專(zhuān)利名稱(chēng):多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器。能解決傳統(tǒng)的換能器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，且工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于換能器的尺度時(shí)，整個(gè)換能器結(jié)構(gòu)在周向上存在較大的指向性的問(wèn)題。包括安裝骨架，所述安裝骨架為圓柱形，安裝骨架外側(cè)壁上開(kāi)有至少一個(gè)基槽；所述基槽中通過(guò)兩組相對(duì)的緊固裝置連接有一個(gè)三疊片；所述三疊片包括一個(gè)基片及兩個(gè)原材料片；所述基片的正反兩面分別連接一個(gè)所述源材料片。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗材量少使得成本低，操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于聲波測(cè)井領(lǐng)域，涉及聲波測(cè)井儀換能器，具體是多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器。

【背景技術(shù)】
[0002]多極子陣列聲波測(cè)井儀器的工作原理是通過(guò)發(fā)射換能器陣列發(fā)射聲波，聲波信號(hào)在地層中傳播，由接收換能器陣列接收，利用換能器激勵(lì)出來(lái)的聲波在井中傳播時(shí)幅度的衰減、相位的延遲等信息可以有效地反應(yīng)出地層的各種地質(zhì)參數(shù)，進(jìn)而反應(yīng)出地層的各種地質(zhì)構(gòu)造；斯通利波是沿井壁傳播的導(dǎo)波，當(dāng)聲波脈沖與井壁和井內(nèi)流體的界面相遇時(shí)就會(huì)產(chǎn)生斯通利波，在聲波全波列中具有頻率低幅度大的特點(diǎn)，其傳播速度略低于流體的聲速。斯通利波技術(shù)是評(píng)價(jià)裂縫及其滲透性的有效方法，斯通利波在流體和固體交界處幅度最大，而在流體介質(zhì)中斯通利波衰減較快，由于井壁的膨脹及收縮，當(dāng)?shù)貙哟嬖谂c井孔相交的滲透性地層時(shí)，導(dǎo)致斯通利波的能量衰減，并產(chǎn)生反射，由此可見(jiàn)地層的滲透性越好，斯通利波衰減越快，傳播速度也越慢；
[0003]傳統(tǒng)的換能器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，無(wú)法小尺寸情況下實(shí)現(xiàn)低頻輻射，不適用于井下工作，且工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于換能器的尺度時(shí)，整個(gè)換能器結(jié)構(gòu)在周向上存在較大的指向性等問(wèn)題，使得信號(hào)存在各種波形的干擾問(wèn)題，波形不規(guī)整，提取的斯通利波的時(shí)差誤差較大，幅度信息也會(huì)由于干擾問(wèn)題以及濾波參數(shù)的選取等而受到影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決傳統(tǒng)的換能器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，且工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于換能器的尺度時(shí)，整個(gè)換能器結(jié)構(gòu)在周向上存在較大的指向性的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、周向上不存在指向性，且能夠正常穩(wěn)定工作在高溫高壓的環(huán)境中的換能器，其具體技術(shù)方案如下:
[0005]多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，包括安裝骨架，所述安裝骨架為圓柱形，安裝骨架外側(cè)壁上開(kāi)有至少一個(gè)基槽；所述基槽中通過(guò)兩組相對(duì)的緊固裝置連接有一個(gè)三疊片；所述三疊片包括一個(gè)基片及兩個(gè)源材料片；所述基片的正反兩面分別連接一個(gè)所述源材料片。
[0006]所述三疊片的輻射裝配形式為，基片的正反兩面與源材料片連接時(shí)采用極化方向相同且電激勵(lì)方向相同，或極化方向相反且電激勵(lì)方向相反的方式。
[0007]所述基槽為三個(gè)，均勻的分布在所述安裝骨架外側(cè)壁上，且每一個(gè)基槽中的各三疊片采用同向輻射的裝配形式。
[0008]所述源材料片采用壓電陶瓷、壓電單晶、壓電多晶或者電致伸縮材料制成。
[0009]所述基片采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成。
[0010]所述安裝骨架采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果:采用三疊片結(jié)構(gòu)能夠在小尺寸情況下實(shí)現(xiàn)低頻輻射；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，能夠應(yīng)用于井下，當(dāng)工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于換能器的尺度時(shí)，整個(gè)換能器結(jié)構(gòu)在周向上不存在指向性；而且該裝置能夠正常穩(wěn)定工作在高溫高壓的環(huán)境中，更加適合換能器的工作環(huán)境；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗材量少使得成本低，操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)。

【附圖說(shuō)明】

[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型部分剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為圖1中A-A剖視圖；
[0015]圖4為圖2中B-B剖視圖
[0016]圖5為三疊片剖面圖。
[0017]圖中:1_源材料片，2-基片，3-緊固裝置，4-安裝骨架。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了便于理解，下面結(jié)合圖1及圖2對(duì)本實(shí)用新型作出進(jìn)一步的說(shuō)明:
[0019]實(shí)施例1:多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，包括安裝骨架4，所述安裝骨架4為圓柱形，用于固定和穩(wěn)固其他設(shè)備；安裝骨架4外側(cè)壁上開(kāi)有至少一個(gè)基槽；所述基槽中通過(guò)兩組相對(duì)的緊固裝置3連接有一個(gè)三疊片；所述三疊片包括一個(gè)基片2及兩個(gè)源材料片I ;所述基片2的正反兩面分別連接一個(gè)所述源材料片I。
[0020]實(shí)施例2:所述三疊片的輻射裝配形式為，基片2的正反兩面與源材料片I連接時(shí)采用極化方向相同且電激勵(lì)方向相同，或極化方向相反且電激勵(lì)方向相反的方式；這種三疊片采用彎曲振動(dòng)的形式，可以有效的實(shí)現(xiàn)低頻輻射的效果。
[0021]實(shí)施例3:所述基槽為三個(gè)，均勻的分布在所述安裝骨架4外側(cè)壁上，且每一個(gè)基槽中的各三疊片采用同向輻射的裝配形式；即振動(dòng)時(shí)候，通過(guò)對(duì)三疊片安裝方向和激勵(lì)方式的調(diào)節(jié)，使所有三疊片均同時(shí)向外或者同時(shí)向內(nèi)振動(dòng)。
[0022]實(shí)施例4:進(jìn)一步的，本實(shí)施例給出一種優(yōu)選方案，即所述源材料片I采用壓電陶瓷、壓電單晶、壓電多晶或者電致伸縮材料制成，當(dāng)然也可以采用與上述材料具有相同或相似物理性質(zhì)的材料制成。
[0023]實(shí)施例5:進(jìn)一步的，本實(shí)施例給出一種優(yōu)選方案，所述基片2采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成，當(dāng)然也可以采用與上述材料具有相同或相似物理性質(zhì)的材料制成。
[0024]實(shí)施例6:進(jìn)一步的，本實(shí)施例給出一種優(yōu)選方案，所述安裝骨架4采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成，當(dāng)然也可以采用與上述材料具有相同或相似物理性質(zhì)的材料制成。
[0025]在這里， 申請(qǐng)人:給出了一種制作安裝方式，即源材料片I采用壓電陶瓷時(shí)，上壓電陶瓷片的上電極面跟下壓電陶瓷片的下電極面短接作為換能器的一個(gè)電極pi，而上壓電陶瓷片的下電極面跟下壓電陶瓷片的上電極短接為換能器的另外一個(gè)電極P2。當(dāng)Pl電極上加正電極而P2電極上加負(fù)電極時(shí)，上壓電陶瓷片收縮而下壓電陶瓷片拉伸，將使基片2產(chǎn)生向上的彎曲，當(dāng)PU P2電極方向反向時(shí)，上壓電陶瓷片I拉伸而下壓電陶瓷片壓縮，使基片2產(chǎn)生向下的彎曲。一共三個(gè)三疊片正三角形組成基陣，并通過(guò)緊固螺釘3固定在柱形安裝骨架4上面，骨架由不銹鋼制成，中間鏤空以防止結(jié)構(gòu)對(duì)三疊片振動(dòng)產(chǎn)生影響。三個(gè)三疊片安裝時(shí)候需要注意三疊片的安裝方向，需使三個(gè)三疊片同時(shí)向外彎曲或者同時(shí)向內(nèi)彎曲。最后需要指出的是上述實(shí)施例只是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而并非限制，盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本專(zhuān)利技術(shù)方案的精神范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)力要求當(dāng)中。
[0026]有益效果:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗材量少使得成本低，操作及使用方便且實(shí)用性強(qiáng)；有效的解決了傳統(tǒng)的換能器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸大，且工作頻率對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于換能器的尺度時(shí)，整個(gè)換能器結(jié)構(gòu)在周向上存在較大的指向性的問(wèn)題。
【權(quán)利要求】
1.多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，包括安裝骨架(4)，其特征在于:所述安裝骨架(4)為圓柱形，安裝骨架(4)外側(cè)壁上開(kāi)有至少一個(gè)基槽；所述基槽中通過(guò)兩組相對(duì)的緊固裝置(3)連接有一個(gè)三疊片；所述三疊片包括一個(gè)基片(2)及兩個(gè)源材料片(I);所述基片(2)的正反兩面分別連接一個(gè)所述源材料片(I)。2.如權(quán)利要求1所述的多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，其特征在于:所述三疊片的輻射裝配形式為，基片(2)的正反兩面與源材料片(I)連接時(shí)采用極化方向相同且電激勵(lì)方向相同，或極化方向相反且電激勵(lì)方向相反的方式。3.如權(quán)利要求2所述的多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，其特征在于:所述基槽為三個(gè)，均勻的分布在所述安裝骨架(4)外側(cè)壁上，且每一個(gè)基槽中的各三疊片采用同向輻射的裝配形式。4.如權(quán)利要求1所述的多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，其特征在于:所述源材料片(I)采用壓電陶瓷、壓電單晶、壓電多晶或者電致伸縮材料制成。5.如權(quán)利要求1所述的多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，其特征在于:所述基片(2)采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成。6.如權(quán)利要求1所述的多極子陣列聲波測(cè)井儀低頻單極子換能器，其特征在于:所述安裝骨架(4)采用鋁合金、鈦合金、鋼、銅或者鎢合金制成。
【文檔編號(hào)】E21B49-00GK204283420SQ201420736598
【發(fā)明者】王宏建, 王建民, 涂文榮, 周志彬, 馬文中, 馬寧, 王秀明, 叢健生, 辛鵬來(lái), 戴郁郁, 魏倩, 賀洪斌, 陳浩 [申請(qǐng)人]中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶石油管理局, 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所