。所述的聲系中的發(fā)射探頭、陣列式接收探頭和扇區(qū)接收探頭均由壓電陶瓷圓管、 連桿和壓蓋組成，壓電陶瓷圓管內(nèi)套有內(nèi)襯管，內(nèi)襯管的內(nèi)徑與連桿的外徑相同，上壓蓋與下壓蓋為開有中空孔的圓盤，其中空孔內(nèi)設(shè)有與連桿連接的內(nèi)螺紋。所述的聲系中的扇區(qū)接收探頭是一個壓電陶瓷圓管，其圓周被均勻分割為8等份。本發(fā)明的發(fā)射探頭和接收探頭是由連桿串接為陣列式，在測井時(shí)，全部探頭位于井的中間，其聲耦合條件是相同的，測量的波形幅度不受聲耦合的影響，這樣連接的發(fā)射探頭的頻帶比較寬，能夠有效地激發(fā)余振比較短的振動，有利于區(qū)分套管波和地層波，且地層波的幅度比較大；探頭直徑比較大、距離井壁比較近，激發(fā)的套管波在不同扇區(qū)傳播時(shí)，不同扇區(qū)水泥膠結(jié)質(zhì)量的差異在8個不同扇區(qū)的接收波形中顯示比較明顯，圖像的對比度提尚ο


附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖； 附圖2是本發(fā)明井下電子線路系統(tǒng)； 附圖3是本發(fā)明聲系結(jié)構(gòu)示意附圖4為本發(fā)明聲系中扇區(qū)接收探頭所用壓電陶瓷管極化示意圖； 附圖5為本發(fā)明聲系中發(fā)射探頭和接收探頭結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖6為專利號200820027837. X測試結(jié)果圖； 附圖7為本發(fā)明測試結(jié)果圖。
具體實(shí)施例方式
由圖1可知，本發(fā)明由地面接收與處理裝置、電纜3和井下儀器9組成，地面接收與處理裝置中的計(jì)算機(jī)1通過數(shù)據(jù)線與遙傳解碼板2連接，遙傳解碼板2通過電纜3與井下儀器9中的遙傳短節(jié)4連接，遙傳短節(jié)4通過數(shù)據(jù)線依次與磁定位5、自然伽馬6、聲波電子線路7以及聲系8連接。由圖2可知，本發(fā)明聲波電子線路7由邏輯板10、A/D板11、發(fā)射板14、扇區(qū)接收板12和陣列接收板13組成，邏輯板10與A/D板11和發(fā)射板14通過數(shù)據(jù)線連接，扇區(qū)接收板12和陣列接收板13通過數(shù)據(jù)線與A/D板11連接。由圖3可知，本發(fā)明的聲系8由陣列式接收探頭15、16、17與扇區(qū)接收探頭19和發(fā)射探頭20以及連接桿18組成，陣列式接收探頭15、16、17與扇區(qū)接收探頭19和發(fā)射探頭20通過連接桿18串連為一體；扇區(qū)接收板12與扇區(qū)接收探頭19通過數(shù)據(jù)線連接；陣列接收板13通過數(shù)據(jù)線分別與陣列式接收探頭15、16、17連接；發(fā)射探頭20與發(fā)射板14通過數(shù)據(jù)線連接。由圖4可知本發(fā)明的聲系8的扇區(qū)接收探頭19是一個壓電陶瓷圓管21，其圓周被均勻分割為8等份，用于接收8個扇區(qū)的信號。由圖5可知本發(fā)明的聲系8的發(fā)射探頭20和陣列式接收探頭15、16、17和扇區(qū)接收探頭19均由壓電陶瓷圓管M、連桿18和壓蓋組成，壓電陶瓷圓管M內(nèi)套有內(nèi)襯管23， 內(nèi)襯管23的內(nèi)徑與連桿18的外徑相同，上壓蓋22與下壓蓋25為開有中空孔27、26的圓盤，其中空孔沈、27內(nèi)設(shè)有與連桿18連接的內(nèi)螺紋。由地面計(jì)算機(jī)1通過遙傳解碼板2給下井儀器9發(fā)命令，這些命令通過電纜3發(fā)送到井下的遙傳短節(jié)4，遙傳短接4將命令解碼后發(fā)給圖2所示的井下儀器的邏輯板10，邏輯板10控制發(fā)射板14發(fā)射高壓脈沖給圖3所示的聲系中的發(fā)射探頭20，發(fā)射探頭20發(fā)射出的振動在井中傳播，分別被扇區(qū)接收探頭19和陣列式接收探頭15、16、17接收；由圖2 所示的井下電子線路中的扇區(qū)接收板13和陣列接收板12將接收到的模擬信號放大后傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換板11，A/D轉(zhuǎn)換板11將這些模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過圖1中的遙傳短接 4進(jìn)行編碼，再由電纜3傳輸給遙傳解碼板2，最后被計(jì)算機(jī)1存盤和顯示。由于圖3所示的發(fā)射探頭20與陣列式接收探頭15、16、17之間的位置不同，陣列式接收探頭15、16、17所接收到的波形中，地層波35的到達(dá)時(shí)間是不同的。圖7所示的變密度圖中，豎直的黑白條帶隨深度變化的部分35是地層波，該波被3個陣列式接收探頭15、 16、17接收，用陣列波形處理方法提取波形中的相位信息便可得到地層的聲波時(shí)差。圖3所示的接收探頭19是8扇區(qū)接收探頭，其所用的壓電陶瓷管的圓周如圖4所示被分成8份，測量圓周8個扇區(qū)的套管波幅度，通過插值進(jìn)行成像，得到附圖7中的扇區(qū)成像圖。附圖6是現(xiàn)有技術(shù)的測量結(jié)果。在水泥膠結(jié)比較差的深度觀、29、31位置，不同扇區(qū)的膠結(jié)差異不明顯，黑白對比不強(qiáng)烈；套管波32的振動周期比較多，圖中近似豎直線形狀的黑白條帶比較多，隨深度改變的地層波30基本看不到。由附圖7為本發(fā)明測試結(jié)果圖可知，在扇區(qū)水泥膠結(jié)比較差的深度33、34、36，發(fā)明技術(shù)對扇區(qū)水泥膠結(jié)的細(xì)節(jié)指示的更加清楚、黑白對比強(qiáng)烈，套管波37的振動周期比較少、隨深度變化的地層波35明顯。
權(quán)利要求
1.一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，由地面接收與處理裝置、電纜(3)和井下儀器(9)組成，其特征是井下儀器(9)中的聲系(8)由陣列式接收探頭(15)、(16)、(17)與扇區(qū)接收探頭(19)和發(fā)射探頭(20)以及連接桿(18)組成，陣列式接收探頭(15)、(16)、(17) 與扇區(qū)接收探頭(19)和發(fā)射探頭(20)通過連接桿(18)串連為一體。
2.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，其特征是: 聲系(8)中的發(fā)射探頭(20)、陣列式接收探頭(15)、(16)、(17)和扇區(qū)接收探頭(19)均由壓電陶瓷圓管(24)、連桿(18)和壓蓋組成，壓電陶瓷圓管(24)內(nèi)套有內(nèi)襯管(23)，內(nèi)襯管 (23)的內(nèi)徑與連桿(18)的外徑相同，上壓蓋(22)與下壓蓋(25)為開有中空孔(27)、(26) 的圓盤，其中空孔(27)、( )內(nèi)設(shè)有與連桿(18)連接的內(nèi)螺紋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，其特征是聲系 (8)中的扇區(qū)接收探頭(19)是一個壓電陶瓷圓管(21)，其圓周被均勻分割為8等份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，其特征是井下電子線路(7)由邏輯板(10)、A/D板(11)、發(fā)射板(14)、扇區(qū)接收板(12)和陣列接收板(13) 組成，邏輯板(10)與A/D板(11)和發(fā)射板(14)通過數(shù)據(jù)線連接，扇區(qū)接收板(12)和陣列接收板(13)通過數(shù)據(jù)線與A/D板(11)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，其特征是扇區(qū)接收板(12)與扇區(qū)接收探頭(19)通過數(shù)據(jù)線連接；陣列接收板(13)通過數(shù)據(jù)線分別與陣列式接收探頭(15)、(16)、(17)連接；發(fā)射探頭(20)與發(fā)射板(14)通過數(shù)據(jù)線連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種扇區(qū)水泥膠結(jié)和聲波時(shí)差測井儀，屬石油工程測井施工中套管井水泥膠結(jié)質(zhì)量檢測的專用儀器技術(shù)領(lǐng)域，由地面接收與處理裝置、電纜和井下儀器組成，井下儀器中的聲系由陣列式接收探頭與扇區(qū)接收探頭和發(fā)射探頭以及連接桿組成，陣列式接收探頭與扇區(qū)接收探頭和發(fā)射探頭通過連接桿串連為一體，在測井時(shí)，全部探頭位于井的中間，其聲耦合條件是相同的，測量的波形幅度不受聲耦合的影響，這樣連接的發(fā)射探頭的頻帶比較寬，能夠有效地激發(fā)余振比較短的振動，有利于區(qū)分套管波和地層波，且地層波的幅度比較大；探頭直徑比較大、距離井壁比較近，激發(fā)的套管波在不同扇區(qū)傳播時(shí)，不同扇區(qū)水泥膠結(jié)質(zhì)量的差異在8個不同扇區(qū)的接收波形中顯示比較明顯，圖像的對比度提高。
文檔編號E21B49/00GK102383786SQ201110056249
公開日2012年3月21日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者曹耀峰, 沈建國, 沈琛 申請人:中國石化集團(tuán)中原石油勘探局地球物理測井公司, 中國石油化工集團(tuán)公司