聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，包括芯軸部分、透聲罩及支撐部分、發(fā)射晶體部分和變壓器部分，其中，所述透聲罩及支撐部分、所述發(fā)射晶體部分和所述變壓器部分均安裝于所述芯軸部分上，所述發(fā)射晶體部分與所述變壓器部分均被布置在所述透聲罩及支撐部分中，使得所述發(fā)射晶體部分鄰近于所述變壓器部分。
【專利說明】聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]聲波測井是通過測量井壁介質(zhì)的聲學(xué)特性來研究井壁地層的地質(zhì)特性及井眼工程狀況的一類測井方法，其在油田勘探和開采、工程物探等許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。聲波測井的基本原理是:聲波在不同介質(zhì)中傳播時，它的傳播速度有很大的差別，而且它的幅度衰減、頻率變化等聲學(xué)特性也是不同的?，F(xiàn)代測井技術(shù)正是通過測量地層和井孔中的上述幾種聲學(xué)參數(shù)，并結(jié)合電法和放射性等其他測井方法，估計井外地層的性質(zhì)，如地層的厚度、孔隙度、含油飽和度、含水飽和度、含氣飽和度、滲透率等。此外，還可以利用聲波測井資料分析地層應(yīng)力，探測地層裂縫，檢測套管井中的水泥膠結(jié)狀態(tài)，評價固井質(zhì)量等等。
[0003]聲波測井使用的儀器有許多不同的種類，它們的共同特點是能夠發(fā)射和接收聲波。不同的儀器發(fā)射和接收不同類型的聲波，從而達(dá)到不同的檢測目的。近代聲波測井技術(shù)發(fā)展很快，目前常用的聲波測井主要有如下幾種方法:聲波速度測井、聲波幅度測井、長源距聲波全波列測井和聲成像測井。
[0004]聲波是由物質(zhì)的機(jī)械振動產(chǎn)生的一種運動形式，通過物質(zhì)內(nèi)質(zhì)點的相互作用將振動由近及遠(yuǎn)地傳遞而得以傳播。人耳可聽到的聲波的頻率介于20 Hz至20 kHz之間。低于20 Hz的機(jī)械波叫次聲波，高于20 kHz的機(jī)械波叫超聲波。目前，聲波測井應(yīng)用的頻率介于15 kHz至30 kHz之間，因此通常稱之為聲波。由于聲波是彈性體受外力作用產(chǎn)生彈性形變產(chǎn)生的，所以聲波在物質(zhì)中傳播的速度、頻率、幅度與物體的彈性及彈性力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。
[0005]近年來，隨著地質(zhì)和石油勘探的深入，對測井儀器的期望和要求也越來越高，聲波測井是石油測井的重要方法之一。目前采用的聲波測井技術(shù)是利用發(fā)射換能器在井下發(fā)出聲波，在地下介質(zhì)中傳播，經(jīng)過一定時間衰減后，被接收換能器接收，通過對衰減的聲波信號分析來判斷地下的有關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。
[0006]現(xiàn)有很多聲波儀器是用皮囊包裹晶體，并作為壓力平衡的介質(zhì)，儀器在井下作業(yè)時會出現(xiàn)液化氣通過橡膠分子間隙滲入儀器內(nèi)的情況，儀器出井后液化氣氣化會導(dǎo)致皮囊膨脹，嚴(yán)重時損壞皮囊，從而損傷儀器探頭內(nèi)部的零件。
實用新型內(nèi)容
[0007]聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)是測井聲波儀器的聲源發(fā)起部分，其結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣直接影響到聲波測井儀器的性能及精度。本實用新型提供一種具有獨特結(jié)構(gòu)的聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其包括芯軸部分、透聲罩及支撐部分、發(fā)射晶體部分和變壓器部分，其中，所述透聲罩及支撐部分、所述發(fā)射晶體部分和所述變壓器部分均安裝于所述芯軸部分上，所述發(fā)射晶體部分與所述變壓器部分均被布置在所述透聲罩及支撐部分中，使得所述發(fā)射晶體部分鄰近于所述變壓器部分。[0008]優(yōu)選地，所述透聲罩及支撐部分包括發(fā)射罩，所述發(fā)射晶體部分放置在所述發(fā)射罩中，并且所述發(fā)射罩由金屬制成。
[0009]優(yōu)選地，所述發(fā)射罩具有局部減小的壁厚，降低聲波在經(jīng)過發(fā)射罩時的衰減。
[0010]優(yōu)選地，所述復(fù)合發(fā)射短節(jié)還包括第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分，所述第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分分別與所述發(fā)射晶體部分和變壓器部分關(guān)于所述復(fù)合發(fā)射短節(jié)的軸向中點鏡像對稱布置。
[0011]優(yōu)選地，所述芯軸部分包括發(fā)射軸和發(fā)射芯軸，所述發(fā)射軸套裝在所述發(fā)射芯軸內(nèi)，芯軸支撐非金屬環(huán)隔在所述發(fā)射軸與所述發(fā)射芯軸之間，使所述發(fā)射軸與所述發(fā)射芯軸之間形成芯軸間內(nèi)腔。
[0012]優(yōu)選地，所述發(fā)射軸包括主定位孔、主軸油線孔和輔助定位孔，所述發(fā)射芯軸包括主定位銷孔、芯軸油線孔和芯軸輔助定位孔，并且其中，當(dāng)所述發(fā)射軸套裝在所述發(fā)射芯軸內(nèi)時，所述主定位孔與所述主定位銷孔對齊，所述主軸油線孔與所述芯軸油線孔對齊，并且所述輔助定位孔與所述芯軸輔助定位孔對齊。
[0013]優(yōu)選地，所述變壓器部分包括變壓器絕緣托、發(fā)射變壓器、發(fā)射變壓器絕緣墊、發(fā)射軸承內(nèi)壓板、推力墊圈、發(fā)射軸承外壓板、發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)和彈簧擋圈，其中，所述變壓器絕緣托與所述發(fā)射變壓器絕緣墊分別位于所述發(fā)射變壓器的軸向兩邊，所述變壓器絕緣托與所述發(fā)射變壓器絕緣墊分別由絕緣材料制造，并且其中，所述發(fā)射軸承內(nèi)壓板、所述推力墊圈、所述發(fā)射軸承外壓板、所述發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)、所述彈簧擋圈依次沿軸向安裝，所述彈簧擋圈與所述發(fā)射芯軸的變壓器部分固定卡槽相配，使所述變壓器部分軸向定位。
[0014]優(yōu)選地，所述發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)設(shè)有外螺紋，所述外螺紋與所述透聲罩及支撐部分的發(fā)射罩支撐環(huán)的內(nèi)螺紋相接合。
[0015]優(yōu)選地，所述發(fā)射晶體部分包括發(fā)射晶體，所述發(fā)射晶體由壓電陶瓷或壓電石英制成。
[0016]本實用新型的聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)用金屬外殼代替皮囊包裹晶體，同時改用活塞作為壓力平衡裝置，以此來解決液化氣滲入的問題。同時本實用新型的發(fā)射短節(jié)把發(fā)射晶體和發(fā)射變壓器做在一個短節(jié)，這樣使得變壓器離發(fā)射晶體盡量的近，盡量縮短了發(fā)射變壓器給發(fā)射晶體供電的線路長度，這樣就可以減少供電時產(chǎn)生的高壓對儀器信號的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]通過參照【具體實施方式】和權(quán)利要求并同時考慮附圖，可對本實用新型有更加完整的理解，附圖中:
[0018]圖1是聲波測井裝置的示意圖；
[0019]圖2是根據(jù)本實用新型的陣列聲波測井儀器復(fù)合發(fā)射短節(jié)的示意性分布圖；
[0020]圖3是根據(jù)本實用新型的陣列聲波測井儀器復(fù)合發(fā)射短節(jié)的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4是根據(jù)本實用新型的發(fā)射軸的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖5是根據(jù)本實用新型的發(fā)射芯軸的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖6是根據(jù)本實用新型的芯軸部分的示意性組裝圖；
[0024]圖7A是根據(jù)本實用新型的發(fā)射晶體部分的示意性組裝圖；[0025]圖7B是根據(jù)本實用新型的晶體支撐套的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖7C是根據(jù)本實用新型的發(fā)射晶體座的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖8A是根據(jù)本實用新型的變壓器部分的示意性組裝圖；
[0028]圖SB是根據(jù)本實用新型的發(fā)射變壓器絕緣墊的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖SC是根據(jù)本實用新型的發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖9A是根據(jù)本實用新型的透聲罩及支撐部分的示意性組裝圖；
[0031]圖9B是根據(jù)本實用新型的發(fā)射罩的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖9C是根據(jù)本實用新型的發(fā)射罩支撐環(huán)的示意性結(jié)構(gòu)圖；并且
[0033]圖9D是根據(jù)本實用新型的發(fā)射密封蓋的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0034]其中:聲波探頭11，聲波發(fā)射器12，聲波接收器13，井壁14，探頭外殼21，聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)22，聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)軸向中點23，聲波發(fā)射窗24，聲波接收窗25，芯軸部分301，透聲罩及支撐部分302，發(fā)射晶體部分303，變壓器部分304，芯軸腔305，發(fā)射罩內(nèi)腔306，晶體內(nèi)腔307，變壓器內(nèi)腔308，第一發(fā)射罩支撐內(nèi)腔309，第二發(fā)射罩支撐內(nèi)腔310，芯軸間內(nèi)腔311，發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)內(nèi)腔312，發(fā)射罩支撐環(huán)內(nèi)腔313，芯軸支撐非金屬環(huán)314，主定位孔41，發(fā)射軸油線孔42、輔助定位孔43，芯軸中部臺階501，芯軸油線孔502，芯軸輔助定位孔503,發(fā)射晶體部分固定卡槽504,變壓器部分固定卡槽505,徑向定位槽506,芯軸腔油孔507,芯軸支撐槽508,發(fā)射單元間過油孔509,主定位銷孔510,端蓋徑向定位卡槽511，發(fā)射軸61，發(fā)射芯軸62，輔助定位銷63，發(fā)射定位銷隔套64，定位銷壓緊螺釘65，主定位銷66，非金屬隔聲環(huán)67，發(fā)射晶體701，晶體支撐套702，發(fā)射晶體座703，橡膠隔聲、軸向隔聲、減震環(huán)704，彈簧擋圈705，鏡像裝配完成發(fā)射晶體部分706，晶體徑向隔聲、減震橡膠環(huán)707，晶體支撐套油線槽708，發(fā)射晶體座徑向定位鍵709，發(fā)射晶體座油線方孔710，發(fā)射晶體座油線圓孔711，發(fā)射晶體長槽孔712，發(fā)射晶體座臺階713，鏡像裝配完成變壓器部分801，變壓器絕緣托802，發(fā)射變壓器803，發(fā)射變壓器絕緣墊804，發(fā)射軸承內(nèi)壓板805，推力墊圈806，發(fā)射軸承外壓板807，發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808，彈簧擋圈809，推力墊圈軸向壓緊面810，推力墊圈徑向向支撐面811，絕緣墊油線槽812，鎖緊螺紋環(huán)壓緊面813，定位銷限位孔814，鎖緊大螺紋815，鎖緊螺紋環(huán)油線孔816，鎖緊螺紋環(huán)油線槽817，鎖緊螺紋環(huán)定位面818，支撐環(huán)卡簧槽819，端蓋連接臺階820，發(fā)射罩901，橡膠減震環(huán)902，發(fā)射罩支撐環(huán)903，彈簧擋圈904，發(fā)射密封蓋905，彈簧擋圈906，鏡像裝配完成支撐部分907，發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908，發(fā)射罩徑向缺口 909，發(fā)射罩軸向槽910，發(fā)射罩內(nèi)面911，對接螺紋912，密封圈槽913，減震環(huán)卡口 914，鉤頭扳手孔915，軸向向定位面916，端蓋密封面917，彈簧卡簧槽918，端蓋壓緊面919，端蓋外密封圈槽920，端蓋內(nèi)密封圈槽921，端蓋油線半圓槽922，徑向定位凸起923。
【具體實施方式】
[0035]下面的詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不試圖限制本實用新型或其應(yīng)用和用途。
[0036]圖1示出了聲波測井的示意圖。聲波探頭11包括聲波發(fā)射器12和聲波接收器13，其被放置在井壁14中。本實用新型涉及聲波探頭中的聲波發(fā)射器12。圖1可以簡要說明聲波測井的原理以及本實用新型在聲波測井中的作用及功能。在聲波測井過程中，由聲波發(fā)射器12發(fā)射聲波信號，聲波在地下介質(zhì)中傳播，地層空間的各種物理特性對聲波信號的各種特性產(chǎn)生的影響，經(jīng)過一定時間衰減后，聲波被聲波接收器13接受。通過對衰減的聲波信號進(jìn)行分析，判斷地下的有關(guān)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。聲波發(fā)射器12具有聲波發(fā)生元件，該聲波發(fā)生元件是電聲換能裝置，用壓電陶瓷或壓電石英制成。在脈沖電流的作用下，聲波發(fā)生元件把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并以聲波的形式發(fā)射出去。聲波接收器13的材料和聲波發(fā)生元件相同。因為壓電陶瓷、壓電石英等的壓電效應(yīng)是可逆的，當(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力作用時，聲波接收器13中的壓電材料定點間所產(chǎn)生的電場強(qiáng)度正比于所施加的聲壓，從而產(chǎn)生電壓輸出。所產(chǎn)生的電信號的相位與聲波的相位一致，電信號的幅度與聲波的幅度成正比。
[0037]本實用新型涉及圖1所示的聲波發(fā)射器12，其新型結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)聲波發(fā)射器結(jié)構(gòu)的多項不足，并極大的提高了聲波測井儀器的性能。
[0038]圖2是根據(jù)本實用新型的聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)在陣列聲波測井儀器中的示意性分布圖，該復(fù)合發(fā)射短節(jié)即為圖1所示的聲波發(fā)射器。圖2示出了探頭外殼21、聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)22、聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)的軸向中點23、聲波發(fā)射透聲窗24和聲波接收透聲窗25。
[0039]探頭外殼21采用金屬材料，承受地層溫度及地層壓力，對陣列聲波測井儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供保護(hù)。探頭外殼21的金屬材質(zhì)雖可以對陣列聲波測井儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供保護(hù)但是同時也對聲波的發(fā)射及接收產(chǎn)生了障礙及衰減，影響整個儀器的精度，因此在聲波的發(fā)射、接收部分在探頭外殼21開透聲窗,與發(fā)射環(huán)節(jié)對應(yīng)的聲波發(fā)射透聲窗24及與接收環(huán)節(jié)相對應(yīng)的聲波接收透聲窗25，在安裝過程中聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)軸向中點23與聲波發(fā)射透聲窗24對齊，本實用新型的結(jié)構(gòu)可保證聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)22中的兩個發(fā)射器結(jié)構(gòu)均在聲波發(fā)射透聲窗24范圍內(nèi)，在組裝過程中聲波的接收器分別與聲波接收透聲窗25對應(yīng)，把探頭外殼21對聲波信號的影響降到最低。
[0040]聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)22置于陣列聲波測井儀器探頭外殼21之中，為陣列聲波測井儀器的聲源生成及發(fā)射部分。本實用新型聲波復(fù)合發(fā)射短節(jié)22，采用雙聲源發(fā)射結(jié)構(gòu)，增加發(fā)射信號強(qiáng)度，提高聲波信號的可靠度進(jìn)而提高陣列聲波測井儀器的精度。
[0041]圖3示出了陣列聲波測井儀器復(fù)合發(fā)射短節(jié)的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了芯軸部分301、透聲罩及支撐部分302、發(fā)射晶體部分303和變壓器部分304 ;其油液填充區(qū)域包括:芯軸腔305、發(fā)射罩內(nèi)腔306、晶體內(nèi)腔307、變壓器內(nèi)腔308、第一發(fā)射罩支撐內(nèi)腔309、第二發(fā)射罩支撐內(nèi)腔310、芯軸間內(nèi)腔311、發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)內(nèi)腔312、發(fā)射罩支撐環(huán)內(nèi)腔313和芯軸支撐非金屬環(huán)314。
[0042]陣列聲波測井儀器復(fù)合發(fā)射短節(jié)的發(fā)射晶體部分303與變壓器部分304構(gòu)成一個發(fā)射單元。在本實用新型的一個實施例中，發(fā)射晶體部分303與變壓器部分304均被布置在透聲罩及支撐部分302中使得發(fā)射晶體部分303鄰近于變壓器部分304。這種結(jié)構(gòu)減少了二者之間的走線長度，最大限度地降低了電磁對信號的干擾。
[0043]陣列聲波測井儀器發(fā)射短節(jié)采用雙晶體發(fā)射結(jié)構(gòu)，在陣列聲波測井儀器發(fā)射短節(jié)中鏡像對稱布置。在本實用新型的一個實施例中，參見圖3，復(fù)合發(fā)射短節(jié)還包括第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分，所述第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分分別與發(fā)射晶體部分303和變壓器部分304關(guān)于復(fù)合發(fā)射短節(jié)的軸向中點鏡像對稱布置。
[0044]陣列聲波測井儀器發(fā)射短節(jié)整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝配完成后，向內(nèi)腔注油，整體內(nèi)腔充滿油液，用于聲波測井時抵消地層壓力，本實用新型獨特的結(jié)構(gòu)不僅緊湊節(jié)省空間，而且有效聯(lián)通各腔體，使注油后油液充滿陣列聲波測井儀器復(fù)合發(fā)射短節(jié)整體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證油路暢通，受力過程中油壓均衡，腔體內(nèi)氣體排氣完全無死角，減少因殘留氣體可能對儀器產(chǎn)生的影響。
[0045]圖4示出了發(fā)射軸的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了主定位孔41、主軸油線孔42和輔助定位孔43。
[0046]本實用新型為雙發(fā)射結(jié)構(gòu)，兩發(fā)射單元呈主定位孔41對稱軸向布置，主定位孔41在發(fā)射軸上布置兩個，沿軸線對稱分布，是芯軸部分301主要的定位孔。發(fā)射軸油線孔42在發(fā)射軸上布置四個，分別沿軸線和主定位孔41對稱分布，主要功能是走線、過油的通路。輔助定位孔43在發(fā)射軸上布置四個，分別沿軸線和主定位孔41對稱分布，是變壓器部分發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808的圓周定位孔。
[0047]圖5示出了發(fā)射芯軸的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了芯軸中部臺階501、芯軸油線孔502、芯軸輔助定位孔503、發(fā)射晶體部分固定卡槽504、變壓器部分固定卡槽505、徑向定位槽506、芯軸腔油孔507、芯軸支撐槽508、發(fā)射單元間過油孔509、主定位銷孔510和端蓋徑向定位卡槽511。
[0048]芯軸中部臺階501除作為對外部透聲罩起到定位、支撐的作用外還作為本實用新型雙發(fā)射結(jié)構(gòu)的分界部分，兩個發(fā)射單元在芯軸中部臺階501兩端呈鏡像裝配，因此本文只對芯軸中部臺階501 —側(cè)的支撐部分302，發(fā)射晶體部分303，變壓器部分304及透聲罩組裝結(jié)構(gòu)加以說明，鏡像部分的結(jié)構(gòu)完全相同。在完成裝配后，主定位銷孔510、芯軸油線孔502、芯軸輔助定位孔503的位置及數(shù)量與發(fā)射軸主定位孔41、走線孔42、輔助定位孔43--對應(yīng)。
[0049]發(fā)射芯軸的定位結(jié)構(gòu):主定位銷孔510裝配時與發(fā)射軸主定位孔41相對應(yīng),是二者裝配的主連接結(jié)構(gòu)，發(fā)射晶體部分固定卡槽504，是發(fā)射晶體部分完成安裝之后的軸向定位結(jié)構(gòu)；變壓器部分固定卡槽505，是變壓器部分34完成安裝之后的軸向定位結(jié)構(gòu)。徑向定位槽506為本實用新型連接部件的主要徑向定位槽；芯軸支撐槽508內(nèi)襯隔聲墊將發(fā)射軸與發(fā)射芯軸隔開形成芯軸間內(nèi)腔311，起到發(fā)射軸盡量減少，降低儀器噪音的功能。
[0050]發(fā)射芯軸的連通結(jié)構(gòu):芯軸油線孔502與發(fā)射軸油線孔42相對齊，溝通芯軸腔305和變壓器內(nèi)腔308 ;芯軸腔油孔507溝通芯軸腔305和芯軸間內(nèi)腔311 ;發(fā)射單元間過油孔509溝通芯軸中部臺階501兩側(cè)的聲波陣列發(fā)射單元；這種溝通結(jié)構(gòu)保證兩者油路暢通兼有走線的功能。
[0051]圖6示出了芯軸部分301的組裝圖，具體示出了發(fā)射軸61、發(fā)射芯軸62、輔助定位銷63、發(fā)射定位銷隔套64、定位銷壓緊螺釘65、主定位銷66和非金屬隔聲環(huán)67。
[0052]如圖3所示，發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62套裝，也即發(fā)射軸61套裝在發(fā)射芯軸62內(nèi)，由芯軸支撐非金屬環(huán)314隔在發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62之間，使發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62之間形成芯軸間內(nèi)腔311，芯軸部分301是本實用新型各功能元件的主要支撐結(jié)構(gòu)。透聲罩及支撐部分302、發(fā)射晶體部分303和變壓器部分304均安裝在芯軸部分301上。發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62的這種由芯軸支撐非金屬環(huán)314隔開的結(jié)構(gòu)有效阻止聲波向儀器芯軸部分內(nèi)部傳播進(jìn)而減少了信號由發(fā)射軸傳達(dá)的噪音。
[0053]發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62分別有八個孔位，套裝完成正確定位后八個孔位一一對應(yīng)。主定位孔41與主定位銷孔510對齊；主軸油線孔42與芯軸油線孔502對齊，輔助定位孔43與芯軸輔助定位孔503對齊。
[0054]發(fā)射軸61與發(fā)射芯軸62在主定位孔41與主定位銷孔510處通過發(fā)射定位銷隔離套64、主定位銷66相連接,上端加非金屬隔聲環(huán)67、定位銷壓緊螺釘65加以固定。發(fā)射定位銷隔套64材質(zhì)采用隔聲效果良好的非金屬，具有隔聲功能，非金屬隔聲環(huán)67采用隔聲效果良好的非金屬彈性材料，除具有隔聲作用外還具有壓緊發(fā)射定位銷防松的雙重功能。兩端的輔助定位銷孔采用非金屬隔聲環(huán)67、輔助定位銷63連接，輔助定位銷63與發(fā)射軸61，發(fā)射芯軸62的銷孔間有間隙的配合空間，除具有輔助定位的功能外還具有吸收加工、裝配累計誤差的功能。
[0055]圖7A示出了發(fā)射晶體部分303的組裝圖，具體示出了發(fā)射晶體701、晶體支撐套702、發(fā)射晶體座703、橡膠隔聲、軸向隔聲、減震環(huán)704、彈簧擋圈705和鏡像裝配完成發(fā)射晶體部分706。
[0056]發(fā)射晶體部分303安裝在芯軸部分301上，芯軸中部臺階501成鏡像對稱布置，因此本圖只拆解一側(cè)加以說明，發(fā)射晶體701為本實用新型的聲波發(fā)生元件，由壓電陶瓷或壓電石英制成。在脈沖電流的作用下，發(fā)射器把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并以聲波的形式發(fā)射出去。發(fā)射晶體701兩端安裝晶體支撐套702，發(fā)射晶體701與晶體支撐套702軸向、徑向接觸點分別設(shè)置橡膠隔聲、減震環(huán)704，起到隔聲，避免聲波損失及對晶體起到振動保護(hù)的作用。發(fā)射晶體座703，起到對整個發(fā)射晶體部分303的定位作用，發(fā)射晶體座703安裝完成用彈簧擋圈705與發(fā)射芯軸上設(shè)置的發(fā)射晶體部分固定卡槽504相配，完成整個發(fā)射晶體部分的軸向定位，鏡像裝配完成發(fā)射晶體部分706為雙發(fā)射鏡像對稱的另一發(fā)射晶體部分組裝完成部分。
[0057]圖7B示出了晶體支撐套702的結(jié)構(gòu)圖，其中，晶體支撐套702具體結(jié)構(gòu)包括:晶體徑向隔聲、減震橡膠環(huán)707和晶體支撐套油線槽708。
[0058]晶體徑向隔聲、減震橡膠環(huán)707在晶體支撐套702與發(fā)射晶體701之間在徑向起到隔聲，避免聲波損失，及對晶體起到振動保護(hù)的作用。晶體支撐套油線槽708，發(fā)射罩內(nèi)腔306與晶體內(nèi)腔307之間溝通的過油通路，保證油路暢通。
[0059]圖7C示出了發(fā)射晶體座703的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了發(fā)射晶體座徑向定位鍵709、發(fā)射晶體座油線方孔710、發(fā)射晶體座油線圓孔711、發(fā)射晶體長槽孔712和發(fā)射晶體座臺階713。
[0060]發(fā)射晶體座徑向定位鍵709與發(fā)射芯軸62上設(shè)置的徑向定位槽506相配合起到徑向定位的作用。發(fā)射晶體座油線方孔710，發(fā)射晶體座油線圓孔711，發(fā)射晶體長槽孔712均為過油走線，溝通晶體內(nèi)腔307和變壓器內(nèi)腔308的作用。
[0061]圖8A示出了變壓器部分的組裝圖，具體示出了鏡像裝配完成的變壓器部分801，其包括變壓器絕緣托802、發(fā)射變壓器803、發(fā)射變壓器絕緣墊804、發(fā)射軸承內(nèi)壓板805、推力墊圈806、發(fā)射軸承外壓板807、發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808和彈簧擋圈809。
[0062]參見圖3和圖5，變壓器部分304安裝在芯軸部分301上，在芯軸中部臺階501兩側(cè)成鏡像對稱布置，因此圖8A只拆解一側(cè)加以說明。鏡像裝配完成的變壓器部分801為雙發(fā)射鏡像對稱的另一變壓器部分組裝完成部分。變壓器絕緣托802與發(fā)射變壓器絕緣墊804是發(fā)射變壓器803軸向左右的定位絕緣裝置，變壓器絕緣托802與發(fā)射變壓器絕緣墊804分別位于發(fā)射變壓器803的軸向兩邊，變壓器絕緣托802與發(fā)射變壓器絕緣墊804分別由絕緣材料制造，保證了發(fā)射變壓器803與金屬結(jié)構(gòu)隔開。
[0063]發(fā)射變壓器803為本實用新型發(fā)射晶體701提供電源，決定二者之間必須具有連接導(dǎo)線的通路，另本實用新型使兩者相鄰，除必須的連接隔斷功能件外，兩者的有效距離最短，降低了導(dǎo)線長度，方便連接同時降低電磁波對信號的干擾。發(fā)射軸承內(nèi)壓板805、推力墊圈806、發(fā)射軸承外壓板807、發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808、彈簧擋圈809依次沿軸向安裝，彈簧擋圈809與變壓器部分固定卡槽505相配，使變壓器部分801軸向定位，整個變壓器部分801壓緊通過彈簧擋圈809進(jìn)行軸向定位，推力墊圈806與發(fā)射軸承內(nèi)壓板805接觸面上設(shè)置針狀滾軸，可以在發(fā)射軸承內(nèi)壓板805表面做圓周向滾動，減小壓緊過程中摩擦力引起的轉(zhuǎn)動，發(fā)射軸承內(nèi)壓板805布置與發(fā)射變壓器絕緣墊804與推力墊圈806之間對變壓器絕緣墊804提供保護(hù)作用。發(fā)射軸承外壓板807是推力墊圈806的安裝載體同時又是施力和壓緊的基準(zhǔn)面。外端滑入發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808用彈簧擋圈809施力壓緊卡住。
[0064]在變壓器絕緣托802階梯圓環(huán)的小圓環(huán)上套減震橡膠環(huán)，起到減震的作用，減震橡膠環(huán)的另一端壓在與發(fā)射晶體座703上的發(fā)射晶體座臺階713，發(fā)射晶體長槽孔712的存在保證了裝配壓緊減震橡膠環(huán)后晶體內(nèi)腔307與變壓器內(nèi)腔308油路的暢通，同時起到抵消加工誤差的作用。
[0065]圖SB示出了發(fā)射變壓器絕緣墊804的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了推力墊圈軸向壓緊面810、推力墊圈徑向支撐面811和絕緣墊油線槽812。推力墊圈軸向壓緊面810為發(fā)射變壓器803軸向定位面,推力墊圈徑向向支撐面811為發(fā)射變壓器803軸向定位面的徑向定位面，絕緣墊油線槽812溝通發(fā)射罩內(nèi)腔306與變壓器內(nèi)腔308，從而保證油路的暢通。
[0066]由此，發(fā)射晶體部分303，變壓器部分304之間的連接涉及多個連接件及減震、密封環(huán)，通過發(fā)射晶體座703的發(fā)射晶體座油線方孔710，發(fā)射晶體座油線圓孔711，發(fā)射晶體長槽孔712，保證了晶體內(nèi)腔307與變壓器內(nèi)腔308之間油、線路的暢通；晶體支撐套702的晶體支撐套油線槽708保證了發(fā)射罩內(nèi)腔306與晶體內(nèi)腔307之間油、線路的暢通；發(fā)射變壓器絕緣墊804的絕緣墊油線槽812保證了發(fā)射罩內(nèi)腔306與變壓器內(nèi)腔308之間油、線路的暢通。
[0067]圖SC示出了發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了鎖緊螺紋環(huán)壓緊面813、定位銷限位孔814、鎖緊大螺紋815、鎖緊螺紋環(huán)油線孔816、鎖緊螺紋環(huán)油線槽817、鎖緊螺紋環(huán)定位面818、支撐環(huán)卡簧槽819和端蓋連接臺階820。
[0068]鎖緊螺紋環(huán)壓緊面813與發(fā)射軸承外壓板807貼緊；鎖緊大螺紋815與端面支撐環(huán)對接；鎖緊螺紋環(huán)定位面818與變壓器部分固定卡槽505處安裝的彈簧擋圈809相貼緊，構(gòu)成變壓器部分304軸向定位結(jié)構(gòu)。
[0069]定位銷限位孔814腔內(nèi)位置為輔助定位銷63，輔助定位孔43溝通芯軸腔305與發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)內(nèi)腔312 ;鎖緊螺紋環(huán)油線孔816與定位銷限位孔814相聯(lián)通，溝通發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)內(nèi)腔312與第一發(fā)射罩支撐內(nèi)腔309 ;鎖緊螺紋環(huán)油線槽817溝通發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)內(nèi)腔312與第二發(fā)射罩支撐內(nèi)腔310，分別保證油路暢通。
[0070]圖9A示出了透聲罩及支撐部分302的組裝圖，具體示出了發(fā)射罩901、橡膠減震環(huán)902、發(fā)射罩支撐環(huán)903、彈簧擋圈904、發(fā)射密封蓋905、彈簧擋圈906、鏡像裝配完成支撐部分907和發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908。
[0071 ] 芯軸部分301組裝完成即安裝發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908，發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908安裝于芯軸中部臺階501位置中心對應(yīng)兩邊平齊，完成發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908安裝后依次組裝發(fā)射晶體部分303、變壓器部分304、透聲罩及支撐部分302。發(fā)射罩中環(huán)支撐環(huán)908中部設(shè)有支撐O圈槽，安裝O型圈，作為發(fā)射罩901的中部支撐，O型圈有減震的作用。
[0072]鏡像裝配完成支撐部分907為雙發(fā)射鏡像對稱的另一支撐部分組裝完成部分。套裝發(fā)射罩901，發(fā)射罩支撐環(huán)903的內(nèi)螺紋與發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808的外螺紋相接合，發(fā)射罩901與發(fā)射罩支撐環(huán)903之間安裝橡膠減震環(huán)902，彈簧擋圈904與支撐環(huán)卡簧槽819相配完成發(fā)射罩支撐環(huán)903的軸向定位，發(fā)射密封蓋905與發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808相接，端蓋連接臺階820設(shè)有減震橡膠環(huán)，安裝完成發(fā)射密封蓋905用彈簧擋圈906完成透聲罩及支撐部分302的最后軸向定位。
[0073]圖9B示出了發(fā)射罩901的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了發(fā)射罩徑向缺口 909、發(fā)射罩軸向槽910和發(fā)射罩內(nèi)面911。
[0074]發(fā)射罩901由金屬制成，具有隔離泥漿的作用。儀器在井下作業(yè)時會出現(xiàn)液化氣通過橡膠分子間隙滲入儀器內(nèi)的情況，儀器出井后液化氣氣化會導(dǎo)致皮囊膨脹，嚴(yán)重時損壞皮囊，從而損傷儀器探頭內(nèi)部的零件。本實用新型發(fā)射罩901是用金屬外殼代替皮囊包裹晶體解決以上述的問題。
[0075]發(fā)射罩徑向缺口 909壓緊橡膠減震環(huán)902，橡膠減震環(huán)902在發(fā)射罩支撐環(huán)903的選裝擠壓下，嵌入發(fā)射罩徑向缺口 909形成一個發(fā)射罩901徑向的阻力，有效阻止發(fā)射罩901轉(zhuǎn)動；發(fā)射罩軸向槽910對稱布置兩個減小了發(fā)射罩901的壁厚，本實用新型為聲波雙發(fā)射結(jié)構(gòu)，兩個發(fā)射罩軸向槽910與兩個發(fā)射晶體701位置關(guān)系一一對應(yīng)，發(fā)射罩軸向槽910處減小了發(fā)射罩901壁厚，可有效防止聲波信號在透聲罩901部分衰減，發(fā)射罩901局部壁厚的減小使整體發(fā)射罩901強(qiáng)度不至受較大的影響。
[0076]圖9C示出了發(fā)射罩支撐環(huán)903的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了對接螺紋912、密封圈槽913、減震環(huán)卡口 914、鉤頭扳手孔915、軸向向定位面916、端蓋密封面917和彈簧卡簧槽918。
[0077]對接螺紋912與鎖緊大螺紋815對接，完成發(fā)射罩支撐環(huán)903的組裝，密封圈槽913安裝密封O型圈與發(fā)射罩內(nèi)面911共同行程密封結(jié)構(gòu)。減震環(huán)卡口 914壓緊橡膠減震環(huán)902及發(fā)射罩901，起到減震及防止發(fā)射罩901轉(zhuǎn)動的多重功效。鉤頭扳手孔915為對接螺紋912完成對接使鉤頭扳手孔。軸向向定位面916與端蓋連接臺階820壓緊處安裝橡膠減震環(huán)。彈簧卡簧槽918安裝彈簧擋圈906完成端蓋的軸向定位。
[0078]圖9D示出了發(fā)射密封蓋905的結(jié)構(gòu)圖，具體示出了端蓋壓緊面919、端蓋外密封圈槽920、端蓋內(nèi)密封圈槽921、端蓋油線半圓槽922和徑向定位凸起923。
[0079]端蓋壓緊面919通過橡膠減震環(huán)與發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808的端蓋連接臺階820壓緊。端蓋油線半圓槽922在端蓋壓緊面919通過橡膠減震環(huán)與發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)808的端蓋連接臺階820壓緊后起到溝通第二發(fā)射罩支撐內(nèi)腔310與發(fā)射罩支撐環(huán)內(nèi)腔313的作用。端蓋外密封圈槽920內(nèi)裝O型密封圈與發(fā)射罩內(nèi)面911接觸起密封的作用。端蓋內(nèi)密封圈槽921內(nèi)裝O型密封圈與發(fā)射軸61接觸起密封的作用。徑向定位凸起923與端蓋徑向定位卡槽511對接，使發(fā)射密封蓋905徑向定位。
[0080]本領(lǐng)域技術(shù)人員可從前面的具體說明意識到本公開的廣泛教導(dǎo)可以按照多種形式來實施。雖然本公開包括了具體的示例，但本公開的真實范圍卻不應(yīng)當(dāng)被如此限制，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究了附圖、說明書和所附權(quán)利要求書后將會明白其他的修改、變形和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種聲波測井儀器的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于包括芯軸部分、透聲罩及支撐部分、發(fā)射晶體部分和變壓器部分，其中，所述透聲罩及支撐部分、所述發(fā)射晶體部分和所述變壓器部分均安裝于所述芯軸部分上，所述發(fā)射晶體部分與所述變壓器部分均被布置在所述透聲罩及支撐部分中，使得所述發(fā)射晶體部分鄰近于所述變壓器部分。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述透聲罩及支撐部分包括發(fā)射罩，所述發(fā)射晶體部分放置在所述發(fā)射罩中，并且所述發(fā)射罩由金屬制成。
3.如權(quán)利要求2所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述發(fā)射罩具有局部減小的壁厚，降低聲波在經(jīng)過發(fā)射罩時的衰減。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述復(fù)合發(fā)射短節(jié)還包括第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分，所述第二發(fā)射晶體部分和第二變壓器部分分別與所述發(fā)射晶體部分和變壓器部分關(guān)于所述復(fù)合發(fā)射短節(jié)的軸向中點鏡像對稱布置。
5.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述芯軸部分包括發(fā)射軸和發(fā)射芯軸，所述發(fā)射軸套裝在所述發(fā)射芯軸內(nèi)，芯軸支撐非金屬環(huán)隔在所述發(fā)射軸與所述發(fā)射芯軸之間，使所述發(fā)射軸與所述發(fā)射芯軸之間形成芯軸間內(nèi)腔。
6.如權(quán)利要求5所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述發(fā)射軸包括主定位孔、主軸油線孔和輔助定位孔，所述發(fā)射芯軸包括主定位銷孔、芯軸油線孔和芯軸輔助定位孔，并且其中，當(dāng)所述發(fā)射軸套裝在所述發(fā)射芯軸內(nèi)時，所述主定位孔與所述主定位銷孔對齊，所述主軸油線孔與所述芯軸油線孔對齊，并且所述輔助定位孔與所述芯軸輔助定位孔對齊。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述變壓器部分包括變壓器絕緣托、發(fā)射變壓器、發(fā)射變壓器絕緣墊、發(fā)射軸承內(nèi)壓板、推力墊圈、發(fā)射軸承外壓板、發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)和彈簧擋圈，其中，所述變壓器絕緣托與所述發(fā)射變壓器絕緣墊分別位于所述發(fā)射變壓器的軸向兩邊，所述變壓器絕緣托與所述發(fā)射變壓器絕緣墊分別由絕緣材料制造，并且其中，所述發(fā)射軸承內(nèi)壓板、所述推力墊圈、所述發(fā)射軸承外壓板、所述發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)、所述彈簧擋圈依次沿軸向安裝，所述彈簧擋圈與所述發(fā)射芯軸的變壓器部分固定卡槽相配，使所述變壓器部分軸向定位。
8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述發(fā)射鎖緊螺紋環(huán)設(shè)有外螺紋，所述外螺紋與所述透聲罩及支撐部分的發(fā)射罩支撐環(huán)的內(nèi)螺紋相接合。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合發(fā)射短節(jié)，其特征在于，所述發(fā)射晶體部分包括發(fā)射晶體，所述發(fā)射晶體由壓電陶瓷或壓電石英制成。
【文檔編號】E21B47/14GK203570306SQ201320568296
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】謝昱北, 劉炎昌, 肖加奇, 朱瑞明, 潘良根, 袁彩華 申請人:中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司